[發(fā)明專利]一種無創(chuàng)獲取中心動(dòng)脈壓力波形及其相關(guān)參數(shù)的裝置與獲取方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410494010.5
• 申請(qǐng)日: 2014-09-24
• 公開（公告）號(hào): CN104188642A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張永亮;胡福松;葉駿;馬祖長(zhǎng);孫怡寧;黎承濤;何子軍;曹慶慶;楊劍;吳慶園
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): A61B5/022
• 分類號(hào): A61B5/022
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 何梅生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無創(chuàng)獲取中心動(dòng)脈壓力波形及其相關(guān)參數(shù)的裝置與獲取方法。

背景技術(shù)

中心動(dòng)脈壓力波形是由左心室射血產(chǎn)生的前向波和遇到外周血管阻力返回的反向波兩部分組成的。由于人體血管在不同位置上動(dòng)脈厚度、彈性以及反射波返回時(shí)間的不同，導(dǎo)致動(dòng)脈壓力波形在形態(tài)和幅度上存在差異，這使得外周血管不能很好地反映中心動(dòng)脈的血管狀態(tài)。而目前有研究表明，中心動(dòng)脈血壓與心血管發(fā)病的關(guān)系要比外周動(dòng)脈血壓更為密切。因此，獲取中心動(dòng)脈壓力波形是臨床研究所必需的。

目前，中心動(dòng)脈壓力波形的測(cè)量技術(shù)有兩種方法：無創(chuàng)法和有創(chuàng)法。有創(chuàng)法通過在左心室輸出口插管獲得，但這種方法由于有創(chuàng)，操作難度大，無法在人群中普及。無創(chuàng)法通過對(duì)大樣本數(shù)據(jù)分析，獲得中心動(dòng)脈-橈動(dòng)脈壓力波形傳遞函數(shù)，從測(cè)量到的人體橈動(dòng)脈壓力波形，利用該傳遞函數(shù)獲取中心動(dòng)脈壓力波形。該方法已被澳大利亞Actor公司采用，并生產(chǎn)出SphygmoCor產(chǎn)品。但該產(chǎn)品構(gòu)建的傳遞函數(shù)是以國(guó)外人群作為樣本的，對(duì)能否適用于中國(guó)人群的中心動(dòng)脈壓力波形獲取還有待驗(yàn)證。因此，有必要?jiǎng)?chuàng)造適用于中國(guó)人的產(chǎn)品并構(gòu)建適用于中國(guó)人群的傳遞函數(shù)模型。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為解決上述問題，提供一種無創(chuàng)獲取中心動(dòng)脈壓力波形及相關(guān)參數(shù)的裝置及獲取方法。

本發(fā)明為解決技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案：

本發(fā)明無創(chuàng)獲取中心動(dòng)脈壓力波形及其相關(guān)參數(shù)的裝置，其特點(diǎn)在于：包括血壓信號(hào)采集單元、脈搏信號(hào)采集單元、脈搏信號(hào)處理單元和波形重構(gòu)單元；

所述血壓信號(hào)采集單元用于獲取人體肱動(dòng)脈血壓值；

所述脈搏信號(hào)采集單元用于獲取人體外周動(dòng)脈脈搏波信號(hào)；

所述脈搏信號(hào)處理單元與血壓信號(hào)采集單元和脈搏信號(hào)采集單元相連接，用于采集所述外周動(dòng)脈脈搏波信號(hào)并進(jìn)行分析處理，獲得外周動(dòng)脈脈搏波形，然后以肱動(dòng)脈血壓值對(duì)所述外周動(dòng)脈脈搏波形進(jìn)行標(biāo)定，獲得外周動(dòng)脈壓力波形，再對(duì)所述外周動(dòng)脈壓力波形進(jìn)行平均，獲得外周動(dòng)脈平均壓力波形；

所述波形重構(gòu)單元與所述脈搏信號(hào)處理單元相連接，用于由外周動(dòng)脈平均壓力波形獲得重構(gòu)中心動(dòng)脈壓力波形，并從重構(gòu)中心動(dòng)脈壓力波形中獲得中心動(dòng)脈相關(guān)參數(shù)。

本發(fā)明無創(chuàng)獲取中心動(dòng)脈壓力波形及其相關(guān)參數(shù)的裝置，其特點(diǎn)也在于：

所述脈搏信號(hào)處理單元對(duì)獲取的外周動(dòng)脈脈搏波信號(hào)進(jìn)行分析處理包括濾除外周動(dòng)脈脈搏波信號(hào)的噪聲和去除外周動(dòng)脈脈搏波信號(hào)的基線漂移。

所述人體肱動(dòng)脈血壓值包括肱動(dòng)脈收縮壓、肱動(dòng)脈舒張壓和肱動(dòng)脈平均壓；

所述人體外周動(dòng)脈脈搏波信號(hào)為人體橈動(dòng)脈脈搏壓力信號(hào)。

利用上述裝置的無創(chuàng)獲取中心動(dòng)脈壓力波形及其相關(guān)參數(shù)的方法，其特點(diǎn)在于包括以下步驟：

a、以脈搏信號(hào)采集單元獲取人體橈動(dòng)脈脈搏波信號(hào)；

b、脈搏信號(hào)處理單元采集所述橈動(dòng)脈脈搏波信號(hào)，濾除橈動(dòng)脈脈搏波信號(hào)的噪聲、去除橈動(dòng)脈脈搏波信號(hào)的基線漂移，獲得橈動(dòng)脈脈搏波形，并以肱動(dòng)脈血壓值對(duì)所述橈動(dòng)脈脈搏波形進(jìn)行標(biāo)定，獲得橈動(dòng)脈壓力波形，然后將各個(gè)周期的橈動(dòng)脈壓力波形進(jìn)行平均，獲得橈動(dòng)脈平均壓力波形P_r(t)；

c、波形重構(gòu)單元采集所述橈動(dòng)脈平均壓力波形P_r(t)并對(duì)其進(jìn)行快速傅里葉變換，獲得橈動(dòng)脈壓力波形的頻域形式P_r(ω)，然后通過中心動(dòng)脈至橈動(dòng)脈的傳遞函數(shù)H_a-r(ω)獲得中心動(dòng)脈壓力波形的頻域形式P_a(ω)，最后再對(duì)P_a(ω)進(jìn)行逆傅里葉變換，即得重構(gòu)中心動(dòng)脈壓力波形；

由P_r(ω)通過H_a-r(ω)獲得P_a(ω)的公式如式(1)所示：

P_a(ω)＝P_r(ω)/H_a-r(ω)?????(1)

d、波形重構(gòu)單元從重構(gòu)中心動(dòng)脈壓力波形中獲得中心動(dòng)脈相關(guān)參數(shù)。

所述中心動(dòng)脈相關(guān)參數(shù)包括中心動(dòng)脈收縮壓cSBP、中心動(dòng)脈舒張壓cDBP、中心動(dòng)脈脈壓cPP、反射波增長(zhǎng)指數(shù)cAIx、左心負(fù)荷指數(shù)cSPTI、心肌灌注指數(shù)cDPTI和心內(nèi)膜下心肌活力率cSEVR。

中心動(dòng)脈至橈動(dòng)脈的傳遞函數(shù)H_a-r(ω)是按如下方法構(gòu)建：

(1)獲取n位中國(guó)受試者的中心動(dòng)脈壓力波形和橈動(dòng)脈壓力波形，n≥80；