[发明专利]一种基于波形时域特征的脉搏波信号特征点检测方法

摘要

本发明提供了一种基于波形时域特征的脉搏波信号特征点检测方法，其采用逐步缩小分析波形的区间，在分析过程中基于脉搏波信号的波形时域特征，结合了微分和小波变换算法来确定脉搏波信号中的特征点位置，因而能够有效去除不必要的干扰，放大信号的特征，提高了脉搏波信号特征点检测的准确度，对于脉搏波波形中的潮波或重搏波不明显的情况识别准确度高；本发明方法实现了计算机对脉搏波信号特征点的检测，不仅降低了临床医师的工作量，克服了人工手动检测的误差，还为计算机设备自动计算、获取脉搏波临床信息以及连续血压无创检测设备的研发提供了技术基础。

主权项

一种基于波形时域特征的脉搏波信号特征点检测方法，其特征在于，将采集的脉搏波信号输入至计算机，由计算机进行采样预处理后，以脉搏波信号中各节拍信号的主动脉打开点、主峰波峰点、潮波波谷点、潮波波峰点、重搏波波谷点和重搏波波峰点作为特征点识别对象，对脉搏波信号中的各特征点进行识别检测；计算机对脉搏波信号中的特征点进行识别检测的具体步骤包括：1)对脉搏波信号进行峰值识别处理，并将幅值与脉搏波信号中最小幅值点的幅值之差大于预设定幅值阈值V_θ的峰值点判定为脉搏波信号中的主峰波峰点，从而确定脉搏波信号中各节拍信号的主峰波峰点c_i，i＝1,2,…,N，N表示脉搏波信号中包含的节拍总数；2)对脉搏波信号进行一阶微分处理后，对于脉搏波信号中任意的第i个节拍信号而言，在脉搏波信号的一阶微分信号中找出第i个节拍信号的主峰波峰点c_i所对应位置处之前的第一个过零位置点，将所述第一个过零位置点对应在脉搏波信号中的位置点判定为第i个节拍信号的主动脉打开点b_i；由此，分别确定脉搏波信号中各节拍信号的主动脉打开点；3)根据脉搏波信号中各节拍信号的主峰波峰点的位置，分别确定脉搏波信号中各节拍信号的节拍周期T_i，i＝1,2,…,N，然后在各节拍信号中分别标记其重搏波参考位置点；其中，任意的第i个节拍信号中重搏波参考位置点g′_i的位置P(g′_i)，根据第i个节拍信号的节拍周期T_i、主峰波峰点c_i的位置P(c_i)以及预设定的重搏波相对位置参数RP确定：P(g′_i)＝P(c_i)+(RP×T_i)；然后在第i个节拍信号中以重搏波参考位置点g′_i为中心的预设定重搏波时域宽度范围Ω_g内找到幅值极大值点和幅值极小值点，分别判定为第i个节拍信号的重搏波波谷点f_i和重搏波波峰点g_i；由此，分别确定脉搏波信号中各节拍信号的重搏波波谷点和重搏波波峰点；4)对于脉搏波信号中任意的第i个节拍信号，对其主峰波峰点c_i到重搏波波谷点f_i之间的信号段P_i(n)进行五层小波分解，即：$P_i\left(n\right)=P_{i,5}^a\left(n\right)+\underset{k=1}{\overset{5}{\Σ}}{P}_{i,k}^d\left(n\right);$得到其d5层信号n表示所述信号段P_i(n)中包含的采样点数，表示所述信号段P_i(n)进行五层小波分解得到的低频信号部分，表示所述信号段P_i(n)进行五层小波分解得到的dk层信号，k∈{1,2,3,4,5}；在所述d5层信号的起始点为起点的预设定潮波时域宽度范围Ω_e内找到幅值极大值点，将所述幅值极大值点对应在脉搏波信号中的位置点判定为第i个节拍信号的潮波波峰点e_i；由此，分别确定脉搏波信号中各节拍信号的潮波波峰点；5)对于脉搏波信号中任意的第i个节拍信号，对其主峰波峰点c_i到潮波波峰点e_i之间的信号段进行微分处理，判断其一阶微分信号中是否存在过零点；若是，则判定该过零点位置点对应在脉搏波信号中的位置点为第i个节拍信号的潮波波谷点d_i；若主峰波峰点c_i到潮波波峰点e_i之间信号段的一阶微分信号中不存在过零点，则进一步计算主峰波峰点c_i到潮波波峰点e_i之间信号段的二阶微分信号，在该二阶微分信号中找出第i个节拍信号的潮波波峰点e_i所对应位置处之前的第二个过零位置点，判定该第二个过零位置点对应在脉搏波信号中的位置点为第i个节拍信号的潮波波谷点d_i；由此，分别确定脉搏波信号中各节拍信号的潮波波谷点。