本申請涉及信號處理領域，尤其涉及一種脈搏波和呼吸波診斷裝置和方法。

背景技術：

脈搏、呼吸等是人體重要的生命體征，這些生命體征所呈現的強度、形態以及頻率等信息，能夠反映出人體的身體狀態、精神狀態以及健康水平等生理病理信息。

從脈搏波中提取人體的生理病理信息作為臨床診斷和治療的依據，歷來都受到中外醫學界的重視，同樣，呼吸波的采集對脈搏診斷也具有重要的臨床意義。但是，現有技術中的脈搏診斷裝置對脈搏波分析診斷時，只能采集到單一的脈搏波特征參數，并不能采集到呼吸波的特征參數。若欲獲取呼吸波的特征參數時，則需要連接另設的外部裝置(如基于阻抗法進行胸阻抗測量獲取呼吸波的裝置)來獲取。因此，現有技術中的脈搏診斷裝置，存在呼吸波獲取麻煩的問題。

技術實現要素：

為了克服上述缺陷，本申請實施例提供一種脈搏波和呼吸波診斷裝置和診斷方法，以在脈搏診斷時，簡化呼吸波的獲取過程。

本申請為了解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種脈搏波和呼吸波診斷裝置，包括：采集單元，用于采集脈搏波信號；分析診斷單元，與所述采集單元連接，用于對采集到的脈搏波信號進行特征提取，確定出脈搏波的波形特征數據，并根據所述脈搏波的波形特征數據，確定出呼吸波的波形特征數據；以及，根據所述脈搏波的波形特征數據和所述呼吸波的波形特征數據，生成診斷信息。

可選地，所述分析診斷單元，根據所述脈搏波的波形特征數據，確定出呼吸波的波形特征數據，具體包括：所述分析診斷單元，根據所述脈搏波的波形特征數據中潮波的波峰特征數據，和/或，重博波的波峰特征數據，確定出呼吸波的波形特征數據。

可選地，所述裝置還包括信號處理單元，所述信號處理單元用于對采集單元采集到的脈搏波信號處理后發送給分析診斷單元，其中，所述信號處理單元包括：與所述采集單元電連接的前置放大電路；與所述前置放大電路連接的整流濾波電路；以及，與所述整流濾波電路連接的a/d轉換電路，其中，所述a/d轉換電路的輸出端電連接于所述分析診斷單元。

可選地，所述采集單元，具體包括多個用以感測脈搏波信號的光電脈搏傳感器，所述多個光電脈搏傳感器電連接于所述信號處理單元。

可選地，所述裝置還包括多媒體單元，其中，所述多媒體單元具體包括顯示模塊和報警模塊，所述顯示模塊和報警模塊分別電連接于所述分析診斷單元，所述顯示模塊，用于顯示分析診斷單元生成的診斷信息；所述報警模塊，用于在判斷所述診斷信息異常時發出報警。

一種脈搏波和呼吸波診斷方法，包括：采集脈搏波信號；對采集到的脈搏波信號進行特征提取，確定出脈搏波的波形特征數據，并根據所述脈搏波的波形特征數據，確定出呼吸波的波形特征數據；根據所述脈搏波的波形特征數據和所述呼吸波的波形特征數據，生成診斷信息。

可選地，根據所述脈搏波的波形特征數據，確定出呼吸波的波形特征數據，具體包括：根據所述脈搏波的波形特征數據中潮波的波峰特征數據，和/或，重博波的波峰特征數據，確定出呼吸波的波形特征數據。

可選地，對采集到的脈搏波信號進行特征提取之前，所述方法還包括：對采集到的脈搏波信號進行放大、整流濾波、及a/d轉換處理。

可選地，采集脈搏波信號，具體包括：根據多個光電脈搏傳感器來采集脈搏波信號。

可選地，所述方法還包括：顯示生成的診斷信息，并在判斷所述診斷信息異常時發出報警。

本申請的有益效果是：脈搏波和呼吸波診斷裝置的分析診斷單元可以直接根據脈搏波的波形特征數據，確定出呼吸波的波形特征數據，相對于現有技術中使用基于阻抗法進行胸阻抗測量獲取呼吸波的裝置，簡化呼吸波的獲取過程。另外，本申請根據脈搏波的波形特征數據和呼吸波的波形特征數據，生成診斷信息，使與脈診相關的生理信息提取更為全面，更符合傳統中醫脈診學“一息幾至”的脈診依據。

附圖說明

此處所說明的附圖用來提供對本申請的進一步理解，構成本申請的一部分，本申請的示意性實施例及其說明用于解釋本申請，并不構成對本申請的不當限定。在附圖中：

圖1為脈搏波在一個周期內的波形圖；

圖2為本申請實施例提供的脈搏波和呼吸波診斷方法流程圖；

圖3為本申請實施例提供的脈搏波和呼吸波診斷裝置具體結構示意圖；

圖4為本申請實施例提供的脈搏波的主波波峰包絡線示意圖；

圖5為本申請實施例提供的脈搏波的潮波波峰包絡線示意圖；

圖6為本申請實施例提供的脈搏波的重搏波波峰包絡線示意圖；

圖7為依據圖4、圖5和圖6所示的各組成波波峰包絡線構造出的呼吸波波形圖；

附圖標記說明：1—采集單元；10—光電脈搏傳感器；2—信號處理單元；20—前置放大電路；21—整流濾波電路；22—a/d轉換電路；3—分析診斷單元；30—信號接收模塊；31—分析模塊；32—診斷信息輸出模塊；4—多媒體單元；40—顯示模塊；41—報警模塊；5—主控制單元；6—無線收發模塊。

具體實施方式

為使本申請的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合本申請具體實施例及相應的附圖對本申請技術方案進行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本申請保護的范圍。

為了簡化脈搏波和呼吸波診斷過程中呼吸波的獲取過程，本申請實施例提供一種脈搏波和呼吸波診斷裝置，該裝置主要包括采集單元和分析診斷單元。

其中，上述采集單元，可以用于采集被診斷者的脈搏波信號。在實際應用中，采集單元可以具體包括多個用以感測被診斷者的脈搏波信號的光電脈搏傳感器。光電式脈搏傳感器一般是根據光電容積法制成的脈搏傳感器，通過對被診斷者的手指末端透光度等參數的監測，進而采集出脈搏信號，采用的光電脈搏傳感器具有結構簡單、無損傷、可重復好等優點。

上述分析診斷單元與采集單元電連接，主要用于對采集單元采集到的脈搏波信號進行特征提取，確定出脈搏波的波形特征數據，并根據脈搏波的波形特征數據，確定出呼吸波的波形特征數據。

脈搏波的波形特征數據一般包含兩個維度，一個維度為時域，另一個維度為脈搏波的波動大小的數據；呼吸波的波形特征數據一般也包含兩個維度，一個維度為時域，另一個維度則代表著呼氣或者是吸氣的過程。另外，脈搏波的波形特征數據中，一般包括有主波、潮波和重搏波等參考量的特征數據。關于主波、潮波和重搏波，參見本實施例的結尾部分介紹。

分析診斷單元在具體確定呼吸波的波形特征數據時，可以根據所述脈搏波的波形特征數據中主波的波峰特征數據、潮波的波峰特征數據，和/或，重博波的波峰特征數據而得到。在一種具體的實施方式中，呼吸波的波形特征數據，綜合根據潮波的波峰特征數據和重博波的波峰特征數據共同獲取得到，進而增加了獲取到的呼吸波的波形特征數據的準確性。

另外，在采集單元和分析單元之間還可以設置信號處理單元，信號處理單元可以主要用于對采集單元采集到的脈搏波信號處理，然后再發送給分析診斷單元，信號處理單元對脈搏波信號進行的處理過程主要包括放大、整流濾波和a/d轉換等。

在實際應用中，信號處理單元可以具體包括：與所述采集單元電連接的前置放大電路；與所述前置放大電路連接的整流濾波電路；以及，與所述整流濾波電路連接的a/d轉換電路，其中，所述a/d轉換電路的輸出端電連接于所述分析診斷單元。

分析診斷單元在得出脈搏波的波形特征數據和呼吸波的波形特征數據后，即可根據脈搏波的波形特征數據和呼吸波的波形特征數據，進而生成診斷信息。生成的診斷信息，不僅可以包括脈搏頻率和呼吸頻率，還可以是依據傳統中醫脈診理論中的脈勢、脈長、強度、節律“一息幾至”等特征而生成的其它診斷信息。

此外，上述裝置還包括多媒體單元和無線收發模塊，其中，所述多媒體單元可以具體包括顯示模塊和報警模塊，所述顯示模塊和報警模塊分別電連接于所述分析診斷單元，所述顯示模塊，可以用于顯示分析診斷單元生成的診斷信息；所述報警模塊，可以用于在判斷所述診斷信息異常時發出報警，例如，判斷出心跳頻率在預設的健康范圍之外、或判斷出呼吸頻率在預設的健康范圍之外時，發出聲光報警。

采用本申請實施例提供的脈搏波和呼吸波診斷裝置，首先，通過采集單元采集被診斷者的脈搏波信號，然后分析診斷單元可以對采集到的脈搏波信號進行特征提取，確定出脈搏波的波形特征數據，并根據脈搏波的波形特征數據，確定出呼吸波的波形特征數據，相對于現有技術中使用基于阻抗法進行胸阻抗測量獲取呼吸波的裝置，簡化呼吸波的獲取過程。

另外，本申請實施例提供的脈搏波和呼吸波診斷裝置，可以根據脈搏波的波形特征數據和呼吸波的波形特征數據生成診斷信息，使與脈診相關的生理信息提取更為全面，更符合傳統中醫脈診學“一息幾至”的脈診依據。

本申請實施例提供的脈搏波和呼吸波診斷裝置，尤其適用于智能穿戴設備，如智能手環；家庭健康設備，如智能心率掃描器等。

現有技術中雖然也存在有將脈搏波數據進行復雜的fft分析、小波變換等來得到呼吸波數據的裝置，相對于本申請實施例中根據潮波的波峰特征數據和/或重博波的波峰特征數據確定呼吸波數據而言，本申請提供的脈搏波和呼吸波診斷裝置不需要進行復雜的fft分析、小波變換，因此在不增加所需處理芯片的成本的前提下可以提高計算速度，使得本申請實施例提供的脈搏波和呼吸波診斷裝置整體具有成本低、分析速度快的優點。此外，基于本申請中呼吸波數據的獲取原理，本申請實施例提供的脈搏波和呼吸波診斷裝置還可以做到結構簡單、體積小，有效地降低了生成成本和使用成本，利于大批量生產和市場推廣。

以下將對上述提到的脈搏波波形特征數據中的主波、潮波和重搏波進行介紹。一個周期內的典型脈搏波形如圖1所示。正常情況下脈搏波分為三個峰波，分別為主波(b點)、潮波(d點)和重搏波(f點)，脈搏波可以看成主要是由主波、潮波和重搏波等疊加而成。圖1中各點的意義如下：

a點：主動脈開放點，是整個脈搏波波形圖的最低點，標志著心臟快速射血期的開始，主要反映收縮期末血管內的壓力和容積。

b點：主動脈壓力最高點，此處是主波，是波形圖的基線至主波峰頂的一條上升曲線，峰頂反映動脈內壓力與容積的最大值。a-b為升支，是由心臟收縮時，左心室向主動脈射血，引起主動脈血壓迅速上升，主動脈管被擴張而成。其上升速度主要與心血輸出量、心室射血速度、動脈阻力和管壁彈性有關。

c點：b-c為降支，在左心室射血后期，由于射血速度減慢，主動脈根部流入血量低于向外周流出的血量時，壓力隨之下降，主動脈管彈性回縮形成。

d點：左心射血停止點，此處為潮波(重博波前波)。位于波形圖的下降支，一般遲延于主波之后，幅度低于主波而高于重博波。它是在減慢射血期后期心室停止射血，動脈擴張，血壓下降，動脈內血液逆向流動產生返折波的多次疊加所致的，重搏前波出現的時間及幅值主要與外周阻力、血管彈性及降支下降速度等變化有關。

e點：降中峽，是主波下降支與重博波上升支構成的波形向下的切跡波。出現在主動脈瓣關閉的瞬間，是心臟收縮與舒張的分界點，反映心臟舒張期起點的主動脈壓力。降中峽的幅值，受外周阻力和主動脈瓣功能的影響。

f點：重博波，是位于重博波波谷之后的一個突出的小波，它的形成是在心室減慢射血期后，心室開始舒張，室內壓迅速下降至明顯低于主動脈壓，主動脈內的血液開始向心室方向返流。因返流血液的沖擊，主動脈瓣突然關閉，返流的血液撞擊在關閉的主動脈瓣上而產生的振蕩，使主動脈壓再次稍有上升，動脈管壁亦隨之稍微擴張。它以反應主動脈瓣的功能狀況、血管彈性和血流流動狀態。

與上述實施例提供的脈搏波和呼吸波診斷裝置相對應，本申請還提供一種脈搏波和呼吸波診斷方法實施例，如圖2所示，主要包括如下步驟：

步驟s11：采集脈搏波信號。

該步驟具體可以根據多個光電脈搏傳感器來采集被診斷者的脈搏波信號。在采集完脈搏波信號之后，還可以對采集到的脈搏波信號進行放大、整流濾波、及a/d轉換處理，處理完之后執行步驟s12。

步驟s12：對脈搏波信號進行特征提取，確定出脈搏波的波形特征數據，并根據所述脈搏波的波形特征數據，確定出呼吸波的波形特征數據。

具體確定呼吸波的波形特征數據時，可以根據所述脈搏波的波形特征數據中主波的波峰特征數據、潮波的波峰特征數據，和/或，重博波的波峰特征數據，確定出呼吸波的波形特征數據。

步驟s13：根據所述脈搏波的波形特征數據和所述呼吸波的波形特征數據，生成診斷信息。

該步驟中生成的診斷信息，不僅可以包括脈搏頻率和呼吸頻率，還可以是依據傳統中醫脈診理論中的脈勢、脈長、強度、節律“一息幾至”等特征而生成的其它診斷信息。此外，步驟s13中還可以在判斷所述診斷信息異常時發出報警，如，判斷出心跳頻率在預設的健康范圍之外、或判斷出呼吸頻率在預設的健康范圍之外時發出聲光報警。

采用本申請實施例提供的脈搏波和呼吸波診斷方法，首先集被診斷者的脈搏波信號，然后可以對采集到的脈搏波信號進行特征提取，確定出脈搏波的波形特征數據，并根據所述脈搏波的波形特征數據，確定出呼吸波的波形特征數據，相對于現有技術中使用基于阻抗法進行胸阻抗測量獲取呼吸波的方法，簡化呼吸波的獲取過程。

另外，本申請實施例提供的脈搏波和呼吸波診斷方法，根據脈搏波的波形特征數據和呼吸波的波形特征數據，生成診斷信息，使與脈診相關的生理信息提取更為全面，更符合傳統中醫脈診學“一息幾至”的脈診依據。

為詳細說明本申請提供的脈搏波和呼吸波診斷裝置和診斷方法，以下將舉一具體實施實例進行說明，如圖3所示，該實施例提供的脈搏波和呼吸波診斷裝置主要包括采集單元1，信號處理單元2、分析診斷單元3、多媒體單元4、主控制單元5和無線收發單元6。

采集單元1，主要用于采集被診斷者的脈搏波信號，采集得到的脈搏波信號一般是連續的脈搏波數據。

采集單元1具體可以包括多個光電脈搏傳感器10，多個所述光電脈搏傳感器10皆電連接于所述信號處理單元2，且同時多個所述光電脈搏傳感器10還皆電連接于主控制單元5。

信號處理單元2，用于對采集單元1采集到的脈搏波信號進行處理，具體處理過程包括放大、整流濾波、a/d轉換等。

信號處理單元2具體包括一個與采集單元1電連接的前置放大電路20、一個與前置放大電路20的輸出端電連接的整流濾波電路21、以及一個與整流濾波電路21的輸出端電連接的a/d轉換電路22。a/d轉換電路22的輸出端電連接于分析診斷單元3；且前置放大電路20、整流濾波電路21、以及a/d轉換電路22還皆電連接于主控制單元5。

分析診斷單元3，與信號處理單元2相連接，用以對經信號處理單元2處理后的脈搏波信號的波形特征進行提取處理，確定出脈搏波的波形特征數據，并根據所述脈搏波的波形特征數據，確定出呼吸波的波形特征數據；以及，根據所述脈搏波的波形特征數據和所述呼吸波的波形特征數據，生成診斷信息。

分析診斷單元3具體包括：信號接收模塊30、分析模塊31和診斷信息輸出模塊32。信號接收模塊30與a/d轉換電路22連接，用于接收a/d轉換電路22轉換后的脈搏波信號；分析模塊31與信號接收模塊30連接，用于對信號接收模塊30接收到的脈搏波信號行特征提取，確定出脈搏波的波形特征數據，并根據所述脈搏波的波形特征數據，確定出呼吸波的波形特征數據；另外所述分析模塊31還能夠根據所述脈搏波的波形特征數據和所述呼吸波的波形特征數據，生成診斷信息；診斷信息輸出模塊32與所述分析模塊31相連接，用于輸出診斷信息。另外，信號接收模塊30、分析模塊31和診斷信息輸出模塊32還皆電連接于主控制單元5。

多媒體單元4，與分析診斷單元3連接，用于依據所述診斷信息進行診斷提示。具體包括顯示模塊40和報警模塊41，所述顯示模塊40和報警模塊41分別電連接于所述分析診斷單元3，所述顯示模塊40，用于顯示分析診斷單元生成的診斷信息；所述報警模塊41，用于在判斷所述診斷信息異常時發出報警。且同時所述顯示模塊40和報警模塊41還分別電連接于所述主控制單元5。

主控制單元5，用以控制采集單元1、信號處理單元2、分析診斷單元3、以及多媒體單元4工作。另外，上述脈搏波和呼吸波診斷裝置還設有無線收發單元6，無線收發單元6可以采用基于2g/3g/4g的技術、wifi技術或者藍牙技術，主控制單元5通過所述無線收發單元6可以與遠程醫療信息服務平臺通訊連接。

采用本申請實施例提供的脈搏波和呼吸波診斷裝置進行脈搏波和呼吸波診斷時，具體包括如下步驟：

1)通過采集單元1的多個光電脈搏傳感器10來采集被診斷者的脈搏波信號，并將采集到的呈連續的脈搏波信號傳輸給信號處理單元2。

2)信號處理單元2對所述采集單元1采集到的脈搏波信號進行諸如放大、整流濾波、a/d轉換處理，并將處理后的脈搏波信號傳輸給分析處理單元3。

3)分析診斷單元3對經所述信號處理單元2處理后的脈搏波信號的波形特征進行提取處理，確定出脈搏波的波形特征數據，并根據所述脈搏波的波形特征數據，確定出呼吸波的波形特征數據；以及，根據所述脈搏波的波形特征數據和所述呼吸波的波形特征數據，生成診斷信息。

4)主控制單元5控制顯示模塊40和報警模塊41分別依據所述診斷信息進行診斷提示，且在判斷診斷信息異常時發出報警。

在上述步驟3)中，進行脈搏波波形特征提取、分析時，主要是提取三個組成波，即圖1中所示的：主波高度(幅值)h1、潮波高度(幅值)h2、以及重搏波高度(幅值)h3；且提取出來的三個組成波的高度如圖4、圖5和圖6所示。

對于具體的脈搏波的波形特征數據和呼吸波的波形特征數據參見圖4、圖5、圖6和圖7。其中，圖4為脈搏波的波形圖和主波(b)波峰包絡線，從主波包絡線圖可以隱約地看出的呼吸波的成分；圖5為脈搏波的波形圖和潮波(d)波峰包絡線圖，從潮波(d)波峰包絡線可以稍明顯地看出的呼吸波的成分；圖6為脈搏波的波形圖和重搏波(f)波峰包絡線，從重搏波(f)波峰包絡線圖可以十分明顯地看出的呼吸波的成分。圖7為依據圖4、圖5、圖6所示的各組成波波峰包絡線所含的呼吸波的特征參數構造出的呼吸波波形。

采用本申請實施例提供的脈搏波和呼吸波診斷裝置和脈搏波和呼吸波診斷方法，首先，通過采集單元采集被診斷者的脈搏波信號，然后分析診斷單元可以對采集到的脈搏波信號進行特征提取，確定出脈搏波的波形特征數據，并根據所述脈搏波的波形特征數據，確定出呼吸波的波形特征數據，相對于現有技術中使用基于阻抗法進行胸阻抗測量獲取呼吸波的裝置，簡化呼吸波的獲取過程。

另外，本申請實施例提供的脈搏波和呼吸波診斷裝置根據脈搏波的波形特征數據和呼吸波的波形特征數據，生成診斷信息，使與脈診相關的生理信息提取更為全面，更符合傳統中醫脈診學“一息幾至”的脈診依據。

本申請實施例提供的脈搏波和呼吸波診斷裝置還可以做到結構簡單、體積小，有效地降低了生成成本和使用成本，利于大批量生產和市場推廣。

以上僅為本申請的實施例而已，并不用于限制本申請。對于本領域技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的權利要求范圍之內。