一种基于压缩感知的呼吸机信号处理方法及呼吸机技术

本发明专利技术公开了一种基于压缩感知的呼吸机信号处理方法，该方法包括：采集包括呼吸机流量传感器和压力传感器的呼吸信号，对信号进行多重滤波预处理，通过结合小波变换和傅里叶变换的稀疏变换得到呼吸机信号的稀疏矩阵，基于改进的蜂群算法获得最优观测矩阵，基于一维残差卷积网络模型实现压缩感知重构模型，本发明专利技术通过感应压缩技术对呼吸信号进行压缩存储，节省了存储空间，延长了可存储数据的时间；加强了观测矩阵的全局寻优性和寻优速度；提高了信号重构的精确度。本发明专利技术还提供了一种呼吸机。本发明专利技术实现了呼吸机数据的优化压缩存储，使呼吸机能存储更多数据。吸机能存储更多数据。吸机能存储更多数据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于压缩感知的呼吸机信号处理方法及呼吸机


[0001]本专利技术涉及医疗器械领域，尤其是一种基于压缩感知的呼吸机信号处理方法及呼吸机。

技术介绍

[0002]呼吸机，是一种能代替、控制或改变人的正常生理呼吸，增加肺通气量，改善呼吸功能，减轻呼吸功消耗，节约心脏储备能力的装置。在面罩附近通过压力传感器对气道压力进行检测,微处理器接受压力传感器馈送的实际气道压力信号,并与设定的治疗压力进行比较,根据两者差值,不断调整电机转速,维持治疗时的压力稳定。
[0003]现在的呼吸机在进行数据存储时，常用方法为将采集的数据直接进行存储，由此导致由于存储设备的容量大小有限，由于数据量占用内存较大，因此能够进行存储的呼吸信号数据量有限，无法存储较长时间的呼吸机信号数据。

技术实现思路

[0004](一)解决的技术问题
[0005]为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种基于压缩感知的呼吸机信号处理方法，将呼吸机获得的呼吸信号进行压缩处理，存储在存储单元中，并在需要进行数据读取时，基于信号重构方法对压缩信号进行重构，由此可以节省本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于压缩感知的呼吸机信号处理方法，，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：采集呼吸信号，采集信号包括流量传感器数据和压力传感器数据；步骤二：信号预处理，采用三个滤波器对流量传感器信号进行滤波，采用一个低通滤波器对压力传感器信号进行滤波；步骤三：呼吸机信号的稀疏表达，将获取的呼吸机信号通过结合小波变换和傅里叶变换的稀疏变换得到呼吸机信号的稀疏矩阵；步骤四：选定观测矩阵，基于改进的蜂群算法结合到随机观测矩阵，实现观测矩阵的优化；步骤五：呼吸信号重构，基于一维残差卷积网络模型实现压缩感知重构模型。2.根据权利要求1所述的基于压缩感知的呼吸机信号处理方法，其特征在于，所述步骤二中所述三个滤波器包括两个低通滤波器和一个高通滤波器。3.根据权利要求1所述的基于压缩感知的呼吸机信号处理方法，其特征在于，所述步骤四还包括：改进的蜂群算法步骤如下：(1)初始化参数，设置人工蜂群算法最大迭代次数，蜜源停留最大搜索次数和蜜蜂种群数，其中采蜜蜂和观察蜂各一半；(2)初始化种群，按照初始化公式随机产生初始解；初始化公式为：x
ij
＝x
minj
+rand[0,1](x
maxj
‑
x
minj
)其中，x
ij
表示第i个蜜源的排序为j的值，1≤i≤SN，且为自然数，1≤j≤D,且为自然数，D为待求数列的数量，x
maxj
、x
minj
为j维的所有解的最大值和最小值；随机在极值之间选择蜜源的赋值，再计算出蜜源的适应度；(3)采蜜蜂对蜜源邻域搜索产生新位置，将算法全局最优解与蜜蜂邻域搜索后的解进行概率交叉得到新解，依据贪婪准则对原解和新解进行比较，选出任务调度中任务完成时间少的蜜源；(4)观察蜂获取采蜜蜂摇摆舞传递的蜜源信息，计算蜜源信息素，根据灵敏度和蜜源的信息素的关系选择蜜源；根据随机生成第i个观察蜂的灵敏度S(i)，蜜源选择概率P(i)，若第i个观察蜂的灵敏度S(i)≤P(i)，则进行邻域搜索，选择更优的蜜源；若S(i)>P(i)，则蜜源位置不变；(5)观察蜂变成采蜜蜂邻域搜索当前的解，并将全局最优解与其概率交叉得到另一解，按贪婪策略选择新的解；(6)若蜜源达到开采限度，采蜜蜂转化为侦察蜂，产生新的蜜源；(7)若达到算法终止迭代次数，则返回当前所有蜂群找到的最优解和最少任务调度完成时间，算法结束；(8)根据蜂群算法的最优解计算得到最优的观测矩阵。4.根据权利要求3所述的基于压缩感知的呼吸机信号处理方法，其特征在于，所述采蜜蜂对蜜源邻域搜索产生新位置采用下式进行搜索：

【专利技术属性】
技术研发人员：黄絮，徐德祥，杜春玲，
申请(专利权)人：湖南万脉医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：