本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)方法，具體包括以下步驟：同步監(jiān)測(cè)步驟：采集同步監(jiān)測(cè)的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)；獲取脈搏波傳遞時(shí)間步驟：根據(jù)PPG信號(hào)的上升點(diǎn)和ECG信號(hào)峰值，得到脈搏波傳遞時(shí)間；信號(hào)處理步驟：對(duì)PPG信號(hào)和ECG信號(hào)進(jìn)行處理，去除噪音，得到處理后的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)；特征提取步驟：根據(jù)處理后的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)進(jìn)行分段處理并提取信號(hào)特征，得到PPG信號(hào)特征和ECG信號(hào)特征，本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)還涉及無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)系統(tǒng)，本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)將脈搏波傳遞時(shí)間、PPG信號(hào)特征、ECG信號(hào)特征作為核心參數(shù)，實(shí)現(xiàn)血糖的精準(zhǔn)測(cè)量，可以消除膚色、角質(zhì)層、血管壁厚度等外部因素的影響。等外部因素的影響。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)方法及系統(tǒng)
[0001]本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
[0002]糖尿病是一種終身代謝且無(wú)法治愈的慢性疾病，但可以進(jìn)行適當(dāng)管理控制糖尿病。世界上大約1.7％的人口患有糖尿病，并且在不久的將來(lái)這一比例可能會(huì)增加。目前沒(méi)有有效的糖尿病治療方法，只有通過(guò)定期監(jiān)測(cè)血糖水平來(lái)減少或延緩并發(fā)癥的發(fā)生，自我監(jiān)測(cè)被認(rèn)為是控制糖尿病最直接和最可行的選擇之一。
[0003]PPG是一種用于測(cè)量身體某部位血容量變化的技術(shù)，該技術(shù)簡(jiǎn)單且低成本，它通常非侵入性地用于在皮膚表面進(jìn)行測(cè)量。PPG裝置由光源和檢測(cè)器組成，用于發(fā)出照射組織的光和接收光的反射。吸收的光量根據(jù)循環(huán)系統(tǒng)中血液體積的波動(dòng)而周期性地變化，導(dǎo)致PPG信號(hào)包含與呼吸、循環(huán)系統(tǒng)、血流和心跳相關(guān)的信息。
[0004]ECG(Electrocardiogram)用于記錄引發(fā)心跳的電信號(hào)序列的時(shí)間節(jié)點(diǎn)和強(qiáng)度。通過(guò)分析ECG圖像，醫(yī)生可以更好地診斷我們的心率是否正常，心臟功能是否存在問(wèn)題。ECG記錄的是引發(fā)心臟跳動(dòng)的電脈沖序列。
[0005]PPG信號(hào)和ECG信號(hào)的強(qiáng)弱和波形結(jié)構(gòu)還與檢測(cè)對(duì)象當(dāng)時(shí)的膚色、角質(zhì)層、血管壁厚度有關(guān)，所以，即使不同人的血糖濃度相同，也會(huì)測(cè)量到不同的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)，所以這些因素均會(huì)影響血糖濃度的確定。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
[0006]本專(zhuān)利技術(shù)的目的是為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)方法，具體包括以下步驟：
[0007]同步監(jiān)測(cè)步驟：采集同步監(jiān)測(cè)的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)；
[0008]獲取脈搏波傳遞時(shí)間步驟：根據(jù)PPG信號(hào)的上升點(diǎn)和ECG信號(hào)峰值，得到脈搏波傳遞時(shí)間；
[0009]信號(hào)處理步驟：對(duì)PPG信號(hào)和ECG信號(hào)進(jìn)行處理，去除噪音，得到處理后的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)；
[0010]特征提取步驟：根據(jù)處理后的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)進(jìn)行分段處理并提取信號(hào)特征，得到PPG信號(hào)特征和ECG信號(hào)特征；
[0011]獲取血糖數(shù)據(jù)步驟：將脈搏波傳遞時(shí)間、PPG信號(hào)特征和ECG信號(hào)特征作為待測(cè)血糖數(shù)據(jù)；
[0012]比對(duì)識(shí)別步驟：將待測(cè)血糖數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的血糖數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，識(shí)別出所對(duì)應(yīng)的血糖濃度；
[0013]所述數(shù)據(jù)庫(kù)包括具有自然時(shí)間順序的多組血糖數(shù)據(jù)，所述一組血糖數(shù)據(jù)中包括脈搏波傳遞時(shí)間、PPG信號(hào)特征、ECG信號(hào)特征以及對(duì)應(yīng)的血糖濃度。
[0014]一種無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)系統(tǒng)，具體包括以下單元：
[0015]同步監(jiān)測(cè)單元：采集同步監(jiān)測(cè)的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)；
[0016]獲取脈搏波傳遞時(shí)間單元：根據(jù)PPG信號(hào)的上升點(diǎn)和ECG信號(hào)峰值，得到脈搏波傳遞時(shí)間；
[0017]信號(hào)處理單元：對(duì)PPG信號(hào)和ECG信號(hào)進(jìn)行處理，去除噪音，得到處理后的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)；
[0018]特征提取單元：根據(jù)處理后的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)進(jìn)行分段處理并提取信號(hào)特征，得到PPG信號(hào)特征和ECG信號(hào)特征；
[0019]獲取血糖數(shù)據(jù)單元：將脈搏波傳遞時(shí)間、PPG信號(hào)特征和ECG信號(hào)特征作為待測(cè)血糖數(shù)據(jù)；
[0020]比對(duì)識(shí)別單元：將待測(cè)血糖數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的血糖數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，識(shí)別出所對(duì)應(yīng)的血糖濃度；
[0021]所述數(shù)據(jù)庫(kù)包括具有自然時(shí)間順序的多組血糖數(shù)據(jù)，所述一組血糖數(shù)據(jù)中包括脈搏波傳遞時(shí)間、PPG信號(hào)特征、ECG信號(hào)特征以及對(duì)應(yīng)的血糖濃度。
[0022]本專(zhuān)利技術(shù)通過(guò)將脈搏波傳遞時(shí)間、PPG信號(hào)特征、ECG信號(hào)特征作為核心參數(shù)，實(shí)現(xiàn)血糖的精準(zhǔn)測(cè)量，如果數(shù)據(jù)庫(kù)足夠精準(zhǔn)，那么就可以完全消除膚色、角質(zhì)層、血管壁厚度等外部因素的影響。同時(shí)，本專(zhuān)利技術(shù)還通過(guò)計(jì)算差量的一階或多階導(dǎo)數(shù)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)的更新，使得數(shù)據(jù)庫(kù)更加精準(zhǔn)。
[0023]參考以下詳細(xì)說(shuō)明更易于理解本申請(qǐng)的上述以及其他特征、方面和優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
[0024]為使本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將對(duì)本專(zhuān)利技術(shù)實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實(shí)施例是本專(zhuān)利技術(shù)的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于所描述的本專(zhuān)利技術(shù)的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本專(zhuān)利技術(shù)保護(hù)的范圍。
[0025]除非另作定義，此處使用的技術(shù)術(shù)語(yǔ)或者科學(xué)術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)為本專(zhuān)利技術(shù)所屬領(lǐng)域內(nèi)具有一般技能的人士所理解的通常意義。本專(zhuān)利技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)說(shuō)明書(shū)以及權(quán)利要求書(shū)中使用的“第一”、“第二”以及類(lèi)似的詞語(yǔ)并不表示任何順序、數(shù)量或者重要性，而只是用來(lái)區(qū)分不同的組成部分。同樣，“一個(gè)”或者“一”等類(lèi)似詞語(yǔ)也不表示數(shù)量限制，而是表示存在至少一個(gè)。
[0026]一種無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)方法，包括以下步驟：
[0027]同步監(jiān)測(cè)步驟：采集同步監(jiān)測(cè)的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)；
[0028]獲取脈搏波傳遞時(shí)間步驟：根據(jù)PPG信號(hào)的上升點(diǎn)和ECG信號(hào)峰值，得到脈搏波傳遞時(shí)間；
[0029]信號(hào)處理步驟：對(duì)PPG信號(hào)和ECG信號(hào)進(jìn)行處理，去除噪音，得到處理后的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)；
[0030]去除噪音的方式可以采用現(xiàn)有技術(shù)中常見(jiàn)的那些方法。
[0031]特征提取步驟：根據(jù)處理后的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)進(jìn)行分段處理并提取信號(hào)特征，得到PPG信號(hào)特征和ECG信號(hào)特征；
[0032]特征提取步驟包括：
[0033]采用高斯擬合算法對(duì)每個(gè)單周期的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面進(jìn)
行特征提取,得到信號(hào)特征，
[0034]信號(hào)特征包括：信號(hào)最大幅度、從開(kāi)始到峰值的單個(gè)時(shí)期的上升率、從峰值到結(jié)束的單個(gè)時(shí)期的下降率、單個(gè)周期的平均幅度值、幅度的標(biāo)準(zhǔn)偏差、從開(kāi)始到峰值的平均斜率、從峰值到降中峽的平均斜率、從降中峽到舒張峰的平均斜率或從舒張期峰值到結(jié)束的平均斜率。
[0035]高斯擬合(Gaussian Fitting)即使用形如：
[0036]Gi(x)＝Ai*exp((x
?
Bi)^2/Ci^2)
[0037]的高斯函數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)集進(jìn)行函數(shù)逼近的擬合方法。其實(shí)可以跟多項(xiàng)式擬合類(lèi)比起來(lái)，不同的是多項(xiàng)式擬合是用冪函數(shù)系，使用高斯函數(shù)來(lái)進(jìn)行擬合，優(yōu)點(diǎn)在于計(jì)算積分十分簡(jiǎn)單快捷。
[0038]c#中用mathnet驚醒矩陣運(yùn)算實(shí)現(xiàn)方案如下：
[0039]double[,]a＝new double[fitDatas.Count,3]；
[0040]double[]b＝new double[fitDatas.Count]；
[0041]double[]X＝new double[3]{0,0,0}；
[0042]for(int i＝0；i<fitDatas.Count；i++)
[0043]{
[0044]b[i]＝Math.Log(fitDatas[i].Intensity)；
[0045]a[i,0]＝1；
[0046]a[i,1]＝fitDatas[i].W本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
1.一種無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：同步監(jiān)測(cè)步驟：采集同步監(jiān)測(cè)的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)；獲取脈搏波傳遞時(shí)間步驟：根據(jù)PPG信號(hào)的上升點(diǎn)和ECG信號(hào)峰值，得到脈搏波傳遞時(shí)間；信號(hào)處理步驟：對(duì)PPG信號(hào)和ECG信號(hào)進(jìn)行處理，去除噪音，得到處理后的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)；特征提取步驟：根據(jù)處理后的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)進(jìn)行分段處理并提取信號(hào)特征，得到PPG信號(hào)特征和ECG信號(hào)特征；獲取血糖數(shù)據(jù)步驟：將脈搏波傳遞時(shí)間、PPG信號(hào)特征和ECG信號(hào)特征作為待測(cè)血糖數(shù)據(jù)；比對(duì)識(shí)別步驟：將待測(cè)血糖數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的血糖數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，識(shí)別出所對(duì)應(yīng)的血糖濃度；所述數(shù)據(jù)庫(kù)包括具有自然時(shí)間順序的多組血糖數(shù)據(jù)，所述一組血糖數(shù)據(jù)中包括脈搏波傳遞時(shí)間、PPG信號(hào)特征、ECG信號(hào)特征以及對(duì)應(yīng)的血糖濃度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)方法，其特征在于，所述比對(duì)步驟具體包括：若待測(cè)血糖數(shù)據(jù)為自然時(shí)間上的第一組血糖數(shù)據(jù)時(shí)，將待測(cè)血糖數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的血糖數(shù)據(jù)按照順序逐一比對(duì)，并計(jì)算待測(cè)血糖數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的血糖數(shù)據(jù)之間的差量，數(shù)據(jù)庫(kù)差量最小的血糖數(shù)據(jù)作為匹配數(shù)據(jù)；若待測(cè)血糖數(shù)據(jù)不是自然時(shí)間上的第一組血糖數(shù)據(jù)時(shí)，計(jì)算待測(cè)血糖數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)庫(kù)中的血糖數(shù)據(jù)之間的差量；根據(jù)預(yù)設(shè)的差量閾值在數(shù)據(jù)庫(kù)中找到多組血糖數(shù)據(jù)，根據(jù)多組血糖數(shù)據(jù)的自然時(shí)間，選擇與上一匹配數(shù)據(jù)的自然時(shí)間更為接近的血糖數(shù)據(jù)作為待測(cè)血糖數(shù)據(jù)的匹配數(shù)據(jù)；所述匹配數(shù)據(jù)中的血糖濃度作為檢測(cè)到的血糖濃度。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)方法，其特征在于，特征提取步驟包括：采用高斯擬合算法對(duì)每個(gè)單周期的PPG信號(hào)和ECG信號(hào)從時(shí)域和頻域兩個(gè)方面進(jìn)行特征提取,得到信號(hào)特征，所述信號(hào)特征包括：信號(hào)最大幅度、從開(kāi)始到峰值的單個(gè)時(shí)期的上升率、從峰值到結(jié)束的單個(gè)時(shí)期的下降率、單個(gè)周期的平均幅度值、幅度的標(biāo)準(zhǔn)偏差、從開(kāi)始到峰值的平均斜率、從峰值到降中峽的平均斜率、從降中峽到舒張峰的平均斜率或從舒張期峰值到結(jié)束的平均斜率。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)方法，其特征在于，所述差量是通過(guò)以下公式計(jì)算得到：其中，T為差量；ΔA為脈搏波傳遞時(shí)間差；ΔB為PPG信號(hào)特征之間的絕對(duì)差值之和；ΔC為ECG信號(hào)特征之間的絕對(duì)差值之和；α1、α2、α3為權(quán)重系數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)方法，其特征在于，所述無(wú)創(chuàng)血糖檢測(cè)方法還包括數(shù)據(jù)庫(kù)更新步驟：根據(jù)多組在比對(duì)步驟中得到的待測(cè)血糖數(shù)據(jù)與匹配血糖數(shù)據(jù)，計(jì)算得到按照自然時(shí)間排列的多組差量，計(jì)算差量的一階或多階導(dǎo)數(shù)，若一階或多階導(dǎo)數(shù)高于一定閾值，則將多組待測(cè)血糖數(shù)據(jù)放入數(shù)據(jù)庫(kù)中，并按照順序賦予自然時(shí)間。6.一種...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱斌，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：朱斌，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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