本發(fā)明屬于智能醫(yī)療，尤其涉及一種脈搏波信號的處理方法、裝置及計算機可讀介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、針對光電容積脈搏波(photoplethysmographic，縮寫ppg)技術(shù)是當前生理信號無創(chuàng)檢測領(lǐng)域一種有前途的、低成本的光電檢測技術(shù)，可以應(yīng)用于心血管監(jiān)測的各個方面，如檢測血氧飽和度、心率、血壓、心輸出量、呼吸、動脈順應(yīng)性、動脈老化、內(nèi)皮功能、靜脈評估、微血管血流、自律神經(jīng)等功能。使用ppg信號監(jiān)測生理參數(shù)的一般步驟包括：(1)信號采集；(2)信號預(yù)處理；(3)特征值提?。?4)建立特征值與生理參數(shù)之間的對應(yīng)模型；(5)模型的評估與調(diào)優(yōu)。其中，信號預(yù)處理部分起著至關(guān)重要的作用。因為ppg信號是一種低頻生理信號，日常檢測過程中容易受到噪聲、運動、血流灌注、血壓和溫度等因素的影響，從而導(dǎo)致檢測到的ppg信號微弱且嘈雜，甚至在受到干擾嚴重的情況下，無法獲得有效的脈搏波信號。對ppg信號進行預(yù)處理，有兩個方面的作用，一方面可以消除脈搏波信號中的低頻和高頻噪聲，另一方面是進行脈搏波質(zhì)量評估，直接將信號質(zhì)量差的波段消除。通常，基線漂移，工頻干擾，以及肌電噪聲與脈搏波的頻率區(qū)間不重合，因此可以通過頻域濾波算法將這三種類型的干擾有效地去除。但是運動偽跡干擾頻率與脈搏波信號頻率相重合，很難通過一般的時域或者頻域濾波算法消除。雖然針對ppg信號的運動偽跡去除有一些研究算法，如獨立成分分析法、小波變換法、奇異值分解法以及自適應(yīng)濾波法。但是這些算法在應(yīng)對運動偽跡時都有一定的局限性，無法將所有的運動偽跡干擾信號有效地濾除，經(jīng)過濾波后，仍然會有一些存在問題的波形存在，倘若參數(shù)計算時使用的一個或幾個心動周期內(nèi)的脈搏波形存在嚴重質(zhì)量問題，會導(dǎo)致計算結(jié)果不可靠。

2、ppg信號質(zhì)量評估算法不是直接對信號進行整形、去噪等處理，而是通過噪聲的特點或波形特征進行具體分析，得到反映信號質(zhì)量高低的信號質(zhì)量指數(shù)，對信號的整體數(shù)據(jù)或者局部數(shù)據(jù)進行綜合評價。信號質(zhì)量評估的一般流程是：(1)質(zhì)量評估參數(shù)的選擇(2)評估標準的建立。用于信號質(zhì)量評估的參數(shù)從時域、頻域、時頻域三個方面進行分析。目前國內(nèi)研究中常用的脈搏波質(zhì)量評估算法是基于單路ppg信號，通過脈搏波形態(tài)特征的變化情況對脈搏波信號進行評估。例如：規(guī)定前后兩個周期的脈搏波形態(tài)學(xué)特征不能超過一定的閾值，盡管這類方法能夠在一定程度上識別出異常波段。但是這類方法較為“粗魯”，缺乏明確地理論基礎(chǔ)，且適用人群考慮不周全。如一些具有心血管疾病的用戶的ppg波形，則有可能出現(xiàn)相鄰ppg波形脈沖幅度以及脈沖寬度變化較大的情況。在計算一些對于實時性要求并不是很高的生理參數(shù)，如血氧飽和度，這種波形質(zhì)量評估方法較為適用。但是在一些對于實時性要求很高的生理參數(shù)，如pp間期、脈率變異性prv等，這種波形質(zhì)量評估方法則會因為損失一部分正常信號而導(dǎo)致精度下降。

3、為此，本發(fā)明提出一種理論基礎(chǔ)較為明確，實施起來較為簡單，實時性好且精度較高的脈搏波信號的處理方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明實施例提供了一種脈搏波信號的處理方法、裝置及計算機可讀介質(zhì)，該方法能夠基于至少兩路原始脈搏波信號確定包括血氧飽和度在內(nèi)多個相關(guān)生理參數(shù)，例如pp間期等，提高生理參數(shù)計算的準確度。

2、根據(jù)本發(fā)明實施例第一方面，提供一種脈搏波信號的處理方法，該方法應(yīng)用于基于至少兩路脈搏波信號生成多生理參數(shù)的設(shè)備，包括：對實時采集的至少兩路原始脈搏波信號中每路原始脈搏波信號進行濾波處理，輸出濾波后脈搏波信號；對每路所述濾波后脈搏波信號進行第一次波形質(zhì)量評估，按照預(yù)設(shè)滑動窗口從第一質(zhì)量評估結(jié)果中獲取第一優(yōu)異波形；其中，每個所述第一優(yōu)異波形用于指示一個周期脈搏波信號；基于所述至少兩路濾波后脈搏波信號中所有第一優(yōu)異波形確定當前滑動窗口對應(yīng)的當前參考血氧飽和度；針對所述至少兩路濾波后脈搏波信號中任一濾波后脈搏波信號：將所述當前滑動窗口對應(yīng)的最后一個周期確定為當前周期；從所述濾波后脈搏波信號中選取與當前周期對應(yīng)的當前濾波后脈搏波信號，基于所述當前參考血氧飽和度，對當前濾波后脈搏波信號進行第二次波形質(zhì)量評估，輸出第二質(zhì)量評估結(jié)果。

3、可選的，所述方法還包括：若所述第二質(zhì)量評估結(jié)果表征所述當前濾波后脈搏波信號屬于第二優(yōu)異波形，則基于所述當前濾波后脈搏波信號確定當前相關(guān)生理參數(shù)；其中，所述當前相關(guān)生理參數(shù)至少包括pp間期以及脈率；若所述第二質(zhì)量評估結(jié)果表征所述當前濾波后脈搏波信號不屬于第二優(yōu)異波形，則基于下一周期參考血氧飽和度，對下一周期濾波后脈搏波信號進行第二次波形質(zhì)量評估。

4、可選的，所述基于所述當前參考血氧飽和度，對所述當前濾波后脈搏波信號進行第二次波形質(zhì)量評估，輸出第二質(zhì)量評估結(jié)果；包括：基于至少兩路的當前濾波后脈搏波信號，確定當前預(yù)估血氧飽和度；對所述當前濾波后脈搏波信號進行特征點識別處理，輸出第二識別結(jié)果；基于所述第二識別結(jié)果確定所述當前濾波后脈搏波信號對應(yīng)的脈搏波上升沿時間與脈搏波下降沿時間；將所述脈搏波上升沿時間與脈搏波下降沿時間之間的時間差值、所述當前預(yù)估血氧飽和度和當前參考血氧飽和度之間的差值，以及所述當前濾波后脈搏波信號所對應(yīng)的脈率，確定為第二評估指標；基于所述第二評估指標，對所述當前濾波后脈搏波信號進行第二次波形質(zhì)量評估，輸出第二質(zhì)量評估結(jié)果。

5、可選的，所述基于所述第二評估指標，對所述當前濾波后脈搏波信號進行第二次波形質(zhì)量評估，輸出第二質(zhì)量評估結(jié)果；包括：若每個所述第二評估指標均滿足預(yù)設(shè)條件，則將所述當前濾波后脈搏波信號確定為第二優(yōu)異波形；若至少有一個所述第二評估指標不滿足預(yù)設(shè)條件，則確定所述當前濾波后脈搏波信號不是第二優(yōu)異波形。

6、可選的，所述方法包括：若在至少兩路濾波后脈搏波信號所對應(yīng)的預(yù)設(shè)滑動窗口到達同一周期時，每路濾波后脈搏波信號所對應(yīng)的第一優(yōu)異波形的數(shù)量均達到第一預(yù)設(shè)閾值時，則基于所述至少兩路濾波后脈搏波信號中所有第一優(yōu)異波形確定當前周期對應(yīng)的當前參考血氧飽和度；若在至少兩路濾波后脈搏波信號所對應(yīng)的預(yù)設(shè)滑動窗口到達同一周期時，存在至少一路濾波后脈搏波信號所對應(yīng)的第一優(yōu)異波形數(shù)量未達到第一預(yù)設(shè)閾值，則將與所述當前周期相鄰的上一周期的濾波后脈搏波信號所對應(yīng)的參考血氧飽和度作為當前參考血氧飽和度。

7、可選的，所述對每路所述濾波后脈搏波信號進行第一次波形質(zhì)量評估，按照預(yù)設(shè)滑動窗口從第一質(zhì)量評估結(jié)果中獲取第一優(yōu)異波形；包括：對每路所述濾波后脈搏波信號的特征點進行識別處理，輸出第一識別結(jié)果；針對所述濾波后脈搏波信號中任一當前周期對應(yīng)的當前濾波后脈搏波信號；基于所述第一識別結(jié)果確定當前濾波后脈搏波信號與相鄰上一周期濾波后脈搏波信號之間所對應(yīng)的第一評估指標；其中，所述第一評估指標至少包括：脈沖幅度差值、波谷深度差值，以及脈沖寬度差值；若每個所述第一評估指標均滿足預(yù)設(shè)條件，則將所述當前濾波后脈搏波信號作為候選波形添加至當前候選波形數(shù)據(jù)庫中；并對添加后候選波形數(shù)據(jù)庫中所有候選波形的數(shù)量進行檢測；當檢測到所有候選波形的數(shù)量達到預(yù)設(shè)閾值，則對所述添加后候選波形數(shù)據(jù)庫中所有脈搏波信號進行降噪處理，輸出若干第一優(yōu)異波形。

8、可選的，所述方法還包括：若至少一個所述第一評估指標不滿足預(yù)設(shè)條件，則計算當前候選波形數(shù)據(jù)庫中所有候選波形對應(yīng)的脈沖幅度均值、波谷深度均值以及脈沖寬度均值；將所述當前濾波后脈搏波信號所對應(yīng)脈沖幅度和所述當前候選波形數(shù)據(jù)庫所對應(yīng)脈沖幅度均值之間的差值、所述當前濾波后脈搏波信號所對應(yīng)波谷深度和所述當前候選波形數(shù)據(jù)庫所對應(yīng)波谷深度均值之間的差值，以及所述當前濾波后脈搏波信號所對應(yīng)脈沖寬度和所述當前候選波形數(shù)據(jù)庫所對應(yīng)脈沖寬度均值之間的差值，確定為第三評估指標；若每個所述第三評估指標均滿足預(yù)設(shè)條件，則將所述當前濾波后脈搏波信號作為候選波形添加至當前候選波形數(shù)據(jù)庫中；對添加后候選波形數(shù)據(jù)庫中所有候選波形的數(shù)量進行檢測；當檢測到所有候選波形的數(shù)量達到預(yù)設(shè)閾值時，則對所述添加后候選波形數(shù)據(jù)庫中所有脈搏波信號進行降噪處理，輸出若干第一優(yōu)異波形。

9、可選的，若至少一個第三評估指標不滿足預(yù)設(shè)條件，則基于所述濾波后脈搏波信號繼續(xù)檢測候選波形，直至所述候選波形數(shù)據(jù)庫中所有候選波形的數(shù)量達到預(yù)設(shè)閾值才結(jié)束當前檢測操作。

10、可選的，所述對所述添加后候選波形數(shù)據(jù)庫中所有脈搏波信號進行降噪處理，輸出若干第一優(yōu)異波形；包括：基于所述添加后候選波形數(shù)據(jù)庫中每個候選波形所對應(yīng)的第一評估指標，確定對所述添加后候選波形數(shù)據(jù)庫中所有候選波形對應(yīng)的第一評估指標均值以及標準差；針對所述添加后候選波形數(shù)據(jù)庫中任一目標候選波形：計算所述目標候選波形與所述第一評估指標均值之間差值絕對值，若預(yù)設(shè)倍數(shù)的差值絕對值不大于標準差，則確定所述目標候選波形為第一優(yōu)異波形；從所述候選波形數(shù)據(jù)庫中選取第一優(yōu)異波形，輸出若干第一優(yōu)異波形。

11、根據(jù)本發(fā)明實施例第二方面，還提供一種脈搏波信號的處理裝置，應(yīng)用于基于至少兩路脈搏波信號生成多生理參數(shù)的設(shè)備，包括：濾波處理模塊，用于對實時采集的至少兩路原始脈搏波信號中每路原始脈搏波信號進行濾波處理，輸出濾波后脈搏波信號；第一質(zhì)量評估模塊，用于對每路所述濾波后脈搏波信號進行第一次波形質(zhì)量評估，按照預(yù)設(shè)滑動窗口從第一質(zhì)量評估結(jié)果中獲取第一優(yōu)異波形；其中，每個所述第一優(yōu)異波形用于指示一個周期脈搏波信號；第一確定模塊，用于基于所述至少兩路濾波后脈搏波信號中所有第一優(yōu)異波形確定當前滑動窗口對應(yīng)的當前參考血氧飽和度；第二質(zhì)量評估模塊，用于針對所述至少兩路濾波后脈搏波信號中任一濾波后脈搏波信號：將所述當前滑動窗口對應(yīng)的最后一個周期確定為當前周期；從所述濾波后脈搏波信號中選取與當前周期對應(yīng)的當前濾波后脈搏波信號，基于所述當前參考血氧飽和度，對當前濾波后脈搏波信號進行第二次波形質(zhì)量評估，輸出第二質(zhì)量評估結(jié)果。

12、根據(jù)本發(fā)明實施例第三方面，還提供一種計算機可讀介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，所述程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如第一方面所述處理方法。

13、本發(fā)明實施例提供一種脈搏波信號的處理方法、裝置及計算機可讀介質(zhì)；所述處理方法應(yīng)用于基于至少兩路脈搏波信號生成多生理參數(shù)的設(shè)備，包括：首先，對實時采集的至少兩路原始脈搏波信號中每路原始脈搏波信號進行濾波處理，輸出濾波后脈搏波信號；其次，對每路所述濾波后脈搏波信號進行第一次波形質(zhì)量評估，按照預(yù)設(shè)滑動窗口從第一質(zhì)量評估結(jié)果中獲取第一優(yōu)異波形；其中，每個所述第一優(yōu)異波形用于指示一個周期脈搏波信號；之后，基于所述至少兩路濾波后脈搏波信號中所有第一優(yōu)異波形確定當前滑動窗口對應(yīng)的當前參考血氧飽和度；最后，針對所述至少兩路濾波后脈搏波信號中任一濾波后脈搏波信號：將所述當前滑動窗口對應(yīng)的最后一個周期確定為當前周期；從所述濾波后脈搏波信號中選取與當前周期對應(yīng)的當前濾波后脈搏波信號，基于所述當前參考血氧飽和度，對當前濾波后脈搏波信號進行第二次波形質(zhì)量評估，輸出第二質(zhì)量評估結(jié)果。由此，能夠在保留有效信號的前提下有效去除脈搏波信號中運動偽跡造成的干擾，提高了相關(guān)生理參數(shù)計算的準確度。