CN110420015A - 一种基于脉搏波的肿瘤预测仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于脉搏波的肿瘤预测仪，包括预测仪本体、检测模块、数据处理模块和显示模块；检测模块用于根据自动平衡电桥单元检测人体的脉搏波数据，并将脉搏波数据通过无线通信方式传输至数据处理模块；数据处理模块包括第一比对单元、提取单元和第一分析单元，数据处理模块用于接收检测模块传输至的脉搏波数据，进行比对和分析，得到异常脉搏波特征值频率对应的肿瘤率，即为第一分析数据；显示模块用于接收数据处理模块传输过来的第一分析数据并进行显示。本发明提供了一种基于脉搏波的肿瘤预测仪，能够对肿瘤发生率进行无创的实时监测和动态观察，有利于肿瘤预测预防工作的开展。

Description

一种基于脉搏波的肿瘤预测仪

技术领域

本发明涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种基于脉搏波的肿瘤预测仪。

背景技术

脉搏波蕴含着丰富的人体生理和病理信息，通过恰当地提取分析出合适的脉搏波变异信号，脉搏波可以在判断预测机体病理生理改变中起到更大的作用。和正常人对比，肿瘤患者脉图脉搏波脉率变异大，脉形特征为冲搏且粘滞性涩搏，有较大的差别；于是提取两者脉搏波图像的特征值进行研究。

对脉搏波进行分析的方法有时域分析法和频域分析法，此外还有功率谱分析、倒谱分析、时频联合分析法等，其中时域分析法最为常用，通过对主波、重搏前波和重搏波的高度、比值、时值、夹角和面积值等进行参量分析，找出某些特征与人体生理病理变化的内在联系。

目前脉搏波的检测方式主要有以下几种：一是按照检测手段分为无创、有创测量；二是按照检测方法分为压力脉搏波检测、阻抗脉搏波检测和阻抗脉搏波检测。其中，压力脉搏波检测对压力控制要求高，不适用于长时间穿戴测量；阻抗法电路功率较大，不适用长时间连续测量，一般用于指尖脉搏波单次短时间测量。生物阻抗法通过血液的电阻抗特性检测脉搏波，适合便携穿戴产品。

目前肿瘤预测预防工作主要是检测循环肿瘤细胞或者肿瘤标志物，检测条件较高，且进行检测时对患者的要求较高，受干扰因素较多，这些缺点使其在临床应用上的展开有一定限制，亦不能随身携带，难以进行实时监测和动态观察。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种基于脉搏波的肿瘤预测仪，能够对肿瘤发生率进行无创的实时监测和动态观察，且预测结果准确，有利于肿瘤预测预防工作的开展。

为实现上述目的，本发明实施例提供了一种基于脉搏波的肿瘤预测仪，包括预测仪本体、检测模块、数据处理模块和显示模块；

所述检测模块、数据处理模块和显示模块均设置于所述预测仪本体内部，且所述检测模块分别依次与所述数据处理模块、显示模块和异常处理模块连接；

所述检测模块包括自动平衡电桥单元和存储单元；所述检测模块用于根据自动平衡电桥单元检测人体的脉搏波数据，并将所述脉搏波数据通过无线通信方式传输至所述数据处理模块；存储模块用于存储所述人体的脉搏波数据；

所述数据处理模块包括第一比对单元、提取单元和第一分析单元，所述数据处理模块用于接收所述检测模块传输至的所述脉搏波数据，根据所述第一比对单元将所述脉搏波数据与预设的正常脉搏波变异阈值范围进行比对，根据所述提取单元提取出超出预设的正常脉搏波变异阈值范围的异常脉搏波特征值频率，并根据第一分析单元对所述异常脉搏波特征值频率进行分析，得到所述异常脉搏波特征值频率对应的肿瘤率，即为第一分析数据；

所述显示模块用于接收所述处理模块传输过来的所述第一分析数据并进行显示。

进一步地，所述根据第一分析模块对所述异常脉搏波特征值频率进行分析，

得到所述异常脉搏波特征值频率对应的肿瘤发生率，具体为：

根据所述异常脉搏波特征值频率与肿瘤发生率的相关性，建立回归方程，得到所述异常脉搏波特征值频率对应的肿瘤发生率；所述回归方程为：

Y＝0.031X+0.384；

R2＝0.660；

其中，Y为肿瘤发生率，X为异常脉搏波特征值频率，R2为拟合度即方程的准确性，R2的取值范围为0-1，R2的值越接近1，方程准确性越高。

进一步地，所述显示模块包括第二比对单元、第二分析单元和显示单元；

所述显示模块用于接收所述处理模块传输过来的所述第一分析数据并进行显示，具体为：

接收所述第一分析数据，根据所述第二比对数据对多个所述分第一析数据进行比对，得到比对数据；根据所述第二分析单元对利用SPSS对所述比对数据进行统计学分析，得到第二分析数据；根据所述显示单元对所述第二分析数据进行动态数据趋势图形描绘，并将所述动态数据图形进行显示。

进一步地，还包括异常处理模块，所述异常处理模块与所述显示模块通过无线通信的方式进行连接；

所述异常处理模块用于通过产生探测信号分别检测各模块之间是否连接正常以及每一模块中附件是否正常，并生成相应的告警提示；还用于分析所述第二分析数据以及所述动态数据趋势图形是否异常，若异常，生成数据异常告警提示显示在所述显示单元上，并对所述第二分析数据以及动态数据趋势图形的异常值进行标记，以及根据所述异常值分析异常变化趋势。

进一步地，所述异常处理模块用于通过产生探测信号分别检测各模块之间是否连接正常以及每一模块中附件是否正常，并生成相应的告警提示，具体为：

当所述数据处理模块和所述显示模块接收上一级模块传输的数据后，分别通过无线通信和每一模块中附件连接数据线产生探测信号反向传输，检测各模块之间是否连接正常以及每一模块中附件是否正常，若上一级模块不能接收到所述探测信号，则分别生成通讯告警提示和连接告警提示。

本发明实施例的目的是提供一种基于脉搏波的肿瘤预测仪，能够对肿瘤发生率进行无创的实时监测和动态观察，且预测结果准确，从而有利于肿瘤预测预防工作的开展。

附图说明

图1是本发明提供的一种基于脉搏波的肿瘤预测仪的结构示意图；

图2是本发明提供的一种基于脉搏波的肿瘤预测仪异常处理模块的工作流程示意图；

图3是本发明提供的一种基于脉搏波的肿瘤预测仪的数据处理模块的数据计算参数设置子程序示意图；

图4是本发明提供的一种基于脉搏波的肿瘤预测仪的自动平衡电桥单元的工作原理图；

图5是本发明提供的一种基于脉搏波的肿瘤预测仪中脉搏波电阻抗模型结构示意图。

其中，说明书附图中的附图标识为：

1、预测仪本体；2、检测模块；21、自动平衡电桥单元；22、存储单元；3、数据梳理模块；31、第一比对单元；32、提取单元；33、第一分析单元；4、显示模块；41、第二比对单元；42、第二分析单元；43、显示单元；5、异常处理单元。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-5，本发明实施例提供了一种基于脉搏波的肿瘤预测仪，包括预测仪本体1、检测模块2、数据处理模块3和显示模块4；

检测模块2、数据处理模块3和显示模块4均设置于预测仪本体1内部，且检测模块2分别依次与数据处理模块3、显示模块4和异常处理模块5连接；

检测模块2包括自动平衡电桥单元21和存储单元22；检测模块2用于根据自动平衡电桥单元21检测人体的脉搏波数据，并将脉搏波数据通过无线通信方式传输至数据处理模块3；存储模块22用于存储检测得到的人体的脉搏波数据；

数据处理模块3包括第一比对单元31、提取单元32和第一分析单元33，数据处理模块3用于接收检测模块2传输至的脉搏波数据，根据第一比对单元31将脉搏波数据与预设的正常脉搏波变异阈值范围进行比对，根据提取单元32提取出超出预设的正常脉搏波变异阈值范围的异常脉搏波特征值频率，并根据第一分析单元33对异常脉搏波特征值频率进行分析，得到异常脉搏波特征值频率对应的肿瘤率，即为第一分析数据；

显示模块4用于接收数据处理模块3传输过来的第一分析数据并进行显示。

请参阅图4-5，在本发明实施例中，优选地，检测模块2通过自动平衡电桥单元21检测人体的脉搏波数据，其具体工作过程为：通过将检测模块2内自动平衡电桥单元21的电桥的一半设定为参考电阻R，另一半设定为人体的生物阻抗；电桥的输出电压信号Vi于两臂的中点T0连接至仪表放大器的正向端；开始检测时，自动平衡电桥单元21的数模转换器DAC1和数模转换器DAC2发出频率相同、相位相反的50KHz正弦波信号；平衡端子DAC3产生平衡信号输入至仪表放大器的负输入端，仪表放大器的输出端与ADC输入端相连，输出信号经ADC采样和数字锁相算法计算出输出信号的幅值，确定正弦波幅值参数的设置；根据仪表放大器输出信号的幅值的步长逐渐减小的相位，使得输出信号的幅值逐渐减小从而达到预设的有限平衡阈值达到电桥平衡；最后，通过提高放大器的倍数，使微小变化的生物阻抗量值ΔZ0被放大而被检测，从而根据生物阻抗量值ΔZ0的变化，通过脉搏波电阻抗模型得到脉搏波波形。

请参阅图3，在本发明实施例中，数据处理模块3为AVR单片机，因机体患不同肿瘤后所造成的脉搏波变异指数范围有所不同，针对不同类型的肿瘤设在数据处理模块3内计了相应的参数模板(包括多个脉搏波变异指数的正常值范围、区间长度、检测者自初次检测以来的变化率和均值等)，用于提高各类型肿瘤的特异性和敏感性。先由计算机自动载入所有参数模板并显示已选择的参数，仪器使用者根据检测目标、检测者的自身情况判断是否需要修改参数设置，若否，则直接确认，此时进行肿瘤普查。若是，则人工挑选特定参数模板并加载，进行特定肿瘤的检测，计算机将根据确认的参数进行数据计算与分析。通过检测模块2中的自动平衡电桥单元21检测人体脉搏波的原始数据，然后检测模块2将检测的脉搏波原始数据传输给数据处理模块3。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，根据第一分析模块对异常脉搏波特征值频率进行分析，得到异常脉搏波特征值频率对应的肿瘤发生率，具体为：

根据异常脉搏波特征值频率与肿瘤发生率的相关性，建立回归方程，得到异常脉搏波特征值频率对应的肿瘤发生率；回归方程为：

Y＝0.031X+0.384；

R2＝0.660；

其中，Y为肿瘤发生率，X为异常脉搏波特征值频率，R2为拟合度即方程的准确性，R2的取值范围为0-1，R2的值越接近1，方程准确性越高。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，显示模块4包括第二比对单元41、第二分析单元42和显示单元43；

显示模块4用于接收数据处理模块3传输过来的第一分析数据并进行显示，具体为：

接收第一分析数据，根据第二比对数据对多个分第一析数据进行比对，得到比对数据；根据第二分析单元42对利用SPSS对比对数据进行统计学分析，得到第二分析数据；根据显示单元43对第二分析数据进行动态数据趋势图形描绘，并将动态数据趋势图形进行显示。

在本发明实施例中，当数据处理模块3完成最终的计算和结果分析后，显示模块4开始工作，接收第一分析数据并通过第二比对单元41作多次检测数据的对比，若检测指标正常，则字体颜色为绿色，若检测指标异常，则字体颜色为红色；通过第二分析单元42利用SPSS进行统计学分析，并通过显示单元43对分析后的数据进行动态数据趋势图形描绘并显示，能够有效地显示阶段性的检测结果的变化，从而有利于提高对肿瘤发生率的预测准确性。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，还包括异常处理模块5，异常处理模块5与显示模块4通过无线通信的方式进行连接；

异常处理模块5用于通过产生探测信号分别检测各模块之间是否连接正常以及每一模块中附件是否正常，并生成相应的告警提示；还用于分析第二分析数据以及动态数据趋势图形是否异常，若异常，生成数据异常告警提示显示在显示单元43上，并对第二分析数据以及动态数据趋势图形的异常值进行标记，以及根据异常值分析异常变化趋势。

请参阅图2，为本发明提供的异常处理模块5的工作流程示意图，可以理解的是，在本发明实施例中，各模块之间通过WIFI进行连接。

作为本发明实施例的一种具体实施方式，异常处理模块5用于通过产生探测信号分别检测各模块之间是否连接正常以及每一模块中附件是否正常，并生成相应的告警提示，具体为：

当数据处理模块3和显示模块4接收上一级模块传输的数据后，分别通过无线通信和每一模块中附件连接数据线产生探测信号反向传输，检测各模块之间是否连接正常以及每一模块中附件是否正常，若上一级模块不能接收到探测信号，则分别生成通讯告警提示和连接告警提示。

在本发明实施例中，通过异常处理模块5能够对本发明提供的肿瘤预测仪在工作过程中的异常进行分析，生成相应的告警提示，包括通讯告警提示、连接告警提示和数据异常告警提示，并在生成异常告警提示时标记数据中异常值分析异常变化趋势，能够有效地保证预测仪工作的稳定性以及预测数据的准确性。

下面结合表1、2、3对本发明进一步说明：

表1:

模型汇总b

表2:

Anovaa

a.因变量:发病率

b.预测变量:(常量),脉搏波变异指数。

表3：

系数a

实施本发明实施例，具有如下有益效果：

本发明实施例通过检测模块2的自动平衡电桥单元21，能够检测到人体脉搏波的原始数据，通过将检测模块2检测的脉搏波原始数据传输给数据处理模块3。数据处理模块3接收到检测模块2传输的脉搏波数据并进行数据处理，提取脉搏波特征值，并根据大数据得出大量肿瘤病人的异常脉搏波特征值的频率，即为脉搏波变异指数，分析相应机体患肿瘤的状态，从而得到肿瘤发生率与脉搏波变异指数变量存在相关性，建立回归方程为：Y＝0.031X+0.384，R2＝0.660。其中，Y为肿瘤发生率，X为脉搏波变异指数，R2为拟合度即方程的准确性，范围0-1，R2值越接近1方程准确性越高，得到的肿瘤发生率越准确；通过数据处理模块3将数据处理的结果传输至显示模块4；通过显示模块4对数据处理模块3传输过来的数据进行统计学分析并进行动态趋势图形描绘，能够得到肿瘤发生率的动态趋势图形，能够对肿瘤的发生率进行实时监测和动态观察，有利于肿瘤预防预测工作的开展。

以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于脉搏波的肿瘤预测仪，其特征在于，包括预测仪本体、检测模块、数据处理模块和显示模块；

所述检测模块、数据处理模块和显示模块均设置于所述预测仪本体内部，且所述检测模块分别依次与所述数据处理模块、显示模块和异常处理模块连接；

所述检测模块包括自动平衡电桥单元和存储单元；所述检测模块用于根据自动平衡电桥单元检测人体的脉搏波数据，并将所述脉搏波数据通过无线通信方式传输至所述数据处理模块；存储模块用于存储所述人体的脉搏波数据；

所述数据处理模块包括第一比对单元、提取单元和第一分析单元，所述数据处理模块用于接收所述检测模块传输至的所述脉搏波数据，根据所述第一比对单元将所述脉搏波数据与预设的正常脉搏波变异阈值范围进行比对，根据所述提取单元提取出超出预设的正常脉搏波变异阈值范围的异常脉搏波特征值频率，并根据第一分析单元对所述异常脉搏波特征值频率进行分析，得到所述异常脉搏波特征值频率对应的肿瘤率，即为第一分析数据；

所述显示模块用于接收所述处理模块传输过来的所述第一分析数据并进行显示。

2.如权利要求1所述的一种基于脉搏波的肿瘤预测仪，其特征在于，所述根据第一分析模块对所述异常脉搏波特征值频率进行分析，得到所述异常脉搏波特征值频率对应的肿瘤发生率，具体为：

根据所述异常脉搏波特征值频率与肿瘤发生率的相关性，建立回归方程，得到所述异常脉搏波特征值频率对应的肿瘤发生率；所述回归方程为：

Y＝0.031X+0.384；

R2＝0.660；

其中，Y为肿瘤发生率，X为异常脉搏波特征值频率，R2为拟合度即方程的准确性，R2的取值范围为0-1，R2的值越接近1，方程准确性越高。

3.如权利要求1所述的一种基于脉搏波的肿瘤预测仪，其特征在于，所述显示模块包括第二比对单元、第二分析单元和显示单元；

所述显示模块用于接收所述处理模块传输过来的所述第一分析数据并进行显示，具体为：

接收所述第一分析数据，根据所述第二比对数据对多个所述分第一析数据进行比对，得到比对数据；根据所述第二分析单元对利用SPSS对所述比对数据进行统计学分析，得到第二分析数据；根据所述显示单元对所述第二分析数据进行动态数据趋势图形描绘，并将所述动态数据图形进行显示。

4.如权利要求1所述的一种基于脉搏波的肿瘤预测仪，其特征在于，还包括异常处理模块，所述异常处理模块与所述显示模块通过无线通信的方式进行连接；

所述异常处理模块用于通过产生探测信号分别检测各模块之间是否连接正常以及每一模块中附件是否正常，并生成相应的告警提示；还用于分析所述第二分析数据以及所述动态数据趋势图形是否异常，若异常，生成数据异常告警提示显示在所述显示单元上，并对所述第二分析数据以及动态数据趋势图形的异常值进行标记，以及根据所述异常值分析异常变化趋势。

5.如权利要求4所述的一种基于脉搏波的肿瘤预测仪，其特征在于，所述异常处理模块用于通过产生探测信号分别检测各模块之间是否连接正常以及每一模块中附件是否正常，并生成相应的告警提示，具体为：

当所述数据处理模块和所述显示模块接收上一级模块传输的数据后，分别通过无线通信和每一模块中附件连接数据线产生探测信号反向传输，检测各模块之间是否连接正常以及每一模块中附件是否正常，若上一级模块不能接收到所述探测信号，则分别生成通讯告警提示和连接告警提示。