[发明专利]一种基于非线性模式分解的袖带压力震荡波提取方法

说明书

一种基于非线性模式分解的袖带压力震荡波提取方法，步骤一、从原始波形中提取袖带压力信号和振荡波信号；步骤二、对含有运动干扰伪迹的振荡波信号进行同步挤压小波变换；步骤三、利用同步挤压小波变换的结果，计算振荡波信号的时变双谱，同时将时变双谱绝对值与同步挤压小波变换结果相乘，得到去噪后震荡波信号的同步挤压小波变换；步骤四、利用非线性模式分解算法，分别提取一次谐波和备选谐波成分，同时使用替代数据检验，找出一次谐波的真实谐波成分；步骤五、通过提取的一次谐波和相关谐波成分进行非线性模式重构，得到去除运动干扰伪迹的振荡波信号；本发明能够对袖带压力震荡波中的运动干扰进行滤除，从而准确提取袖带压力震荡波。

技术领域

本发明涉及生物医学信号处理技术领域，特别涉及一种基于非线性模式分解的袖带压力震荡波提取方法，基于同步挤压小波变换和双谱分析的非线性模式分解算法，旨在对袖带压力震荡波中的运动干扰进行滤除，从而准确提取袖带压力震荡波。

背景技术

血压是反映心脏泵血功能、血管阻力、血液粘滞性和全身血容量等生理参数的重要指标，在临床上得到了广泛应用。血压是血液在血管内流动时，作用于血管壁的压力，它是推动血液在血管内流动的动力。心室收缩，血液从心室流入动脉，此时血液对动脉的压力最高，称为收缩压。心室舒张，动脉血管弹性回缩，血液仍慢慢继续向前流动，但血压下降，此时的压力称为舒张压。血压具有随时间变化特性,同一个人一天之内不同时段所测得血压值不同，在诊所进行的单次或少次血压测量不能可靠地反映血压的波动和活动状态下的情况。动态血压监测是在24小时内自动间断性定时测量日常生活状态下血压的一种诊断技术。早期高血压患者血压只在部分时间升高，偶测血压容易漏诊，所以进行动态血压监测，可以全面详尽地观察一天中血压的动态变化，避免漏诊误诊。临床中多采用示波法进行动态血压监测，示波法是根据袖带内微弱的压力震荡波进行血压测量，测量过程中要求患者保持安静。由于动态血压监测是在24小时内自动按一定测量间期定时测量患者日常生活状态下的血压，无法要求患者在所有测量过程中都保持安静，所以现有临床使用的动态血压监测系统往往要舍弃很多由于各种干扰而导致的无效测量数据，从而严重影响了动态血压监测的临床价值。为此，我们在开发临床用动态血压产品时发明了一种带压力震荡波准确提取方法并获得专利授权(专利号：CN201410004868.9)，显著提高了运动状态下血压准确测量精度。本方法在绝大部情况下表现良好，但以下两种情况下性能有待改进：1)在测量过程中心率出现明显变化；2)运动干扰信号(人体运动)的频率与心脏搏动频率十分接近。

发明内容

为了提高血压计在动态监测中抗运动干扰的能力，本发明的目的在于提供一种基于非线性模式分解的袖带压力震荡波提取方法，针对在测量过程中心率出现明显变化，利用小波变换具有的时频分析特性，对原始袖带压力震荡波中的运动干扰进行滤除，实时跟踪心率的变化，针对运动干扰信号(人体运动)的频率与心脏搏动频率十分接近的情况，由于两种频率近似相同，在小波时间—尺度平面上它们的幅度具有近似或相同的模式，单从幅度信息很难区分两种成分，通过同时考虑幅度和相位信息，从而准确提取出真实的压力震荡波，由此本发明提出一种基于非线性模式分解的去除振荡波中运动干扰的方法。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于非线性模式分解的袖带压力震荡波提取方法，包括以下步骤：

步骤一、从原始波形中提取袖带压力信号和振荡波信号；

步骤二、对含有运动干扰伪迹的振荡波信号进行同步挤压小波变换；

步骤三、利用同步挤压小波变换的结果计算振荡波信号的时变双谱，同时将时变双谱绝对值与同步挤压小波变换结果相乘，得到去噪后震荡波信号的同步挤压小波变换；

步骤四、利用非线性模式分解算法，分别提取一次谐波和备选谐波成分，同时使用替代数据检验找出一次谐波的真实谐波成分；

步骤五、通过提取的一次谐波和相关谐波成分进行非线性模式重构，得到去除运动干扰伪迹的振荡波信号。