一种基于示波法的血压包络的估计方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及人体血压测量医学领域，尤其设及一种基于示波法的血压包络的估计 方法。
【背景技术】
[0002] 血压是人体重要的生理参数之一，测量血压的方法主要分为示波法和柯氏音法两 类。目前大多数的无创电子血压计都采用示波法。电子血压计通过袖带上的压力传感器把 与屯、搏同步的压力波动转换为电子信号，通过电子信号的幅度特性来判断高低血压。在示 波法的测量过程中，袖带缓慢加压。当袖带压力大于舒张压时压力波幅度开始增大。随着袖 带压力上升到平均压，压力波幅度最大。当袖带压力大于平均压时，压力波幅度逐渐减小。 当袖带压力大于收缩压时，压力波幅度减小到最小值。
[0003] 在示波法中，把袖带压力称为静压，把压力波称为动压。示波法测量过程中，最重 要的问题是根据压力波序列提取出压力波的包络曲线，并建立静压和动压包络的对应关 系。建立静压和动压包络关系后，可根据示波法技术中的幅度系数法或者S法最终确定血 压的高压/低压值。
[0004] 在实际应用过程中，动压包络有多种求取方法。例如多项式拟合、高斯曲线拟合 等等。公开号为CN102018507A发明专利申请，公开的"一种基于示波法测量血压的数据 分析处理方法"，便利用了多项式拟合的方法，定义曲线P(X)=曰。+曰声+. . . +a"x"，其中曰0， al，...，an为需要求的系数，n> = 2。动压包络曲线近似钟形曲线，多项式曲线在选择低 阶多项式时并不能在有效的血压取值范围内拟合出钟形动压包络。多项式拟合曲线特性并 不能在有效的区间内与动压包络保持一致。如图3所示，Ll表示多项式拟合成的曲线，可 W看出多项式拟合不能准确估计动压包络的最大值。根据示波法原理，舒张压与收缩压的 估计都需要使用动压包络的最大值。多项式拟合在包络曲线两端趋势与理论不一致。动压 幅度理论上在包络两侧会逼近一个固定值。 阳0化]而高斯拟合曲线虽然可W保证曲线特性与动压包络曲线基本一致。由于实际放气 过程中所产生的袖带脉搏波的幅度改变趋势是由小到大的，到达幅度极值后再由大到小， 形成非对称并且非线性曲线包络趋势。由于高斯曲线的对称性，在实际测量过程中并不能 被满足。如果使用高斯曲线拟合实际动压包络，则会导致实际测量结果的方差变大。并且高 斯拟合的对动压包络曲线的最大值估计与真实最大值存在不可忽视的偏差。如图3所示， L2表示高斯曲线拟合成的曲线，可W从图上看到，高斯拟合在高压部分曲线拟合效果比多 项式拟合效果好。但是在低压部分高斯拟合的曲线仍然高于实际测量值。
【发明内容】
[0006] 本发明的发明目的是解决上述现有的血压包络估算方法的局限性，提供一种误差 小、精度高的基于示波法的血压包络的估计方法。
[0007] 本发明一种基于示波法的血压包络的估计方法，包括W下步骤：
[000引 SI,在测量结束后，通过运算取得动压峰值W及对应的静压值，设定动压幅度的范 围的两个阔值是yti和yt2,选取动压序列yi如1《yyt2)，动压序列对应的静压序列为Xi, 对应的函数关系为(Xi);
[0009] S2,设拟合曲线的函数为f(Xi，0 )，参数向量0 = (a。，曰1，…，a;，…，Sn,b，C)， 其中曰〇、曰1、…、曰1、…、aN、b、c为曲线参数变量，N是自然数，0《i《N;WSl中所选取 的动压序列y;为基础，计算迭代初始值a。、曰1、…、a;、…、aN、b、C;其中，所述的a。=Ym,y。 为动压序列Yi中的最大值；ai= 〇,〇 <i《N;b=C2;c=Xm，Xm为ym对应的静压值；定义 拟合曲线的公式为
M为大于0的偶数；
[0010] S3,执行Ievenbergmarquar化迭代算法寻找最优的参数向量，公式为
入为每次迭代步进长度，计算0 ;计算 为动压序列yi的阔值yU时i的取值，t2为 动压序列yi的阔值yt2时i的取值；
[0011] S4，定义阔值threshold和threshold_l，，判断当I目I<t虹eshold或者 IE( 0 +目）-E( 0 )I<tbeshoW_1时，迭代结束，进行到下一步骤，同时得到最优的参数向 量 0 =(曰〇,曰1，…，a;，…，Sn,b，C); 阳01引S5,保存曲线参数（a。，曰1，…，a;，…，Sn,b，C)，提取包络f(Xi，0 )。
[0013] 进一步地，所述的yti的取值为y1序列幅度的40%。
[0014] 进一步地，步骤S2中所述的N取值为1。
[0015] 进一步地，步骤S5中所述的M取值为4。
[0016] 进一步地，所述的threshold的取值为5-25。
[0017] 进一步地，所述的threshold的取值为10。
[00化]进一步地，所述的threshold_l的取值为初始值（曰。、曰1、…、a;、…、aN、b、c)*0. 005。
[0019] 采用W上结构后，本发明与现有技术相比，具有W下优点：
[0020] 对比现有技术中的多项式拟合和高斯拟合曲线，本发明的曲线拟合趋势与理论结 果更一致；也更逼近真实测量的最大值，根据示波法的方法可估计更准确的收缩压与舒张 压；在低压与高压部分都可W取得很好的拟合结果。克服了曲线拟合模型误差大、不够精确 的问题，定义了一类新型曲线，W在实际示波法测量过程中，提取动压包络，提高了电子血 压计测量的准确性与稳定性。
【附图说明】
[0021] 图1是本发明的步骤流程图。
[0022] 图2是本发明的袖带压力与压力波曲线。
[0023] 图3是现有技术中的多项式拟合、高斯拟合曲线与本发明的曲线拟合结果图。
【具体实施方式】
[0024] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[00巧]如图I所示，本发明一种基于示波法的血压包络的估计方法，包括W下步骤：
[0026] SI,在测量结束后，通过运算取得动压峰值W及对应的静压值，设定动压幅度的范 围的两个阔值是yt郝yt2,选取动压序列yyt2)，动压序列对应的静压序列为Xi, 对应的函数关系为(Xi);
[0027] S2,设拟合曲线的函数为f(Xi，0)，参数向量0 =(曰〇，曰1，…，曰1，…，aN，b，c)， 其中曰。、曰1、…、曰1、…、aN、b、c为曲线参数变量，N是自然数，0《i《N;WSl中所选取 的动压序列y;为基础，计算迭代初始值a。、曰1、…、a;、…、aN、b、C;其中，所述的a。=Ym,y。 为动压序列yi中的最大值；ai= 〇,〇 &l