[發(fā)明專利]基于光電容積的脈搏波速度生理參數(shù)的測量裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310148670.3
• 申請日: 2013-04-26
• 公開（公告）號: CN103190891A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發(fā)明（設計）人: 楊剛;楊文武;賀志楠;王雪芳
• 申請（專利權）人: 西安嵌牛電子科技有限公司
• 主分類號: A61B5/02
• 分類號: A61B5/02
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 劉華

技術領域

本發(fā)明屬于針對脈搏波速度生理參數(shù)的測量技術領域，具體涉及一種基于光電容積的脈搏波速度生理參數(shù)的測量裝置及方法。

背景技術

目前脈搏波速度是一種生理參數(shù)，該生理參數(shù)作為從人體獲取的中間結果的信息或者處理信息，在相應的研究領域是非常重要的參數(shù)，因為脈搏波的傳導速度跟血壓具有正相關的關系，所用在動態(tài)血壓監(jiān)護方面可以把對脈搏波的測量來代替對血壓的監(jiān)護。理論研究和實驗驗證表明，脈搏波速度即PWV跟血管壁的彈性有相關性，而當前最為普遍的電子血壓計并不能很好地測量出脈搏波速度生理參數(shù)。20世紀20年代以來，國外在脈搏波速度的測量方面做了大量的研究，?并有相應的產品問世。早在1922年，Brammwell?等便開始對脈搏波速度進行測量以了解動脈的彈性；國內在這方面的研究工作還比較少，未能生產出用于臨床醫(yī)療的產品。

目前在臨床和科研上用得最多的脈搏波速度生理參數(shù)測量系統(tǒng)主要有兩種：由英國ScanMed?Medical?Instruments公司研發(fā)的SphgmoCor系統(tǒng)以及由法國Artech?Medical單位研發(fā)的Complior系統(tǒng)。這兩種系統(tǒng)均選擇頸動脈和股動脈作為測量點，但是他們采集數(shù)據(jù)所用的傳感器以及計算脈搏波速度所用的方法都有差異。SphgmoCor以三個心電圖作為參照，采用單通道的系統(tǒng)，記錄脈搏波采用了一種動脈張力計，把得到的兩個被測量脈搏波信號的起始點處的時間差當作脈搏波的傳遞時間；Complior是雙通道的系統(tǒng)，把機械式的換能器作為傳感器，把兩個測量點處的脈搏波信號的上升支斜率最大值所在點對應的時間差當作脈搏波信號的傳遞時間。以上的兩種脈搏波測量系統(tǒng)在總體上是采用了壓電傳感器來記錄位于體表動脈的搏動產生的脈搏波，要準確的測量到脈搏波必須經過專門的訓練，需要專業(yè)和技能，操作的復雜性以及其昂貴的價格限制其廣泛應用。

日本科林公司的VP?-1000?測量儀和韓國的PP?-1000?都是利用波形最低點和心音相結合原理進行設計，采用的方法為加壓袖帶和壓力傳感器的方式檢測脈搏波動。利用袖帶進行脈搏波速度測量時，由于采用加壓袖帶的方法測量上臂和下肢的脈搏波波形，對應于每次袖帶中壓力傳感器位置的不同，人為的袖帶松緊程度不同，將導致測量到的波形不同，因而最低點的位置將受到影響。

國內的徐燕等研發(fā)人員從流體力學原理出發(fā)，分析動脈彈性與脈搏波速度的關系，研制了同時采用袖帶壓力傳感器和光電容積傳感器的脈搏波速度生理參數(shù)測量系統(tǒng)。這種方法利用加壓袖帶和壓力傳感器采集人體上肢動脈的壓力波波形，利用光電容積脈搏波采集食指指端動脈。這樣就可以在一條手臂上完成測量工作，使測量過程簡單化。此種算法測量簡單，在計算脈搏波速度時，傳導距離為袖帶傳感器到食指端的距離。在軟件數(shù)據(jù)處理上采用峰值法，對于在一個周期內出現(xiàn)多個峰值，只需要通過一個簡單的閾值就可以找出最大峰值，即主波峰值。但是，脈搏波波形的峰值容易受反射波的影響而發(fā)生偏移，導致測量結果和實際值有一定的差距，所以此方法的測量精度有待于臨床證實。

應用光電傳感器來測量脈搏波傳導速度的系統(tǒng)在臨床上目前應用很少，仍然主要處于研發(fā)階段，其中具有代表性的脈搏波測量系統(tǒng)是以Yung-Kang?Chen所在的研究小組研究的基于雙通道的脈搏波信號測量系統(tǒng)，此系統(tǒng)采用的是透射式的光電傳感器，把手指與腳趾作為了兩個被測量點，由于對于不同個體，兩測量點所經過的血管的長度不容易準確計算，因此會產生較大誤差，并且因為透射式的光電傳感器在對測量點選擇方面有很大的局限性，因而系統(tǒng)在使用時有很大的不方便。

計算脈搏波時間延遲是計算脈搏波速度的關鍵，其測量誤差越大，計算的脈搏波速度誤差越大。求解兩路脈搏波時間延遲，一般的方法是基于脈搏波標示點的方法，通過選擇脈搏波標示點定位脈搏波，從而計算脈搏波延遲時間，基于標示點的選取，測量延時時間的方法有以下幾種：

1.利用切線交點測量脈搏波延遲：切線法會增加計算的誤差，降低測量精度。

2.利用最低點法測量：利用袖帶進行PWV測量每次袖帶位置不同，袖帶松緊度不同，都將會導致測量的波形不同，從而導致測量結果存在誤差。

3.利用峰值法測量：利用光電傳感器采集人體食指上的脈搏波信號，這樣在一支胳膊上完成了測量工作，但是采集的信號壓力脈搏波和容積脈搏波兩種信號，由于數(shù)據(jù)采集的原理不同，所以選擇了峰值點作為參考點，但是波峰容易受到反射波影響，導致測量值與實際值存在一定差距。