CN114145721B - 一种确定动脉压力的方法、装置及可读存储介质 - Google Patents

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陈雅清
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Abstract

本发明公开一种确定动脉压力的方法、装置及可读存储介质，应用于由多个传感单元组成的压力传感器阵列，用以解决现有技术方法所确定的动脉压力精度低的问题。该方法包括：基于压力传感器阵列中的多个传感单元，构造形状为对称多边形的测量单元；其中，所述测量单元的各顶点以及中心对应设置传感单元，并且所述各顶点以及中心处于一个二维曲面上；基于所述测量单元中各传感单元的测量值以及传感单元在预设坐标系中的坐标点，利用双二‑三项式插值法构建所述坐标系中坐标点与所述压力值之间对应关系的压力公式；基于所述测量单元上任一点的坐标，利用所述压力公式确定所述测量单元上任一点的压力值。

Description

一种确定动脉压力的方法、装置及可读存储介质
技术领域
本申请涉及中医诊脉领域，尤其涉及一种确定动脉压力的方法、装置及可读存储介质。
背景技术
诊脉是指医生通过手指感受脉搏变化，诊断患者病情的一种方式。为了量化，精准化诊脉结果，越来越多的诊脉装置进入人们的视野，包括诊脉传感阵列。人们通过诊脉传感阵列的测量值，进行脉象分析。然而，现有的分析方法是二维插值法，只能通过分析测量值确定与动脉，尤其是桡动脉平行方向和垂直方向上的压力值，进而确定脉象。
因此，现有技术中根据压力传感器阵列上传感单元的测量值所确定的动脉压力存在精度低的问题。
发明内容
本申请提供一种确定动脉压力的方法、装置及可读存储介质，用以解决现有技术方法所确定的动脉压力精度低的问题。
第一方面，本申请实施例提供一种确定动脉压力的方法，应用于由多个传感单元组成的压力传感器阵列，所述方法包括：
基于压力传感器阵列中的多个传感单元，构造形状为对称多边形的测量单元；其中，所述测量单元的各顶点以及中心对应设置传感单元，并且所述各顶点以及中心处于一个二维曲面上；
基于所述测量单元中各传感单元的测量值以及传感单元在预设坐标系中的坐标点，利用双二-三项式插值法构建所述坐标系中坐标点与所述压力值之间对应关系的压力公式；
基于所述测量单元上任一点的坐标，利用所述压力公式确定所述测量单元上任一点的压力值。
上述方法通过双二-三项式插值法构造压力公式，可以确定测量单元上任一点的压力，从而达到提高所确定的动脉压力精度的目的。
一种可能的实施方式，所述压力传感器阵列包括：
n行传感单元，每行传感单元按照预设间隔排列，第i+1行中任一传感单元设置于第i行相邻两个传感单元之间的空隙所对应的位置；其中，n为正整数；i为小于n的正整数。
一种可能的实施方式，所述测量单元为六边形。
通过将测量单元设置为六边形，可以在确保测量单元面积足够小的同时，使测量单元中包含的传感单元最多，使通过上述方法所确定的动脉压力的精度进一步提高。
一种可能的实施方式，所述压力公式包括：
公式一：
或者公式二：
其中，P0为所述测量单元中心的传感单元的测量值，所述测量单元中心的传感单元为所述预设坐标系的坐标原点；P1～P6分别指示作为所述测量单元顶点的传感单元的测量值，a，b分别为压力传感器阵列中任一传感单元与横、纵两个相邻传感单元中心的距离；x，y分别为所述测量单元上任一点的横、纵坐标。
一种可能的实施方式，所述基于所述测量单元上任一点的坐标，利用所述压力公式确定所述测量单元上任一点的压力值之前，包括：
使用标准压力传感器阵列针对基于所述公式一和所述公式二确定的压力值进行标定，分别确定所述公式一和所述公式二对应的权重；
则所述基于所述测量单元上任一点的坐标，利用所述压力公式确定所述测量单元上任一点的压力值，包括：
基于所述公式一和所述公式二对应的权重，根据所述公式一和所述公式二确定的压力值加权，确定所述测量单元上任一点的压力值。
上述操作减小了单独使用公式一或公式二确定压力值所导致的偏差，并且使用标准压力传感器阵列所得的标准测量值进行标定，可以使所确定的测量单元上的压力值更加准确，从而提高了上述方法所确定的动脉压力的精度。
第二方面，本申请提供一种确定动脉压力的装置，应用于由多个传感单元组成的压力传感器阵列，所述装置包括：
构造单元：用于基于压力传感器阵列中的多个传感单元，构造形状为对称多边形的测量单元；其中，所述测量单元的各顶点以及中心对应设置传感单元，并且所述各顶点以及中心处于一个二维曲面上；
构建单元：用于基于所述测量单元中各传感单元的测量值以及传感单元在预设坐标系中的坐标点，利用双二-三项式插值法构建所述坐标系中坐标点与所述压力值之间对应关系的压力公式；
确定单元：用于基于所述测量单元上任一点的坐标，利用所述压力公式确定所述测量单元上任一点的压力值。
一种可能的实施方式，所述构造单元具体用于构造形状为六边形的测量单元。
一种可能的实施方式，所述构建单元具体用于构建压力公式；
公式一：
或者公式二：
其中，P0为所述测量单元中心的传感单元的测量值，所述测量单元中心的传感单元为所述预设坐标系的坐标原点；P1～P6分别指示作为所述测量单元顶点的传感单元的测量值，a，b分别为压力传感器阵列中任一传感单元与横、纵两个相邻传感单元中心的距离；x，y分别为所述测量单元上任一点的横、纵坐标。
一种可能的实施方式，所述装置还包括加权单元，具体用于使用标准压力传感器阵列针对基于所述公式一和所述公式二确定的压力值进行标定，分别确定所述公式一和所述公式二对应的权重；
则确定单元具体用于基于所述公式一和所述公式二对应的权重，根据所述公式一和所述公式二确定的压力值加权，确定所述测量单元上任一点的压力值。
第三方面，本申请提供一种可读存储介质，其中，包括，
存储器，
所述存储器用于存储指令，当所述指令被处理器执行时，使得包括所述可读存储介质的装置完成如第一方面及任一可能的实施方式所述的方法。
附图说明
图1为本申请提供的一种确定动脉压力的方法的流程图；
图2为本申请提供的基于传感单元错位排列的传感器阵列所构造的1个测量单元的示意图；
图3为本申请提供的一种确定动脉压力的装置的结构示意图。
具体实施方式
针对现有技术中，根据压力传感器阵列测量值确定动脉压力的方法存在精度低的问题。本申请提供一种确定动脉压力的方法，应用于由多个传感单元组成的传感器阵列：在传感器阵列上构造测量单元，通过测量单元所测的测量值确定压力公式，进而确定测量单元所覆盖的动脉上的压力值，包括传感单元没有接触到的动脉上的压力值(传感单元间隙)。
为了更好的理解上述技术方案，下面通过附图以及具体实施例对本申请技术方案做详细的说明，应当理解本申请实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请的技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
请参考图1，本申请实施例提供一种确定动脉压力的方法，应用于由多个传感单元组成的压力传感器阵列，该方法的处理过程如下：
步骤101：基于压力传感器阵列中的多个传感单元构造测量单元，构造形状为对称多边形的测量单元。
其中，所述测量单元的各顶点以及中心对应设置传感单元，并且所述各顶点以及中心处于一个二维曲面上。
具体地，传感器阵列上可以包括多个测量单元，每个测量单元所组成的形状必须是对称的。例如，四边形，五边形，六边形。并且传感器阵列中的传感单元可以是整齐排列的，也可以是错位排列的。整齐排列是指传感器阵列上的传感单元每一行与每一列对齐设置。错位排列是指相邻两行的传感单元错位排列；即当压力传感器阵列包括n行传感单元，每行传感单元按照预设间隔排列，第i+1行中任一传感单元设置于第i行相邻两个传感单元之间的空隙所对应的位置；其中，n为正整数；i为小于n的正整数。
本申请实施例中优选传感单元错位排列的压力传感器阵列，且测量单元为六边形，则该测量单元包括作为顶点的6个传感单元，以及中心上的1个传感单元。如图2所示，为本申请提供的基于传感单元错位排列的传感器阵列所构造的1个测量单元的示意图，其中，A,B,C,E,F,G为测量单元的6个顶点，D为测量单元中心；A,B,C,D,E,F,G分别对应传感单元。
以下针对在传感器阵列上构造六边形的测量单元进行具体描述：
首先，在传感器阵列上构造直角坐标系。选一个传感单元作为测量单元的中心构造直角坐标系，那么，该传感单元为直角坐标系的坐标原点。分别选传感器阵列的水平方向和竖直方向设置x轴，y轴。
然后，基于传感器阵列上的传感单元以及上述直角坐标系，构造六边形；
最后，确定六边形的顶点，如图2所示。取x轴方向上与作为坐标原点的传感单元(D)相邻的两个传感单元(C,E)，作为六边形的一组顶点。另外两组顶点分别取自作为坐标原点的传感的单元上一行相邻的两个传感单元(A,B)，以及下一行相邻的两个传感单元(F,G)。其中，a，b分别为压力传感器阵列中任一传感单元与横、纵两个相邻传感单元中心的距离。
针对该测量单元，将测量单元与y轴平行的对称轴记作第一对称轴，测量单元与x轴平行的对称轴记作第二对称轴。则第一对称轴的长度不小于第二对称轴的长度。在测量时，传感器阵列的y轴沿动脉方向布置。
需要说明的是，图2中所构造的测量单元是基于一种传感单元错位排列的传感器阵列所设置的，基于此，该测量单元的六边形形状呈现出沿y轴拉伸的形态，即第一对称轴大于第二对称轴。但是，当设置该测量单元在传感单元整齐排列的传感器阵列上时，测量单元则呈现出正六边形形态，即第一对称轴等于第二对称轴。
由于动脉外径较窄，例如，经常被测量的桡动脉外径大约只有0.3厘米，当传感单元整齐排列时，所构造的六边形可能会因为横向顶点距离较远，即第二对称轴较长，有可能x轴上的传感单元不能完全覆盖在动脉上。本申请实施例中将在传感单元错位排列的传感器阵列上设置测量单元作为优选实施例，这样可以避免第二对称轴较长，传感单元不能完全覆盖在动脉上测量的情况发生。
步骤102：基于所述测量单元中各传感单元的测量值以及传感单元在预设坐标系中的坐标点，利用双二-三项式插值法构建所述坐标系中坐标点与所述压力值之间对应关系的压力公式。
以下针对使用双二-三项式差值法，基于图2中A,B,C,D,E,F,G传感单元的测量值构建曲线方程，进而确定压力公式的方法进行具体描述。其中，A,B,C,E,F,G为该六边形的顶点；D为该传感阵列的六边形的中点。
假设a，b分别为压力传感器阵列中任一传感单元与横、纵两个相邻传感单元中心的距离，D的压力为P0；将测量单元中心的传感单元作为所述预设坐标系的坐标原点，则坐标为(x0,y0)＝(0,0)；C的压力为P1，坐标为(x1，y1)＝(-a，0)；E的压力为P2，坐标为(x2，y2)＝(a，0)；A的压力为P3，坐标为B的压力为P4，坐标为/>F的压力为P5，坐标为/>G的压力为P6，坐标为/>
基于以上7个点的坐标，构造方程求动脉上各点的压力值，分别得到公式一，公式二。以下为使用双二-三项式插值法构造曲面方程的具体分析过程：
公式一：
Pi＝c+cx*xi+cy*yi+cxy*xiyi+cxx*xi 2+cyy*yi 2+cxyy*xiyi 2；
上式中，Pi表示第i号传感器的压力值，xi和yi分别表示第i号传感器的横坐标和纵坐标，i取0～6，解得：
则在该六边形下坐标为(x，y)的任意点的压力为：
公式二：
Pi＝c+cx*xi+cy*yi+cxy*xiyi+cxx*xi 2+cyy*yi 2+cxxx*xi 3；
同上，式中，Pi表示第i号传感器的压力值，xi和yi分别表示第i号传感器的横坐标和纵坐标，i取0～6，可解得：
则在该六边形下坐标为(x，y)的任意点的压力为：
综上所述，本步骤构造出两个适用于本申请实施例的压力公式，分别为：公式一：
公式二：
其中，P0为所述测量单元中心的传感单元的测量值，所述测量单元中心的传感单元为所述预设坐标系的坐标原点；P1～P6分别指示作为所述测量单元顶点的传感单元的测量值，a，b分别为压力传感器阵列中任一传感单元与横、纵两个相邻传感单元中心的距离；x，y分别为所述测量单元上任一点的横、纵坐标。
步骤103：基于所述测量单元上任一点的坐标，利用所述压力公式确定所述测量单元上任一点的压力值。
上述两个公式都可以用于确定测量单元所覆盖的动脉上所有点的压力值，确定测量单元上任一点的压力值时可以选用公式一，公式二中至少一个公式。
优选地，针对公式一和公式二设置权重，将公式一和公式二结合用于确定所述测量单元上任一点的压力值。针对权重的设置可以选择标准压力传感阵列进行标定。具体地，首先使用标准传感阵列针对动脉上的压力进行测量，得到标准压力值。接着，使用本申请实施例中的传感单元错位排列的传感器阵列在同一位置的测量，将测量值分别代入公式一和公式二，对应得到第一压力值，和第二压力值。对第一压力值，第二压力值各自分配第一权重和第二权重，使第一压力值和第二压力值加权求和所得值与标准压力值之间的相似度，满足相似度阈值。其中，第一权重和第二权重和为1。
在确定所述公式一和所述公式二对应的权重以后，就可以根据所述公式一和所述公式二确定的压力值加权，确定所述测量单元上任一点的压力值。
基于同一发明构思，本申请实施例中提供一种确定动脉压力的装置，应用于由多个传感单元组成的压力传感器阵列，该装置与前述图1所示脱敏方法对应，该装置的具体实施方式可参见前述方法实施例部分的描述，重复之处不再赘述，参见图3，该装置包括：
构造单元301：用于基于压力传感器阵列中的多个传感单元，构造形状为对称多边形的测量单元；其中，所述测量单元的各顶点以及中心对应设置传感单元，并且所述各顶点以及中心处于一个二维曲面上。
具体地，传感器阵列上可以包括多个测量单元，每个测量单元所组成的形状必须是对称的。例如，四边形，五边形，六边形。并且传感器阵列中的传感单元可以是整齐排列的，也可以是错位排列的。整齐排列是指传感器阵列上的传感单元每一行与每一列对齐设置。错位排列是指相邻两行的传感单元错位排列；即当压力传感器阵列包括n行传感单元，每行传感单元按照预设间隔排列，第i+1行中任一传感单元设置于第i行相邻两个传感单元之间的空隙所对应的位置；其中，n为正整数；i为小于n的正整数。
优选传感单元错位排列的压力传感器阵列，且测量单元为六边形，则该测量单元包括作为顶点的6个传感单元，以及中心上的1个传感单元。
构建单元302：用于基于所述测量单元中各传感单元的测量值以及传感单元在预设坐标系中的坐标点，利用双二-三项式插值法构建所述坐标系中坐标点与所述压力值之间对应关系的压力公式。
具体地，压力公式包括：
公式一：
或者公式二：
其中，P0为所述测量单元中心的传感单元的测量值，所述测量单元中心的传感单元为所述预设坐标系的坐标原点；P1～P6分别指示作为所述测量单元顶点的传感单元的测量值，a，b分别为压力传感器阵列中任一传感单元与横、纵两个相邻传感单元中心的距离；x，y分别为所述测量单元上任一点的横、纵坐标。
确定单元303：用于基于所述测量单元上任一点的坐标，利用所述压力公式确定所述测量单元上任一点的压力值。
所述一种确定动脉压力的装置，应用于由多个传感单元组成的压力传感器阵列，还包括加权单元，具体用于使用标准压力传感器阵列针对基于所述公式一和所述公式二确定的压力值进行标定，分别确定所述公式一和所述公式二对应的权重。
则确定单元303具体用于基于所述公式一和所述公式二对应的权重，根据所述公式一和所述公式二确定的压力值加权，确定所述测量单元上任一点的压力值。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种可读存储介质，包括：
存储器，
所述存储器用于存储指令，当所述指令被处理器执行时，使得包括所述可读存储介质的装置完成如上所述的确定动脉压力的方法。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：通用串行总线闪存盘(Universal Serial Bus flash disk)、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种确定动脉压力的方法，应用于由多个传感单元组成的压力传感器阵列，其特征在于，所述方法包括：
基于压力传感器阵列中的多个传感单元，构造形状为对称多边形的测量单元；其中，所述测量单元的各顶点以及中心对应设置传感单元，并且所述各顶点以及中心处于一个二维曲面上；
基于所述测量单元中各传感单元的测量值以及传感单元在预设坐标系中的坐标点，利用双二-三项式插值法构建所述坐标系中坐标点与压力值之间对应关系的压力公式；
基于所述测量单元上任一点的坐标，利用所述压力公式确定所述测量单元上任一点的压力值；
所述压力公式包括：
公式一：
或者公式二：
其中，P0为所述测量单元中心的传感单元的测量值，所述测量单元中心的传感单元为所述预设坐标系的坐标原点；P1～P6分别指示作为所述测量单元顶点的传感单元的测量值，a，b分别为压力传感器阵列中任一传感单元与横、纵两个相邻传感单元中心的距离；x，y分别为所述测量单元上任一点的横、纵坐标。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述压力传感器阵列包括：
n行传感单元，每行传感单元按照预设间隔排列，第i+1行中任一传感单元设置于第i行相邻两个传感单元之间的空隙所对应的位置；其中，n为正整数；i为小于n的正整数。
3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述测量单元为六边形。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述测量单元上任一点的坐标，利用所述压力公式确定所述测量单元上任一点的压力值之前，包括：
使用标准压力传感器阵列针对基于所述公式一和所述公式二确定的压力值进行标定，分别确定所述公式一和所述公式二对应的权重；
则所述基于所述测量单元上任一点的坐标，利用所述压力公式确定所述测量单元上任一点的压力值，包括：
基于所述公式一和所述公式二对应的权重，根据所述公式一和所述公式二确定的压力值加权，确定所述测量单元上任一点的压力值。
5.一种确定动脉压力的装置，应用于由多个传感单元组成的压力传感器阵列，其特征在于，所述装置包括：
构造单元：用于基于压力传感器阵列中的多个传感单元，构造形状为对称多边形的测量单元；其中，所述测量单元的各顶点以及中心对应设置传感单元，并且所述各顶点以及中心处于一个二维曲面上；
构建单元：用于基于所述测量单元中各传感单元的测量值以及传感单元在预设坐标系中的坐标点，利用双二-三项式插值法构建所述坐标系中坐标点与压力值之间对应关系的压力公式；
确定单元：用于基于所述测量单元上任一点的坐标，利用所述压力公式确定所述测量单元上任一点的压力值；
所述构建单元具体用于构建压力公式；
公式一：
或者公式二：
其中，P0为所述测量单元中心的传感单元的测量值，所述测量单元中心的传感单元为所述预设坐标系的坐标原点；P1～P6分别指示作为所述测量单元顶点的传感单元的测量值，a，b分别为压力传感器阵列中任一传感单元与横、纵两个相邻传感单元中心的距离；x，y分别为所述测量单元上任一点的横、纵坐标。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述构造单元具体用于构造形状为六边形的测量单元。
7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括加权单元，具体用于使用标准压力传感器阵列针对基于所述公式一和所述公式二确定的压力值进行标定，分别确定所述公式一和所述公式二对应的权重；
则确定单元具体用于基于所述公式一和所述公式二对应的权重，根据所述公式一和所述公式二确定的压力值加权，确定所述测量单元上任一点的压力值。
8.一种可读存储介质，其特征在于，包括，
存储器，
所述存储器用于存储指令，当所述指令被处理器执行时，使得包括所述可读存储介质的装置完成如权利要求1～4中任一项所述的方法。
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