[发明专利]一种脉搏波的分析方法及装置

说明书

本发明涉及一种脉搏波的分析方法及装置，该方法包括步骤：步骤1，接收待分析的原始脉搏波；步骤2，对所述原始脉搏波进行分解，从原始脉搏波中提取出若干个本征模态函数；步骤3，选取与原始脉搏波最接近的一个本征模态函数，基于该本征模态函数进行希尔伯特变换，得到原始脉搏波的边际谱密度函数，以该边际谱密度函数的最大频率作为所述原始脉搏波的最大频率输出。本发明方法是对脉搏波进行频率域分析，可以消除脉搏波在传输过程中，受内脏器官影响而叠加的多种不同频率杂波信号对人体的脉搏波造成的影响，准确度高，可将输出的最大频率作为评价心血管健康状态的生理指标。

技术领域

本发明涉及信号分析技术领域，特别涉及一种脉搏波的分析方法及装置。

背景技术

中医理论讲究“望、闻、问、切”四个字，其中切就是通过切脉来诊断人体健康状况。但中医诊断主要是靠经验，没有可以数字化的特征进行分析；西医也常用脉搏的频率来分析人体的心跳状态。然而上述分析均为简单的时域分析，无法描述人体状况的具体特征。另外，目前主要采用傅里叶变换和小波分析方法对脉搏波的特征进行分析，然而这些分析方法很难解决脉搏波在传输过程中，受内脏器官影响而叠加的多种不同频率杂波信号对人体的脉搏波造成的影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种脉搏波的分析方法及装置，采用频率域处理方法对非线性非稳态的脉搏波信号进行处理。

为了实现上述发明目的，本发明实施例提供了以下技术方案：

一种脉搏波的分析方法，包括以下步骤：

步骤1，接收待分析的原始脉搏波；

步骤2，对所述原始脉搏波进行分解，从原始脉搏波中提取出若干个本征模态函数；

步骤3，选取与原始脉搏波最接近的一个本征模态函数，基于该本征模态函数进行希尔伯特变换，得到原始脉搏波的边际谱密度函数，以该边际谱密度函数的最大频率作为所述原始脉搏波的最大频率输出。

进一步地，上述方法中，所述对所述原始脉搏波进行分解，从原始脉搏波中提取出若干个本征模态函数，包括步骤：

步骤2-1，提取原始脉搏波x(t)中所有的局部极大值和局部极小值；若某个时刻的值既大于前一时刻的值也大于后一时刻的值，则该时刻的值为局部极大值；若某个时刻的值既小于前一时刻的值也小于后一时刻的值，则该时刻的值为局部极小值；

步骤2-2，使用三次样条函数进行拟合，获得上包络线xmax(t)和下包络线xmin(t)，并计算上包络线、下包络线的均值，m(t)＝[xmax(t)+xmin(t)]/2；

步骤2-3，用原脉搏波信号x(t)减去均值m(t)，得到一个组件h(t)＝x(t)-m(t)；

步骤2-4，判断h(t)是否为本征模态函数，若是，则进入步骤2-5，否则进入步骤2-6；

步骤2-5，令I₁(t)＝h(t)，r(t)＝x(t)-I₁(t)，并判断r(t)是否为单调序列或常值序列，若是则结束，否则以r(t)代替x(t)，并返回步骤2-1；

步骤2-6，以h(t)代替x(t)，并返回步骤2-1。

另一方面，本发明实施例还提供了一种脉搏波的分析装置，包括以下模块：

数据输入模块，用于接收待分析的原始脉搏波；

数据分解模块，用于对所述原始脉搏波进行分解，从原始脉搏波中提取出若干个本征模态函数；

最大频率计算输出模块，选取与原始脉搏波最接近的一个本征模态函数，基于该本征模态函数进行希尔伯特变换，得到原始脉搏波的边际谱密度函数，以该边际谱密度函数的最大频率作为所述原始脉搏波的最大频率输出。