【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及盆底肌運動非接觸檢測，具體為一種去除盆底肌運動電磁波信號中呼吸成分的系統與方法。
技術介紹
1、毫米波雷達通過發射天線發射電磁波信號，觸碰到探測空間內的物體后反射回波信號被雷達的接收天線接收到，經過數據處理后可以表征物體的位置變化情況。
2、在使用毫米波雷達做盆底肌運動檢測時，人呼吸運動會使得腹部壓力增大，帶動盆底肌相對運動從而引入噪聲。目前的常規方法是用濾波器對干擾信號進行濾除，但用濾波器濾除干擾信號，容易影響目標信號的真實成分，對于盆底肌較弱的用戶，常用濾波器方案無法區分較弱的盆底肌收縮信號和呼吸信號，缺少一種準確，靈敏的提取并顯示盆底肌運動信號的方案。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種去除盆底肌運動電磁波信號中呼吸成分的系統與方法，以解決上述
技術介紹
中提出的問題。
2、為了解決上述技術問題，本專利技術提供如下技術方案：一種去除盆底肌運動電磁波信號中呼吸成分的系統，該系統包括電磁波收發模塊、級聯模塊、信號處理模塊和實時顯示模塊；
3、所述電磁波收發模塊用于發射和接收電磁波信號，探測皮膚和胸腔的運動，將電磁波信號傳輸至級聯模塊；所述級聯模塊用于將電磁波收發模塊傳輸的電磁波信號級聯并轉換為數字信號后傳輸至信號處理模塊；所述信號處理模塊用于將級聯模塊傳輸的電磁波級聯信號進行處理，去除信號中的呼吸信號成分，并將信號傳輸給實時顯示模塊；所述實時顯示模塊用于實時顯示去除呼吸信號的盆底肌運動相位變化波形；
4、電磁波
5、所述電磁波收發模塊包括第一電磁波收發模塊和第二電磁波收發模塊；
6、所述第一電磁波收發模塊用于向人體盆底處發射電磁波信號，電磁波信號接觸到盆底處后反射回來，第一電磁波收發模塊接收反射回的電磁波信號；第二所述電磁波收發模塊用于向人體胸腔處發射電磁波信號，電磁波信號接觸到胸腔處后反射回來，第二電磁波收發模塊接收反射回的電磁波信號。
7、所述級聯模塊包括信號識別單元、信號對齊單元和模數轉換單元；
8、所述信號識別單元用于接收電磁波收發模塊傳輸的兩路電磁波信號，判斷信號的成分和時延；所述信號對齊單元用于將兩路電磁波信號對齊；所述模數轉換單元用于將連續的模擬信號轉換為離散的數字信號；
9、信號識別單元的輸出端電性連接信號對齊單元的輸入端，信號對齊單元的輸出段電性連接模數轉換單元的輸入端。
10、所述信號處理模塊包括圓心估計單元、動態圓心軌跡規劃單元、呼吸信號濾除單元和相位解纏單元；
11、所述圓心估計單元用于利用圓心估計模型將電磁波級聯信號擬合成圓；
12、所述動態圓心軌跡規劃單元用于在用戶進行盆底肌收縮和放松運動時，規劃盆底肌運動和呼吸運動的復合運動信號的圓心；所述呼吸信號濾除單元用于濾除盆底肌運動信號中的呼吸信號成分；所述相位解纏單元用于對盆底肌運動相位變化進行相位解纏；
13、圓心估計單元的輸出端電性連接動態圓心軌跡規劃單元的輸入端，動態圓心軌跡規劃單元電性連接呼吸信號濾除單元的輸入端，呼吸信號濾除單元的輸出端電性連接相位解纏單元的輸入端。
14、所述實時顯示模塊用于接收信號處理模塊濾除呼吸信號并處理后的盆底肌運動相位變化量，實時顯示濾除呼吸信號的盆底肌運動相位變化波形。
15、一種去除盆底肌運動電磁波信號中呼吸成分的方法，該方法包括以下步驟：
16、s1、保持盆底肌靜止，對盆底處和胸腔處發射電磁波信號，并接收由電磁波接觸到盆底處和胸腔處皮膚產生的模擬盆底肌回波信號x1(t)和模擬胸腔回波信號x2(t)；
17、s2、將接收到的模擬盆底肌回波信號x1(t)和模擬胸腔回波信號x2(t)對齊，并轉換為數字盆底肌回波信號x1(n)和數字胸腔回波信號x2(n)；
18、s3、利用圓心估計模型將數字盆底肌回波信號x1(n)和數字胸腔回波信號x2(n)擬合成圓，盆底肌做收縮和放松運動，結合步驟s1、s2，獲得盆底肌呼吸信號x′1(n)和胸腔呼吸信號x′2(n)，使用胸腔呼吸信號x′2(n)擬合出的圓心和半徑對盆底肌呼吸信號x′1(n)進行圓心運動軌跡規劃，獲得去除靜態分量和呼吸分量的新圓心的運動軌跡；
19、s4、將盆底肌呼吸信號x′1(n)進行呼吸圓心去除，計算去除呼吸信號后的盆底肌運動相位變化量，將去除呼吸信號后的盆底肌運動相位變化量進行相位解纏后實時顯示。
20、在用戶盆底肌保持靜止時，電磁波收發模塊所探測并采集的信號包括靜態分量和呼吸分量。
21、在步驟s1中，用戶保持盆底肌靜止，分別向盆底肌和胸腔處發射電磁波信號，電磁波接觸盆底處和胸腔處的皮膚會產生模擬盆底肌回波信號x1(t)和模擬胸腔回波信號x2(t)，接收x1(t)和x2(t)。
22、連續的模擬信號不利于后續處理，需要將其通過采樣、量化和編碼轉換為數字信號，圓心估計采用的是數字信號的格式。
23、所述步驟s2包括如下具體步驟：
24、s201、判斷接收到的x1(t)和x2(t)的成分和時延；
25、s202、根據判斷出的時延將兩路信號x1(t)和x2(t)進行對齊；
26、s203、將對齊后的兩路信號x1(t)和x2(t)由模擬形式轉換為數字形式，得到數據格式為i+iq的數字信號x1(n)和x2(n)，其中i為實部，q為虛部。
27、所述步驟s3包括如下具體步驟：
28、s301、將x1(n)和x2(n)分別進行圓心估計，圓心估計的算法為：(a，b，r)＝f(x)，其中，x表示輸入進圓心估計算法的樣本集，x包含實部i和虛部q，a，b分別表示擬合出的圓的圓心所在的橫坐標與縱坐標，r為擬合出的圓的半徑，f(·)表示所使用的圓心估計模型；
29、樣本集可表示為(ii，qi)，其中i∈(12，...，n)，設每一個點到圓心的距離為di，其中，樣本集中各個樣本點(ii，qi)到圓邊緣的距離的平方與半徑平方的差為：
30、
31、記圓心估算矩陣方程為w(a，b，c)，對a，b，c求偏導并令為0，根據公式：
32、
33、求解出a，b，c的值，a和b為圓心的橫坐標與縱坐標，c為圓的半徑；
34、由圓心估計模型f(·)將數字盆底肌回波信號x1(n)和數字胸腔回波信號x2(n)計算的圓心和半徑分別記為cir1(a1，b1，r1)和cir2(a2，b2，r2)，記錄數字盆底肌回波信號x1(n)的始末頂峰相位所在的位置，記為和記錄數字胸腔回波信號x2(n)的始末頂峰相位所在的位置，記為和
35、需要通過不完全圓的輪廓點，找到圓心和半徑，一般采用最小二乘法進行擬合，由圓心估計模型所計算出來的圓要和原輸入數據高度本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種去除盆底肌運動電磁波信號中呼吸成分的系統，其特征在于：該系統包括電磁波收發模塊、級聯模塊、信號處理模塊和實時顯示模塊；
2.根據權利要求1所述的一種去除盆底肌運動電磁波信號中呼吸成分的系統，其特征在于：所述電磁波收發模塊包括第一電磁波收發模塊和第二電磁波收發模塊；
3.根據權利要求1所述的一種去除盆底肌運動電磁波信號中呼吸成分的系統，其特征在于：所述級聯模塊包括信號識別單元、信號對齊單元和模數轉換單元；
4.根據權利要求1所述的一種去除盆底肌運動電磁波信號中呼吸成分的系統，其特征在于：所述信號處理模塊包括圓心估計單元、動態圓心軌跡規劃單元、呼吸信號濾除單元和相位解纏單元；
5.根據權利要求1所述的一種去除盆底肌運動電磁波信號中呼吸成分的系統，其特征在于：所述實時顯示模塊用于接收信號處理模塊濾除呼吸信號并處理后的盆底肌運動相位變化量，實時顯示濾除呼吸信號的盆底肌運動相位變化波形。
6.一種去除盆底肌運動電磁波信號中呼吸成分的方法，其特征在于：該方法包括以下步驟：
7.根據權利要求6所述的一種去除盆底肌運
8.根據權利要求6所述的一種去除盆底肌運動電磁波信號中呼吸成分的方法，其特征在于：
9.根據權利要求6所述的一種去除盆底肌運動電磁波信號中呼吸成分的方法，其特征在于：
10.根據權利要求6所述的一種去除盆底肌運動電磁波信號中呼吸成分的系統與方法，其特征在于：
...【技術特征摘要】
1.一種去除盆底肌運動電磁波信號中呼吸成分的系統，其特征在于：該系統包括電磁波收發模塊、級聯模塊、信號處理模塊和實時顯示模塊；
2.根據權利要求1所述的一種去除盆底肌運動電磁波信號中呼吸成分的系統，其特征在于：所述電磁波收發模塊包括第一電磁波收發模塊和第二電磁波收發模塊；
3.根據權利要求1所述的一種去除盆底肌運動電磁波信號中呼吸成分的系統，其特征在于：所述級聯模塊包括信號識別單元、信號對齊單元和模數轉換單元；
4.根據權利要求1所述的一種去除盆底肌運動電磁波信號中呼吸成分的系統，其特征在于：所述信號處理模塊包括圓心估計單元、動態圓心軌跡規劃單元、呼吸信號濾除單元和相位解纏單元；
5.根據權利要求1所述的一種去...
【專利技術屬性】
技術研發人員：呂志偉，馬掌印，畢正揚，李苗，
申請(專利權)人：南京麥瀾德醫療科技股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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