[發(fā)明專利]連續(xù)血壓測量系統(tǒng)及測量方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710021792.4
• 申請日: 2017-01-12
• 公開（公告）號: CN108294736A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張建勛;尚翰;代煜
• 申請（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205
• 代理公司: 天津佳盟知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12002
• 代理人: 侯力

1.一種連續(xù)血壓測量系統(tǒng)，其特征在于包括心電信號采集模塊，脈搏波信號采集模塊，模擬數(shù)字量轉(zhuǎn)換模塊和血壓計(jì)算模塊；其中，

心電信號采集模塊，利用微型芯片，對人體產(chǎn)生的心電信號進(jìn)行采集、放大和濾波處理；

脈搏波信號采集模塊，利用人體血管收縮膨脹時(shí)，血紅蛋白對光線的吸收程度不同，同時(shí)光線的強(qiáng)度又與電壓的輸出直接相關(guān)，得到脈搏波信號；

模擬數(shù)字量轉(zhuǎn)換模塊，使用微處理器對得到的心電信號和脈搏波信號的模擬信號進(jìn)行采樣，并轉(zhuǎn)換成數(shù)字量；

血壓計(jì)算模塊，包括對得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，提取有效特征點(diǎn)，計(jì)算人體血壓。

2.一種連續(xù)血壓測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、利用傳感器同步采集人體心電信號和脈搏波信號；

步驟2、對人體心電信號和脈搏波信號進(jìn)行預(yù)處理，得到特征點(diǎn)，計(jì)算脈搏波傳輸時(shí)間；步驟3、依據(jù)脈搏波傳輸時(shí)間和測量血壓值對數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合；

步驟4、對擬合后的血壓數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，融合，得到優(yōu)化的血壓模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的血壓測量方法，其特征在于，步驟2所述對心電信號和脈搏波信號進(jìn)行預(yù)處理包括：

使傳感器的測量位置，被測人的體態(tài)身姿，身體狀態(tài)保持一致；

設(shè)計(jì)工頻濾波器，濾除心電信號和脈搏波信號的工頻干擾；

設(shè)計(jì)低通濾波器，濾除心電信號包含的高頻干擾；

對于心電信號和脈搏波信號產(chǎn)生的基線漂移，利用形態(tài)學(xué)的濾波方式濾除。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的血壓測量方法，其特征在于，步驟2所述特征點(diǎn)和相應(yīng)脈搏波傳輸時(shí)間計(jì)算通過以下方法獲得：

對預(yù)處理后的心電信號檢測R波峰值點(diǎn)的位置；

對脈搏波信號進(jìn)行計(jì)算，記錄脈搏波信號一階導(dǎo)數(shù)最大值點(diǎn)和峰值點(diǎn)；

分別計(jì)算脈搏波信號一階導(dǎo)數(shù)最大值點(diǎn)和峰值點(diǎn)到心電信號R波峰的時(shí)間，脈搏波一階導(dǎo)數(shù)最大值點(diǎn)到心電信號R波峰值的時(shí)間，記作PTTs，脈搏波最大值點(diǎn)到心電信號R波峰值的時(shí)間，記作PTTp。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的血壓測量方法，其特征在于，步驟3所述脈搏波傳輸時(shí)間和測量血壓值擬合通過以下方法獲得：

脈搏波傳輸時(shí)間和人體血壓之間存在如下近似關(guān)系：

D為平衡狀態(tài)下血管內(nèi)徑；ρ為血液密度；E₀為血管在初始狀態(tài)，即零壓力下的楊氏彈性模量；P為血管跨壁壓；γ為一個(gè)表征血管特征的量，通常為0.016～0.018mmHg-1；PTT為脈搏波的傳輸時(shí)間；S為脈搏波傳輸距離；

脈搏波傳輸時(shí)間和人體血壓之間的關(guān)系近似的線性化為：

BP＝a·ln PTT+b

BP為人體血壓，PTT為脈搏波傳輸時(shí)間，a和b為待定系數(shù)，對記錄的人體血壓分別與PTTs，PTTp進(jìn)行一階擬合，代入PTTs和PTTp得到擬合后的人體血壓值，分別記為ABPs和ABPp，再經(jīng)過算法的濾波、融合就能夠通過脈搏波傳輸時(shí)間連續(xù)計(jì)算人體血壓。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的血壓測量方法，其特征在于，步驟4所述對擬合后的血壓數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，融合，得到優(yōu)化的血壓模型的方法是：

對脈搏波特征點(diǎn)處的波形質(zhì)量進(jìn)行評估，計(jì)算評估參數(shù)；

采用線性濾波器對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行濾波，并將評估參數(shù)作為濾波器參數(shù)之一；

將濾波后ABPs和ABPp進(jìn)行血壓融合計(jì)算。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的血壓測量方法，其特征在于，所述血壓融合計(jì)算通過以下方法：對脈搏波信號進(jìn)行濾波處理，脈搏波特征點(diǎn)出的波形質(zhì)量評估參數(shù)由濾波前后的波形差異決定；

依據(jù)波形質(zhì)量評估參數(shù)，給兩種計(jì)算血壓結(jié)果不同的權(quán)重比例；

波形質(zhì)量評估參數(shù)更好的特征點(diǎn)在血壓融合時(shí)所占的權(quán)重更大。