[发明专利]基于希尔伯特变换的脉搏波传导速度测算方法

说明书

本发明提出了一种基于希尔伯特变换的脉搏波传导速度测算方法。它包括如下操作步骤：步骤一：由置于同一手指两个不同位置处的脉搏波传感器采集得到两路脉搏波信号；步骤二：利用经验模态分解和小波重构算法对所述的两路脉搏波信号进行处理，去除高频噪声和基线漂移，得到干扰噪声相对较少的脉搏波信号；步骤三：利用希尔伯特变换对所述处理过的两路脉搏波信号进行波形定位点的标定。根据所述标定的定位点计算得到两路脉搏波的延迟采样点，进而通过脉搏波传导速度的计算公式求出脉搏波传导速度。本发明提出的方法能够准确地识别出脉搏波的波形定位点（本发明中识别的波形定位点为脉搏波的起跳点），并且很稳定，不易受到噪声干扰的影响，这将极大地提高脉搏波传导速度的计算精度，同时增加了基于脉搏波传导速度进行后续相关研究的可信度。

技术领域

本发明涉及医学工程领域，具体地，涉及一种基于希尔伯特变换的脉搏波传导速度测算方法。

背景技术

当今社会经济发展迅速，随着人们生活水平的日益提高以及饮食结构的不断变化，心血管疾病已经成为威胁人类生命健康的主要疾病，并且发病率有着逐年升高的趋势。动脉管壁弹性及其僵硬度改变是早期心血管疾病发生的基础和关键，检测和评估人体动脉弹性对于心血管疾病的尽早诊断和治疗有着十分重要的意义。脉搏波传导速度(PWV)被认为是目前评估动脉血管僵硬度的经典指标，PWV越高表示动脉血管的弹性越低，同时PWV还被用于计算血压，进而评估一个人的血压状况。目前，脉搏波传导速度主要是通过脉搏波由动脉的一特定位置传播至另一特定的位置所经过的距离除以脉搏波在这两个位置之间的传播时间获得的，其中难点在于对脉搏波传播时间的获取。而所述传播时间的获取关键在于识别出同一心动周期内在所述两个不同位置采集到的脉搏波的波形定位点。但是由于脉搏波的变异性以及采集脉搏波时极易受到周围环境噪声的干扰， 用于标定脉搏波波形定位点的特征点常常会发生变化，导致基于此求得的脉搏波传导速度(PWV)不准确，最后直接影响人体心血管状况和血压的评估结果。

发明内容

本发明的目的在于针对脉搏波波形定位点标定不准确的情况，提出一种基于希尔伯特变换的脉搏波传导速度测算方法，能可靠性高且使用方便地进行脉搏波波形定位点的标定。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：

本基于希尔伯特变换的脉搏波传导速度测算方法，它考虑到脉搏波传导速度的计算误差受两个方面的影响：一方面是两个不同采集位置之间距离的测量误差，另一方面是脉搏波在所述两个不同位置间传播所用时间的计算误差。本发明力求同时减小这两个方面的误差，以便使得脉搏波传导速度的计算更加准确。为此，其特点在于包括以下步骤：

步骤1、由置于同一手指两个不同位置处的脉搏波传感器采集得到两路脉搏波信号。

步骤2、利用经验模态分解和小波重构算法对所述的两路脉搏波信号进行处理，去除高频噪声和基线漂移，得到干扰噪声相对较少的脉搏波信号。

步骤3、利用希尔伯特变换对所述处理过的两路脉搏波信号进行波形定位点的标定。根据标定的波形定位点计算出两路脉搏波的延迟时间，进而通过两个脉搏波传感器之间的距离除以两路脉搏波的延迟时间得到脉搏波传导速度。

所述的步骤1是为了消除两个采集位置之间距离的测量误差，利用内置在同一个探头里的两个脉搏波传感器测量同一手指两个不同位置处的脉搏波。在所述的探头中，两个脉搏波传感器之间的距离恒定为△d（用于制作探头的材料能够保证这种距离的恒定），这样所述距离就可以作为所述探头设备的一个出厂参数给定，避免了每次使用探头时距离的测量误差。同时，在使用所述探头进行数据采集时，可以得到两路时间同步的脉搏波信号，而两路脉搏波的同步是采用动脉血管中两个不同位置之间的距离除以脉搏波在这两个位置之间的传播时间这种方式计算脉搏波传导速度的前提条件。因为所述的脉搏波传播时间是指同一心动周期内的波形从一个位置传播至另一个位置所用的时间。