本发明涉及医疗检测，尤其涉及一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法及系统。
背景技术：
1、目前临床中经常需要检测人体腔体(例如，心腔、胸腔、腹腔、膀胱腔、直肠腔、肛管、尿道、阴道等)内的压力来完成对疾病的诊断或器官功能的评估。例如，需要借助肛门直肠测压仪完成肛门直肠的功能评估。又如，进行膀胱测压来评估膀胱功能状态，进行尿道测压来进行尿动力学分析，等等。
2、目前国内外研究者在人体腔体测压器件方面开展的相关研究工作，主要集中于传感器的集成方面，缺乏针对便携性器件的实用性研究，不满足临床中方便易用的需求。综合分析现有技术，现有测压方法通过测压器件进行测压，需要配备笨重的采集仪硬件对测量的电场进行采集与解码，并且必须通过专业软件对其进行复杂的演算与处理，无法直观的获得测量数据。
3、多稳态胞元是一种特殊的结构单元，它能够在不同的外部条件或激励下展现出多种稳定的构型。这种特性使得多稳态胞元在多个领域，如可重构超材料、变形结构、以及能量吸收结构等，具有重要的应用潜力。但多稳态胞元在医学领域的临床场景中罕有应用，人体结构的复杂性使得对多稳态胞元的受压形变需要进行重新演算和处理，才能获得反映特定临床场景中人体器官或解剖结构的压力变化的准确数据。然而，如果将多稳态胞元用于特定的临床场景中，需要首先根据临床场景的特点设计相应的压力处理和分析算法，才能进一步设计适合于特定临床场景的便携式器件的结构。
4、因此，需要开发一种通过测量和分析多稳态胞元的形变来反映人体腔体内的压力变化的方法，即一种无源人体腔体测压方法。
技术实现思路
1、本发明提供一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法及系统，用以解决现有技术的缺陷。
2、本发明提供一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法，包括：
3、s1：接收多稳态胞元串的变形量数据，其中所述多稳态胞元串根据所述待测腔体的压力变化产生形变；
4、s2：对所述多稳态胞元串的形变进行受力分析，获得胞元受力数据；
5、s3：基于所述胞元受力数据建立变形场与压力场的映射关系；
6、s4：根据所述映射关系，对所述多稳态胞元串的变形量数据进行压力反演，获得待测腔体的压力数据。
7、在本发明中，多稳态胞元串由多个多稳态胞元串联而成。所述多稳态胞元可以是曲梁结构，当承受压力时曲梁结构发生形变。
8、在本发明中，人体腔体可以是心脏各个腔室、胸腔、腹腔、膀胱腔、尿道、阴道、直肠腔、肛管等人体自然腔体。
9、根据本发明提供的一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法，步骤s2中对所述多稳态胞元串的形变进行的受力分析，通过将多稳态胞元串中单个胞元结构的弯曲部分模拟为初始弯曲的固支欧拉伯努利梁，将单个胞元结构的未弯曲部分假定为刚性实现。
10、根据本发明提供的一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法，所述固支欧拉伯努利梁的控制方程的表达式为：
11、
12、其中，是杨氏模数，是梁的面惯性矩，为微分算子，是梁的横向挠度，是压力，是梁的跨度，是梁的初始形状，为梁的位置，是狄拉克增量函数，为梁的中点受到的横向力。
13、根据本发明提供的一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法，步骤s2中，所述胞元受力数据为所述多稳态胞元串的压缩力，所述压缩力的表达式为：
14、
15、
16、其中，为压缩力，为梁长度变化，为初始梁长度，为梁的横截面积。
17、根据本发明提供的一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法，步骤s3中所述变形场的表达式为：
18、
19、
20、
21、其中，为归一化的变形场，为多稳态胞元串的模态索引值，为第个模态的模态系数，为归一化的压力场，为第阶模态振型的系数，为归一化的多稳态胞元串所受的压缩力；
22、所述压力场的二次方程的表达式为：
23、
24、
25、
26、
27、其中，为压力场二次方程的第一系数，为压力场二次方程的第二系数，为压力场二次方程的第三系数，为第一阶模态振型的系数，为第三阶模态振型的系数，为弯曲梁高度与厚度的比值，为模态缺陷尺寸。
28、根据本发明提供的一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法，步骤s3进一步包括：
29、s31：通过归一化的多稳态胞元串所受的压缩力的向量的多个项，分别对所述压力场的二次方程进行求解，获得多个方程根；
30、s32：通过多个方程根计算获得多个模态系数值及多个变形场数值；
31、s33：根据多个模态系数值及多个变形场数值，绘制获得所述压力场及所述变形场的函数曲线，获得变形场与压力场的映射关系。
32、根据本发明提供的一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法，步骤s31中，对所述压力场的二次方程进行求解时，对所述压力场的二次方程的判别式进行分析，当所述判别式小于0时，通过归一化的多稳态胞元串所受的压缩力的向量的下一个项对所述压力场的二次方程进行求解；当所述判别式大于0时，输出所述压力场的二次方程的解，作为方程根。
33、根据本发明提供的一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法，步骤s4进一步包括：
34、s41：由映射关系将变形量数据转换为压力结果数据；
35、s42：将所述压力结果数据进行可视化展示。
36、本发明还提供一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压系统，包括：
37、多稳态胞元串、计算设备；
38、其中所述多稳态胞元串当被放置在待测腔体内时能够基于所述待测腔体的压力变化产生形变以生成变形量数据，所述计算设备中的处理器执行权利要求1-8中任一项所述的s1-s4步骤，计算获得待测腔体的压力数据。
39、根据本发明提供的一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压系统，所述计算设备具体包括：
40、变形量标定模块、计算模块；
41、所述变形量标定模块用于检测所述多稳态胞元串的变形量数据；
42、所述计算模块进一步包括：
43、受力分析单元：用于对多稳态胞元串的形变进行受力分析，获得胞元受力数据；
44、映射关系建立单元：用于基于所述胞元受力数据建立变形场与压力场的映射关系；
45、压力反演单元：用于根据所述映射关系，对多稳态胞元串的变形量数据进行压力反演，获得待测腔体的压力数据。
46、本发明提供的一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法及系统，通过多个多稳态胞元串联形成的多稳态胞元串形式的多稳态测压结构的多层级变形行为，感受待测腔体的压力变化，后续建立非线性外力场作用下变形场与压力场间的映射关系，后续对多稳态胞元串的变形进行快速标定，然后通过映射关系对变形量数据反演，获得压力数据，通过该测压方法的标定或转换，能够快速读取换算获得测压后的各个关键指标，提升人体腔体的测压的准确度及效率。
1.一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法，其特征在于，步骤s2中对所述多稳态胞元串的形变进行的受力分析，通过将多稳态胞元串中单个胞元结构的弯曲部分模拟为初始弯曲的固支欧拉伯努利梁，将单个胞元结构的未弯曲部分假定为刚性实现。
3.根据权利要求2所述的一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法，其特征在于，所述固支欧拉伯努利梁的控制方程的表达式为：
4.根据权利要求3所述的一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法，其特征在于，步骤s2中，所述胞元受力数据为所述多稳态胞元串的压缩力，所述压缩力的表达式为：
5.根据权利要求1所述的一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法，其特征在于，步骤s3中所述变形场的表达式为：
6.根据权利要求1所述的一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法，其特征在于，步骤s3进一步包括：
7.根据权利要求6所述的一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法，其特征在于，步骤s31中，对所述压力场的二次方程进行求解时，对所述压力场的二次方程的判别式进行分析，当所述判别式小于0时，通过归一化的多稳态胞元串所受的压缩力的向量的下一个项对所述压力场的二次方程进行求解；当所述判别式大于0时，输出所述压力场的二次方程的解，作为方程根。
8.根据权利要求6所述的一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压方法，其特征在于，步骤s4进一步包括：
9.一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的一种基于多稳态胞元串的无源人体腔体测压系统，其特征在于，所述计算设备具体包括：
