[发明专利]一种呼吸数据处理方法

说明书

本发明公开了一种呼吸数据处理方法，包括：获取患者呼吸数据；遍历患者呼吸数据识别得到潜在波峰和波谷；对比相邻波峰、波谷的间隔和幅值剔除伪波峰和伪波谷，得到患者呼吸数据的真实的波峰波谷；在真实波谷处识别呼气末停留阶段。本发明通过对呼吸数据的滤波降噪、消除线性趋势归零、峰谷搜索识别及呼气末短暂暂停点识别得到有效的信号特征，可以找到相对准确的呼吸周期内的呼吸曲线，为穿刺手术提供指导。

技术领域

本发明涉及数据处理技术领域，尤其涉及一种呼吸数据处理方法。

背景技术

人体呼吸波形作为一种重要的生理信号，在众多医疗器械或解决方案中使用，如肺部结节穿刺、肺部及其周围脏器的肿瘤放疗、肺部4D CT重建、肺部MRI成像等领域。对于患者类周期性、不稳定呼吸曲线的准确显示或特征提取，为上述领域更高端发展提供契机。

从传感器直接采集的呼吸数据存在零点基准漂移、杂波干扰以及呼吸幅值和周期不稳定情况，无法直接供后续处理使用。

发明内容

发明目的：针对上述不足，本发明提供一种呼吸数据处理方法，处理过的数据能够对肺部穿刺手术提供呼吸引导功能，可以找到相对准确的呼吸周期内的呼吸曲线，为医生提供穿刺指导。

技术方案：

一种呼吸数据处理方法，包括：

获取患者呼吸数据；

遍历患者呼吸数据识别得到潜在波峰和波谷；

对比相邻波峰、波谷的间隔和幅值剔除伪波峰和伪波谷，得到患者呼吸数据的真实的波峰波谷；

在真实波谷处识别呼气末停留阶段。

在识别潜在波峰和波谷之前包括异常值检测替换步骤：

检测的异常值X_out范围如下：

x_i＞Q3+c*(IQR)∪x_i＜Q1-c*(IQR)

其中，x_i表示采集的患者呼吸数据中第i个采样点的呼吸数据，i＝1,2,…,n；n表示采集的患者呼吸数据总的采样点数量；Q1、Q3分别表示患者呼吸数据中的幅值通过四分位差得到的第一和第三个四分位数；c为阈值因数，c0，IQR＝Q3-Q1；

对异常值进行插值替换，异常值范围的两端点以近邻点替换，异常值范围内的点以线性插值替换，如下式：

其中，k表示第k个采样点，m代表中间异常点个数。

在所述异常值检测替换步骤之前包括滤波步骤。

在识别潜在波峰和波谷之前还包括基准校准步骤：

通过下式拟合一阶多项式；

得到线性趋势：

f(i)＝w*i+b

其中，w、b分别表示一阶多项式的系数；

对呼吸数据进行基准校准：x_i′＝x_i-f(i)。

遍历患者呼吸数据识别得到潜在波峰和波谷具体为：

根据呼吸数据采样点数设置若干滑窗和滑窗起始位置，采用每个滑窗依次遍历患者呼吸数据，若其中某一采样点的呼吸数据中的呼吸幅值满足波峰和波谷的接受阈值，则认为其为波峰或波谷，从而得到每个滑窗遍历完呼吸数据之后的波峰数目和波谷数目；