[發明專利]基于單路PPG信號的實時血壓監測裝置

在審

• 申請號: 201810260588.2
• 申請日: 2018-03-27
• 公開（公告）號: CN108652605A
• 公開（公告）日: 2018-10-16
• 發明（設計）人: 王國興;連勇;王敏;謝青松
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: A61B5/021
• 分類號: A61B5/021;A61B5/00
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

本發明公開了一種基于單路PPG信號的實時血壓監測裝置，信號獲取模塊照射人體組織并檢測反射光強度，輸出光電流信號；信號調理模塊對光電流信號進行調理并反饋控制光源發射器，獲得PPG電壓信號；信號發送模塊對PPG電壓信號進行采樣并將PPG電壓信號發送至血壓計算模塊；血壓計算模塊對PPG電壓信號進行濾預處理，并提取若干特征值輸入血壓計算模型中進行計算，得到實時血壓及心率值。本發明基于PPG信號的實時性及連續性，進行全天候的血壓監測，反映出血壓的晝夜變化情況，對早期高血壓診斷，協助鑒別原發性、繼發性和復雜高血壓以及指導合理用藥有著重要的意義。本發明在裝置功耗、監測實時性及測量準確度方面具有明顯的優勢。

技術領域

本發明涉及血壓監測技術領域，特別是一種基于單路光電容積脈搏波描記法(photoplethysmography，簡稱PPG)信號的實時血壓監測裝置。

背景技術

根據2016年世界衛生組織報告，每年全球大約有1770萬人死于心血管疾病，占據了全球死亡人數的30％。而僅在我國，每年死于心血管疾病的人數就高達350萬人，即平均每10秒鐘就有一人死于心血管疾病。其中，高血壓是心血管疾病的首要危險因素，持續的高血壓會造成心肌梗死、腦卒中、腎功能衰竭(尿毒癥)、主動脈夾層、眼底病、周圍血管病等并發癥，輕者影響生活質量，重者危及生命。我國71％的腦卒中和53％的心肌梗死死亡與高血壓有關；而由于高血壓的隱秘性，大多數高血壓患者沒有任何不舒服的感覺。超過一半的患者不知道自己得了高血壓，很多患者是體檢或偶爾測血壓時才發現血壓升高，還有部分患者直到發生了心臟病、腦卒中、尿毒癥等住院了，才知道自己得了高血壓，但已失去最佳治療機會。因此亟需一種能夠連續的實時監測血壓的裝置，幫助人們隨時掌握自身血壓狀況，從而進行有效的健康管理。

目前最常用的袖帶式血壓測量裝置不便攜帶，無法持續監測，實時性差且需要專業醫護人員操作，因此無法用于針對心血管疾病患者進行全天候實時血壓監測。在這樣的背景下，越來越多的連續血壓監測設備開始走入市場。其中，基于光電容積脈搏波技術的連續血壓監測設備最為普遍，然而現有的光電連續血壓監測裝置的缺陷卻始終沒有得到彌補，例如：專利號CN104545853A(一種基于雙PPG的血壓測量方法和裝置)，需采用兩個傳感器模塊并計算兩路PPG信號的傳輸時間差從而得到血壓值，該方法硬件成本高，且測量精度不高；專利號CN105877723A(無創連續血壓監測裝置)采用了至少三個波長的光源，且只適用于人體指端的測量，需要采集30秒以上的數據才能計算血壓值，實時性較低，且體積較大。高硬件成本、功耗、使用位置受限及實時性差是目前限制光電血壓技術市場化的主要問題。

發明內容

針對現有技術中存在的上述不足，本發明的目的是提供一種于單路PPG信號的實時血壓監測裝置，該裝置基于PPG信號的實時性及連續性，可以進行全天候的血壓監測，反映出血壓的晝夜變化情況，對早期高血壓診斷，協助鑒別原發性、繼發性和復雜高血壓以及指導合理用藥有著重要的意義。本發明在裝置功耗、監測實時性及測量準確度方面具有明顯的優勢。

為解決上述技術問題，本發明是通過以下技術方案實現的。

一種基于單路PPG信號的實時血壓監測裝置，包括集成的如下模塊：

-信號獲取模塊，所述信號獲取模塊利用發光二極管照射人體組織并通過光電傳感器檢測反射光強度，輸出光電流信號；

-信號調理模塊，所述信號調理模塊對信號獲取模塊輸出的光電流信號進行自動調節放大、噪聲抑制并反饋控制信號獲取模塊，獲得PPG電壓信號；

-信號發送模塊，信號發送模塊利用模數轉換器對信號調理模塊獲得的PPG電壓信號進行采樣，并通過數據傳輸模塊將所述PPG電壓信號發送至血壓計算模塊；

-血壓計算模塊，所述血壓計算模塊接收信號發送模塊發送的PPG電壓信號，并對所述PPG電壓信號進行濾波及去噪處理后提取若干特征值；將若干特征值輸入血壓計算模型中進行計算，得到實時血壓及心率值。