本技術涉及診斷中信號測定領域，具體涉及一種中醫針灸用極弱磁測定方法及系統。

背景技術：

1、針灸作為中國傳統醫學的重要組成部分，通過刺激特定穴位來調節人體氣血，治療各種疾病。隨著科技的發展，尤其是極弱磁場測量技術的應用，為針灸療效的科學研究提供了新的工具，這項技術能夠捕捉針灸過程中人體產生的微弱磁信號，從而為針灸的療效評估提供了一種客觀、可量化的手段。通過測量不同穴位針刺后的腦磁信號變化，不僅可以優化治療方案，提高治療效果，還能促進對中醫針灸機理的深入理解，推動中醫現代化進程。

2、極弱磁場測量技術的前景廣闊，不僅能夠作為一種新型治療手段，通過被動、無損、可穿戴的方式，為患者提供高靈敏度的醫療服務，還能結合醫學、物理學、工程學等多學科知識，推動針灸學科的創新發展，在針灸療效的極弱磁測定中，生物電磁噪聲是一個不可忽視的干擾因素，人體在正常的生理活動中，如心臟跳動、神經沖動傳遞、肌肉收縮等，都會產生微弱的電磁場，這些由生理活動產生的電磁場被稱為生物電磁噪聲，它們與針灸療效產生的磁信號在時間和空間上可能會發生重疊，從而相互混合，增加了對磁信號處理的復雜性，會極大的影響極弱磁信號測定的準確性。

技術實現思路

1、為了解決極弱磁信號測定準確性的技術問題，本技術提供了一種中醫針灸用極弱磁測定方法及系統，所采用的技術方案具體如下：

2、第一方面，本技術提出了一種中醫針灸用極弱磁測定方法，該方法包括以下步驟：

3、對不同信號進行采集，將極弱磁信號放大后顯示在顯示器中；

4、根據采集的不同信號對極弱磁信號的干擾特征對極弱磁信號去噪；

5、通過顯示器中針灸部位去噪后極弱磁信號的變化來判斷針灸是否有效；

6、極弱磁信號去噪的具體步驟如下：

7、（1）將信號進行低尺度分析，在低尺度下，根據不同信號的頻率特征以及信號對應的信號能量構建低頻電磁響應特性因子；

8、（2）根據極弱磁信號與其余信號在低尺度下的混亂特性差異、信號的相似度以及其余信號之間的相關性和低頻電磁響應特性因子構建生物磁干擾特征值；

9、（3）獲取初始的卡爾曼增益值，利用初始的卡爾曼增益和生物磁干擾特征值獲取實時的卡爾曼增益值，并基于此完成信號去噪。

10、在上述方案中，本技術提出一種中醫針灸用極弱磁測定方法及系統，針對生物電磁噪聲對針灸療效極弱磁測定的干擾問題，基于二次離散小波變換和信息熵、相關性分析的方法，分析針灸療效產生的磁信號與生物磁信號之間的相互作用關聯性，構建了低頻電磁響應特性因子從而表征了不同信號間的電磁響應特性和同步性；針對生物磁信號對針灸極弱磁信號的干擾特征問題，基于相關系數和最小二乘法線性回歸的方法，分析生物磁信號間的相關性強度和趨勢的相似程度，構建生物磁干擾特征值表征了生物磁信號對針灸信號的干擾程度；進一步對卡爾曼濾波算法做改進，通過對卡爾曼增益的計算添加權重，以達到在不同個體中平衡降噪與細節保留的有益效果，從而解決了難以有效分離信號和生物電磁噪聲的挑戰，保證了針灸療效中極弱磁信號測定的準確性。

11、在一個實施例中，采集的信號包括極弱磁信號、心率信號和血壓信號，每種信號采集的所有數據構成一個序列，分別記為極弱磁序列、心率序列和血壓序列。

12、在一個實施例中，所述將信號進行低尺度分析，在低尺度下，根據不同信號的頻率特征以及信號對應的信號能量構建低頻電磁響應特性因子的方法為：

13、將極弱磁序列、心率序列和血壓序列通過小波變換轉換為頻域信號，在四個尺度下選取低頻信號獲取極弱磁低尺度信號、心率低尺度信號、血壓低尺度信號；

14、對于低尺度信號之間進行相干性分析獲取兩個低尺度信號的低頻相干特征值；

15、計算每個低尺度信號的信號能量，根據所有低尺度信號兩兩之間的低頻相干特征值以及低尺度信號的信號能量獲取低頻電磁響應特性因子。

16、在一個實施例中，所述對于低尺度信號之間進行相干性分析獲取兩個低尺度信號的低頻相干特征值的方法為：

17、對于任意兩個低尺度信號，獲取兩個低尺度信號之間的小波相干功率譜，其中每個頻率對應一個相干性數值，設置顯著性水平值，在所有頻率中，相干性數值大于顯著性水平值時，將頻率的相干性數值賦值為0，相干性數值小于顯著性水平值時，頻率的相干性數值保持不變；計算所有頻率對應的重新賦值后的相干性數值的均值記為兩個低尺度信號的低頻相干特征值。

18、在一個實施例中，所述根據所有低尺度信號兩兩之間的低頻相干特征值以及低尺度信號的信號能量獲取低頻電磁響應特性因子的方法為：

19、將任意一個低尺度信號記為目標低尺度信號，將目標低尺度信號的信號能量與另一個低尺度信號的信號能量的比值作為信號能量比，將信號能量比與數字1的差值經過反比例函數歸一化后與對應的低頻相干特征值的乘積作為兩個低尺度信號的電磁響應特征，將所有低尺度信號中兩兩獲取的電磁響應特征求均值作為低頻電磁響應特性因子。

20、在一個實施例中，所述根據極弱磁信號與其余信號在低尺度下的混亂特性差異、信號的相似度以及其余信號之間的相關性和低頻電磁響應特性因子構建生物磁干擾特征值的方法為：

21、對于每個低尺度信號，計算低尺度信號的信息熵，將心率低尺度信號、血壓低尺度信號記為影響信號，對于影響信號和極弱磁信號，以每個數據點為基準構建窗口，獲取窗口的信號斜率和影響信號之間的相關系數；

22、根據極弱磁低尺度信號對應的信號斜率和影響信號的信號斜率的差異、信息熵差異、每個窗口對應的影響信號之間的相關系數以及低頻電磁響應特性因子構建生物磁干擾特征值。

23、在一個實施例中，所述以每個數據點為基準構建窗口，獲取窗口的信號斜率和影響信號之間的相關系數的方法為：

24、對于每個影響信號，以其中每個數據點為中心構建一個1*n的窗口，通過皮爾遜相關系數計算影響信號之間相同位置數據點對應窗口的相關系數；

25、對于每個影響信號，以每個窗口內的數據作為輸入，使用最小二乘法線性回歸對其進行擬合，獲取影響信號窗口中數據所擬合到的直線，并且通過擬合后的直線獲取直線的斜率，由此獲取每個窗口對應的信號斜率；

26、對于極弱磁低尺度信號，以每個窗口內的數據作為輸入，使用最小二乘法線性回歸對其進行擬合，獲取極弱磁低尺度信號窗口中數據所擬合到的直線，并且通過擬合后的直線獲取直線的斜率，由此獲取每個窗口對應的信號斜率。

27、在一個實施例中，所述根據極弱磁低尺度信號對應的信號斜率和影響信號的信號斜率的差異、信息熵差異、影響信號之間的相關系數以及低頻電磁響應特性因子構建生物磁干擾特征值的方法為：

28、將影響信號與極弱磁低尺度信號之間的信息熵的差值絕對值通過反比例函數歸一化后獲取信息差異，將影響信號與極弱磁低尺度信號在同一位置的數據點對應窗口的信號斜率的比值記為斜率差異；將兩個影響信號與極弱磁低尺度信號的信息差異和每個斜率差異的比值記為信息差異值，將所有的信息差異值取均值后與所有窗口影響信號之間的相關系數的均值、低頻電磁響應特性因子的乘積作為生物磁干擾特征值。

29、在一個實施例中，所述利用初始的卡爾曼增益和生物磁干擾特征值獲取實時的卡爾曼增益值的方法為：

30、將初始的卡爾曼增益與生物磁干擾特征值的乘積作為實時的卡爾曼增益。

31、第二方面，本技術實施例還提供了一種中醫針灸用極弱磁測定系統，所述系統包括：

32、針灸治療信號過濾模塊：用于根據采集的不同信號對極弱磁信號的干擾特征進行信號過濾，將信號進行低尺度分析，在低尺度下，根據不同信號的頻率特征以及信號對應的信號能量構建低頻電磁響應特性因子；

33、根據極弱磁信號與其余信號在低尺度下的混亂特性差異、信號的相似度以及其余信號之間的相關性和低頻電磁響應特性因子構建生物磁干擾特征值；

34、獲取初始的卡爾曼增益值，利用初始的卡爾曼增益和生物磁干擾特征值獲取實時的卡爾曼增益值，并基于此對信號過濾；

35、針灸治療效果判定模塊：用于通過顯示器中針灸部位過濾后極弱磁信號的變化來判斷針灸是否有效。