[发明专利]自组织脉搏传感器中的滤波融合方法

说明书

技术领域

本发明涉及信号处理技术领域，尤其涉及一种脉搏波智能检测装置中的滤 波融合方法。

背景技术

现有的脉搏波检测装置在测量病人脉搏时要求被测者处于平静状态，得出 脉搏波用于医学上的辅助诊断。但是，在动态测量脉搏波的情况下，现有的脉 搏波检测装置往往精度不能满足要求，且医学参考价值不大。在需要对被检者 进行全天候监测的情况下，静态的脉搏波检测装置不能取得很好的效果。

已有的多路脉搏检测装置，在脉搏波后续的处理过程中没有按照中医中的 切脉理论去考虑合适的融合处理方法，比如寸关尺三部脉波形各异，还有不同 的运动负荷对脉搏造成的干扰如何消除。导致测量出来的脉搏波缺乏鲁棒性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种应用于自组织脉搏传感 器中的脉搏波的滤波融合方法。

一种自组织脉搏传感器中的滤波融合方法，包括以下步骤：

(1)用小波分析的方法进行数字滤波；

(2)经过滤噪处理之后的9路脉搏信号的融合处理。

进一步地，所述步骤(1)具体如下：

(A)选择小波基：选择sym8作为小波基波；

(B)选择尺度：在尺度9上进行小波分解；

(C)阈值去噪：采用软、硬阈值折衷的算法进行阈值去噪；

(D)重构脉搏波。

所述步骤(2)具体如下：

(a)因子分析：可将原始9个脉搏通道数据序列划分为3个脉搏波数据组，每 个数据组由在某个因子上的载荷较大，而在其它2个因子上的载荷均较小的几 个时间序列所组成。采用如下简便的方法进行空间降维：在由3个因子决定的3 个变量组中，分别取且仅取一个典型变量，组成降维之后的变量集合；

(b)选取主因子脉搏波通道：选择第1因子和第2因子上载荷最大的脉搏波通 道为两路主因子脉搏波通道；

(c)输出融合脉搏波：对两路脉搏波信号做加权融合，最终输出理想脉搏波信 号。

本发明的有益效果是：本发明在不限制被测者正常活动的情况下，对其脉 搏波进行24小时实时测量，并输出接近真实的脉搏波形曲线，用于后续分析。 本发明采用自组织传感器网络技术，以点阵形式把脉搏波传感器排列在手腕内 侧。在佩戴很短的时间内完成传感器网络的自适应调整，输出连续真实的脉搏 波形曲线。

附图说明

图1为本发明的硬件结构图；

图2为本发明的脉搏波分析处理流程图；

图3为本发明的原始脉搏波经过小波分解之后的各频段叠加图；

图4为本发明的在MATLAB环境中采用SWT(一维平稳小波降噪)模拟 小波降噪处理的过程图；

图5为本发明的脉搏波变量在3个因子下的聚类图；

图6为本发明的原始脉搏波变量在3个因子上的载荷图；

图7为本发明的A类自相关度较大的脉搏波；

图8为本发明的B类自相关度较大的脉搏波；

图9为本发明的最终处理结束后输出脉搏波形图。

具体实施方式

本发明自组织脉搏传感器中的滤波融合方法通过在手腕内侧桡动脉处放置 多个压电式传感器点阵得到多路脉搏波曲线，其中每一路单点传感器可单独测 得该点处脉搏波。多路脉搏波曲线在信息融合中心进行数字滤波和因子分析。 首先，采用小波处理方法进行数字滤波，能有效地消除了脉搏波中混入的基线 漂移，肌电干扰，工频干扰等噪声信号。然后，通过因子分析对滤波后的多路 脉搏信号做降维处理，去除其中严重失真的信号通道，同时优化选择两路脉搏 波信号，再计算其连接权重系数，用于抵消不同运动负荷下的脉搏波畸变，最 终融合为一路脉搏波输出。采用本发明中的方法可以实时调整传感器点阵的输 出权重，输出一路最接近真实的脉搏信号。再通过无线通信模块与后续处理模 块接合。实现实时的脉搏信号监测分析。

具体来说，本发明采用手表链式腕带，在手腕内侧桡动脉处放置3行3列 压电式传感器点阵。在靠近脉搏待测区域下用可充气气垫或弹力柱装置使传感 器充分接触桡动脉处的脉搏。每一路单点传感器可单独测得该点处脉搏波。9路 脉搏波曲线在信息融合中心进行融合判断，实时调整传感器点阵的输出权重。 输出一路最接近真实的脉搏信号，通过无线通信模块与后续处理模块接合。