[發明專利]一種基于視頻提取脈搏波的血壓檢測方法及終端

有效

• 申請號: 202110491843.6
• 申請日: 2021-05-06
• 公開（公告）號: CN113288092B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 張先增;張曉奇;劉嫩容;陶晶
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: A61B5/021
• 分類號: A61B5/021;A61B5/00
• 代理公司: 福州市博深專利事務所(普通合伙) 35214
• 代理人: 林振杰

1.一種基于視頻提取脈搏波的血壓檢測終端，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現如下步驟：

S1、初始化非線性血壓計算模型的參數；

S2、初始化攝像機，所述攝像機拍攝受試者面部視頻，截取頸部動脈搏動區域視頻和面部動脈搏動區域視頻；

S3、對所述頸部動脈搏動區域視頻和所述面部動脈搏動區域視頻分別使用運動放大技術進行放大操作，將視頻內微弱的頸部動脈搏動信號和面部動脈搏動信號放大；

S4、分別選取放大后的所述頸部動脈搏動區域視頻和所述面部動脈搏動區域視頻內搏動較明顯的點區域作為頸部動脈搏動點區域和面部動脈搏動點區域，并計算得到這兩個搏動點區域之間的脈搏波傳導時間，具體為：

分別以所述頸部動脈搏動點區域和所述面部動脈搏動點區域的中點為中心，取3×3的區域并求亮度平均值，則其亮度平均值隨時間的變化記為這兩點區域的原始的脈搏波信號x₁(t)；以先前選取的3×3的區域的任意邊為臨邊，再選取兩個3×3的區域，計算區域內的亮度平均值，則這兩個區域亮度平均值隨時間的變化記為原始的脈搏波信號x₂(t)和x₃(t)；對原始的脈搏波信號x₁(t)、x₂(t)和x₃(t)采用盲源分離技術進行濾波，具體為：

根據盲源分離思想，對獲取的原始的脈搏波信號x₁(t)、x₂(t)和x₃(t)，也稱觀測信號，運用獨立成分分析算法，獲得感興趣區域的脈搏波信號S₁(t)、人體自身運動信號S₂(t)和噪聲信號S₃(t)，即源信號；

由所述獨立成分分析算法假定所述觀測信號時所述源信號的線性混合，得到關系式：

i＝1,2,3；

可用混合方程來表示：

x(t)＝As(t)；

其中，x(t)＝[x₁(t),x₂(t),x₃(t)]^T，s(t)＝[s₁(t),s₂(t),s₃(t)]^T，A為3×3混合矩陣，a_ij為混合矩陣系數，所述獨立成分分析算法的目的是找到一個混合矩陣W，其逆矩陣W^-T與原混合矩陣A近似，其輸出是包含潛在所述源信號的向量s(t)的估計值，即如下式所示：

通過對所述感興趣區域的脈搏波信號、人體自身運動信號以及噪聲信號進行濾波處理后，獲得準確的脈搏波，即得到分別以所述頸部動脈搏動點區域和所述面部動脈搏動點區域上各自選取的3個3×3區域的所述亮度平均值隨時間的變化得到頸部脈搏波和面部脈搏波，并計算同一心動周期內所述頸部脈搏波和所述面部脈搏波臨近波峰的峰值差；

在多個不同的心動周期內計算所述峰值差，并求得加權平均值作為所述脈搏波傳導時間；

S5、結合所述脈搏波傳導時間、所述參數和所述非線性血壓計算模型，計算得到受試者在拍攝時間內的平均血壓數值。

2.根據權利要求1所述的一種基于視頻提取脈搏波的血壓檢測終端，其特征在于，所述處理器在執行步驟S1時，具體為：

預先通過多名受試者進行多次實驗擬合得到所述非線性血壓計算模型的所述參數。

3.根據權利要求1所述的一種基于視頻提取脈搏波的血壓檢測終端，其特征在于，所述處理器在執行步驟S1時，具體為：

使用同步測量法得到所述參數，所述同步測量法具體為：

執行步驟S2至步驟S4獲取所述脈搏波傳導時間的同時，采用電子血壓計測量得到實時血壓數值，并重復以上步驟得到多組所述脈搏波傳導時間和所述實時血壓數值，結合所述非線性血壓計算模型得到所述參數。

4.根據權利要求1所述的一種基于視頻提取脈搏波的血壓檢測終端，其特征在于，所述處理器在執行步驟S2中的初始化攝像機時，具體為：

所述攝像機選用高幀率模式，所述攝像機的拍攝時間為[5s,10s]。