呼吸信號分析

呼吸信號(Respiration)簡稱RESP，是伴隨著呼氣與吸氣的周期性變換，在呼吸管道以及胸腹部都會產(chǎn)生周期性形變產(chǎn)生的生理電信號。隨著疲勞程度的加深，呼吸的幅度減弱，周期性的頻率延緩。此外隨著個體情緒的變化，人的呼吸信號也會發(fā)生規(guī)律性變化。

ErgoLAB呼吸反應(yīng)分析軟件提供多種濾波方式，便于根據(jù)研究需要進行選擇與自定義調(diào)節(jié)。還可監(jiān)測與分析全程以及階段化的數(shù)據(jù)信息處理方式，更加精準(zhǔn)的分析某一時間段內(nèi)的呼吸行為。從而統(tǒng)計并導(dǎo)出呼吸信號的時域與頻域數(shù)據(jù)報告，具體數(shù)據(jù)包括時域數(shù)據(jù)AVRESP、SD、Max、Min、Rang；頻域數(shù)據(jù)Power、Peak值，以及可視化的功率譜圖等。

RESP數(shù)據(jù)處理分析模塊可以結(jié)合人機環(huán)境同步平臺和生理記錄系統(tǒng)采集到與RESP指標(biāo)相關(guān)的生理信號進行離線處理和分析。可對信號進行自由選擇、放大、縮小，便于瀏覽數(shù)據(jù)；在整體呈現(xiàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，還可以根據(jù)片段、事件、場景三種分割方式進行數(shù)據(jù)呈現(xiàn)與分析；可導(dǎo)出ASCII格式的原始數(shù)據(jù)、處理后數(shù)據(jù)和分析后數(shù)據(jù)；并可導(dǎo)出可視化分析報告。

技術(shù)要求：

1、信號處理模塊

處理方法包括小波去噪（Wavelet Filter）、高通濾波(baseline)、低通濾波(Low Pass)、帶阻濾波（Band Stop）用以濾除噪音干擾，從而得到有用的RESP信號；

數(shù)據(jù)校正包括滑動均值濾波（Moving Average）與滑動均方根濾波（Moving RMS）。

IBI計算，通過設(shè)置極大呼吸速率（Maximum Heart Rate）與極大呼吸閾值（R-peak Mark Threshold）提取R點數(shù)據(jù)，支持自定義參數(shù)。

手動信號校正方法包括線性插值（Linear interpolation）、樣條差值（Spline interpolation）以及通過復(fù)制信號區(qū)域進行插值。

2、信號分析模塊

信號分析模塊包括時域分析和頻域分析，二者可實現(xiàn)自由切換。

A.   時域分析是將RESP信號看作時間的函數(shù)，通過分析得到RESP信號的統(tǒng)計特征。統(tǒng)計分析指標(biāo)包括：一段時間內(nèi)的均值（Mean）、中值（Median）、標(biāo)準(zhǔn)差（STD）、極大極小值差（Range）。

B.   頻域分析是運用參數(shù)模型法和快速傅里葉變化將時域分析信號轉(zhuǎn)換為頻域分析信號，對信號進行功率譜密度分析。從功率譜密度中確定RESP信號的頻帶，不同頻帶可自定義，將在功率譜分析圖中以不同的顏色體現(xiàn)。包括Power與Peak能量值。

3、可視化Chart與導(dǎo)出數(shù)據(jù)模塊：包括原始數(shù)據(jù)Raw Data、處理數(shù)據(jù)Processed、BR數(shù)據(jù)、IR數(shù)據(jù)以及整體結(jié)果報告。