[发明专利]一种三维脉波影像的基面预处理方法及系统

说明书

本发明一种三维脉波影像的基面预处理方法及系统，所述方法包括如下步骤：步骤S1，采集三维脉波影像，获得脉搏所产生的脉象信号；步骤S2，对获得的脉象信号去除其中的静态压；步骤S3，对去除静态压后的脉象信号进行经验模态分解，得到每个传感器通道各自不同的模态的信号，保留相应的模态即可得到预处理后的结果，通过本发明，可实现更有效的基面预处理。

技术领域

本发明涉及一种基面预处理方法及系统，特别是涉及一种三维脉波影像的基面预处理方法及系统。

背景技术

脉象信号预处理的效果将直接影响后续临床分析的结果，其中基线漂移的消除是脉象信号预处理的其中一个难点。在脉搏信号采集过程中，受测者的呼吸和运动会使脉搏信号的基线产生漂移。对于三维脉波影像，信号不再是对桡动脉某个点的压力脉搏波所形成的曲线进行研究，而是转变成对某个区域内多个点所产生的三维脉象进行研究。因此干扰也由原来的线也转变成了面(以下简称基面)。

如图1所示，根据分析手腕部位的皮下组成，皮肤下面依次为皮下组织、桡动脉、肌肉、肌腱以及骨头，当使用机器手指进行切脉时，传感器除了能接收到桡动脉的脉搏信号外，还会受到其他皮下组织的干扰，由此可以分析出干扰信号的主要构成：手腕皮下组织的不规则结构带来的干扰和手腕动态运动的干扰。预处理的目标就将脉搏产生的动态压保留下来，将干扰去除。

现有技术中用于基线漂移的处理，也可广泛用在不同的领域，比如：ECG信号处理、表面肌电图(Surface Electromyography，sEMG)、脉象信号等，目前，国内外对基线校正方法的研究成果已经十分丰富。

样条插值法是一种比较常见的简单处理手段，其原理是利用信号的特殊基准点进行样条插值。由于这些基准点在未受干扰的情况下，应该处于同一直线上，因此通过对这些漂移的基准点进行插值，即可逼近出信号的干扰基线。最后将观测信号中减掉预测的干扰基线信号，以此来达到基线校准的目的。

然而，样条插值法中，被插值点为脉搏波的起始点，因此干扰基线的准确度完全依赖于插值点的选择；另外，由于样条插值只能预测出基线漂移的趋势，而对于高频部分，样条插值不能达到比较理想的效果，同时高频干扰还可能会导致脉搏波起始点的选择，从而也影响到该方法的结果。

由于基线干扰信号一般是由一些低频信号所构成，因此对于基线干扰的消除还可以从频域的角度进行考虑，比如现有技术中使用切比雪夫和巴特沃斯滤波器对信号进行预处理。然而，巴特沃斯滤波器虽然有比较平稳的幅频特性，但是有较长的过度带，在过渡带很容易造成信号的失真；而切比雪夫滤波器则恰恰相反，它的过渡带很窄，但是幅频特性却很不稳定

基于小波的自适应级联滤波器(Wavelet based cascaded adaptive filter,CAF)则是结合了样条插值和频域滤波器的特点的一种基线校准方法，CAF滤波器由基线漂移级别检测、离散Meyer小波滤波器和基线漂移的三次样条估计三部分所组成，其主要的方法是根据脉波成分和基线漂移的能量比来衡量基线漂移的等级，然后再根据漂移的程度选用不同的处理策略进行处理。对于ECG信号，现有技术则提出了一种自适应的小波基线校正方法，该方法通过计算干扰信号的能量度，自适应的调整小波包的系数，以达到最佳的基线校正效果。

然而，对于小波的自适应级联滤波器，其核心在于使用基于小波的多尺度分析将高低频分量的能量比来自适应的选择合适的处理方式，这个能量比的阈值是一种经验值，需要不断的实验才能确定，同时该方法实际上也是基于样条插值，因此对插值点的选择算法会有很高的要求。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种三维脉波影像的基面预处理方法及系统，以实现更有效的基面预处理并解决上述现有技术中存在的各种问题。

为达上述及其它目的，本发明提出一种三维脉波影像的基面预处理方法，包括如下步骤：

步骤S1，采集三维脉波影像，获得脉搏所产生的脉象信号；