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柔性传感器智能脉诊系统信号采集处理技术

数据采集与处理 2024年第1期39卷 236-246页

作者：王世丹许红付红波丁付阳吴大鸣北京化工大学塑料机械与塑料工程研究所北京100029 高分子材料加工装备教育部工程研究中心北京100029

脉搏诊断仪器的研发和使用为传统中医的智能诊断提供了客观基础,但现有的脉搏诊断设备没有考虑采集部位(寸、关、尺)与压力(浮、中、沉)共同作用时对诊断结果的影响,诊断精度仍有提升空间。为了更加准确地识别脉象,本文提出了一种基于... 详细信息

脉搏诊断仪器的研发和使用为传统中医的智能诊断提供了客观基础,但现有的脉搏诊断设备没有考虑采集部位(寸、关、尺)与压力(浮、中、沉)共同作用时对诊断结果的影响,诊断精度仍有提升空间。为了更加准确地识别脉象,本文提出了一种基于柔性传感器的智能脉诊系统和相应的脉搏信号处理方法。在寸、关、尺采集部位安装3个阵列柔性传感器,通过设置浮、中、沉不同压力阈值,获取多组脉象信号,接着提取信号特征,并基于多重集典型相关分析(Multi-set canonical correlations analysis,MCCA)方法对多通道特征进行融合,以获得更多脉搏信息。实验结果表明,本文所提方法在4种典型脉象分类中,脉象分类准确度得到进一步提升。本文设计的采集部位、压力相结合的脉象感应方法可以模拟还原中医诊断过程,有助于提取真实的脉搏信号,为后续基于柔性传感器的智能脉搏诊断设备的研发提供了理论基础和参考价值。

关键词：聚合物基柔性阵列传感器脉象感知多重集典型相关分析特征融合脉象信号

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基于小波变换的人体脉象信号奇异点检测

数据采集与处理 2008年第2期23卷 158-162页

作者：张丽琼祁伟武警工程学院电子技术系西安 710086 武警工程学院基础部西安 710086

为了揭示脉象所包含的丰富的心血管系统生理病理信息,利用小波变换的奇异性检测原理,获得了脉象信号的小波变换模极大值图,检测出了人体脉象信号的突变点,从而准确地确定了心脏收缩期ts和舒张期td。通过对大量信号的实验分析和统计,发... 详细信息

为了揭示脉象所包含的丰富的心血管系统生理病理信息,利用小波变换的奇异性检测原理,获得了脉象信号的小波变换模极大值图,检测出了人体脉象信号的突变点,从而准确地确定了心脏收缩期ts和舒张期td。通过对大量信号的实验分析和统计,发现心脏病人和正常人的舒张期和收缩期之比td/ts及脉波率有明显差异,这为部分心脏病的诊断提供了定量的参考依据。

关键词：脉象信号奇异点检测小波变换模极大值

体检人群肝脂肪病变者中医脉象信号的递归定量识别与分析

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安徽中医药大学学报 2022年第6期41卷 8-13页

作者：武文杰郭睿张春柯颜建军王忆勤燕海霞马孝天上海中医药大学基础医学院上海201203 华东理工大学机械与动力工程学院上海201203

目的运用研究非线性动力学的递归定量分析(recurrence quantification analysis,RQA)方法对体检人群肝脂肪病变者的脉象信号进行分析,探讨脉象信号非线性动力学特征对肝脂肪病变的识别价值。方法运用ZY-Ⅰ型脉诊仪采集体检人群的脉象信... 详细信息

目的运用研究非线性动力学的递归定量分析(recurrence quantification analysis,RQA)方法对体检人群肝脂肪病变者的脉象信号进行分析,探讨脉象信号非线性动力学特征对肝脂肪病变的识别价值。方法运用ZY-Ⅰ型脉诊仪采集体检人群的脉象信号,根据腹部超声报告将体检人群分为肝脂肪病变组和非肝脂肪病变组;提取体检人群脉象信号RQA特征,并运用非参数检验分析两组人群脉象信号的RQA特征差异;基于脉象信号RQA特征,运用随机森林机器学习方法建立体检人群肝脂肪病的识别模型,并通过评价指标准确率、精确率、召回率、F1值、受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic curve,ROC)及曲线下面积(area under the curve,AUC)评估模型识别性能。结果肝脂肪病变组脉象信号RQA特征递归率、确定性、对角线长度的均值、递归熵、层状度、竖直/水平线段长度均值和最长竖直/水平线段长度均高于非肝脂肪病变组(P脉象信号RQA特征建立的体检人群肝脂肪病变识别模型,其准确率为80.34%,精确率为82.17%,召回率为86.00%,F1值为84.04%,AUC为86.77%。结论与非肝脂肪病变组相比,肝脂肪病变组的脉象信号系统表现出更高的规律性、确定性、稳定性,基于RQA特征建立的体检人群肝脂肪病变识别模型能较好地区分肝脂肪病变组与非病变组的脉象信号,可为肝脂肪病变的早期预警及辅助诊断提供一定的临床参考。

关键词：肝脂肪病变脉象信号递归定量分析随机森林

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基于小波变换的脉象信号特征提取方法

数据采集与处理 2004年第3期19卷 323-328页

作者：张丽琼王炳和武警工程学院电子技术系西安710086 武警工程学院通信工程系西安710086

为了较好地区分正常人与心脏病人的脉象信号 ,利用小波变换奇异性检测功能与多尺度分辨特性 ,提出了两种提取脉象信号特征的方法 :连续小波变换法和二进小波变换法。在此基础上 ,构造了两种特征向量 :小波变换系数的尺度——主波峰值和... 详细信息

为了较好地区分正常人与心脏病人的脉象信号 ,利用小波变换奇异性检测功能与多尺度分辨特性 ,提出了两种提取脉象信号特征的方法 :连续小波变换法和二进小波变换法。在此基础上 ,构造了两种特征向量 :小波变换系数的尺度——主波峰值和小波变换的尺度——能量值。经过对临床采集的 2 3 5例脉象信号的处理与分析统计 ,所得数据具有较好的重复性与稳定性 ,可以作为用于脉象信号识别的特征向量。

关键词：小波变换脉象信号特征提取特征向量

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脉象信号滤波与特征值提取

计算机工程与科学 2012年第9期34卷 88-92页

作者：蔡潇秦肖臻康双双华中科技大学控制科学与工程系湖北武汉430074 中国地质大学(武汉)信息工程学院湖北武汉430074

脉象作为人体一项基本的生理特征,反映了个体整体性的生理情况,尤其是个体血管与心脏的健康状况。由于脉象诊断自古以来就存在不够定量客观的现实问题,为了客观定量地对脉象这种微弱信号加以分析,本文利用小波变换在时域与频域多级分辨... 详细信息

脉象作为人体一项基本的生理特征,反映了个体整体性的生理情况,尤其是个体血管与心脏的健康状况。由于脉象诊断自古以来就存在不够定量客观的现实问题,为了客观定量地对脉象这种微弱信号加以分析,本文利用小波变换在时域与频域多级分辨率的特性,对脉象信息进行多小波分离出高频噪声信号以及基线漂移,在此基础上对信号去噪滤波。利用小波变换奇异点突变,提取脉象周期信息作为一类特征值。通过三次样条拟合出单周期脉象波形,提取出脉象搏动微分、积分曲线以及极值点的信息,阐述了它们与脉形特征对应关系,并作为脉形特征值。通过样条建模计算出的特征值为进一步的脉象识别提供了数据信息。

关键词：脉象信号小波变换三次样条拟合脉象特征值

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基于连续小波变换的中医脉象信号处理

生物医学工程学杂志 2004年第3期21卷 469-472页

作者：谢家宇蔡坤宝重庆交通学院计算机及信息工程学院重庆400074 重庆大学电气工程学院重庆400044

应用连续小波变换的一般算法和梅林算法分析了 15例海洛因吸毒者和 15例正常人的脉象信号。两种算法均在 4个尺度下 ,对每一例脉象信号进行了处理 ,从两种算法分析的结果均发现 ,在 0 .2～ 0 .4 s时间间隔内 ,海洛因吸毒者和正常人脉象... 详细信息

应用连续小波变换的一般算法和梅林算法分析了 15例海洛因吸毒者和 15例正常人的脉象信号。两种算法均在 4个尺度下 ,对每一例脉象信号进行了处理 ,从两种算法分析的结果均发现 ,在 0 .2～ 0 .4 s时间间隔内 ,海洛因吸毒者和正常人脉象信号的连续小波变换系数间存在显著差异 ,并为每一算法提出了用于划分海洛因吸毒者与正常人的临界参数。研究结果表明。

关键词：连续小波变换中医脉象信号梅林变换吸毒者临界参数

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脉象信号的特征提取与分类识别

脉象信号的特征提取与分类识别

作者：焦琪玉长春理工大学

学位级别：硕士

脉象是血脉搏动的位、数、形、势的综合现象。脉象的形成,不仅与心、血、脉相关,而且与其他全身脏腑机能活动也息息相关。而脉诊的本质就是通过脉象的变化判断病症的部位、性质,推断病势轻重。因而脉诊对病情的判断和病症的识别具有非... 详细信息

脉象是血脉搏动的位、数、形、势的综合现象。脉象的形成,不仅与心、血、脉相关,而且与其他全身脏腑机能活动也息息相关。而脉诊的本质就是通过脉象的变化判断病症的部位、性质,推断病势轻重。因而脉诊对病情的判断和病症的识别具有非常重要的意义。为实现临床上常见脉象信号的量化,从时域和频域进行脉象信号的特征提取。首先采用阈值法进行时域分析,并将时域特征与模态能量商相结合,得到有效识别脉象信号的时域特征。然后采用FFT方法进行信号频域分析,并获得信号的基频、功率谱谐波个数、谱能比及前次峰等频域特征。通过200例脉象信号的分析计算,获得了临床上常见脉象信号的典型特征参数：h3/h1, h4/h1, t1, t, K, R, f0, h0及x。使用改进的模糊C均值方法、BP神经网络以及模糊神经网络三种方法分别对六种脉象信号进行分类识别。通过识别结果发现,改进的模糊C均值易受隶属度函数、模糊推理规则及聚类中心点的影响,其识别准确率为76%;BP神经网络对脉象信号的识别准确率为84%,经过训练后,识别率提高到92%,但由于隐含层的原因,其训练时间较长;模糊神经网络对六种脉象的识别率为92%,经过训练后,其准确率提高到99%,并且训练速度得到提高,较好地实现了脉象信号的分类识别。本文对临床采集的平脉、弦脉、沉脉、细脉、滑脉、缓脉六种脉象进行了时域及频域特征分析,利用选取的特征参数作为识别的输入量,采用模糊神经网络进行分类识别,其识别率达到92%,较好地实现了六种脉象信号的分类识别。

关键词：脉象信号特征提取模态能量商模糊神经网络

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脉象信号特征提取与识别的研究

脉象信号特征提取与识别的研究

作者：温晓明重庆大学

学位级别：硕士

随着中医学的发展,脉诊作为无创检测的手段和方法,受到中外人士的赞赏和关注,但是自古以来中医一直是靠手指获取脉搏信息即脉搏,虽然脉诊具有简便、无创和无痛的特点,且易为患者所接受的,然而在长期的医疗实践中也暴露出一些缺陷。随着... 详细信息

随着中医学的发展,脉诊作为无创检测的手段和方法,受到中外人士的赞赏和关注,但是自古以来中医一直是靠手指获取脉搏信息即脉搏,虽然脉诊具有简便、无创和无痛的特点,且易为患者所接受的,然而在长期的医疗实践中也暴露出一些缺陷。随着传感器技术和计算机处理技术的发展,实现脉诊的客观化、研究脉象的检测方法,希望用现代科学技术的方法和仪器,推进中医脉诊的现代化,已逐渐成为国内外学者共同关注的课题,这也是本文进行研究的目的。本论文着重对特征提取及选择的基本概念和基本理论进行了详细的阐述,初步探讨了可分性判据,着重分析了小波变换的尺度系数的具体含义,同时通过提取不同的特征参数来对实验结果进行比较分析。小波分析是一种在时域和频域均具有良好局域性的分析方法,即在低频部分具有较高的频率分辨率和较低的时间分辨率,在高频部分具有较高的时间分辨率和较低的频率分辨率,所以被誉为分析信号的数学显微镜,尤其适用于非平稳信号的处理。本文应用小波分析的多分辨率分析算法-欧氏距离分析了20例海洛因吸毒者和20例正常健康人脉象信号。通过提取尺度系数,并计算尺度系数到类中心平方距离,找出了海洛因吸毒者与正常健康人脉象信号之间的显著差异,初步提出了用于划分吸毒者和正常健康人的判据,根据该判据,20例正常健康人全被检测出来,而吸毒者B13被误检为正常健康人。本论文还对支持向量机的基本概念和基本理论进行了详细的阐述,突出了估计最优分类面具体方法的探讨和分析,为模式识别提高了扎实的理论依据。在对脉象信号进行特征提取的基础上,利用支持向量网络对40例脉象信号样本(20例海洛因吸毒者和20例正常健康人脉象信号)进行模式识别,并给出最优分类面,达到了较好的效果。

关键词：脉象信号模式识别支持向量机特征提取小波变换

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脉象信号人工智能辨识

脉象信号人工智能辨识

作者：王宇春燕山大学

学位级别：硕士

脉诊在中医理论与临床诊断中都占有很重要的地位,运用数学分析法判别脉象是近代中医学研究的重要课题之一。本文以中医脉象人工智能辩识的研究与开发为背景,对脉象信号的分析和识别做了研究和探讨。传统的脉象图形数学分析法为时域分析... 详细信息

脉诊在中医理论与临床诊断中都占有很重要的地位,运用数学分析法判别脉象是近代中医学研究的重要课题之一。本文以中医脉象人工智能辩识的研究与开发为背景,对脉象信号的分析和识别做了研究和探讨。传统的脉象图形数学分析法为时域分析法,对时域内脉象图的特征形参数进行分析研究,寻找出了部分中医脉象的参数定义,解释与疾病的关系。本文将小波分析理论应用于脉象信号的分析和处理,讨论了小波变换对脉象信号除噪的效果,利用小波分析所具有良好的时-频同时局部化的能力和对非平稳信号突变点的检测能力对脉象信号进行了分析和时域特征值的提取,并提取了脉象信号的小波变换在不同尺度上的能量这一新的表征脉象的特征参数。在此基础上提出了利用BP神经网络对健康人和脑血管病人脉象信号进行分类,比较了以脉象信号的频谱能量和以其小波变换高频部分d6尺度上的能量为神经网络输入时的训练结果的差异。尽管文中的训练样本有限,但仿真结果表明:对脉象信号的一些特定的特征值（如原始信号的小波变换在不同尺度上的能量）,利用神经网络进行识别是一种可行而有效的方法。最后介绍了基于DSP的脉象信号采集系统的设计。

关键词：脉象信号小波分析特征参数神经网络模式识别数据采集