[發明專利]一種脈搏波信號中提取血壓數據的方法及裝置

在審

• 申請號: 201711193323.7
• 申請日: 2017-11-24
• 公開（公告）號: CN109833034A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: 張躍;王占宇;張拓;雷夏飛
• 申請（專利權）人: 深圳市巖尚科技有限公司;清華大學深圳研究生院
• 主分類號: A61B5/021
• 分類號: A61B5/021;A61B5/00
• 代理公司: 深圳新創友知識產權代理有限公司 44223
• 代理人: 程丹;江耀純

本發明公開一種脈搏波信號中提取血壓數據的方法及裝置，該方法包括：模型訓練及血壓數據提取；其中模型訓練包括：獲取脈搏波及對應的血壓數據，并進行預處理；將預處理后的脈搏波進行完整波形檢測并分離；對每段完整的脈搏波波形進行頻域變換，并提取頻域特征；將頻域特征作為輸入，相應的血壓值作為輸出，結合神經網絡進行預測模型訓練，得到血壓數據預測模型；血壓數據提取包括：將要預測的頻域特征輸入到血壓數據預測模型，輸出血壓值。對脈搏波進行波形檢測并分離，進而頻域變換后提取特征，可有效避往時域特征提取方法的特征點檢測困難的問題，為后續用神經網絡進行模型訓練提供更精確的樣本，從而提高血壓測量的預測精度，減小預測誤差。

技術領域

本發明涉及智能醫療領域，尤其涉及一種脈搏波信號中提取血壓數據的方法及裝置。

背景技術

本項研究工作得到了中國國家自然科學基金項目(NO.61571268)、廣東省科技廳重大科技專項項目-基于智能手機監護儀的遠程人體生理多參數實時監測與分析物聯網平臺與示范工程、以及深圳市發改委重大科技項目-基于智能手機的遠程人體生理多參數實時監測與分析網絡平臺產業化的資助。

在心臟的每個節拍上，血液從心室射出到主動脈。每次噴射對血液產生力，這產生從心臟到外圍血管的壓力波。該壓力波沿著動脈樹行進，并且其流動取決于動脈性質，如動脈壁的彈性，剛度或厚度。血壓與動脈特性的相關性使其成為心血管系統狀態的非常好的指標。如果血壓值長時間保持在正常范圍之外(例如由于心血管系統病變)，它可以對患者具有致命的后果。因此，對人體血壓進行長時間連續監測非常重要。

目前在無創血壓測量領域主要包括聽診法、示波法、張力測定法、容積補償法等，但聽診法、示波法無法滿足長時間連續監測的需求，張力測定法和容積補償法雖然可實現連續監測，但是這兩種方法需要患者的被測試部位長時間受到壓力的擠壓，容易產生不適感，在長時間連續監測血壓時其實并不適用。

現有技術中通常采用脈搏波進行無創連續血壓測量，該方法可實現長時間連續的血壓監測，并且并不會令測試者產生不適，因此吸引了很多學者進行研究。但目前的方法仍存在很多不足，如很多現有研究將脈搏波與血壓之間建立多元回歸方程，由于血壓與脈搏波之間并不是簡單地線性關系，造成模型的泛化能力較差，從而造成預測誤差較大。還有很多研究通過檢測脈搏波的特征點來提取脈搏波信號的時域特征，采用機器學習方法來訓練血壓預測模型。但實際脈搏波信號的測量中，存在各種不同的噪聲干擾，造成脈搏波信號的特征點檢測困難。一種無創、連續、方便、準確的人體動態血壓測量方法。

發明內容

為解決脈搏波特征點檢測困難、所建模型泛化能力差的問題，本發明提出一種脈搏波信號中提取血壓數據的方法及裝置，其能無創、連續、方便、準確地測量人體動態血壓。

本發明提供的脈搏波信號中提取血壓數據的方法包括：模型訓練及血壓數據提取；所述模型訓練包括：S11.獲取脈搏波及對應的血壓數據，并進行預處理；S12.將預處理后的脈搏波進行完整波形檢測并分離；S13.對每段完整的脈搏波波形進行頻域變換，并提取頻域特征；S14.將所述頻域特征作為輸入，相應的血壓值作為輸出，結合神經網絡進行預測模型訓練，得到血壓數據預測模型；所述血壓數據提取包括：S21.獲取脈搏波及對應的血壓數據，并進行預處理；S22.將預處理后的脈搏波進行完整波形檢測并分離；S23.對每段完整的脈搏波波形進行頻域變換，并提取頻域特征；S24.將所述頻域特征輸入到S14中的血壓數據預測模型，輸出血壓值。

本發明還提供一種計算機存儲介質，其存儲用于電子數據交換的計算機程序，所述計算機程序使得計算機執行如如上所述的方法。

本發明還提供上所述的脈搏波信號中提取血壓數據的方法在血壓測量裝置或生理多參數監測設備中的應用。