[發明專利]一種在電子血壓計中確定收縮壓的斜率差均方根值算法

無效

• 申請號: 201410762707.6
• 申請日: 2014-12-14
• 公開（公告）號: CN104398248A
• 公開（公告）日: 2015-03-11
• 發明（設計）人: 瞿浩正
• 申請（專利權）人: 瞿浩正
• 主分類號: A61B5/0225
• 分類號: A61B5/0225
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及電子血壓計的醫療電子信息技術領域，特別是涉及一種基于“示波法”的利用斜率差均方根值法快速、有效判別人體收縮壓的方法，適合在單片機上實現。

背景技術

人體血壓的測量分為直接測量和間接測量。前者需要側破血管，放入導管，雖然測量精度較高，但是對實驗環境的安全和衛生要求較高，所以一般限于危重病人。間接測量又稱無創測量，僅限于測定動脈壓力，雖然方法簡單易行，但是測量精度較差，并且只能測量收縮壓和舒張壓，但是人們還在不斷尋找提高精度，目前臨床上廣泛使用的是柯式音法（聽診法），以及在它基礎上改進的“示波法”。示波法可以實現自動化測量血壓，本節主要介紹示波法的測量原理和方法。

示波法使用專門的充氣袖帶繞上臂一周，通過充氣球先給袖帶充氣，當袖帶內靜壓力大于動脈收縮壓（SP）時，袖帶阻斷動脈血流，此時袖帶內沒有脈搏信號（脈搏信號為小振幅的交流信號）生成；再緩慢均勻放氣，當袖帶內靜壓力低于收縮壓時，開始生成脈搏信號，并且脈搏信號的波幅隨靜壓減小而逐漸增大；靜壓力等于平均動脈壓（MP）時，動脈關閉處于去負荷狀態，脈搏信號波幅達到最大；當袖帶內壓力小于平均壓時，脈搏信號的波幅逐漸減小；當靜壓力小于舒張壓（DP）以后，動脈管壁剛性增加，脈搏信號的波幅又維持較小等幅度的水平。整個過程如圖1所示。

脈搏信號為交流信號，頻率等于人體脈搏的頻率，脈搏信號的包絡近似于拋物線，分別如圖2、圖3所示。

脈搏信號波幅序列中的最大振幅A_MP處的壓力被定義為平均壓，常用幅度系數法從脈搏信號歸一化的包絡線上找出舒張壓和收縮壓，即：

A_SP/A_MP?=?α，其中α∈[0.3,0.75]

A_DP/A_MP?=?β，其中β∈[0.4,0.9]

這種方法被證明是簡潔有效,?具有較強的抗干擾性和個體適應性,?容易在以微處理器為核心的監護儀中實現。但這僅僅是初步測量，由下面的算法來精確測定收縮壓。

（1）FAN算法（扇形算法）測定收縮壓

收縮壓處的脈搏波波形特點是波谷形狀平緩，為此本算法采用扇形(FAN)算法識別形狀平緩的波谷。FAN算法的大致原理如下圖4,主要分為以下兩步：

步驟1：首先設置特定的閾值(±ε)，然后以第一個采樣點T0作為起點，以T0與下一個采樣點T1的連線T0T1為基準，在T0T1上下各取ε弧度，得到直線(U1，L1)；若第三個采樣點(T2)落在U1、L1之間，則用T2取代T1，以連線T0T2為基準，上下各取ε得到直線(U2，L2)，將(U2，L2)與(U1，L1)比較，保留最會聚的直線，圖中為(U1，L2)，此過程不斷重復下去，直到采樣點Tm落到區域以外。

步驟2：在脈搏波波形的每一拍中，設定初始閾值為ε₀，以每拍的第一個點為第一個采樣點，按照FAN算法執行步驟1，計算后面的采樣點是否在得到的直線區域以內。如果該拍內所有的采樣點均在該區域內，則度量范圍為ε₀，如果采樣點Tm落在該區域以外，則更新度量閾值為ε₁，重新執行步驟1。如此循環，直到該拍內所有的采樣點均在區域以內，得到度量范圍ε_m。ε_m最小的拍即收縮壓SP所在的拍。FAN算法是目前較為準確和可靠判定收縮壓所在點的算法。

由于FAN算法較為復雜，通常的做法是將單片機取樣生成的脈搏信號送往上位機或PC，由上位機或PC上數學運算軟件等工具來完成復雜的計算，所以不適合在處理能力一般的單片機上實現，而且整個測量過程也不適合一般消費者來操作，因此這樣的血壓測量設備將變得使用復雜，完全失去便攜性。本發明的主要目的就是改進和簡化FAN算法，使之可在性能中等的單片機上進行實現，保持電子血壓測量設備的便攜、易用的優點。

參考文獻：

1、瞿浩正（發明人），《一種在電子血壓計中確定收縮壓和舒張壓的算法》，中國發明專利申請號2013101292426，狀態：等待頒證公告。

2、瞿浩正（發明人），《脈搏波提取的數字濾波方法與數字濾波器》，中國發明專利申請號2014100469654，狀態：等待實審請求。

3、劉娜，《基于脈搏波的血壓和心血管狀態檢測算法研究》，浙江大學碩士論文，2004年。