【CN110025296A】一种光电容积脉搏波的特征参数的采集方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910154992.6

(22)申请日 2019.03.01

(71)申请人 西安理工大学

地址 710048 陕西省西安市金花南路5号

(72)发明人 陈剑虹　雷苏力　何菲　刘泽晨　

林志强　朱凌建　

(74)专利代理机构 北京国昊天诚知识产权代理

有限公司 11315

代理人 杨洲

(51)Int.Cl.

A61B 5/02(2006.01)

(54)发明名称

一种光电容积脉搏波的特征参数的采集方

法

(57)摘要

一种光电容积脉搏波的特征参数的采集方

法，包括以下步骤：1)采集手指端的光电容积脉

搏波信号，对光电容积脉搏波信号低通滤波，放

大后传送给上位机；2)使用数字滤波器对采集到

的信号进行滤波处理并获取其中一个心动周期

的脉搏波信号；3)使用3个高斯项叠加进行脉搏

波波形拟合；4)给拟合函数设定系数限定条件；

5)根据最小二乘原则，列出误差平方和函数以求

解该高斯函数的系数；6)对式(3)中的每一项系

数求偏导数；7)使用BFGS的方法迭代求解方程

组；8)根据高斯函数的每一个平移分量和交点信

息确定脉搏波特征值的位置；解决了对于脉搏波

波形生理特征位置不明显的情况下特征值的确

定问题。权利要求书2页 说明书4页 附图3页CN 110025296 A 2019.07.19

C N 110025296

A

1.一种光电容积脉搏波的特征参数的采集方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，基于朗伯比尔定理的原理，使用红外波段的光源照射人体指端，由光电探测器采集透射过指端的光信号，对含有高频噪声的光电容积脉搏波信号采用模拟滤波器进行低通滤波，并使采集到的光电容积脉搏波信号通过放大电路进行放大，再对其进行A/D转换后将数据传送给上位机；

步骤2，使用数字滤波器对光电容积脉搏波信号中由采集卡、人体呼吸、抖动带来的噪声再进行滤波处理，以获得更好的信噪比，获得去噪后的光电容积脉搏波信号并采用差分阈值法获取其中一个心动周期的脉搏波信号；

步骤3，

使用3个高斯函数叠加进行脉搏波波形拟合：

其中，V i 分别对应为其中一个高斯函数的峰值，T i 分别对应了其中一个高斯函数的主峰相对于横坐标零点的偏移量，U i 表征了每一个高斯峰的宽度；

步骤4，

给拟合函数设定系数限定条件：

其中，a i 、b i 、c i 分别为非线性拟合的限定条件；

步骤5，根据最小二乘准则求解，要求拟合的方程与原信号的误差平方和最小，暨式(2)取得最小值时，便获得了V i 、T i 、U i

的最优解，

式中，sig为输入信号，Q为误差平方和函数；

步骤6，对式(2)中的每一项系数求偏导数，

令：

使得偏导数为0的解：V i ，T i ，U i 则构成了误差平方和Q的最优解；

步骤7，求解F(V i ,T i ,U i )，对于多元非线性方程而言，很难得到其解析解，故使用基于牛顿秩_2迭代法的BFGS算法对非线性方程进行迭代求取其最优解，

权　利　要　求　书1/2页2CN 110025296 A