本申请公开了一种呼吸率测量装置、方法、设备及介质，包括：信号处理模块，用于对当前时刻采集到的原始脉搏波信号进行处理以得到当前处理后脉搏波信号，并获取该信号的最大值和最小值；参数确定模块，用于确定当前处理后脉搏波信号的幅度和采样点数；序列获取模块，用于重新跳转至信号处理模块的步骤，以得到第一幅度序列和第一采样点数序列；序列处理模块，用于对第一幅度序列和第一采样点数序列进行插值，以得到第二幅度序列和第二采样点数序列，并基于第二幅度序列和第二采样点数序列得到当前呼吸波信号序列；呼吸率计算模块，用于基于当前呼吸波信号序列计算呼吸率，并显示呼吸率和呼吸状态。能够高质量高效率地从脉搏波信号中提取呼吸率。信号中提取呼吸率。信号中提取呼吸率。
【技术实现步骤摘要】
一种呼吸率测量装置、方法、设备及介质
[0001]本专利技术涉及信号处理
，特别涉及一种呼吸率测量装置、方法、设备及介质。
技术介绍
[0002]呼吸率是一个人每分钟呼吸的次数，它是一项重要的生命特征参数，有助于了解一个人的整体健康状况和睡眠品质。呼吸率和呼吸方式也被认为是反映个人基础健康状况的良好指标。
[0003]目前检测呼吸率的方法按照有无接触体表可分为两类：以接触式传感器为主的呼吸率检测方法及以非接触式光电设备为主的呼吸率检测方法；其中接触式呼吸率检测方法较为成熟，得到广泛应用。接触式呼吸率检测方法根据呼吸源发生区域的不同可分为两类：提取因呼吸产生胸口起伏的直接测量法及提取心电信号特征参数的间接测量法。直接测量法包括阻抗式检测、变压器传感器检测、温度传感器检测方法等。其中，阻抗式检测方法对电极要求极高，其安放位置的不同和被试者个体的差异均能影响阻抗与肺容积的关系；温度传感器检测方法中传感器会因长时间与人体接触将导致附近温度有所变化，影响测量结果；变压器检测方法对带有铁氧体磁芯的线圈的相对位置要求较为苛刻，很难长时间按其要求保持线圈的轴线同心。间接测量的代表方法为基于光学体积描记术的呼吸特征参数法，此方法无需外接其他种类的传感器。光学体积描记术是一种检测组织微血管中血容量变化的光学测量技术。当光束照射到人体时，由于皮肤、血液对光的吸收、反射能力不同，且血容积随着心脏波动而同步波动，使光电探测器接收的光强度与血容积变化相对应，因此光照强度变化可反映心脏跳动规律，形成脉搏波信号。呼吸会引起脉搏波信号在包络、波峰间隔、波峰幅度及单峰面积发生周期性改变，故通过该变化特征便可实现呼吸率估计。
[0004]综上，如何从利用光数据采集得到的脉搏波信号中高效率高质量地提取呼吸率是目前有待解决的问题。
技术实现思路
[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种呼吸率测量装置、方法、设备及介质，能够从利用光数据采集得到的脉搏波信号中高效率高质量地提取呼吸率。其具体方案如下：
[0006]第一方面，本申请公开了一种呼吸率测量装置，包括：
[0007]信号处理模块，用于基于预设频率区间对当前时刻采集到的原始脉搏波信号进行处理以得到当前处理后脉搏波信号，并获取所述当前处理后脉搏波信号的最大值和最小值；
[0008]参数确定模块，用于基于所述最大值和所述最小值确定所述当前处理后脉搏波信号的幅度，并基于预设采样频率获取所述当前处理后脉搏波信号的采样点数；
[0009]序列获取模块，用于重新跳转至所述基于预设频率区间对当前时刻采集到的原始脉搏波信号进行处理以得到当前处理后脉搏波信号的步骤，以得到满足预设序列项数的第
一幅度序列和第一采样点数序列；
[0010]序列处理模块，用于按照预设插值方法对所述第一幅度序列和所述第一采样点数序列进行插值，以得到第二幅度序列和第二采样点数序列，并基于所述第二幅度序列和所述第二采样点数序列得到当前呼吸波信号序列；
[0011]呼吸率计算模块，用于基于所述当前呼吸波信号序列计算呼吸率，并对所述呼吸率和相应的呼吸状态进行显示。
[0012]可选的，所述信号处理模块，包括：
[0013]极大值获取单元，用于对所述当前处理后脉搏波信号进行一阶导数处理得到一阶导函数，并获取与所述一阶导函数对应的若干数量个极大值点；
[0014]上升点确定子模块，用于根据预设规则从若干数量个所述极大值点中确定出所述一阶导函数的目标极大值点，并将所述目标极大值点作为所述当前处理后脉搏波信号的当前上升点；
[0015]最值获取单元，用于基于所述当前上升点和上一上升点获取所述当前处理后脉搏波信号的最小值，以及基于所述当前上升点和当前脉率确定出所述当前处理后脉搏波信号的最大值。
[0016]可选的，所述上升点确定子模块，还包括：
[0017]阈值判断单元，用于判断每一所述极大值点对应的极大值是否超过第一预设阈值；
[0018]目标极大值点确定单元，用于从不超过所述第一预设阈值的极大值点中根据预设规则确定出所述当前处理后脉搏波信号的目标极大值点。
[0019]可选的，所述呼吸率测量装置，还包括：
[0020]脉率更新模块，用于利用所述当前处理后脉搏波信号更新所述当前脉率。
[0021]可选的，所述序列处理模块，包括：
[0022]低通滤波单元，用于利用预设截止频率对所述第二幅度序列和所述第二采样点序列进行低通滤波处理，得到第三幅度序列和第三采样点序列；
[0023]呼吸波信号获取单元，用于依次对所述第三幅度序列和所述第三采样点中的每一项进行相加运算，并求取对应的平均值，以得到当前呼吸波信号序列。
[0024]可选的，所述呼吸率计算模块，包括：
[0025]最大值位置获取单元，用于获取所述当前呼吸波信号序列的当前最大值和对应的当前最大值位置；
[0026]呼吸间隔获取单元，用于获取所述当前最大值位置和上一最大值位置之间的目标采样点数，并将所述目标采样点数作为当前呼吸波形的呼吸间隔；
[0027]呼吸间隔序列获取单元，用于重新跳转至所述获取所述当前呼吸波信号序列的当前最大值和对应的当前最大值位置的步骤，以得到满足第四预设序列项数的呼吸间隔序列；
[0028]计算子模块，用于基于所述呼吸间隔序列计算呼吸率，并对所述呼吸率和相应的呼吸状态进行显示。
[0029]可选的，所述计算子模块，包括：
[0030]序列提取单元，用于从所述呼吸间隔序列中提取预设数量个与当前时间节点相近
的呼吸间隔，以得到目标呼吸间隔序列；
[0031]变异系数计算单元，用于计算所述目标呼吸间隔序列的变异系数，并判断所述变异系数是否超过第二预设阈值；
[0032]状态判断单元，用于若不超过，则基于所述目标呼吸间隔序列计算呼吸率，并基于所述呼吸率确定呼吸状态；
[0033]显示单元，用于对所述呼吸率和相应的呼吸状态进行显示；其中，所述呼吸状态包括稳定状态和不稳定状态。
[0034]第二方面，本申请公开了一种呼吸率测量方法，包括：
[0035]基于预设频率区间对当前时刻采集到的原始脉搏波信号进行处理以得到当前处理后脉搏波信号，并获取所述当前处理后脉搏波信号的最大值和最小值；
[0036]基于所述最大值和所述最小值确定所述当前处理后脉搏波信号的幅度，并基于预设采样频率获取所述当前处理后脉搏波信号的采样点数；
[0037]重新跳转至所述基于预设频率区间对当前时刻采集到的原始脉搏波信号进行处理以得到当前处理后脉搏波信号的步骤，以得到满足预设序列项数的第一幅度序列和第一采样点数序列；
[0038]按照预设插值方法对所述第一幅度序列和所述第一采样点数序列进行插值，以得到第二幅度序列和第二采样点数序列，并基于所述第二幅度序列和所述第二采样点数序列得到当前呼吸波信号序列；
[0039]基于所述当前呼吸波信号序列计算本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种呼吸率测量装置，其特征在于，包括：信号处理模块，用于基于预设频率区间对当前时刻采集到的原始脉搏波信号进行处理以得到当前处理后脉搏波信号，并获取所述当前处理后脉搏波信号的最大值和最小值；参数确定模块，用于基于所述最大值和所述最小值确定所述当前处理后脉搏波信号的幅度，并基于预设采样频率获取所述当前处理后脉搏波信号的采样点数；序列获取模块，用于重新跳转至所述基于预设频率区间对当前时刻采集到的原始脉搏波信号进行处理以得到当前处理后脉搏波信号的步骤，以得到满足预设序列项数的第一幅度序列和第一采样点数序列；序列处理模块，用于按照预设插值方法对所述第一幅度序列和所述第一采样点数序列进行插值，以得到第二幅度序列和第二采样点数序列，并基于所述第二幅度序列和所述第二采样点数序列得到当前呼吸波信号序列；呼吸率计算模块，用于基于所述当前呼吸波信号序列计算呼吸率，并对所述呼吸率和相应的呼吸状态进行显示。2.根据权利要求1所述的呼吸率测量装置，其特征在于，所述信号处理模块，包括：极大值获取单元，用于对所述当前处理后脉搏波信号进行一阶导数处理得到一阶导函数，并获取与所述一阶导函数对应的若干数量个极大值点；上升点确定子模块，用于根据预设规则从若干数量个所述极大值点中确定出所述一阶导函数的目标极大值点，并将所述目标极大值点作为所述当前处理后脉搏波信号的当前上升点；最值获取单元，用于基于所述当前上升点和上一上升点获取所述当前处理后脉搏波信号的最小值，以及基于所述当前上升点和当前脉率确定出所述当前处理后脉搏波信号的最大值。3.根据权利要求2所述的呼吸率测量装置，其特征在于，所述上升点确定子模块，还包括：阈值判断单元，用于判断每一所述极大值点对应的极大值是否超过第一预设阈值；目标极大值点确定单元，用于从不超过所述第一预设阈值的极大值点中根据预设规则确定出所述当前处理后脉搏波信号的目标极大值点。4.根据权利要求2所述的呼吸率测量装置，其特征在于，还包括：脉率更新模块，用于利用所述当前处理后脉搏波信号更新所述当前脉率。5.根据权利要求1所述的呼吸率测量装置，其特征在于，所述序列处理模块，包括：低通滤波单元，用于利用预设截止频率对所述第二幅度序列和所述第二采样点序列进行低通滤波处理，得到第三幅度序列和第三采样点序列；呼吸波信号获取单元，用于依次对所述第三幅度序列和所述第三采样点中的每一项进行相加运算，并求取对应的平均值，以得到当前呼吸波...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵培，熊学华，闫博华，宋智超，高文彬，
申请(专利权)人：康泰医学系统秦皇岛股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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