[發明專利]基于運動模式級聯約束的可穿戴血壓監測及修正方法

在審

• 申請號: 202010395959.5
• 申請日: 2020-05-12
• 公開（公告）號: CN111631698A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 陽媛;涂增源;李尚哲;華騰;戴鵬
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: A61B5/021
• 分類號: A61B5/021;A61B5/11;A61B5/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 劉莎

本發明公開了一種基于運動模式級聯約束的可穿戴血壓監測及修正方法，包括紀錄佩戴光電傳感器型智能手環的人員信息，以及九軸微慣性傳感器數據、光電傳感器型智能手環測得的舒張壓與收縮壓和上臂式電子血壓計測得基準舒張壓與收縮壓，建立訓練樣本數據庫。針對實時基于光電血液容積波進行血壓估計時，不同運動狀態會對血壓信號產生干擾、造成偏差，采用級聯分類算法算法，建立考慮時間的個人基本信息、運動狀態、可穿戴采集血壓值與基準血壓值修正量之間的BP神經網絡模型。通過該方法，可以對光電智能手環監測到的血壓值進行修正，提高血壓測量的準確性，并進判定的使用者的運動狀態、運動量和基于歷史信息的健康狀態。

技術領域

本發明涉及一種運動監測技術，屬于生理信號監測領域。

背景技術

血壓是反映人體健康狀況的一項重要參數，檢查血壓是臨床上判斷疾病和觀察治療效果 的一大方式，血壓監測有著重要的意義。目前，高血壓患者的年輕化、普遍化、伴發多個常 見合并癥，并能影響心血管風險，已成為世界關注的健康問題。智能可穿戴設備的功能日益 增強，現在市場上已經出現了可以測量血壓的手環產品，可以對用戶的血壓等生命體征信號 進行參考性的測量，用戶根據測量的數據對自身身體情況做出簡單的判斷。

目前測量血壓的智能手環通常采用光電傳感器、光電傳感器輔以心電信號及示波法三種。 光電傳感器型手環能夠采集手腕處脈搏波，并對其進行分析，進而估算出血壓值。此種方法 測量簡單、便捷，市面上大多數智能手環采用此方式；而光電傳感器輔以心電信號型是在光 電傳感器的基礎上再加上收集到的心電信號進行綜合分析。這種采集方式較為復雜，成本較 高；示波法與人們常使用的電子血壓計原理相似，通過脈沖判斷血壓值，測量相對較準確， 但是成本高，產品體積也大。

目前，一般手環都是采用光電傳感器進行血壓測量的，即基于血液容積波PPG信號進行 血壓估計。由于大多智能手環在佩戴過程中因運動與肢體接觸不良，從而導致PPG光電信號 測量數據不準確，使血壓估計存在較大誤差、無法達到醫學標準，故而無法用作健康狀況、 疾病等判別的醫療級參考。因此，基于運動級聯模式識別與約束，使得隨時隨地可穿戴血壓 測量的誤差可以改善。

發明內容

基于上述問題，本發明提出一種基于運動模式級聯約束的可穿戴血壓監測及修正方法， 通過該方法，可以根據判定的使用者的運動狀態及其他信息，對基于光電傳感器的智能手環 監測到的血壓值進行修正，提高光電式血壓監測的準確性，實現24小時個人動態血壓監測與 校準。

一種基于運動模式級聯約束的可穿戴血壓監測方法，該方法具體為：

通過九軸微慣性傳感器，獲取佩戴者在一定時間內的姿態信息和運動信息；

根據上述姿態信息和運動信息，建立佩戴者當前狀態下的運動模式；

通過基于光電傳感器的智能手環，測量佩戴者的舒張壓與收縮壓；

通過上臂式電子血壓計，測量佩戴者的舒張壓與收縮壓。

一種基于運動模式級聯約束的可穿戴血壓監測值修正方法，該方法具體步驟如下：

步驟1，根據如權利要求1所述方法獲得的測量數據建立樣本數據庫：所述的樣本數據 庫包括佩戴者的運動模式、基本信息、測量血壓值、基準血壓值以及血壓值修正量，所述運 動模式包括站立、靜坐、平躺、行走、慢走和快跑六種，所述基本信息包括身高、體重、性 別和年齡，所述測量血壓值包括智能手環測量的舒張壓與收縮壓，所述基準血壓值包括上臂 式電子血壓計測量的舒張壓與收縮壓，所述血壓值修正量包括智能手環測量的舒張壓和上臂 式電子血壓計測量的舒張壓的差異值、智能手環測量的收縮壓和上臂式電子血壓計測量的收 縮壓的差異值；

步驟2，基于樣本數據庫對BP神經網絡模型進行訓練，具體步驟如下：

2.1，確定BP神經網絡模型的拓撲結構；