[发明专利]一种非接触磁感应心率和呼吸率同步检测方法及系统

权利要求书

1.一种非接触磁感应心率和呼吸率同步检测方法，其特征在于包括以下步骤：

101、采用高频交流正弦信号发生器给激励线圈施加正弦交流电压以产生激励磁场，在激励线圈的左右对称位置设置检测线圈A和检测线圈B，其中激励线圈平行于水平面设置，检测线圈A和检测线圈B垂直于水平面设置；检测线圈A和检测线圈B分别采集左胸腔和右胸腔的激励磁场信号和感应磁场信号，并分别获取检测线圈A和检测线圈B中的高频相移正弦电压信号X和Y，并将高频相移正弦电压信号X和Y依次经过前端放大装置及高频带通滤波器滤波后得到滤波信号X'和滤波信号Y'；

102、将步骤101中的滤波信号X'、滤波信号Y'及参考信号M输入软件鉴相器中，经过3阶巴特沃兹软件滤波器滤波后，采用FFT法或相关法或相敏法得到磁感应相位差Φ(X'-M)及Φ(Y'-M)；

103、采用小波降噪法分别对步骤102中得到的磁感应相位差Φ(X'-M)及Φ(Y'-M)进行降噪处理，得到降噪后的磁感应相位差Φ(X'-M)及Φ(Y'-M)信号；

104、将步骤102中降噪后的磁感应相位差Φ(X'-M)及Φ(Y'-M)信号采用Fast-ICA分离算法进行分离，并采用频谱分析确定出心率及呼吸率所在导联，求出呼吸率及心率。

2.根据权利要求1所述的非接触磁感应心率和呼吸率同步检测方法，其特征在于：步骤101中所述高频交流正弦信号发生器采用泰克公司的信号源AFG3252，产生10MHz的激励信号。

3.根据权利要求1所述的非接触磁感应心率和呼吸率同步检测方法，其特征在于：步骤103中的窄带滤波器采用3阶巴特沃兹滤波器，滤波带宽设置为0.5MHz。

4.根据权利要求1所述的非接触磁感应心率和呼吸率同步检测方法，其特征在于：步骤103中的小波降噪法采用8阶sym小波进行去噪。

5.根据权利要求1所述的非接触磁感应心率和呼吸率同步检测方法，其特征在于：步骤104中的Fast-ICA分离算法采用调用matlab中的FastICA-2.5工具箱。

6.根据权利要求1或5所述的非接触磁感应心率和呼吸率同步检测方法，其特征在于：所述Fast-ICA分离算法包括步骤：

A、分别对两路相位差信号进行去均值；

B、再对步骤A中去均值后的信号作白化处理；

C、基于负熵最大化理论确定目标函数，应用牛顿迭代算法求出目标函数的最大值，即进行分离矩阵的优化，选用对称正交法正交化矩阵，并对其进行归一化；

D、最后判断分离矩阵是否收敛，若矩阵收敛则分离源信号。

7.一种非接触磁感应心率和呼吸率同步检测系统，其特征在于：包括检测装置(1)、硬件滤波装置(2)及软件滤波装置(3)、相位差计算模块(4)、降噪模块(5)、信号分离模块(6)及显示装置(7)；其中

所述检测装置(1)包括激励线圈、检测线圈A和检测线圈B，所述检测线圈A和检测线圈B分别对称设置于激励线圈的左右位置，其中激励线圈平行于水平面设置，检测线圈A和检测线圈B垂直于水平面设置；所述检测装置(1)与硬件滤波装置(2)相连接；

所述硬件滤波装置(2)包括前端放大装置及高频带通滤波器；

所述检测线圈A和检测线圈B分别采集左胸腔和右胸腔的激励磁场信号和感应磁场信号，并分别将检测线圈A和检测线圈B中的高频相移正弦电压信号X和Y依次经过前端放大装置及高频带通滤波器滤波后得到滤波信号X'和滤波信号Y'；经过软件鉴相器滤波后采用FFT法或相关法或相敏法得到磁感应相位差Φ(X'-M)及Φ(Y'-M)，并将磁感应相位差Φ(X'-M)及Φ(Y'-M)传输给降噪模块(5)进行降噪处理，再送给信号分离模块(6)进行分离，得出心率和呼吸率，最后将结果传输到显示装置(7)进行显示。