1.本發(fā)明涉及體外反搏系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種體外反搏協(xié)同控制系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：2.行動(dòng)不便或手術(shù)后的患者，其血液在深靜脈系統(tǒng)內(nèi)易不正常凝結(jié)，形成深靜脈血栓。深靜脈血栓是一種常見、多發(fā)病，并且致殘率高，具有一定的致死率。常規(guī)的藥物和介入治療方法不僅會(huì)產(chǎn)生副作用而且價(jià)格昂貴，并會(huì)誘發(fā)其他病變。
3.體外反搏系統(tǒng)能夠促進(jìn)人體的血液流動(dòng)，可有效預(yù)防深靜脈血栓的形成，為了達(dá)到最佳效果，體外反博應(yīng)與人體脈動(dòng)協(xié)同工作。由于人體阻抗的影響，心率脈動(dòng)到達(dá)體外反博施加位置時(shí)其參數(shù)發(fā)生了變化，使得體外反博與心率脈動(dòng)協(xié)同工作面臨困難。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：4.本發(fā)明的目的在于提供一種能夠控制體外反博與人體脈動(dòng)協(xié)同工作的體外反搏協(xié)同控制系統(tǒng)及方法，以解決上述背景技術(shù)中存在的至少一項(xiàng)技術(shù)問題。
5.為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：
6.一方面，本發(fā)明提供的一種體外反搏協(xié)同控制系統(tǒng)，包括：
7.計(jì)算模塊，用于對人體的脈搏信號(hào)進(jìn)行脈搏波起點(diǎn)的提取和標(biāo)注，計(jì)算脈搏波率；
8.解析模塊，用于利用解析函數(shù)對標(biāo)注了起點(diǎn)的脈搏波進(jìn)行解析，得到解析參數(shù)；
9.第一確定模塊，用于根據(jù)解析參數(shù)確定脈搏波峰值點(diǎn)的位置，并根據(jù)峰值點(diǎn)的位置確定體外反搏的加壓時(shí)間點(diǎn)；
10.第二確定模塊，用于根據(jù)脈搏波率確定體外反搏的加壓頻率；
11.信號(hào)輸出模塊，用于根據(jù)加壓時(shí)間點(diǎn)和加壓頻率輸出控制信號(hào)，控制體外反搏系統(tǒng)進(jìn)行體外反搏。
12.優(yōu)選的，體外反搏協(xié)同控制系統(tǒng)還包括：
13.第一采集模塊，用于采集人體的脈搏信號(hào)，并發(fā)送給計(jì)算模塊；
14.第二采集模塊，用于采集體外反搏系統(tǒng)的儲(chǔ)氣罐的氣壓信號(hào)，并發(fā)送給控制模塊。
15.優(yōu)選的，第一采集模塊為脈搏傳感器，所述脈搏傳感器連接濾波器，所述濾波器連接ad轉(zhuǎn)換模塊，所述ad轉(zhuǎn)換模塊連接微處理器中的計(jì)算模塊；
16.所述微處理器連接金氧半場效晶體管(mosfet)，所述金氧半場效晶體管連接電磁閥。
17.優(yōu)選的，體外反搏系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐和氣腔，第二采集模塊為采集儲(chǔ)氣罐壓力的壓力檢測傳感器，所述壓力檢測傳感器連接所述微處理器。
18.第二方面，本發(fā)明提供一種體外反搏協(xié)同控制方法，包括如下步驟：
19.對人體的脈搏信號(hào)進(jìn)行脈搏波起點(diǎn)的提取和標(biāo)注，計(jì)算脈搏波率；
20.利用解析函數(shù)對標(biāo)注了起點(diǎn)的脈搏波進(jìn)行解析，得到解析參數(shù)；
21.根據(jù)解析參數(shù)確定脈搏波峰值點(diǎn)的位置，并根據(jù)峰值點(diǎn)的位置確定體外反搏的加壓時(shí)間點(diǎn)；
22.根據(jù)脈搏波率確定體外反搏的加壓頻率；
23.根據(jù)加壓時(shí)間點(diǎn)和加壓頻率控制體外反搏系統(tǒng)進(jìn)行體外反搏。
24.優(yōu)選的，采用加窗與加權(quán)斜率的和函數(shù)算法對采集的脈搏波進(jìn)行脈搏波起點(diǎn)提取與標(biāo)注；包括：
25.使用二階遞歸濾波器抑制脈搏波中的高頻噪聲；定義斜率和函數(shù)斜率；利用斜率和函數(shù)斜率來增強(qiáng)波形的上升部分，并抑制波形的其余部分；以平均斜率和函數(shù)信號(hào)的三倍對閾值進(jìn)行初始值設(shè)置，運(yùn)用自適應(yīng)閾值和局部搜索制定決策規(guī)則，對脈搏波的起點(diǎn)進(jìn)行提取與標(biāo)注；根據(jù)脈搏起點(diǎn)的數(shù)量計(jì)算出對應(yīng)心率值，即為脈搏波率。
26.優(yōu)選的，采用高斯函數(shù)作為脈搏波解析函數(shù)，并進(jìn)行離散化表達(dá)，獲得解析參數(shù)；采用二階段粒子群算法進(jìn)行解析參數(shù)尋優(yōu)，第一階段運(yùn)用全局搜索算法，第二階段運(yùn)用細(xì)粒度搜索算法，使得目標(biāo)函數(shù)平均絕對百分比誤差取得最小值。
27.優(yōu)選的，采用高斯函數(shù)作為脈搏波解析函數(shù)，并進(jìn)行離散化為：
[0028][0029]
其中，n＝1,2,...,1000，表示歸一化周期的長度；k＝1,2,3，表示函數(shù)的個(gè)數(shù)；h
k
、w
k
、c
k
為解析參數(shù)，分別表示解析函數(shù)的峰值、寬度和其中心點(diǎn)的坐標(biāo)值；
[0030]
每種解析函數(shù)采用3個(gè)子函數(shù)疊加對信號(hào)進(jìn)行解析，當(dāng)解析參數(shù)確定后，得到脈搏波的解析結(jié)果函數(shù)f(n,x)：
[0031]
其中，x表示參數(shù)向量。
[0032]
優(yōu)選的，目標(biāo)函數(shù)平均絕對百分比誤差mape為：
[0033][0034]
其中，n表示記錄的脈搏波的總采樣數(shù)，s(n)表示歸一化處理后的測量信號(hào)，f(n,x)表示解析結(jié)果函數(shù)。
[0035]
優(yōu)選的，根據(jù)脈搏波的幅值、頻率和解析參數(shù)，得到與人體協(xié)同的體外反博控制信號(hào)，其表達(dá)式可表示為：y＝φ(a)cos[2πh(f)(w
k
+δt)+θ]；
[0036]
其中，a表示脈搏波的幅值，w
k
+δt表示加壓時(shí)間點(diǎn)，f表示脈搏波的頻率，φ(a)表示協(xié)同波的幅值函數(shù)；h(f)表示協(xié)同波的頻率的函數(shù)；δt表示體外反博點(diǎn)的時(shí)間延遲；θ表示相位延遲。
[0037]
本發(fā)明有益效果：通過對脈搏波進(jìn)行解析分析，確定出與心率協(xié)同的體外反博裝置的加壓時(shí)間點(diǎn)、加壓頻率及加壓強(qiáng)度，能夠使得體外反博裝置作為體外泵與心臟協(xié)同工作，從而加速靜脈回流消除靜脈淤滯，提高體外反博治療的有效性。
[0038]
本發(fā)明附加的方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分給出，這些將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實(shí)踐了解到。
附圖說明
[0039]
為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0040]
圖1為本發(fā)明實(shí)施例1所述的體外反搏協(xié)同控制系統(tǒng)功能原理框圖。
[0041]
圖2為本發(fā)明實(shí)施例1所述的體外反搏協(xié)同控制方法流程圖。
[0042]
圖3為本發(fā)明實(shí)施例2所述的體外反搏協(xié)同控制系統(tǒng)功能原理框圖。
[0043]
圖4為本發(fā)明實(shí)施例2所述的脈搏波的脈搏起點(diǎn)提取與標(biāo)注示意圖。
[0044]
圖5為本發(fā)明實(shí)施例2所述的基于高斯函數(shù)的3個(gè)子函數(shù)脈搏波解析結(jié)果示意圖。
[0045]
其中：1
?
脈搏傳感器；2
?
濾波器；3
?
ad轉(zhuǎn)換模塊；4
?
微處理器；5
?
金氧半場效晶體管；6
?
電磁閥；7
?
空氣壓縮機(jī)；8
?
儲(chǔ)氣罐；9
?
氣腔；10
?
壓力檢測傳感器；11
?
二極管。
具體實(shí)施方式
[0046]
下面詳細(xì)敘述本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對本發(fā)明的限制。
[0047]
本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。
[0048]
還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0049]
本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，除非特意聲明，這里使用的單數(shù)形式“一”、“一個(gè)”、“所述”和“該”也可包括復(fù)數(shù)形式。應(yīng)該進(jìn)一步理解的是，本發(fā)明的說明書中使用的措辭“包括”是指存在所述特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件，但是并不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或它們的組。
[0050]
在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0051]
在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實(shí)施例或示例以及不同實(shí)施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。
[0052]
為便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖以具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步解釋說明，且具體實(shí)施例并不構(gòu)成對本發(fā)明實(shí)施例的限定。
[0053]
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，附圖只是實(shí)施例的示意圖，附圖中的部件并不一定是
實(shí)施本發(fā)明所必須的。
[0054]
實(shí)施例1
[0055]
如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例1提供一種體外反搏協(xié)同控制系統(tǒng)，包括：
[0056]
計(jì)算模塊，用于對人體的脈搏信號(hào)進(jìn)行脈搏波起點(diǎn)的提取和標(biāo)注，計(jì)算脈搏波率；
[0057]
解析模塊，用于利用解析函數(shù)對標(biāo)注了起點(diǎn)的脈搏波進(jìn)行解析，得到解析參數(shù)；
[0058]
第一確定模塊，用于根據(jù)解析參數(shù)確定脈搏波峰值點(diǎn)的位置，并根據(jù)峰值點(diǎn)的位置確定體外反搏的加壓時(shí)間點(diǎn)；
[0059]
第二確定模塊，用于根據(jù)脈搏波率確定體外反搏的加壓頻率；
[0060]
信號(hào)輸出模塊，用于根據(jù)加壓時(shí)間點(diǎn)和加壓頻率輸出控制信號(hào)，控制體外反搏系統(tǒng)進(jìn)行體外反搏。
[0061]
在本實(shí)施例1中，該體外反搏協(xié)同控制系統(tǒng)還包括第一采集模塊，用于采集人體的脈搏信號(hào)，并發(fā)送給計(jì)算模塊；以及第二采集模塊，用于采集體外反搏系統(tǒng)的儲(chǔ)氣罐的氣壓信號(hào)，并發(fā)送給控制模塊。
[0062]
如圖2所示，在本實(shí)施例1中，利用上述的體外反搏協(xié)同控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了體外反搏協(xié)同控制方法，包括如下步驟：
[0063]
對人體的脈搏信號(hào)進(jìn)行脈搏波起點(diǎn)的提取和標(biāo)注，計(jì)算脈搏波率；
[0064]
利用解析函數(shù)對標(biāo)注了起點(diǎn)的脈搏波進(jìn)行解析，得到解析參數(shù)；
[0065]
根據(jù)解析參數(shù)確定脈搏波峰值點(diǎn)的位置，并根據(jù)峰值點(diǎn)的位置確定體外反搏的加壓時(shí)間點(diǎn)；
[0066]
根據(jù)脈搏波率確定體外反搏的加壓頻率；
[0067]
根據(jù)加壓時(shí)間點(diǎn)和加壓頻率控制體外反搏系統(tǒng)進(jìn)行體外反搏。
[0068]
在本實(shí)施例1中，采用加窗與加權(quán)斜率的和函數(shù)算法對采集的脈搏波進(jìn)行脈搏波起點(diǎn)提取與標(biāo)注；包括：
[0069]
使用二階遞歸濾波器抑制脈搏波中的高頻噪聲；定義斜率和函數(shù)斜率；利用斜率和函數(shù)斜率來增強(qiáng)波形的上升部分，并抑制波形的其余部分；以平均斜率和函數(shù)信號(hào)的三倍對閾值進(jìn)行初始值設(shè)置，運(yùn)用自適應(yīng)閾值和局部搜索制定決策規(guī)則，對脈搏波的起點(diǎn)進(jìn)行提取與標(biāo)注；根據(jù)脈搏起點(diǎn)的數(shù)量計(jì)算出對應(yīng)心率值，即為脈搏波率。
[0070]
在本實(shí)施例1中，采用高斯函數(shù)作為脈搏波解析函數(shù)，并進(jìn)行離散化表達(dá)，獲得解析參數(shù)；采用二階段粒子群算法進(jìn)行解析參數(shù)尋優(yōu)，第一階段運(yùn)用全局搜索算法，第二階段運(yùn)用細(xì)粒度搜索算法，使得目標(biāo)函數(shù)平均絕對百分比誤差取得最小值。
[0071]
在本實(shí)施例1中，采用高斯函數(shù)作為脈搏波解析函數(shù)，并進(jìn)行離散化為：
[0072][0073]
其中，n＝1,2,...,1000，表示歸一化周期的長度；k＝1,2,3，表示函數(shù)的個(gè)數(shù)；h
k
、w
k
、c
k
為解析參數(shù)，分別表示解析函數(shù)的峰值、寬度和其中心點(diǎn)的坐標(biāo)值。
[0074]
每種解析函數(shù)采用3個(gè)子函數(shù)疊加對信號(hào)進(jìn)行解析，當(dāng)解析參數(shù)確定后，得到脈搏波的解析結(jié)果函數(shù)f(n,x)：
[0075]
其中，x表示參數(shù)向量。
[0076]
在本實(shí)施例1中，目標(biāo)函數(shù)平均絕對百分比誤差mape為：
[0077][0078]
其中，n表示記錄的脈搏波的總采樣數(shù)，s(n)表示歸一化處理后的測量信號(hào)，f(n,x)表示解析結(jié)果函數(shù)。
[0079]
在本實(shí)施例1中，根據(jù)脈搏波的幅值、頻率和解析參數(shù)，得到與人體協(xié)同的體外反博控制信號(hào)，其表達(dá)式可表示為：
[0080]
y＝φ(a)cos[2πh(f)(w
k
+δt)+θ]；
[0081]
其中，a表示脈搏波的幅值，w
k
+δt表示加壓時(shí)間點(diǎn)，f表示脈搏波的頻率，φ(a)表示協(xié)同波的幅值函數(shù)；h(f)表示協(xié)同波的頻率的函數(shù)；δt表示體外反博點(diǎn)的時(shí)間延遲；θ表示相位延遲。
[0082]
實(shí)施例2
[0083]
如圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例2提供一種體外反搏協(xié)同控制系統(tǒng)，包括：
[0084]
計(jì)算模塊，用于對人體的脈搏信號(hào)進(jìn)行脈搏波起點(diǎn)的提取和標(biāo)注，計(jì)算脈搏波率；
[0085]
解析模塊，用于利用解析函數(shù)對標(biāo)注了起點(diǎn)的脈搏波進(jìn)行解析，得到解析參數(shù)；
[0086]
第一確定模塊，用于根據(jù)解析參數(shù)確定脈搏波峰值點(diǎn)的位置，并根據(jù)峰值點(diǎn)的位置確定體外反搏的加壓時(shí)間點(diǎn)；
[0087]
第二確定模塊，用于根據(jù)脈搏波率確定體外反搏的加壓頻率；
[0088]
信號(hào)輸出模塊，用于根據(jù)加壓時(shí)間點(diǎn)和加壓頻率輸出控制信號(hào)，控制體外反搏系統(tǒng)進(jìn)行體外反搏。
[0089]
在本實(shí)施例1中，該體外反搏協(xié)同控制系統(tǒng)還包括第一采集模塊，用于采集人體的脈搏信號(hào)，并發(fā)送給計(jì)算模塊；以及第二采集模塊，用于采集體外反搏系統(tǒng)的儲(chǔ)氣罐的氣壓信號(hào)，并發(fā)送給控制模塊。
[0090]
在本實(shí)施例2中，第一采集模塊為脈搏傳感器1，所述脈搏傳感器1連接濾波器2，所述濾波器2連接ad轉(zhuǎn)換模塊3，所述ad轉(zhuǎn)換模塊3連接微處理器4中的計(jì)算模塊；
[0091]
在本實(shí)施例中，所述微處理器4使用s3c2440微處理器，而在實(shí)際應(yīng)用中，該微處理器4的型號(hào)并不受上述型號(hào)的限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際情況具體選擇微處理器4的型號(hào)。
[0092]
所述微處理器4連接金氧半場效晶體管5，所述金氧半場效晶體管5連接電磁閥6。
[0093]
體外反搏系統(tǒng)包括空氣壓縮機(jī)7、儲(chǔ)氣罐8和氣腔9，第二采集模塊為采集儲(chǔ)氣罐壓力的壓力檢測傳感器10，壓力檢測傳感器10連接所述微處理器4。
[0094]
如圖3所示，在本實(shí)施例2中，gpio為s3c2440微處理器通用接口，其輸出電壓控制電磁閥的開啟。當(dāng)gpio輸出為高電平時(shí)(根據(jù)w
k
+δt確定的加壓時(shí)間點(diǎn))，金氧半場效晶體管5(mos管)導(dǎo)通，電磁閥6處于開啟狀態(tài)。當(dāng)gpio輸出為低電平時(shí)(電磁閥6開始狀態(tài)保持20％脈沖占空比后)，mos管不導(dǎo)通，電磁閥呈關(guān)閉狀態(tài)。
[0095]
電磁閥斷電后易形成感生電動(dòng)勢，圖3中二極管11為感生電動(dòng)勢提供泄放回路。空
氣壓縮機(jī)7啟動(dòng)后，將空氣壓入儲(chǔ)氣罐8，壓力檢測傳感器10對儲(chǔ)氣罐8的氣壓進(jìn)行檢測，并將檢測結(jié)果送入cpu(s3c2440微處理器)；脈搏傳感器1對人體的脈搏信號(hào)進(jìn)行采集，經(jīng)過濾波、ad轉(zhuǎn)換后，輸入cpu，進(jìn)行脈搏解析分析，然后經(jīng)cpu輸出到gpio，控制電磁閥6的工作狀態(tài)，形成體外反博協(xié)同信號(hào)。
[0096]
同時(shí)通過對脈搏的實(shí)時(shí)監(jiān)測，根據(jù)檢測結(jié)果形成反饋信號(hào)輸入到cpu，對體外反博協(xié)同信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，達(dá)到最佳協(xié)同效果。
[0097]
在本實(shí)施例2中，利用上述的體外反搏協(xié)同控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了體外反搏協(xié)同控制方法，該方法包括如下步驟：
[0098]
步驟1：采集撓動(dòng)脈的脈搏波；
[0099]
步驟2：使用軟件程序?qū)Σ杉降男盘?hào)進(jìn)行脈搏起點(diǎn)標(biāo)注，并計(jì)算出脈波率；
[0100]
步驟3：利用高斯函數(shù)作為解析函數(shù)，采用3個(gè)子函數(shù)對脈搏波進(jìn)行解析；
[0101]
步驟4：利用步驟3得到的解析參數(shù)，確定脈搏波峰值點(diǎn)的位置；
[0102]
步驟5：根據(jù)脈搏波峰值點(diǎn)的位置確定體外反博的加壓時(shí)間點(diǎn)；
[0103]
步驟6：根據(jù)步驟2計(jì)算出的心率值確定體外反博的加壓頻率；
[0104]
步驟7：根據(jù)脈搏波的幅值、頻率和解析參數(shù)，可得到與人體協(xié)同的體外反博控制信號(hào)。
[0105]
在本實(shí)施例2中，采用加窗與加權(quán)斜率的和函數(shù)算法對采集的脈搏波進(jìn)行脈搏波起點(diǎn)提取與標(biāo)注。首先使用二階遞歸濾波器抑制脈搏波中的高頻噪聲，其傳遞函數(shù)為：
[0106][0107]
頻率響應(yīng)為：
[0108][0109]
其中，ω表示頻率；t表示周期。
[0110]
然后，定義斜率為：
[0111][0112]
定義函數(shù)斜率為：
[0113][0114]
式中，ω為時(shí)間i處，w
i
處分析窗口的長度，1+ω≤i≤n，n為記錄的脈搏波的總采樣數(shù)，δy
k
＝y(tǒng)
k
?
y
k
?1，y
k
為濾波后的脈搏波信號(hào)。利用斜率和函數(shù)斜率用來增強(qiáng)波形的上升部分并抑制波形的其余部分。最后以平均斜率和函數(shù)信號(hào)的三倍對閾值進(jìn)行初始值設(shè)置，運(yùn)用自適應(yīng)閾值和局部搜索制定決策規(guī)則，對脈搏波的起點(diǎn)進(jìn)行提取與標(biāo)注。根據(jù)脈搏起點(diǎn)的數(shù)量計(jì)算出對應(yīng)心率值。
[0115]
參見圖4，脈搏波可由與幅值a、頻率f和相位有關(guān)的函數(shù)來表示：
[0116][0117]
由于阻抗不匹配處，動(dòng)脈系統(tǒng)任一分叉處都會(huì)存在脈搏反射，中心動(dòng)脈具有兩個(gè)主要的脈搏反射點(diǎn)，分別是胸主動(dòng)脈
?
腹主動(dòng)脈連接處與腹主動(dòng)脈
?
髂總動(dòng)脈連接處，由于在反射點(diǎn)處動(dòng)脈管徑和彈性顯著下降，在脈搏波形上體現(xiàn)為兩次明顯的下降，故可用3個(gè)子函數(shù)對脈搏波形進(jìn)行解析，如圖5所示，圖中，f1(n)為第一個(gè)子函數(shù)；f2(n)為第二個(gè)子函數(shù)；f3(n)為第三個(gè)子函數(shù)；f(n,x)為解析結(jié)果函數(shù)；s(n)為歸一化后的測量信號(hào)。
[0118]
采用高斯函數(shù)作為脈搏波解析函數(shù)，其公式為：
[0119][0120]
其離散化表達(dá)式為：
[0121][0122]
式中，n＝1,2,
…
,1000，為歸一化周期的長度；k＝1,2,3表示函數(shù)的個(gè)數(shù)；h
k
(0<h
k
<1)、w
k
(0<w
k
<1000)和c
k
(1<c1<c2<c3)為解析參數(shù)。
[0123]
每種解析函數(shù)采用3個(gè)子函數(shù)疊加對信號(hào)進(jìn)行解析，當(dāng)解析參數(shù)確定后，得到脈搏波的解析結(jié)果函數(shù)f(n,x)：
[0124][0125]
式中，x為參數(shù)向量。
[0126]
采用二階段粒子群算法進(jìn)行解析參數(shù)尋優(yōu)，第一階段運(yùn)用全局搜索算法，第二階段運(yùn)用細(xì)粒度搜索算法，最終使得目標(biāo)函數(shù)平均絕對百分比誤差(mape)取得最小值。
[0127][0128]
解析參數(shù)w1、w2和w3分別對應(yīng)脈搏波的第一、第二、第三峰值，根據(jù)外反博裝置的位置，可從w1、w2和w3中選取可選取一值。體外反博的加壓時(shí)間點(diǎn)可根據(jù)wk的值來確定：t＝w
k
+δt；δt表示體外反博點(diǎn)的時(shí)間延遲。
[0129]
根據(jù)上面得到的脈搏波的幅值、頻率和解析參數(shù)wk，可得到與人體協(xié)同的體外反博控制信號(hào)，其表達(dá)式可表示為：y＝φ(a)cos[2πh(f)(w
k
+δt)+θ]；其中，a表示脈搏波的幅值，w
k
+δt表示加壓時(shí)間點(diǎn)，f表示脈搏波的頻率，φ(a)表示脈搏波的幅值函數(shù)；h(f)表示脈搏波的頻率的函數(shù)；δt表示體外反博點(diǎn)的時(shí)間延遲；θ表示相位延遲。
[0130]
以上所述僅為本公開的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本公開，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本公開可以有各種更改和變化。凡在本公開的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本公開的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0131]
上述雖然結(jié)合附圖對本公開的具體實(shí)施方式進(jìn)行了描述，但并非對本公開保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明公開的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。