基于心率局部稳定性的心冲击波J波定位方法、设备及介质与流程

本发明涉及生理信号处理，特别涉及基于心率局部稳定性的心冲击波j波定位方法、设备及介质。

背景技术：

1、心冲击波(ba l l i stocard i ogram，bcg)是由心脏收缩和舒张时血液流动引起的身体惯性运动产生的振动信号，bcg对于评估心脏功能、心脏瓣膜病变和心脏手术后的恢复情况等方面具有重要意义。

2、与心电图ecg相比，bcg的检测方式更加舒适，能够减轻受试者的身心负担。因此，在日常生活中，bcg信号更适合用于居家监测。

3、j波是bcg信号正向最大峰值，jj间期可以类比ecg得到的rr间期，用于心率变异性的获取。目前，已有许多j波提取的算法。例如，cho i等提出的基于局部极大值定位心跳的方法，记载在文献cho i b h,chung g s,lee j s,et a l.s l ow-wave s l eep estimat i on on a l oad-ce l l-i nsta l led bed:a non-constra i ned method[j].phys i o l ogi ca l measurement,2009,30(11):1163–1170.doi:10.1088/0967-3334/30/11/002中，以及korte l a i nen等提出的基于倒频谱的心率计算方法，记载在文献korte l a i nen j m,vi rkka l aj.fft averag i ng of mu l t i channe l bcg s igna l s from bed mattress sensor to improve est imat i on of heart beat interva l[c]//engi neer i ng i nmed i c i ne and bi o l ogy soc i ety,2007,29th annua l i nternat i ona lconference of the i eee.lyon,france:i eee,2007:6685-6688中。

4、现有的算法往往仅考虑信号幅度这个维度，从而产生了一些问题，比如针对复杂bcg信号时判断不准，极易出现倍频或者半频的情况。考虑到jj间期本身存在一定的局部稳定性，结合j波幅度大的特点，本发明提出一种基于心率局部稳定性的心冲击波j波定位方法。

技术实现思路

1、为了实现本发明的上述目的和其他优点，本发明的第一目的是提供基于心率局部稳定性的心冲击波j波定位方法，包括以下步骤：

2、s1、获取人体的生理振动信号以及进行预处理，并找出bcg信号中的所有峰值点；

3、s2、在预设心率范围内，根据选取的心率值在初始窗口范围内从所述峰值点中寻找初始状态节点；

4、s3、通过筛选窗口对所述初始状态节点进行筛选，确定最终的初始状态节点；

5、s4、通过递推窗口寻找与当前状态节点相邻的下一状态节点，直至完成当前心率值下所有峰值点的筛选；

6、s5、记录当前心率值下各个状态节点以及状态节点之间的相邻关系；

7、s6、计算相邻状态节点间的节点长度；

8、s7、通过所述节点长度计算每个状态下节点的状态长度；

9、s8、改变心率值，重复s2至s7步骤，得到所述预设心率范围内所有心率值下的状态长度，生成状态长度集合；

10、s9、从所述状态长度集合中选取状态长度最小值，所述状态长度最小值对应的心率值为最佳心率值；

11、s10、根据所述最佳心率值的节点长度和状态长度反推最优路径。

12、进一步地，所述生理振动信号为非接触式采集的人体生理振动信号；其中，所述生理振动信号包括呼吸信号、体动信号、bcg信号。

13、进一步地，所述生理振动信号的预处理包括：

14、对所述生理振动信号进行滤波和降采样处理。

15、进一步地，所述初始窗口的宽度为基准jj间期与预设倍数的乘积；其中，所述预设倍数大于100％。

16、进一步地，所述筛选窗口、所述递推窗口的宽度为所述基准jj间期浮动预设值。

17、进一步地，所述通过递推窗口寻找与当前状态节点相邻的下一状态节点包括：

18、将当前状态节点中的所有节点依次按照所述递推窗口进行递推，得到与当前状态节点相邻的下一状态节点。

19、进一步地，所述节点长度的计算公式为：

20、

21、其中，a为节点峰值幅度，d为相邻状态节点的距离。

22、进一步地，所述每个状态下节点的状态长度的计算包括：

23、将该状态之前所有相邻节点之间得到的节点长度进行累加，保留最小的累加值作为该状态下节点的状态长度。

24、本发明的第二目的是提供一种电子设备，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与所述存储器连接，并且当所述程序代码被所述处理器执行时，实现上述的方法。

25、本发明的第三目的是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现上述的方法。

26、与现有技术相比，本发明实施例的有益效果是：

27、本发明提供基于心率局部稳定性的心冲击波j波定位方法、设备及介质，通过非接触式采集人体的生理振动信号，经过滤波、降采样处理得到bcg信号，在一定的心率检测范围内，利用动态规划算法，结合j波幅度较大以及jj间期局部稳定的特点，确定j波所在位置，能够解决现有技术针对复杂bcg信号时判断不准，极易出现倍频或者半频情况的技术问题。

28、上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本发明的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。

技术特征：

1.基于心率局部稳定性的心冲击波j波定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的基于心率局部稳定性的心冲击波j波定位方法，其特征在于：所述生理振动信号为非接触式采集的人体生理振动信号；其中，所述生理振动信号包括呼吸信号、体动信号、bcg信号。

3.如权利要求1所述的基于心率局部稳定性的心冲击波j波定位方法，其特征在于：所述生理振动信号的预处理包括：

4.如权利要求1所述的基于心率局部稳定性的心冲击波j波定位方法，其特征在于：所述初始窗口的宽度为基准jj间期与预设倍数的乘积；其中，所述预设倍数大于100％。

5.如权利要求4所述的基于心率局部稳定性的心冲击波j波定位方法，其特征在于：所述筛选窗口、所述递推窗口的宽度为所述基准jj间期浮动预设值。

6.如权利要求1所述的基于心率局部稳定性的心冲击波j波定位方法，其特征在于：所述通过递推窗口寻找与当前状态节点相邻的下一状态节点包括：

7.如权利要求1所述的基于心率局部稳定性的心冲击波j波定位方法，其特征在于：所述节点长度的计算公式为：

8.如权利要求7所述的基于心率局部稳定性的心冲击波j波定位方法，其特征在于：所述每个状态下节点的状态长度的计算包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与所述存储器连接，并且当所述程序代码被所述处理器执行时，实现如权利要求1～8任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现如权利要求1～8任一项所述的方法。

技术总结
本发明提供基于心率局部稳定性的心冲击波J波定位方法、设备及介质，包括步骤：获取人体的生理振动信号以及进行预处理，找出BCG信号中的所有峰值点；在预设心率范围内，根据选取的心率值在初始窗口范围内从峰值点中寻找初始状态节点，筛选确定最终的初始状态节点；通过递推窗口寻找与当前状态节点相邻的下一状态节点；计算相邻状态节点间的节点长度及每个状态下节点的状态长度；改变心率值，重复上述步骤，得到所有心率值下的状态长度；从状态长度集合中选取状态长度最小值，得到最佳心率值；根据最佳心率值的节点长度和状态长度反推最优路径。本发明能够解决现有技术针对复杂BCG信号时判断不准，极易出现倍频或者半频情况的技术问题。

技术研发人员：赵晓东,吴成雄,余冠成,唐凤
受保护的技术使用者：苏州医电园生物科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/8/15