[發(fā)明專利]基于振蕩式血壓計(jì)信號(hào)的中心動(dòng)脈壓檢測(cè)系統(tǒng)及方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310450330.6
• 申請(qǐng)日: 2013-09-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103479343A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 梁夫友;李逸;李力軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/0225
• 分類號(hào): A61B5/0225
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種基于振蕩式血壓計(jì)信號(hào)的中心動(dòng)脈壓檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：信號(hào)采集模塊、壓力波分解模塊、相位遷移模塊和重構(gòu)計(jì)算模塊，其中：信號(hào)采集模塊與振蕩式血壓計(jì)相連接并采集由血壓計(jì)測(cè)得的肱動(dòng)脈血壓、袖帶振蕩波以及中心動(dòng)脈到血壓計(jì)袖帶前緣的壓力波傳播時(shí)間的數(shù)字信號(hào)；壓力波分解模塊與信號(hào)采集模塊相連接并對(duì)袖帶振蕩波信號(hào)進(jìn)行放大處理得到肱動(dòng)脈血壓波的近似值，并將肱動(dòng)脈血壓波分解為前傳和后傳兩個(gè)血壓波分量；相位遷移模塊與壓力波分解模塊以及信號(hào)采集模塊相連接，根據(jù)中心動(dòng)脈到血壓計(jì)袖帶前緣的壓力波傳播時(shí)間的數(shù)字信號(hào)分別遷移肱動(dòng)脈的前傳和后傳血壓波分量的相位，得到中心動(dòng)脈的前、后傳血壓波分量；重構(gòu)計(jì)算模塊與相位遷移模塊和信號(hào)采集模塊相連，根據(jù)肱動(dòng)脈平均血壓和中心動(dòng)脈的前、后傳血壓波分量進(jìn)行重構(gòu)處理，得到中心動(dòng)脈血壓波，并根據(jù)重構(gòu)的中心動(dòng)脈血壓波計(jì)算中心動(dòng)脈的收縮壓、舒張壓和脈動(dòng)壓后輸出結(jié)果；

所述的肱動(dòng)脈血壓包括：收縮壓、舒張壓、平均壓和脈動(dòng)壓。

2.一種基于振蕩式血壓計(jì)信號(hào)的中心動(dòng)脈壓檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將上臂血壓計(jì)在高袖帶工作壓，即肱動(dòng)脈收縮壓40mmHg以上條件下輸出的振蕩波放大至肱動(dòng)脈血壓尺度，估測(cè)肱動(dòng)脈血壓波；

2)將肱動(dòng)脈血壓波分解為前傳、后傳兩個(gè)血壓波分量；

3)通過(guò)解析血壓計(jì)振蕩波的波形特征，計(jì)算鎖骨下中心動(dòng)脈到袖帶前緣下方肱動(dòng)脈閉鎖處的波傳播時(shí)間，并根據(jù)波傳遞原理，將肱動(dòng)脈的前傳和后傳血壓波分量進(jìn)行相位遷移得到鎖骨下動(dòng)脈入口處中心動(dòng)脈的前傳和后傳血壓波分量；

4)通過(guò)合成中心動(dòng)脈前傳、后傳血壓波分量來(lái)重構(gòu)中心動(dòng)脈血壓波，并進(jìn)行波解析，計(jì)算中心動(dòng)脈的收縮壓、舒張壓和脈動(dòng)壓。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是，步驟2中所述的分解具體包括以下步驟：首先需要對(duì)肱動(dòng)脈血壓波的時(shí)變函數(shù)進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)分解，然后對(duì)每個(gè)諧波在頻域內(nèi)按如下公式進(jìn)行解析：其中：和分別指示肱動(dòng)脈脈動(dòng)壓和脈動(dòng)流的n次諧波；n是第n次諧波的頻率相對(duì)基礎(chǔ)，即第一個(gè)諧波頻率的倍數(shù)，和是的前傳和后傳成分；Z_c是肱動(dòng)脈的特征阻抗；設(shè)則上式進(jìn)一步簡(jiǎn)化為：即被分解為兩個(gè)等價(jià)的前傳和后傳壓力波分量。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是，所述的計(jì)算鎖骨下中心動(dòng)脈到袖帶前緣下方肱動(dòng)脈閉鎖處的波傳播時(shí)間是指：根據(jù)血壓計(jì)振蕩波上兩個(gè)收縮期波峰間的時(shí)間差：Δt_p=t_p2-t_p1，并根據(jù)中心動(dòng)脈與肱動(dòng)脈閉鎖處之間的波傳播/反射特征，估測(cè)鎖骨下中心動(dòng)脈到袖帶前緣下方肱動(dòng)脈閉鎖處的波傳播時(shí)間Δt≈Δt_p/4。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是，所述的中心動(dòng)脈的前傳和后傳血壓波分量通過(guò)以下方式得到：利用鎖骨下中心動(dòng)脈到袖帶前緣下方肱動(dòng)脈閉鎖處的波傳播時(shí)間Δt，對(duì)肱動(dòng)脈前、后傳血壓波分量進(jìn)行相位遷移，得到左側(cè)鎖骨下動(dòng)脈入口處中心動(dòng)脈的前后傳血壓波分量分別為其中：ω₀是基準(zhǔn)角速度，即2πf₀，f₀是第一個(gè)諧波的頻率，即心率。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征是，所述的重構(gòu)中心主動(dòng)脈血壓波是指：通過(guò)合成中心動(dòng)脈的前傳和后傳血壓波分量，重構(gòu)中心主動(dòng)脈血壓波，具體步驟為：

首先對(duì)每個(gè)頻率的諧波進(jìn)行合成，得到中心動(dòng)脈壓的第n個(gè)諧波

然后通過(guò)傅立葉級(jí)數(shù)逆變換在時(shí)域空間疊加所有諧波，并加上平均血壓得到中心主動(dòng)脈壓的時(shí)變函數(shù)

其中：P_ao(t)表示時(shí)變中心動(dòng)脈血壓；t為時(shí)間，取值0～T，T為心動(dòng)周期；是中心動(dòng)脈的平均血壓，設(shè)從中心動(dòng)脈到肱動(dòng)脈閉鎖處的血流粘性壓力損失忽略不計(jì)，與肱動(dòng)脈平均血壓相同；是n次諧波的相位角，k表示諧波的最大角頻率倍數(shù)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征是，所述的諧波的最大角頻率倍數(shù)k取值50～100。