申请/专利权人：南京瀚雅健康科技有限公司

申请日：2018-06-12

公开（公告）日：2020-10-23

公开（公告）号：CN108742628B

主分类号：A61B5/08(20060101)

分类号：A61B5/08(20060101);A61B5/087(20060101);A61B5/091(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.10.23#授权;2018.11.30#实质审查的生效;2018.11.06#公开

摘要：本发明提供一种呼吸检测方法，通过对采集的流量数据处理，计算呼吸索引点，包括：循环判断当前点到检测点是否满足延迟数据条件；判断检测点是否满足过零点条件；判断检测点是否满足吸气条件或呼吸条件；交替记录吸气索引点和呼气索引点。本发明复杂度低，性能好，可用于实时保存呼吸索引点，减少操作人员负担；有效预防了微弱呼吸波动造成的数据错误；结合吸气条件或呼气条件判断，两者相互约束，更精确的计算出吸气和呼气的索引点。

主权项：1.一种呼吸检测方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、初始化检测点数为0，吸气标志为true，呼气标志为false；S2、延时X个流量数据，进行检测；S3、采集流量数据；S4、判断最新点到检测点是否大于X，若为否则返回步骤S3，若为是进行下一步；S5、判断当前流量数据与下一个流量数据的乘积是否小于Y，若为否则检测点数加1，返回步骤S4，循环继续判断，若为是进行步骤S6；S6、判断是否满足吸气条件，若为否则检测点数加1，返回步骤S4，循环继续判断，若为是进行步骤S7；S7、将当前流量数据与下一个流量数据分别取绝对值，比较大小，较小流量数据的索引点作为吸气索引点；S8、记录吸气索引点，置吸气标志为false，呼气标志为true；S9、判断是否满足呼气条件，若为否则检测点数加1，返回步骤S4，循环继续判断，若为是进行下一步；S10、当前流量数据与下一个流量数据分别取绝对值，比较大小，较小流量数据的索引点作为呼气索引点；S11、记录呼气索引点，置吸气标志为true，呼气标志为false；S12、停止采集数据，检测结束；所述步骤S6中吸气条件具体为：1吸气标志为true；2判断X个流量数据是否全部大于0，若为是进行下一步，若为否则不满足吸气条件；3判断X个流量数据的最大值是否大于等于Z，若为否则不满足吸气条件，若为是满足吸气条件；所述步骤S9中呼气条件具体为：1呼气标志为true；2判断X个流量数据是否全部小于0，若为是进行下一步，若为否则不满足呼气条件；3判断X个流量数据的最小值的绝对值是否大于等于Z，若为否则不满足呼气条件，若为是满足呼气条件。

全文数据：一种呼吸检测方法技术领域[0001]本发明属于呼吸检测技术领域，具体涉及一种呼吸检测方法。背景技术[0002]随着心肺运动试验在呼吸、循环、代谢、神经等临床功能的应用，人体呼吸检测方法变得越来越重要。人体呼吸检测，是通过心肺测量装置采集从静息状态到运动状态下的呼吸波信号，实时检测呼吸索引点，计算呼吸特征参数，从而使医生能获得大量与患者相关的重要信息，便于诊断，提高效率与诊断准确性。目前市场上呼吸检测的方法主要采用极值法和过零点法，极值法需结合阈值条件判断波峰或波谷，当波形出现基线漂移时，抗干扰能力差，无法准确定位一次呼吸。过零点法通过判断吸气和呼气的正负值，计算一次呼吸，当一次呼吸中出现微弱波动时，易判断为多次呼吸。[0003]专利201711232535.1，公开了一种心率与呼吸率数据处理方法，根据人体体征数据的特点提取采样信号的时域及频域特征重构信号波形并通过不断波形拟合方式进行修正，包括如下步骤：1让一个采样周期的数据通过滤波器进行降噪处理得到预处理数据;2对预处理数据进行峰值检测以获得信号的时域幅值，同时对预处理数据作FFT变换以获取其频域特征;3利用信号频域特征与时域幅值采用内插法重构波形;4与下一个采样周期的重构波形拟合得到信号的修正波形;5修正后的波形又将与其之后的波形拟合得到新的重构波形，重复若干次，预测误差逐渐减小，精度逐渐提高。专利201310750413.7,涉及一种呼吸信号处理方法，其包括如下步骤:S101、对呼吸信号进行预处理，实现信号频带选择，获得限定带宽信号;S103、对所述限定带宽信号进行Teager能量算子变换，获得所述呼吸信号的瞬时幅值和瞬时频率;S105、对所述瞬时幅值和所述瞬时频率分别进行时域和频率变换，获得瞬时呼吸强度和瞬时呼吸率;S107、对所述瞬时呼吸强度和所述瞬时呼吸率分别进行滤波处理，得到平均呼吸强度和平均呼吸率。[0004]上述专利具有预测误差小，精度高的优点，且数据处理流程计算量适中，适用于算力受限的便携式设备；呼吸信号处理方法具有良好的抗运动干扰能力，能同时获取且可实现在线实时计算呼吸率和呼吸强度。但是并没有给出技术方案能够实时获取呼气和吸气索引点，从而计算心肺测试呼气、吸气时间，氧脉搏、呼吸频率、通气量等参数。[0005]一解决的技术问题[0006]本发明目的是为了克服上述现有技术的缺陷问题，提供了一种呼吸检测方法，能够实时获取呼气和吸气索引点，从而计算呼气、吸气时间，呼吸频率等参数。[0007]二技术方案[0008]为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：[0009]—种呼吸检测方法，包括以下步骤：[0010]SI、初始化检测点数为0,吸气标志为true，呼气标志为false;[0011]S2、延时X个流量数据，进行检测；[0012]S3、采集流量数据；[0013]S4、判断最新点到检测点是否大于X，若为否则返回步骤S3,若为是进行下一步；[0014]S5、判断当前流量数据与下一个流量数据的乘积是否小于Y，若为否则检测点数加1，返回步骤S4，循环继续判断，若为是进行步骤S6;[0015]S6、判断是否满足吸气条件，若为否则检测点数加1，返回步骤S4,循环继续判断，若为是进行步骤S7;[0016]S7、将当前流量数据与下一个流量数据分别取绝对值，比较大小，较小流量数据的索引点作为吸气索引点；[0017]S8、记录吸气索引点，置吸气标志为false，呼气标志为true;[0018]S9、判断是否满足呼气条件，若为否则检测点数加1，返回步骤S4,循环继续判断，若为是进行下一步；[0019]S10、当前流量数据与下一个流量数据分别取绝对值，比较大小，较小流量数据的索引点作为呼气索引点；[0020]SI1、记录呼气索引点，置吸气标志为true，呼气标志为false;[0021]SI2、停止采集数据，检测结束。[0022]进一步地，所述步骤S2中X根据心肺测试类型动态调整，X范围为15-30。[0023]进一步地，所述步骤S5中Y为零点，Y根据心肺测试类型动态调整，Y范围为0.000001-0.0004。[0024]进一步地，所述步骤S6中吸气条件具体为：（1吸气标志为true;2判断X个流量数据是否全部大于0,若为是进行下一步，若为否则不满足吸气条件；（3判断X个流量数据的最大值是否大于等于Z，若为否则不满足吸气条件，若为是满足吸气条件。[0025]进一步地，所述步骤S6中Z根据心肺测试类型动态调整，Z为阈值，Z范围为0.001-0.03〇[0026]进一步地，所述步骤S9中呼气条件具体为：（1呼气标志为true;2判断X个流量数据是否全部小于0,若为是进行下一步，若为否则不满足呼气条件；（3判断X个流量数据的最小值的绝对值是否大于等于Z，若为否则不满足呼气条件，若为是满足呼气条件。[0027]进一步地，所述步骤S9中Z根据心肺测试类型动态调整，Z为阈值，Z范围为0.001-0.03〇[0028]三有益效果[0029]本发明的有益效果:一种呼吸检测方法，复杂度低，性能好，可用于实时保存呼吸索引点，减少操作人员负担;本发明提供的吸气条件或呼气条件判断，有效预防了微弱呼吸波动造成的数据错误;本发明提供的过零点判断，零点为一个范围，结合吸气条件或呼气条件判断，两者相互约束，更精确的计算出吸气和呼气的索引点。附图说明[0030]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0031]图1为本发明的流程图；[0032]图2为SVC测试流量数据及其对应呼吸索引点的结果图；[0033]图3为FVC测试流量数据及其对应呼吸索引点的结果图；[0034]图4为MVV测试流量数据及其对应呼吸索引点的结果图；[0035]图5为CPET测试流量数据及其对应呼吸索引点的结果图。具体实施方式[0036]为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0037]用于呼吸信号检测的设备主要包括上位机和下位机，下位机主要是呼吸气体采集装置，包括超声流量传感器，02浓度分析器、C02浓度传感器。超声流量传感器用于测试人体的呼吸气体流量，02浓度分析器用于测试呼吸气体中的氧气浓度，C02浓度传感器用于测试呼吸气体中二氧化碳浓度。上位机主要用来接收下位机采集的数据，显示呼吸波形，计算心肺相关参数，用于临床诊断。[0038]心肺参数计算的前提是准确定位呼吸索引点，通过对采集的流量数据处理，计算呼吸索引点，包括:循环判断当前点到检测点是否满足延迟数据条件;判断检测点是否满足过零点条件;判断检测点是否满足吸气条件或呼吸条件;交替记录吸气索引点和呼气索引点。[0039]结合图1，一种呼吸检测方法，包括以下步骤：[0040]SI、初始化检测点数为0,吸气标志为true，呼气标志为false;[0041]S2、延时X个流量数据，进行检测;X根据心肺测试类型动态调整，X范围为15-30;[0042]S3、采集流量数据：[0043]S4、判断最新点到检测点是否大于X，若为否则返回步骤S3,若为是进行下一步；[0044]S5、判断当前流量数据与下一个流量数据的乘积是否小于Y，若为否则检测点数加1，返回步骤S4,循环继续判断，若为是进行步骤S6;Y为零点，Y根据心肺测试类型动态调整，Y范围为0.000001-0.0004;[0045]S6、判断是否满足吸气条件，若为否则检测点数加1，返回步骤S4,循环继续判断，若为是进行步骤S7;步骤S6中吸气条件具体为：（1吸气标志为true;2判断X个流量数据是否全部大于0，若为是进行下一步，若为否则不满足吸气条件；（3判断X个流量数据的最大值是否大于等于Z，若为否则不满足吸气条件，若为是满足吸气条件;Z根据心肺测试类型动态调整，Z为阈值，Z范围为0.001-0.03;[0046]S7、将当前流量数据与下一个流量数据分别取绝对值，比较大小，较小流量数据的索引点检测点数或检测点数加1作为吸气索引点；[0047]S8、记录吸气索引点，置吸气标志为false，呼气标志为true;[0048]S9、判断是否满足呼气条件，若为否则检测点数加1，返回步骤S4,循环继续判断，若为是进行下一步；步骤S9中呼气条件具体为：（1呼气标志为true;2判断X个流量数据是否全部小于0，若为是进行下一步，若为否则不满足呼气条件；（3判断X个流量数据的最小值的绝对值是否大于等于Z，若为否则不满足呼气条件，若为是满足呼气条件;Z根据心肺测试类型动态调整，Z为阈值，Z范围为0.001-0.03;[0049]S10、当前流量数据与下一个流量数据分别取绝对值，比较大小，较小流量数据的索引点检测点数或检测点数加1作为呼气索引点；[0050]SI1、记录呼气索引点，置吸气标志为true，呼气标志为false;[0051]S12、停止采集数据，检测结束。[0052]本发明中呼吸检测方法主要针对肺功能测试，包括静态肺容量SVC测试、用力肺活量FVC测试、最大通气量MVV测试，心肺运动试验CPET测试。每种测试用到的X、Y、Z数值如表1所示。[0053]表1肺功能测试参数表[0055]通过采用本发明方法进行静态肺容量SVC测试、用力肺活量FVC测试、最大通气量MVV测试，图2给出了SVC测试流量数据及其对应呼吸索引点的结果图，图3给出了FVC测试流量数据及其对应呼吸索引点的结果图，图4给出了MVV测试流量数据及其对应呼吸索引点的结果图，图5给出了CPET测试流量数据及其对应呼吸索引点的结果图。从图2到图5可以看出，过零点法通过判断吸气和呼气的正负值，计算一次呼吸，当一次呼吸中出现微弱波动时，并没有出现误判断。[0056]综上所述，本发明实施例，呼吸检测方法，复杂度低，性能好，可用于实时保存呼吸索引点，减少操作人员负担;本发明提供的吸气条件或呼气条件判断，有效预防了微弱呼吸波动造成的数据错误;本发明提供的过零点判断，零点为一个范围，结合吸气条件或呼气条件判断，两者相互约束，更精确的计算出吸气和呼气的索引点。[0057]以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

权利要求：1.一种呼吸检测方法，其特征在于，包括以下步骤：51、初始化检测点数为O，吸气标志为true，呼气标志为false;52、延时X个流量数据，进行检测；53、采集流量数据；54、判断最新点到检测点是否大于X，若为否则返回步骤S3,若为是进行下一步；55、判断当前流量数据与下一个流量数据的乘积是否小于Y，若为否则检测点数加1，返回步骤S4，循环继续判断，若为是进行步骤S6;56、判断是否满足吸气条件，若为否则检测点数加1，返回步骤S4,循环继续判断，若为是进行步骤S7;57、将当前流量数据与下一个流量数据分别取绝对值，比较大小，较小流量数据的索引点作为吸气索引点；58、记录吸气索引点，置吸气标志为false，呼气标志为true;59、判断是否满足呼气条件，若为否则检测点数加1，返回步骤S4,循环继续判断，若为是进行下一步；S10、当前流量数据与下一个流量数据分别取绝对值，比较大小，较小流量数据的索引点作为呼气索引点；SI1、记录呼气索引点，置吸气标志为true，呼气标志为false;SI2、停止采集数据，检测结束。2.如权利要求1所述的一种呼吸检测方法，其特征在于:所述步骤S2中X根据心肺测试类型动态调整，X范围为15-30。3.如权利要求1所述的一种呼吸检测方法，其特征在于，所述步骤S5中Y为零点，Y根据心肺测试类型动态调整，Y范围为0.000001-0.0004。4.如权利要求1所述的一种呼吸检测方法，其特征在于，所述步骤S6中吸气条件具体为：（1吸气标志为true;2判断X个流量数据是否全部大于0,若为是进行下一步，若为否则不满足吸气条件；（3判断X个流量数据的最大值是否大于等于Z，若为否则不满足吸气条件，若为是满足吸气条件。5.如权利要求4所述的一种呼吸检测方法，其特征在于，所述步骤S6中Z根据心肺测试类型动态调整，Z为阈值，Z范围为0.001-0.03。6.如权利要求1所述的一种呼吸检测方法，其特征在于，所述步骤S9中呼气条件具体为：（1呼气标志为true;2判断X个流量数据是否全部小于0,若为是进行下一步，若为否则不满足呼气条件；（3判断X个流量数据的最小值的绝对值是否大于等于Z，若为否则不满足呼气条件，若为是满足呼气条件。7.如权利要求6所述的一种呼吸检测方法，其特征在于，所述步骤S9中Z根据心肺测试类型动态调整，Z为阈值，Z范围为0.001-0.03。

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