一种基于影像叠影的脉搏波传输速率检测方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及医学信号处理领域，尤其是涉及一种基于影像叠影的脉搏波传输速率 检测方法和系统。
【背景技术】
[0002] 脉搏波传输速度（PulseWaveVelocity，PWV)是指脉搏波由动脉的一特定位置传 播至另一特定位置的速率。动脉弹性及可扩张性的指标动脉硬度增高会使PWV数值上升， 而动脉弹性减弱会使PWV数值下降。所以通过测量PWV数值，我们可以估计动脉的弹性及 可扩张性。PWV数值还是一个极有用的非侵入性指标，使得动脉硬化症、高血压、高脂血症、 糖尿病及肾病等多种血管类疾病的早期发现及诊断成为可能。
[0003] 动脉硬化的检测越来越受到医学界的重视，其检测结果可以提醒患者自己动脉硬 化的状况，及时治疗或增加相应的锻炼，改变饮食结构。PWV的计算公式非常简单，PWV的计
【主权项】
1. 一种基于影像叠影的脉搏波传输速率检测方法，其特征在于，包括： 步骤Sl :采集心电信号和脉搏波信号； 步骤S2 :分别对步骤Sl中心电信号和脉搏波信号进行预处理和周期位置标识后，提取 心电信号和脉搏波信号的多个周期序列； 步骤S3 :分别获取步骤S2中心电信号和脉搏波信号的多个周期序列的峰位特征，并根 据峰位特征得到心电信号和脉搏波信号中每个周期序列的位置； 步骤S4 :基于影像叠影技术根据峰位特征分别将步骤S3中心电信号和脉搏波信号中 每个周期序列起始点对齐，对齐后的每个周期序列相应位置的值叠加得到心电信号和脉 搏波信号各自的单周期序列波形，分别获取两个单周期序列波形的功率谱最高点，将心电 信号和脉搏波信号功率谱最高点所对应的时间间隔作为脉搏波传播传输时间PTT，由公式 (1)得到脉搏波传输速率PWV :
(1) 其中，L为动脉在两个既定点间的距离，通过测量体表获得该值。
2. 根据权利要求1所述的一种基于影像叠影的脉搏波传输速率检测方法，其特征在 于，所述步骤S2中预处理包括对心电信号的幅值、相位处理和脉搏波信号的幅值处理； 心电信号的幅值、相位处理包括：取一组心电信号，获得这组心电信号的平均值、最大 值和最小值，判断平均值到最大值的宽度是否大于平均值到最小值的宽度，若是，则心电信 号输入为正向信号，否则，对心电信号进行值取反，判断后的心电信号进行归一化处理； 脉搏波信号的幅值处理包括：取一组脉搏波信号进行归一化处理。
3. 根据权利要求1所述的一种基于影像叠影的脉搏波传输速率检测方法，其特征在 于，所述步骤S2中周期位置标识包括：根据信号的变化规律，在每个信号周期结束时进行 标识，删除信号周期不完整的部分，得到完整的周期序列。
4. 根据权利要求1所述的一种基于影像叠影的脉搏波传输速率检测方法，其特征在 于，所述步骤S2中提取对应的10~20个周期序列。
5. 根据权利要求1所述的一种基于影像叠影的脉搏波传输速率检测方法，其特征在 于，所述步骤S3中峰位特征包括波峰和波谷的个数及相应的位置。
6. 根据权利要求1所述的一种基于影像叠影的脉搏波传输速率检测方法，其特征在 于，所述步骤S4中功率谱最高点为最高波峰特征点。
7. -种实现权利要求1所述方法的基于影像叠影的脉搏波传输速率检测系统，其特征 在于，包括： 数据采集模块，用于采集心电信号和脉搏波信号； 预处理模块，用于接收数据采集模块的输出，分别对心电信号和脉搏波信号进行预处 理和周期位置标识后，提取心电信号和脉搏波信号的多个周期序列； 波峰检测模块，用于接收预处理模块的输出，分别获取心电信号和脉搏波信号的多个 周期序列的峰位特征，并根据峰位特征得到心电信号和脉搏波信号中每个周期序列的位 置； 影像叠影模块，用于接收波峰检测模块的输出，基于影像叠影技术根据峰位特征分别 将心电信号和脉搏波信号中每个周期序列起始点对齐，对齐后的每个周期序列相应位置的 值叠加得到心电信号和脉搏波信号各自的单周期序列波形，获取两个单周期序列波形的功 率谱最高点，将心电信号和脉搏波信号功率谱最高点所对应的时间作为脉搏波传播传输时 间PTT，进而得到脉搏波传输速率PWV。
8. 根据权利要求7所述的一种基于影像叠影的脉搏波传输速率检测系统，其特征在 于，所述数据采集模块包括： 传感器单元，用于采集心电信号和脉搏波信号； 信号调理单元，用于接收传感器单元的输出，对心电信号和脉搏波信号依次进行一级 差分放大、低通滤波、高通滤波和二级放大； AD转换单元，用于接收信号调理单元的输出，对心电信号和脉搏波信号进行AD转换后 发送给预处理模块。
9. 根据权利要求7所述的一种基于影像叠影的脉搏波传输速率检测系统，其特征在 于，所述预处理模块、波峰检测模块和影像叠影模块均由含有虚拟仪器的上位机实现。
【专利摘要】本发明涉及一种基于影像叠影的脉搏波传输速率检测方法和系统，该方法包括：步骤S1：采集心电信号和脉搏波信号；步骤S2：进行预处理和周期位置标识后，提取对应的多个周期序列；步骤S3：获取信号的周期序列的峰位特征，并根据峰位特征得到每个周期序列的位置；步骤S4：基于影像叠影技术根据峰位特征将心电信号和脉搏波信号的每个周期序列起始点对齐，对齐后的每个周期序列相应位置的值叠加得到单周期序列波形，获取单周期序列波形的功率谱最高点，心电信号和脉搏波信号功率谱最高点所对应的时间作为脉搏波传播传输时间PTT，进而得到脉搏波传输速率PWV。与现有技术相比，本发明具有测量时间短、PWV检测精度高等优点。
【IPC分类】A61B5-0285, A61B5-0265
【公开号】CN104757959
【申请号】CN201510187721
【发明人】黄祖良, 邓琛, 张琴舜, 费冬冬
【申请人】上海工程技术大学
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2015年4月20日