CN113797414B - 一种呼吸的快速检测方法和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种呼吸的快速检测方法和系统，所述方法包括：获取呼气和吸气的气压采样数据，并根据所述气压采样数据采用插值算法进行数据增量；将插值后的数据进行滑动平均滤波，获取滤波后的气压采样数据；将滤波后的气压采样数据进行分段一次线性拟合算法进行拟合；根据上述拟合结果判断是否存在呼吸行为，若存在呼吸行为，则输出本底供气气流；将存在呼吸行为的气压采样数据进行再次滤波，将再次滤波后的数值转化为二值信号，并根据连续的二值信号判断呼吸行为是否存在，若存在则正常供气。所述方法和系统通过插值算法提升呼吸的检测数据，并通过滑动平均算法去除呼吸噪声，可以获取符合呼吸属性的检测信号，提高呼吸检测的精准度。
Description
技术领域
本发明属于医疗技术领域，特别涉及一种呼吸的快速检测方法和系统。
背景技术
目前现有的自疗的自主呼吸方案需要定量供应笑气及氧气，由于笑气价格较高，并且涉及的吸入笑气镇痛设备在使用中首先要给患者带上面罩或鼻罩，并通过气管连接到设备的气体出口。一切准备妥当后护士启动设备，开始整个治疗过程，然而上述现有技术存在如下技术缺陷：目前用户带上面罩或鼻罩后，还是需要护士手工启动整个设备。这样就会有一段时间用户带着面罩或鼻罩，但设备并不供气。这个过程中患者会比较难受。同时新拆封的一次性面罩或鼻罩会有一定程度的气味，设备不供应气体的话，这些有气味的气体会被患者吸入身体，某些患者会有一定程度的不适。
发明内容
本发明其中一个发明目的在于提供一种呼吸的快速检测方法和系统，所述方法和系统通过插值算法提升呼吸的检测数据，并通过滑动平均算法去除呼吸噪声，可以获取符合呼吸属性的检测信号，提高呼吸检测的精准度。
本发明其中一个发明目的在于提供一种呼吸的快速检测方法和系统，所述方法和系统采用分段一次线性拟合算法对患者的呼吸行为进行快速拟合，并根据拟合的结果提供一个低流量的本底供气，在检测到呼吸行为后可以快速清除鼻罩中的气体，并可以减少因为判断失误而导致气体排出量。
本发明其中一个发明目的在于提供一种呼吸的快速检测方法和系统，所述方法和系统采用Savitzky-Golay算法对呼吸数据再次进行滤波，使用施密特触发器将滤波后的呼吸检测信号转化为二值信号，通过所述二值信号特征判断是否存在患者呼吸行为，用于设备执行供气行为，从而提高供气准确率。
为了实现至少一个上述发明目的，本发明进一步提供一种呼吸的快速检测方法，所述方法包括：
获取呼气和吸气的气压采样数据，并根据所述气压采样数据采用插值算法进行数据增量；
将插值后的数据进行滑动平均滤波，获取滤波后的气压采样数据；
将滤波后的气压采样数据进行分段一次线性拟合算法进行拟合；
根据上述拟合结果判断是否存在呼吸行为，若存在呼吸行为，则输出本底供气气流；
将存在呼吸行为的气压采样数据进行再次滤波，将再次滤波后的数值转化为二值信号，并根据连续的二值信号判断呼吸行为是否存在，若存在则正常供气。
根据本发明其中一个较佳实施例，所述插值算法包括如下步骤：
获取原始气压采样数据，采用Sinc插值算法对所述原始气压采样数据进行插值；
建立原始气压采样值的索引n，并建立插值后的数据索引t,所述Sinc插值算法的公式为：
其中x[n]为原始气压采样数据，原始气压采样数据的采样频率为10Hz,x[t]为插值后的气压采样数据，其中插值后的气压采样数据的采样频率为100Hz。
根据本发明另一个较佳实施例，所述滑动平均滤波的方法包括如下步骤：
获取插值后的气压采样数据x[t]，并将插值后的气压采样数据x[t]进行滑动平均滤波，公式为：
其中x[t-m]是滤波器的输入数据，x[f]为滤波器的输出数据，M为平滑滤波函数的阶数。
根据本发明另一个较佳实施例，对滑动平均滤波后的所述气压采样数据执行分段一次线性拟合，获取拟合后的呼吸波形数据，并生成分段一次线性拟合函数，其中所述分段一次线性拟合的函数为：
y＝kx+b；
其中k值为拟合的斜率，x为时间点，b为拟合的截距，y为呼吸波形数据值。
根据本发明另一个较佳实施例，所述k值采用最小二乘法计算获取，计算方法包括如下步骤：
设置时间段xi，获取设置的时间段内采样时间点x0和采样时间点x0对应的实际呼吸波形数值y0；
生成初始的分段一次线性函数，并计算采样时间点x0在该初始一次线性函数对应的值呼吸波形数据值y1，计算实际呼吸波形数值y0和一次线性函数上呼吸波形数据值y1的总误差平方；
调整拟合的斜率k的值，直到k值对应的一次线性函数在设置的时间段内总误差平方为最小值作为最终一次线性拟合的函数的斜率。
根据本发明另一个较佳实施例，设置多个时间段xi内斜率阈值，若采样的所述斜率k在多个时间段内的值都大于所述斜率阈值，则判定存在呼吸行为，驱动设备执行本底供气。
根据本发明另一个较佳实施例，所述本底供气的气体流量为4L，且所述本底供气的气体组成为70％的氧气浓度和30％的笑气浓度。
根据本发明另一个较佳实施例，所述检测方法包括：
采用Savitzky-Golay滤波器对气压采样数据进行再次滤波；
设置第二阈值，若再次滤波后的气压采样数据的最大值大于所述第二阈值，则将所述再次滤波后的气压采样数据输入到施密特触发器中，转换为二值信号；
设置所述二值信号数目的第四阈值和所述二值信号长度的第五阈值；
分别统计连续两段二值信号，若连续两段二值信号的数目差值小于所述第四阈值，且每段二值信号的长度大于所述第五阈值，则判定为再次滤波后的气压采样数据存在呼吸行为，驱动设备正常供气。
为了实现至少一个上述发明目的，本发明进一步提供一种呼吸的快速检测系统，所述系统执行上述一种呼吸的快速检测方法。
本发明进一步提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行上述一种呼吸的快速检测方法。
附图说明
图1显示的是本发明一种呼吸的快速检测方法的总流程示意图。
图2显示的是本发明一种呼吸的快速检测方法的详细流程示意图。
具体实施方式
以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“一”不能理解为对数量的限制。
请参考图1-2，本发明公开了一种呼吸的快速检测方法和系统，其中所述方法包括如下步骤：首先需要对患者人体自然呼吸进行采样，采样的方式包括：在呼吸器上设置气压传感器，当患者进行自然吸气时，气压传感器可以探测到呼吸器中有明显的气压波动，且患者自然吸气时，气压传感器的输出值为负值，当患者自然呼气时，气压传感器的输出值为正值，由于吸气和呼气的压力并非完全等值，因此整个呼吸过程通过所述气压传感器采样后呈现一种波形结构。
在获取当原始气压采样数据后，对所述原始气压采样数据采用插值算法进行数据增量，在本发明中优选采用sinc插值算法对原始气压采样数据执行插值，具体公式为：
其中n为原始气压采样数据值索引，t为插值后的气压采样数据索引，x[n]为原始气压采样数据，x[t]为插值后的气压采样数据，其中原始气压采样数据x[n]的采样频率为10Hz，插值后的气压采样数据的采样频率x[t]为100Hz。
进一步的，需要对插值后的气压采样数据进行第一次滤波，第一次滤波优选采用滑动平均滤波，所述滑动平均滤波的公式为：
其中x[t-m]是滤波器的输入数据，x[f]为滤波器的输出数据，M为平滑滤波函数的阶数。所述滑动平均滤波可以在初始阶段去除一些可能是非呼吸的异常数据。
值得一提的是，在完成所述第一次滤波后，采用一次线性拟合算法执行第一次滤波后的分段一次线性拟合，一次线性拟合算法的函数形式为：y＝kx+b，x为气压数据采样的时间点，y为对应时间点x下真实的气压采样数据值，b为拟合截距，k为拟合斜率，其中所述拟合斜率k的值采用最小而乘法确定，所述一次线性拟合方法具体包括如下步骤：
首先需要划分时间段xi,建立分段的初始的拟合斜率k1和拟合截距b1，建立初始一次线性拟合函数，上述初始参数k1和拟合截距b1可以根据对应时间段xi范围内靠近两个端点上的真实的气压采样数据值y0和对应的采样时间点x0形成的直线确定，本领域技术人员可以理解的是，上述分段的初始拟合斜率和初始拟合截距为举例说明而非限制。进一步计算在该时间段xi范围内所有真实的气压采样数据值y0和对应采样时间点在所述初始一次线性拟合函数的拟合值y1之间的平方误差，进一步计算调整拟合斜率k1和拟合截距b1的数值，直到所述平方误差为最小值，则说明该一次线性拟合函数为最佳拟合函数,对应的斜率k为最佳斜率。需要说明的是所述时间段xi的分段可以根据呼吸的平均周期执行，比如可以执行呼吸平均周期的四分之一或更小的粒度。
进一步的，在对所述气压采样数据执行分段一次线性拟合后，进一步计算所有时间段内的一次线性拟合函数的斜率k，并设置针对所述一次线性拟合函数的斜率k的第一阈值，计算连续分段的时间段中所述斜率k值是否均大于所述第一阈值，若均大于所述第一阈值，则说明存在呼吸行为，则进一步驱动供气设备提供一个低流量的混合气体，所述混合气体的成分为：70％的氧气浓度和30％的笑气浓度。上述一次线性拟合函数的斜率k表示气压压强的变化率，由呼吸规律可知，在呼气或吸气的开始阶段，其压强的变化率是最高的，之后保持相对稳定的变化率，因此其分段的斜率相对保持稳定。当鼻罩盖在患者脸上时或护士拿呼吸装置的瞬间，可能出现一瞬间的气压变化，这类变化属于环境因素导致的非呼吸原因的气压变化，并且该非呼吸原因的气压变化并不会很长，因此在供气过程中进行去除，通过上述连续分段一次线性拟合算法计算的斜率k值的规律恰好可以较为准确地判断是否属于初始阶段的正常呼吸行为。在判断为初始阶段的正常呼吸行为后，通过提供上述混合气体的本底供气，其中所述本底供气的流量优选设置为2-5L,流速可以设置为2-5L/分钟。所述本底供气可以有效地驱除设备中储留的空气，且所述本底供气中添加一部分笑气可以显著地缓解患者的紧张情绪。所述本底供气的流量交较低，即使出现误判也只有排放少量的气体。且根据连续分段拟合的斜率k值可以避免大部分护士的正常操作而影响供气。
在完成本地供气后，进一步对所述气压采样数据进行第二次滤波，其中第二次滤波的方法包括：采用Savitzky-Golay滤波算法对所述气压采样数据进行再次滤波，所述Savitzky-Golay滤波算法为：
其中ci为Savitzky-Golay滤波器的系数，m为Savitzky-Golay滤波器的阶数，在本发明的优选实施例中所述阶数m优选为12。
设置第二阈值，计算经过所述Savitzky-Golay滤波器再次滤波后的气压采样数据的最大值，若判断所述气压采样数据最大值大于预设的所述第二阈值，则将再次滤波后的气压采样数据通过一个施密特触发器转化为二值信号，所述施密特触发器采用第三阈值执行触发转化操作，且所述第三阈值接近于0点。
设置针对二值信号数目的第四阈值和针对二值信号长度的第五阈值，根据施密特触发器分别计算连续两个时间段内所述二值信号数目和长度，若连续两个时间段内所述二值信号数目的差值小于所述第四阈值，且连续两个时间段内每个所述二值信号的长度大于所述第五阈值，则判定在完成本底供气后仍然存在呼吸行为，且本底供气阶段的呼吸行为判断正确，供气设备正常运行。若不满足上述连续两个时间段内所述二值信号数目的差值小于所述第四阈值，且连续两个时间段内每个所述二值信号的长度大于所述第五阈值条件，则判定呼吸检测错误，供气设备停止供气。
特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)执行时，执行本申请的方法中限定的上述功能。需要说明的是，本申请上述的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是但不限于电、磁、光、电磁、红外线段、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线段的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线段、电线段、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明，本发明的目的已经完整并有效地实现，本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。
Claims (9)
1.一种呼吸的快速检测系统，其特征在于，所述系统执行如下方法：
获取呼气和吸气的气压采样数据，并根据所述气压采样数据采用插值算法进行数据增量；
将插值后的数据进行滑动平均滤波，获取滤波后的气压采样数据；
将滤波后的气压采样数据进行分段一次线性拟合算法进行拟合；
根据拟合结果判断是否存在呼吸行为，若存在呼吸行为，则输出本底供气气流，其中所述本底供气气流为流速为2-5L/分钟的气流；
将存在呼吸行为的气压采样数据进行再次滤波，将再次滤波后的数值转化为二值信号，并根据连续的二值信号判断呼吸行为是否存在，若存在则正常供气。
2.根据权利要求1所述的一种呼吸的快速检测系统，其特征在于，所述插值算法包括如下步骤：
获取原始气压采样数据，采用Sinc插值算法对所述原始气压采样数据进行插值；
建立原始气压采样值的索引n，并建立插值后的数据索引t,所述Sinc插值算法的公式为：
；
其中x[n]为原始气压采样数据，原始气压采样数据的采样频率为10Hz, x[t]为插值后的气压采样数据，其中插值后的气压采样数据的采样频率为100Hz。
3.根据权利要求2所述的一种呼吸的快速检测系统，其特征在于，所述滑动平均滤波的方法包括如下步骤：
获取插值后的气压采样数据x[t]，并将插值后的气压采样数据x[t]进行滑动平均滤波，公式为：
；
其中x[t-m]是滤波器的输入数据，x[f]为滤波器的输出数据，M为平滑滤波函数的阶数。
4.根据权利要求3所述的一种呼吸的快速检测系统，其特征在于，对滑动平均滤波后的所述气压采样数据x[t]执行分段一次线性拟合，获取拟合后的呼吸波形数据，并生成分段一次线性拟合函数，其中所述分段一次线性拟合的函数为：
y=kx+b；
其中k值为拟合的斜率，x为时间点，b为拟合的截距，y为呼吸波形数据值。
5.根据权利要求4所述的一种呼吸的快速检测系统，其特征在于，所述k值采用最小二乘法计算获取，计算方法包括如下步骤：
设置时间段xi，获取设置的时间段内采样时间点x0和采样时间点x0对应的实际呼吸波形数值y0；
生成初始的分段一次线性函数，并计算采样时间点x0在所述初始的分段一次线性函数对应的呼吸波形数据值y1，计算实际呼吸波形数值y0和一次线性函数上呼吸波形数据值y1的总误差平方；
调整拟合的斜率k的值，直到k值对应的一次线性函数在设置的时间段内总误差平方为最小值作为最终一次线性拟合的函数的斜率。
6.根据权利要求5所述的一种呼吸的快速检测系统，其特征在于，设置多个时间段xi内斜率阈值，若采样的所述斜率k在多个时间段内的值都大于所述斜率阈值，则判定存在呼吸行为，驱动设备执行本底供气。
7.根据权利要求6所述的一种呼吸的快速检测系统，其特征在于，所述本底供气的气体流量为4L，且所述本底供气的气体组成为70%的氧气浓度和30%的笑气浓度。
8.根据权利要求3所述的一种呼吸的快速检测系统，其特征在于，所述方法包括：
采用Savitzky-Golay滤波器对气压采样数据进行再次滤波；
设置第二阈值，若再次滤波后的气压采样数据的最大值大于所述第二阈值，则将所述再次滤波后的气压采样数据输入到施密特触发器中，转换为二值信号；
设置二值信号数目的第四阈值和二值信号长度的第五阈值；
分别统计连续两段二值信号，若连续两段二值信号的数目差值小于所述第四阈值，且每段二值信号的长度大于所述第五阈值，则判定为再次滤波后的气压采样数据存在呼吸行为，驱动设备正常供气。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行上述权利要求1-8中任意一项所述的一种呼吸的快速检测系统所执行的方法。
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|---|---|---|---|---|
| CN107530514A (zh) * | 2015-03-20 | 2018-01-02 | 瑞思迈有限公司 | 用于呼吸障碍的通气治疗的方法和装置 |
| CN112839696A (zh) * | 2018-11-08 | 2021-05-25 | 深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司 | 一种呼吸识别方法及装置、通气设备、存储介质 |
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