[发明专利]一种光电容积波信号的仿真合成方法与装置

权利要求书

1.一种光电容积波信号的仿真合成方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤1，仿真合成单心动周期光电容积波红外光波形；

通过将三个高斯信号叠加，拟合实际的单心动周期光电容积波红外光波形，从而得到合成单心动周期光电容积波红外光波形所需的三个基准高斯信号，然后由三个基准高斯信号合成得到单心动周期光电容积波红外光波形；

将单心动周期光电容积波红外光波形延拓多个心动周期，至少延拓至一个完整的呼吸周期，构成单呼吸周期固定参数光电容积波红外光波形；

步骤2，仿真合成单呼吸周期呼吸波形；

通过将两个半正弦信号叠加，拟合实际的单呼吸周期呼吸波形，从而得到合成仿真单呼吸周期呼吸波形的两个基准半正弦信号；根据得到的两个基准半正弦信号仿真合成单呼吸周期呼吸波形；

步骤3，仿真合成单呼吸周期呼吸调制参数光电容积波红外光波形；

通过步骤1合成的仿真单呼吸周期固定参数光电容积波红外光波形和步骤2合成的仿真单呼吸周期呼吸波形叠加，拟合实际的单呼吸周期呼吸调制参数光电容积波红外光波形，从而得到仿真单呼吸周期呼吸调制参数光电容积波红外光波形中呼吸诱发幅度变化、呼吸诱发频率变化以及呼吸诱发强度变化的比例系数与相位差；

根据得到的呼吸诱发幅度变化、呼吸诱发频率变化以及呼吸诱发强度变化的比例系数与相位差，由仿真单呼吸周期固定参数光电容积波红外光波形和仿真单呼吸周期呼吸波形合成仿真单呼吸周期呼吸调制参数光电容积波红外光波形；

步骤4，心率变异性信息的合成；

将合成的仿真单呼吸周期呼吸调制参数光电容积波红外光波形延拓至多呼吸周期；通过对所得多呼吸周期中单个心动周期的时长调整，在多呼吸周期光电容积波红外光波形中合成心率变异性信息，得到包含心率变异性的多参数动态调整光电容积波红外光波形IR(t)，即单呼吸周期呼吸调制参数光电容积波红外光波形的呼吸周期延拓函数；

步骤5，血氧饱和度信息的合成；

通过对步骤4所得的多参数动态调整光电容积波红外光波形IR(t)进行线性函数变换，在多参数动态调整光电容积波红光波形中合成血氧饱和度信息，得到包含血氧饱和度信息的多参数动态调整光电容积波红光波形Red(t)；

步骤6，根据多参数动态调整光电容积波红外光波形IR(t)，以及包含血氧饱和度信息的多参数动态调整光电容积波红光波形Red(t)，仿真合成光电容积波信号。

2.根据权利要求1所述的一种光电容积波信号的仿真合成方法，其特征在于，步骤1中，根据得到的三个基准高斯信号仿真合成单心动周期光电容积波红外光波形，由公式(1)描述：

其中，t为函数p(t)的时间自变量，p(t)为叠加所得单心动周期光电容积波红外光波形，p(t)的周期为PP间期，为单个心动周期的时长，即脉率间期的时长；V_i为第i个高斯函数的幅度，T_i为第i个高斯函数的中心位置，U_i为第i个高斯函数的宽度；i为高斯函数的序号，且i为1～3之间的正整数。

3.根据权利要求2所述的一种光电容积波信号的仿真合成方法，其特征在于，步骤2中，根据得到的两个基准半正弦信号仿真合成单呼吸周期呼吸波形，由公式(2)描述：

其中，t为函数r(t)的时间自变量，r(t)为叠加所得单呼吸周期呼吸波形，T_up为呼吸的吸气时间，也称上升时间，T_dn为呼吸的呼气时间，也称下降时间。