一种高鲁棒性呼吸信号自动测量系统的制作方法

技术特征：
1.一种高鲁棒性呼吸信号自动测量系统，其特征在于，包括：ppg信号采集模块100，通过光电容积描计设备采集光电容积描计（ppg）信号；ppg信号提取和分析模块200；所述ppg信号提取和分析模块200包括以下单元：呼吸信号提取单元210，提取峰值序列振幅（rriv）、连续峰值时间差（rifv）、脉冲高度（riav）三种呼吸调制信号；信号分析单元220，对呼吸调制信号进行频谱分析；数据融合单元230，对频谱分析获得的信号和数据进行数据融合，最终获得准确可靠呼吸信号及呼吸频率（rr）。2.根据权利要求1所述的一种高鲁棒性呼吸信号自动测量系统，其特征在于，所述的ppg信号采集模块，包括:光电容积描计设备采用穿戴式脉搏血氧仪，根据beer-lambert定律来估计血氧饱和度（spo2），使用光电容积描记图来显示手指内血容量随时间的变化，其中包含脉冲分量和常数分量，呼吸频率和心跳频率包含在光电容积描计（ppg）信号的脉冲分量中，并将信号传输至ppg信号提取和分析模块。3.根据权利要求1所述的一种高鲁棒性呼吸信号自动测量系统，其特征在于，所述的ppg信号提取和分析模块，包括：呼吸调制信号提取单元，提取和评估峰值序列振幅（rriv）、连续峰值时间差（rifv）、脉冲高度（riav）三种呼吸调制信号；信号分析单元，对三种调制信号做频谱分析；数据融合单元,对频谱分析的结果做数据融合。4.根据权利要求3所述的ppg信号提取和分析模块，其特征在于，所述的呼吸信号调制提取单元，包括：采用峰值检测、峰值验证和波谷检测获得峰值序列振幅（rriv）、连续峰值时间差（rifv）、脉冲高度（riav）三种呼吸调制信号，并对信号进行信号质量评估，评估方法包括增量合并细分算法（ims）、二重脉搏检测和信号质量指数（sqi）计算。5.根据权利要求3所述的ppg信号提取和分析模块，其特征在于，所述的信号分析单元，包括：对三种调制信号做频谱分析，包括高效傅里叶变换（fft）、自相关分析（ac）、建立自回归模型，得到三种呼吸信号和呼吸频率（rr）预估计值。6.根据权利要求3所述的ppg信号提取和分析模块，其特征在于，所述的数据融合单元，还包括：对经频谱分析得到的预估信号和数据做数据融合，做频谱评估或自相关信号质量分析，得到高准确率呼吸信号及呼吸频率（rr）。

技术总结
本申请提供一种高鲁棒性呼吸信号自动测量系统，包括光电容积描计（PPG）信号采集模块，和光电容积描计（PPG）信号提取和分析模块。本发明通过光电容积描计（PPG）设备获得光电容积脉搏波信号，对光电容积描计（PPG）信号进行具有高鲁棒性的算法处理分析，获得准确的呼吸信号，给出呼吸频率（RR）。该方法提高了呼吸信号测量的准确率和鲁棒性，测量方法全自动，测量数据准确可靠。本发明用于心脏和呼吸暂停、全身炎症反应综合征（SIRS）、肾功能衰竭等以呼吸信号和呼吸频率作为重要监测指标的疾病预防，具有重要临床意义。且由于本发明提供的呼吸自动测量设备成本低廉，可广泛应用于普通病房、社区医院、养老院等场所，促进预防医疗健康事业的发展。业的发展。


技术研发人员：肖胜朗 王红亮 于晓菲
受保护的技术使用者：中科数字健康科学研究院（南京）有限公司
技术研发日：2020.09.10
技术公布日：2022/3/10