[发明专利]心音和脉搏波传导时间测量方法及便携式测量装置

摘要

本发明公开了一种心音和脉搏波传导时间测量方法及便携式测量设备，采集并测量心音、脉搏信号，通过心音、脉搏测量结果计算脉搏波传导时间。心音测量包括心音拾取、心音包络提取、心音特征点定位。脉搏测量包括脉搏信号采集、脉搏信号特征点定位。本发明用于心音和脉搏波传导时间测量，能够实时测量心音和脉搏波传导时间，不需要采用体验较差的电极贴于皮肤采集心电信号，能够利用现有的智能移动终端设备实现，具有舒适便携随身的优点。

主权项

1.一种心音和脉搏波传导时间测量方法，其特征在于，采集并测量心音、脉搏信号，通过心音、脉搏测量结果计算脉搏波传导时间；其中，心音测量包括如下步骤：步骤一，心音拾取，在听诊器导管内放置驻极体传感器，使用该听诊器采集使用者主动脉瓣区的心音信号，心音信号经预处理、模数转换成数字信号，将数字信号通过蓝牙模块传输至智能手机的声音处理模块；步骤二，心音包络提取，声音处理模块将心音信号通过希尔比特变换提取包络，得到心音波形；把心音信号定义为实数值函数x(t)，x(t)的希尔伯特变换为：其中，希尔伯特变换之频率响应由傅立叶变换给出：H(ω)＝F{h}(ω)＝‑i·sgn(ω)F为傅里叶变换，ω为角频率，i为虚部，符号函数为：利用希尔伯特变换90°相移特性，将一个实信号x(t)作为实部，其希尔伯特变换后的向量作虚部，重新构成一个新的复信号z(t):对复信号z(t)求模得到实信号x(t)的包络，即得到心音波形；步骤三，心音特征点定位三‑1，在心音波形上设定一条阙值线，该阙值线占有整个波形信息的20％‑70％，且可在20％‑70％之间自适应波形曲线；三‑2，取出阈值线与波形曲线的交点并按从小到大的顺序存储到矩阵H中；三‑3，在矩阵H中分段类比寻找峰值点，分段规则为每两个点为一段，同一点只能使用一次；三‑4，在波形曲线中定位所有峰值点；三‑5，若选出的相邻峰值点间隔大于500ms，则降低阈值，继续搜索；直到所有相邻峰值点间隔都小于500ms，将这些峰值点作为心音特征点的候选点；三‑6，顺序剔除第一峰值点后间隔小于200ms的候选点；三‑7，利用充要条件，正常情况下，第二心音顺序到达第一心音的时间大于第一心音顺序到达第二心音的时间，在剩余候选点中区分并定位得到第一心音和第二心音两个心音特征点；脉搏测量包括如下步骤：步骤Ⅰ，脉搏信号采集，找一台同时具有摄像头和闪光灯，且摄像头和闪光灯相邻设置的手机，使用者指尖同时压住摄像头和闪光灯，连续拍摄光透明状态下指尖的视频流；对视频流中每张图片进行R、G、B三通道分离，并对分离后的图片做像素平均处理得到三个一维源信号，将三个一维源信号进行独立成分分析；将三个一维源信号分别与G通道对应的一维源信号进行相关性分析，相关性最大的即为含噪脉搏信号；最后将该含噪脉搏信号经小波变换后，设立阙值去除高频的噪音信号，再通过小波逆变换得到去除噪音的脉搏信号；步骤Ⅱ，脉搏信号特征点定位，设定初始滑窗的宽度，初始滑窗的宽度取3/4采样频率，初始滑窗宽度为横向覆盖离散波形点的数量；滑窗的表达式如下：其中L为初始滑窗的宽度；设获取的一段有用脉搏信号为k＝[k1,k2,…,kn]，则初始滑窗覆盖的离散信号点的子区间为[k1,k2,…,kL]，选取滑窗的中心点kL/2为起始基准点；如果满足：则认为kL/2为脉搏信号峰值，即脉搏信号特征点；计算脉搏波传导时间脉搏波传导时间计算，计算同时刻的第一心音与脉搏信号特征点的时差，即为脉搏波传导时间。