一种用于血栓弹力图仪的信号滤波方法技术

本发明专利技术提出一种用于血栓弹力图仪的信号滤波方法，通过本发明专利技术的用于血栓弹力图仪的信号滤波方法，可以消除采样噪声信号的干扰、缓变信号中的尖脉冲干扰、大幅度短时间非周期信号干扰，且可以屏蔽信号采集探针高频振动带来的信号震荡，消除长周期大脉冲干扰，达到数据筛选的目的，且在整个凝血纤溶周期，能够很好消除噪声，使得输出的检测数据更加准确。

A Signal Filtering Method for Thromboelastograph

The present invention provides a signal filtering method for thromboelastograph. Through the signal filtering method for thromboelastograph, the interference of sampling noise signal, sharp pulse interference in slowly changing signal, large and short time aperiodic signal interference can be eliminated, and the signal oscillation caused by high frequency vibration of signal acquisition probe can be shielded, and long period and large pulse can be eliminated. The interference can achieve the purpose of data screening, and in the whole coagulation and fibrinolysis cycle, it can eliminate noise very well, making the output detection data more accurate.

【技术实现步骤摘要】
一种用于血栓弹力图仪的信号滤波方法
本专利技术涉及信号处理领域，尤其一种用于血栓弹力图仪的信号滤波方法。
技术介绍
血栓弹力图是通过动力学传感器检测技术，采集血液在凝固到纤溶工程中的动力学变化信号，通过数据处理计算出参数结果，用于病人的凝血特性评估，应用于LVD血液检测领域的凝血分析，凝血特性评估常用于临床评价，比如术后出血、心外手术中或术后的血栓、器官移植、外伤和心脏手术过程中或术后发生的血栓症。目前美国血液公司TEG弹力图仪能够监测病人的凝血状况，主要基于以下两个事实：(1)血液凝固过程的最终结果是形成血凝块；(2)血凝块的物理性质(速率、硬度、稳定性)将决定病人是否具有正常的凝血功能，是否会出血或形成血栓。Teg数据分析软件对采样的动力学信号进行滤波识别，数据筛选，输出参数结果。然而，上述方法却存在以下问题：(1)Teg数据分析软件对通过动力学信号进行了单一简单滤波，仪器操作工程中往往会引入机械振动，机械振动产生的噪声信号有变化的频率，滤波器根本无法消除噪声信号；(2)数据筛选算法只能在一定程度上消除小振动信号的干扰，且在凝血初期，对凝血快速变化的信号的筛选效果不是很明显。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提出一种用于血栓弹力图仪的信号滤波方法，能够消除噪声信号和小振动信号的干扰，使得弹力图输出的数据更加准确。本专利技术通过以下技术方案实现的：本专利技术提出一种用于血栓弹力图仪的信号滤波方法，包括以下步骤：(1)利用动力学信号采样获得动力学数字信号S1；(2)将动力学数字信号S1进行均值滤波，获取数字信号S2；(3)将数字信号S2进行限幅滤波，输出数字信号S3；(4)对数字信号S3进行中值滤波，获得数字信号S4；(5)对数字信号S4进行低通滤波处理，获得数字信号S5；(6)对数字信号S5进行识别处理，计算出多个稳定的极大值点和多个稳定的极小值点；(7)把所有极大值点组合，生成弹力图上包络线，把所有极小值点组合，生成弹力图下包络线，得到弹力图G1；(8)通过高阶多项式拟合技术，原始数据拟合窗口的大小依据弹力图G1的幅度变化率进行自适应调整，消除凝血快速期出现的尖峰干扰，得到平滑后的弹力图G2；(9)对平滑后的弹力图G2进行计算，可以输出相应的参数结果。优选地，其中，步骤(2)～步骤(5)可以任意调整步骤的执行顺序。优选地，在步骤(1)中，感应探针浸入血液中，血液凝固和纤溶的强度传递给感应探针转变成模拟电信号，经信号放大器放大后，被处理器AD采样成动力学数字信号S1。优选地，在步骤(2)中，对动力学数字信号S1进行N点均值滤波器消除采样噪声，同时保留了动力学数字信号S1中动力学信号的细节,滤波后得到数字信号S2。优选地，在步骤(3)中，首先确定N次采样之间最大偏差限幅水平值(THR)，每次检测到新值时进行判断；如果本次与N次采样均值之差小于THR，则本次值有效，如果本次值与前面N次采样值均值大于等于THR，则本次值无效；根据采样值一定窗口大小的前后值设置限幅频率，通过限幅频率来调整限幅水平THR的大小，从而消除数字信号S2中的小幅尖脉冲干扰。优选地，在步骤(4)中，设置一个自适应大小窗口N，N的确定可以根据数字信号S3本来的变化快慢来确定大小，通过当前信号的差分量来确定N值，当前信号在窗口的中间，获取N个信号值进行排序，取N个排序后的信号的中间值作为当前信号值，即数字信号S4。优选地，在步骤(5)中，低通滤波的截止频率设置为10HZ，滤除数字信号S4中大于10HZ的高频噪声信号。优选地，在步骤(6)中，对数字信号S5进行正态分布脉冲识别，通过爬坡算法识别到有效脉冲的初始极大值和初始极小值点，把极值点周围一定窗口大小的信号输入高斯正态分布拟合函数，计算出多个稳定的极大值点和多个稳定的极小值点。本专利技术的有益效果：通过本专利技术的用于血栓弹力图仪的信号滤波方法，可以消除采样噪声信号的干扰、缓变信号中的尖脉冲干扰、大幅度短时间非周期信号干扰，且可以屏蔽信号采集探针高频振动带来的信号震荡，消除长周期大脉冲干扰，达到数据筛选的目的，且在整个凝血纤溶周期，能够很好消除噪声，使得输出的检测数据更加准确。附图说明图1为本专利技术的用于血栓弹力图仪的信号滤波方法的步骤流程示意图；图2为本专利技术的用于血栓弹力图仪的信号滤波方法的动力学数字信号的波形图；图3为本专利技术的用于血栓弹力图仪的信号滤波方法的滤波后的动力学数字信号的波形图；图4为本专利技术的用于血栓弹力图仪的信号滤波方法的C弹力包络线；图5为本专利技术的用于血栓弹力图仪的信号滤波方法的数据筛选后的弹力包络线。具体实施方式为了更加清楚、完整的说明本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术作进一步说明。请参考图1，本专利技术一种用于血栓弹力图仪的信号滤波方法，包括以下步骤：(1)利用动力学信号采样获得动力学数字信号S1；(2)将动力学数字信号S1进行均值滤波，获取数字信号S2；(3)将数字信号S2进行限幅滤波，输出数字信号S3；(4)对数字信号S3进行中值滤波，获得数字信号S4；(5)对数字信号S4进行低通滤波处理，获得数字信号S5；(6)对数字信号S5进行识别处理，计算出多个稳定的极大值点和多个稳定的极小值点；(7)把所有极大值点组合，生成弹力图上包络线，把所有极小值点组合，生成弹力图下包络线，得到弹力图G1；(8)通过高阶多项式拟合技术，原始数据拟合窗口的大小依据弹力图G1的幅度变化率进行自适应调整，消除凝血快速期出现的尖峰干扰，得到平滑后的弹力图G2；(9)对平滑后的弹力图G2进行计算，可以输出相应的参数结果。优选地，其中，步骤(2)～步骤(5)可以任意调整步骤的执行顺序。在本专利技术中，步骤(2)～步骤(5)可以根据实际需求任意调整步骤的执行顺序，如按照步骤(5)-步骤(2)-步骤(3)-步骤(4)的顺序执行；且也可以选择性删除步骤(2)～步骤(5)中任意一个步骤或者多个步骤，这些改变或变形均在本专利技术的保护范围内。优选地，在步骤(1)中，感应探针浸入血液中，血液凝固和纤溶的强度传递给感应探针转变成模拟电信号，经信号放大器放大后，被处理器AD采样成动力学数字信号S1，如图2所示。优选地，在步骤(2)中，对动力学数字信号S1进行N点均值滤波器消除采样噪声，同时保留了动力学数字信号S1中动力学信号的细节,滤波后得到数字信号S2，如图3所示。在本实施方式中，其中N的取值根据AD采样频率来选定，均值滤波器采用特有的自适应加权算法，运用模糊数学的思想，对滤波器权值优化，不仅抑制噪声而且很好的保留了动力学信号的细节，观察数字信号S2，相比于原来的数字信号S1，噪声点被消除了。优选地，在步骤(3)中，首先确定N次采样之间最大偏差限幅水平值(THR)，每次检测到新值时进行判断；如果本次与N次采样均值之差小于THR，则本次值有效，如果本次值与前面N次采样值均值大于等于THR，则本次值无效；根据采样值一定窗口大小的前后值设置限幅频率，通过限幅频率来调整限幅水平THR的大小，从而消除数字信号S2中的小幅尖脉冲干扰。在本实施方式中，与传统滤波相比，本专利技术采用可变的限幅滤波，通过对限幅水平、限幅频率等参数进行优化设计，信号滤波后具有更高的信噪比。优选地，在步骤(4)中，设置一个自适应大小窗口N，N的确定可以根据数字本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于血栓弹力图仪的信号滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用动力学信号采样获得动力学数字信号S1；(2)将动力学数字信号S1进行均值滤波，获取数字信号S2；(3)将数字信号S2进行限幅滤波，输出数字信号S3；(4)对数字信号S3进行中值滤波，获得数字信号S4；(5)对数字信号S4进行低通滤波处理，获得数字信号S5；(6)对数字信号S5进行识别处理，计算出多个稳定的极大值点和多个稳定的极小值点；(7)把所有极大值点组合，生成弹力图上包络线，把所有极小值点组合，生成弹力图下包络线，得到弹力图G1；(8)通过高阶多项式拟合技术，原始数据拟合窗口的大小依据弹力图G1的幅度变化率进行自适应调整，消除凝血快速期出现的尖峰干扰，得到平滑后的弹力图G2；(9)对平滑后的弹力图G2进行计算，可以输出相应的参数结果。

【技术特征摘要】
1.一种用于血栓弹力图仪的信号滤波方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)利用动力学信号采样获得动力学数字信号S1；(2)将动力学数字信号S1进行均值滤波，获取数字信号S2；(3)将数字信号S2进行限幅滤波，输出数字信号S3；(4)对数字信号S3进行中值滤波，获得数字信号S4；(5)对数字信号S4进行低通滤波处理，获得数字信号S5；(6)对数字信号S5进行识别处理，计算出多个稳定的极大值点和多个稳定的极小值点；(7)把所有极大值点组合，生成弹力图上包络线，把所有极小值点组合，生成弹力图下包络线，得到弹力图G1；(8)通过高阶多项式拟合技术，原始数据拟合窗口的大小依据弹力图G1的幅度变化率进行自适应调整，消除凝血快速期出现的尖峰干扰，得到平滑后的弹力图G2；(9)对平滑后的弹力图G2进行计算，可以输出相应的参数结果。2.根据权利要求1所述的用于血栓弹力图仪的信号滤波方法，其特征在于，其中，步骤(2)～步骤(5)可以任意调整步骤的执行顺序。3.根据权利要求1所述的用于血栓弹力图仪的信号滤波方法，其特征在于，在步骤(1)中，感应探针浸入血液中，血液凝固和纤溶的强度传递给感应探针转变成模拟电信号，经信号放大器放大后，被处理器AD采样成动力学数字信号S1。4.根据权利要求1所述的用于血栓弹力图仪的信号滤波方法，其特征在于，在步骤(2)中，对动力学数字信号S1进行N点均值滤波器消除采样噪声，同时保...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖家亮，金莹，
申请(专利权)人：深圳沃德生命科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44