血压实时测量装置及测量方法_2

文档序号:9926122阅读:来源:国知局
,例如围绕手腕设置,以感测桡动脉的脉搏波。由于桡动脉血管直径变化而产生的 压力脉搏波,压力传感器可以使用PVDF材料的压电薄膜,贴附于桡动脉皮肤上方。随着心脏 的搏动,桡动脉直径周期性改变,通过压电薄膜转化为周期性变化的电信号。所述第二脉搏 波感应模块14可同样围绕所述手腕设置,以感测手腕位置处邻近桡动脉的毛细动脉的脉搏 波。在手腕处采集毛细动脉的光电容积脉搏波,可以使用反射式光电容积脉搏波采集装置。 由发光二极管产生合适频段的光源,照射到皮肤表面,被皮肤组织和表面的毛细动脉、毛细 静脉吸收一部分能量,同时反射回来部分能量,再被光电传感器接收,转化成电信号。随着 心脏的周期性搏动,表面毛细动脉的血液流量周期性改变,使得光电传感器接收到周期性 改变的信号。所述第一脉搏波感应模块12及第二脉搏波感应模块14收集得到的桡动脉压力 脉搏波和手腕处毛细动脉的光电容积脉搏波,通过初级滤波、放大、二级滤波、二级放大、模 数转换,传送到信号处理模块16,进行信号处理工作。
[0040] 本发明第二实施例中所述第一脉搏波感应模块12为血流速度脉搏波感应模块,所 述第二脉搏波感应模块14为光电容积脉搏波感应模块。
[0041] 本发明第三实施例中所述第一脉搏波感应模块12为压力脉搏波感应模块,所述第 二脉搏波感应模块14为血流速度脉搏波感应模块。
[0042] 所述第一脉搏波感应模块12可设置于人体的某一主动脉位置。优选地,可设置于 手腕桡动脉、颈部颈动脉或者其它贴近体表的主动脉位置。而对应的,所述第一脉搏波感应 模块12设置于邻近桡动脉的毛细血管位置、邻近颈动脉的毛细血管位置等。更为优选地,所 述第一脉搏波感应模块12设置于桡动脉上,所述第二脉搏波感应模块14贴附于桡动脉周围 的毛细动脉所在的皮肤上。所述第一脉搏波感应模块12和第二脉搏波感应模块14分别可同 时获取桡动脉及桡动脉周围毛细血管位置的不同类型的脉搏波。
[0043] 通过在主动脉位置及毛细动脉位置设置两种不同脉搏波感应模块来同时测量所 述同一位置处的不同类型的脉搏波信号,由于不同类型的脉搏波传输速度与血压的关系不 同,对于确定的血压,两种不同类型的脉搏波存在确定的传输时间差。换句话说,两种不同 类型的脉搏波传输时间差与血压存在确定的对应关系。从而,通过设置两种不同类型的脉 搏波感应模块来同时测量主动脉位置及邻近的毛细动脉的两种类型的脉搏波传输时间差 即可以获得动脉血压。
[0044] 此外,所述血压实时测量装置10也可进一步包括两种以上的不同类型的脉搏波感 应模块,以获得更精确的实时血压值。
[0045] 所述信号处理模块16接收所述第一脉搏波感应模块12和第二脉搏波感应模块14 传输的第一脉搏波信号和第二脉搏波信号,并可获取主动脉位置及邻近的毛细血管同时接 收的所述第一脉搏波信号和第二脉搏波信号之间的传输时间差,得到周围动脉脉搏波传输 特征时间知,根据周围动脉脉搏波传输特征时间知与血压之间的关系,获取每个心动周期的 动脉血压。
[0046] 请参阅图2,所述信号处理模块16可包括模数转换模块162、特征点提取模块164以 及数据处理模块166。
[0047] 所述模数转换模块162可将接收到的第一脉搏波信号和第二脉搏波信号进行模数 转换,从而转换成第一脉搏波数字信号和第二脉搏波数字信号。所述模数转换模块162可采 用模数转换器来实现。
[0048]所述信号处理模块16可进一步包括一滤波和信号放大模块,用于对接收到的第一 脉搏波信号和第二脉搏波信号先进行滤波和信号放大,然后再进行模数转换。所述滤波和 信号放大模块可采用滤波电路和信号放大器来实现。
[0049] 每个心动周期包括舒张期和收缩期。所述特征点提取模块164用于提取每个心动 周期内的脉搏波数字信号在舒张期和收缩期的特征点。具体地,所述特征点提取模块164用 于分别提取每个心动周期的第一脉搏波数字信号和第二脉搏波数字信号在舒张期和收缩 期的特征点。所述特征点可包括脉搏波信号的波峰、波谷或者波峰下降沿的底部信号点,具 体可根据不同种类的脉搏波信号与心室收缩期和舒张期的不同对应关系来确定。
[0050] 所述特征点提取模块164在对特征点的提取过程中,对信号进行分段,可包括以下 程序。具体的,所述信号的采样率可设定为500Hz,每2048个采样点为一段,约为4. Is的采样 数据。首先对信号归一化、锐化,提取所述第一脉搏波信号和第二脉搏波信号的峰值点,所 述第一脉搏波信号的峰值点对应时刻为U axl,和第二脉搏波信号的峰值点对应时刻为tmax2。 根据上述峰值点,将信号划分为若干个心动周期。具体的,4. Is的数据对应3-10个心动周 期。在每个心动周期中提取信号的最小值点,所述第一脉搏波信号最小值点对应时刻为 Uinl,所述第二脉搏波信号最小值点对应时刻为Uin2;心室射血期上升沿斜率最大值点,所 述第一脉搏波信号对应时刻为t dmaxl,所述第二脉搏波信号对应时刻为tdmax2。则周围动脉脉 搏波传播特征时间t P的计算通过以下方式获得:
[0051 ] tp - 0 · 2 ( tminl_tmin2 ) +0 · 3 ( tdmaxl_tdmax2 ) +0 · 5 ( tmaxl_tmax2 );
[0052]所述数据处理模块166可进一步根据每个心动周期的周围动脉脉搏波传输特征时 间知获得每个心动周期的血压值。
[0053]具体的,周围动脉脉搏波传播特征时间tP动脉平均血压mBP的关系为:
[0054]
[0055] 其中,k,d为两个校准参数,可通过标定模块获得。
[0056]另外,动脉平均血压mBP与收缩压sBP和舒张压dBP的关系为: 1 2
[0057] mBP =-sBP ^--dBP
[0058] 由于动脉血管平滑肌活性的改变,可能会影响装置的测量值的准确性。因此所述 数据处理模块166可进一步包括一标定模块,该标定模块用于确定所述校准参数k和d。该标 定模块包括一多点血压值标定程序及一单点血压值标定程序。所述多点血压值标定程序用 于确定校准参数k和d;而所述单点血压值标定程序用于调整校准参数d。所述多点血压值标 定程序包括:
[0059]保持静歇状态,使用标准血压计测量上臂处的收缩压sBP和舒张压dBP,计算得到 mBPi ;
[0060] 与此同时,在另一手腕处,获得第一脉搏波信号及第二脉搏波信号,得到tmaxl、 tmax2、tdmaxl、tmin2、tminl、tdmax2,从v 至[I tpl,T十算^守至丨JfflBP I;
[0061] 改变血压,再次使用标准血压计测两上臂处的收缩压sBP和舒张压dBP,计算得到 mBP2;
[0062] 与此同时,在另一手腕处,再次获取改变血压后的第一脉搏波信号及第二脉搏波 信号,再次获得tp2,计算得到mBP ' 2;
[0063] 通过mBPi、tPi、mBP ' I、mBP2、tP2、mBP ' 2进行拟合,得到校准参数k和d。
[0064] 所述标准血压计可为标准的袖带式电子血压计或标准的水银血压计。该标定过程 操作简单、便捷且可以提高血压测量的准确度。
[0065] 所述血压的改变方式不限,可通过剧烈运动或其他等方式改变血压。
[0066]作为具体的实施例,在首次标定中,第一次测量血压为低压70mmHg,高压105mmHg, 平均血压为81.67mmHg,对应计算得到的周围动脉脉搏波传播特征时间为54ms;第二次轻微 运动并深呼吸后,测量血压低压为85mmHg,高压130mmHg,平均血压为lOOmmHg,对应周围动 脉脉搏波传播特征时间为42ms,则标定得到的参数k = 8 1 845.7ms2 · mmHg,d = 53.6022mmHg〇
[0067]进一步,所述单点血压值标定程序包括:
[0068]保持静歇状态,使用标准血压计测量上臂处的收缩压sBP和舒张压dBP,计算得到 mBP;
[0069] 与此同时,在另一手腕处,获得第一脉搏波信号及第二脉搏波信号,得到tmaxl、 tmax2、tdmaxl、tmin2、tminl、tdmax2,从而丫守到 tp,T十算丫守至丨JfflBP ;
[0070] 通过mBP、tp、mBP '进行拟合,得到校准参数d。
[0071] 由于动脉血管平滑肌活性的改变,测量值的准确性。因此,需要定期对校准参数d 进行标定。优选的,所述校准参数d标定周期,白天为2小时每次,夜间为睡前一次。
[0072]所述特征点提取模块164以及数据处理模块166可采用一处理器来实现。
[0073] 所述血压实时测量装置10可进一步包括一显示模块,以实时地显示测量得到的血 压值或血压值曲线。
[0074] 所述血压实时测量装置10可进一步包括一传输模块,用于将测得的实时血压值传 输到一智能终端以进一步分析监测。
[0075] 所述传输模块优选可以为无线传输模块。所述无
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