一种基于脉搏反射波传输时间的血压计算方法及血压仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于脉搏反射波传输时间的血压计算方法及血压仪，属于医疗器 械技术领域。
【背景技术】
[0002] 传统的电子血压仪均须通过袖套加压和减压，采用听诊法或示波法来测量血压。 由于袖套加压造成的不适感，这类血压仪被称为侵入式（Invasive)血压仪。近年来出现了 一些非侵入式（Non-Invasive)的血压仪，一般基于测量脉搏波传输时间（PulseTransit Time，PTT)和PTT-BP血压模型来计算脉搏波传播速度，进而估算收缩压。
[0003] 如中国专利授权公告号CN102223837B、名称为《测定脉搏波传播速度作为血压 信息的血压信息测定装置》的专利中公开：在测定装置中，利用分别装戴在上臂和下肢（脚 腕）的袖带来测定上臂的血压和下肢的血压（S101)。而且，利用这些袖带同步地测定上臂 的脉搏波和下肢的脉搏波（S103)。然后，基于这两个脉搏波的出现时间差，计算上臂下肢 部脉搏波传播速度（baPWV) (S105、S107)。而且，基于上臂脉搏波的射血波和反射波的出现 时间差，计算上臂脉搏波传播速度（上臂PWV) (S109、S111)。这种方法需要2个传感器，通 常1个放置于心脏附近用于接收心音信号（ECG)，另1个放置于人体四肢（手腕、手指、足底 等）或耳后等部位用于接收传播到该处的脉搏波信号（通常由容积描记法取得，即PPG)。 通过比较2个信号，测算出脉搏波传输时间。该方法中，2个传感器各自有相应的电路并通 过导线互联，因此使用起来并不方便，通常被制作在一些可穿戴服装（饰）中。另外也有方 法直接将2个传感器放置于手腕和手指处，通过比较此2处的脉搏波信号来测量从手腕到 手指的PTT。然而该方法计算得出的脉搏波传播速度是局部的，并不符合PTT-BP血压模型 中的定义，因此所估算的收缩压数值会有较大的偏差。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是：为克服上述问题，提供一种全新的基于脉搏反射波 传输时间（ReturnWaveTransmissionTime，RWTT)的血压电子测量技术和方法，仅需1个 传感器，利用手指接触传感器的方式，通过复杂的算法计算，在短短数秒内即可计算得出舒 张压、收缩压和心率等数值。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
[0006] -种基于脉搏反射波传输时间的血压计算方法，包括以下步骤：
[0007] S1:采集指尖的脉搏波形数据并存储；
[0008] S2:处理所述脉搏波形数据，得出心率和多个脉搏周期的参数，并在每一个所述脉 搏周期中检测脉搏波主波起点SPL1和反射波增长点SPL2的时间轴坐标，计算相应的脉搏 反射波传输时间RWTT:RWTT=SPL2-SPL1 ;
[0009] S3:计算每个所述脉搏周期中的脉搏反射波传输时间RWTT，形成RWTT数组；
[0010] S4:根据所述RWTT数组和心率，计算收缩压和舒张压。
[0011] 优选地，还包括步骤S5 :对最终计算出的收缩压和舒张压进行个人校正。
[0012] 优选地，还包括步骤S21 :对所述反射波增长点SPL2根据不同类型的脉搏波的轮 廓特征进行相应的校正。
[0013] 优选地，计算收缩压步骤具体为：根据所述RWTT数组，建立收缩压SYS公式：
其中心为1.2-1. 8,优选1.5。
[0014] 优选地，计算舒张压步骤具体为：根据所述RWTT数组，建立第一舒张压DIA公式：
'Z況其中Kdl为 2. 1-3. 3,优选 2.7,Kd2为 0.3-0. 8,优选 0.5,HR 为心率。
[0015] 优选地，计算舒张压具体为：根据所述RWTT数组，建立第二舒张压DIA公式：
其中1^为1.6-2.4，优选2，1^2为12-18，优选15，1^ 3为 52 (P_-DC)~79 (P_-DC)，优选66 (P_-DC)，SL为标准化斜率，上述PnOT和DC分别为脉搏 周期中的基准波峰和基准直流电压。
[0016] 优选地，所述步骤S5具体为：将计算出的收缩压和舒张压与预先标准结果进行比 对，分别得到收缩压校正参数Ks。和舒张压校正参数Kd。，将所述收缩压校正参数Ks。代入所 述收缩压SYS公式形成收缩压SYS校正公式，将所述舒张压校正参数Kd。代入所述第一舒张 压DIA公式和第二舒张压DIA公式，分别形成第一舒张压DIA校正公式和第二舒张压DIA 校正公式。
[0017] 优选地，所述收缩压SYS校正公式具体为：
其 中心为1. 2-1. 8,优选1. 5。
[0018] 优选地，第一舒张压DIA校正公式具体为：
其中Kdl为2. 1-3. 3,优选2. 7,Kd2为0? 3-0. 8,优选0? 5,HR为心率。
[0019] 优选地，第二舒张压DIA校正公式具体为：
其中Kdl为 1.6-2. 4,优选 2,Kd2为 12-18,优选 15， Kd3为 52(P_-DC)~79 (P_-DC)，优选 66 (P_-DC)，SL为标准化斜率。
[0020] 优选地，所述RWTT数组可替换为10s时间所采集的所有脉搏周期所计算得出的 RWTT数组的中值RTM，从而算出10s时间内的收缩压和舒张压的中值。
[0021 ] 优选地，所述心率HR和标准化斜率SL可替换为10s时间所采集的所有脉搏周期 所计算得出的心率ffi?和标准化斜率SL的中值或平均值。
[0022] -种采用以上所述的基于脉搏反射波传输时间的血压计算方法的血压仪，包括脉 搏传感器，所述脉搏传感器依次连接有线性电流电压转化电路、单位增益缓冲器、低通放大 电路、模数转换电路和处理器，所述处理器还连接有电源。
[0023] 优选地，所述脉搏传感器只设置一个。
[0024] 优选地，所述处理器还连接有存储器和/或显示与录入模块和/或低压差线性稳 压器。
[0025] 优选地，所述低通放大电路的转角频率为20-50HZ。
[0026] 优选地，所述模数转换电路的采样率设置为IkS/s。
[0027] 优选地，所述处理器对数字化后的数据进行低通数字滤波，转角频率为10Hz，进一 步去除噪声。
[0028] 本发明的有益效果是：（1)本发明血压计算方法仅使用1个传感器测量指尖脉搏， 简单、方便、快捷，通过分析脉搏反射波与人体血压的相关基础理论，建立起RWTT与收缩压 和舒张压的相关模型，并根据两个血压模型计算出收缩压和舒张压，本方法计算出的收缩 压和舒张压更加准确，误差更小，适用的范围大。同时本发明将该项技术与光电容积脉搏传 感器完美结合，利用手指接触脉搏传感器获取脉搏波形并针对脉搏波形进行一系列的分析 和计算，最终计算出血压并同时获得心率数据。
[0029] (2)本发明中的第二舒张压DIA公式由于考虑到了标准化斜率的影响，特别添加 了标准化斜率的参数，因此对于血压舒张期衰减速率异常的人士更加适用，测量出的舒张 压更加准确。
[0030] (3)本发明对最终计算出的收缩压和舒张压进行个人校正，用户在使用本发明的 电子产品时需要先录入身高与其用标准水银血压计的测量结果数据，使用个人身高数值并 进行个人血压自动校正，可以针对不同的患者获取更加精准的测量结果。
【附图说明】
[0031] 下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0032] 图1是脉搏反射波传输时间RWTT与脉搏波传输时间PTT的关系图；
[0033] 图2是本发明所述血压计算方法的流程图；
[0034] 图3是本发明所述血压仪的结构框图；
[0035] 图4是五种类别的脉搏波轮廓图；
[0036] 图5是一个具体的血压波形图。
[0037] 图中标记：1-脉搏波传感器，2-线性电流电压转化电路，3-单位增益缓冲器，4-低 通放大电路，5-模数转换电路，6-处理器，7-内部存储器，8-外部存储器，9-显示与录入模 块，10-电源，11-低压差线性稳压器。
【具体实施方式】
[0038] 现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以 示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0039] 实施例1
[0040] 如图2所示的本发明所述一种基于脉搏反射波传输时间的血压计算方法，，包括 以下步骤：
[0041] S1:采集指尖的脉搏波形数据并存储，在本发明的实际电子测量技术中，使用手指 处测得的脉搏波波形表征该处的血压波形；
[0042] S2:处理所述脉搏波形数据，得出心率和多个脉搏周期的参数，本发明实施的基础 关键参数反射波传输时间（ReturnWaveTransmissionTime，RWTT)的定义如图1所示，为 血压波形的主波起点和其反射波增长点之间的时间间隔。因此在每一个所述脉搏周期中检 测脉搏波主波起点SPL1和反射波增长点SPL2的时间轴坐标，计算相应的脉搏反射波传输 时间RWTT:RWTT=SPL2-SPL1，RWTT与脉搏波传输时间PTT定义的区别也如图1所示，PTT 定义为心音信号的R峰值与血压（脉搏）波形的主波起点之间的时间间隔；
[0043] S3:通过上述公式