一种基于四肢血压脉搏的心脏血管功能参数的计算方法_2

文档序号:9933422阅读:来源:国知局
运动粘度,为血液动力粘度与血液密度的比值;
[0048] fo为正常生理条件下血管在体长度与血管受力平衡时长度的比值,fo = 0.57;
[0049] 为血管受力平衡时半径与未变形时血管半径比值,&m=l. 105;
[0050] 〇2为生理条件下人体修正系数,
[0051] e(t)f用下式表示,(f=l,2,3,4):
[0053] Φ为血管中自然状态下的半锥角,Φ = 1° ;
[0054] 为生理条件下人体修正系数,是计算e(t)f时一个心动周期内血管半径随时间变 化时的非线性脉搏波传播系数,与血管半径弹性收缩有关,β〇=_1.5;
[0055] A(t)f用下式表示,(f=l,2,3,4):
[0058] G为被测者年龄,h为被测者身高,1为被测者肩宽,均为实测值。
[0059] 步骤(7),按下式并利用预估-修正的方法计算肱动脉和踝动脉四肢血流量Q(t)f 的预估值Q⑴丨n+1)f和修正值Q(t)(n+1)f,(f=l,2,3,4)从而分析计算出一个心动周期内不同 时刻四肢分别对应的血流量数值解,(f = 1,2,3,4)。
[0062] η表示时间序列号,η = 1,2,......Ν,Q⑴(n+Df表示(η+1)时刻的四肢血流量预估值,
Q(t)(n+1)f表示(η+1)时刻的四肢血流量修正值,G(Q(t),i)为中间函数, τη= (η-1) Δ τ,τ为时间量纲,N为一个心动周期T内的采样点数,在数值上等于一个心动周 期Τ内的采样时刻数。
[0063] 步骤(8),按下式计算一个心动周期不同时刻的人体血流量Q(t),
[0064] Q(t) =54(1:)1+520(1:)2+339(1:)3+340(1:)4+3 其中:
[0065] 51,52,53,54是9(1:)1,9(1:)2,0(1:)3,0(1:)4的修正参数,均为常数项,3为常数项,且参 数的数值解通过医学统计学中的非线性回归方法确定。
[0066]步骤(9),按下式迭代计算判断血流量的误差:
[0068] Q(t)o为健康人群的人体血流量的参考值。迭代计算血流量的相对误差应满足误 差率小于5%,若不符合应重复步骤(2)-(8),至误差判定小于5%;如果执行上述操作后误 差仍然大于5 %,则修正血流量拟合公式的回归系数,
[0069] 步骤(10),按下式计算一个心动周期内的人体平均血流量〇?,
[0071 ] 步骤(11 ),按照下式计算心脏功能血流参数,心搏出量SV、心输出量C0、心搏指数 SI、心脏指数CI和总血容量BV。
[0076] BV = 2.65*BSA(L)其中:
[0077] HR为心率,由实际测量获得。BSA为表示人体总表面积,按下式计算。
[0078] BSA(m2) =0.0061H(cm)+0.0128W(kg)-0 · 1592其中:
[0079] Η和W分别为身高和体重,由实际测量获得。
[0080] 步骤(12),按下式计算外周血管的血管参数,外周阻力TPR和顺应性C两个参数。
[0083] Ps为右上肢肱动脉收缩压,Pd为右上肢肱动脉舒张压,均有由实际测量获得。 平均动脉压,按下式计算
[0085]步骤(13),按下式计算微循环的血流参数,血流半更新率ALK、血流半更新时间ALT 和血液平均滞留时间TM等参数。

[0089] 步骤(14),按下式计算心脏做功参数,心脏平均功率MPP、心脏每搏运动功SKE。
[0090] MPP = Pm*Qm(rnJ)
[0092] Ts为收缩间期,S为主动脉瓣口面积2.5-3.5cm2,P为血液密度,P= 1.05*10-3kg/ cm3,Ps为右上肢肱动脉收缩压。
[0093]本项目组已经基于非线性脉搏波理论和桡动脉的波形信息,已得到血液粘度的无 创检测算法,计算所得的结果满足临床的健康生理值范围。本发明在此基础上改进算法,并 基于肱动脉和踝动脉四肢的血压脉搏数据来评测心脏血管系统的健康状况。此外,本发明 基于的硬件设备,操作简单,检测方便,用时少,花费少,对于心脏功能和动脉硬化早期的健 康普检具有很强的实用性。
【附图说明】
[0094]图1为本发明的测量示意图;
[0095] 图2为本发明的流程示意图;
[0096] 图3为本发明的波形、血流量及心功能参数计算示意图。
【具体实施方式】
[0097] 下面结合以下实施例对本发明做进一步说明。
[0098] 参照本发明的流程示意图,具体的实施步骤如下:
[0099] 步骤一、输入、采集、保存个人信息及四肢血压的波形数据。
[0100]步骤二、波形标定、幅值与周期归一化、统一波形中采集点的个数、得到一个完整 的平均波形,计算四肢分别对应的动脉压力平均值,并提取波形中的特征点。
[0101] 步骤三、计算相关的波形参数,波形因子kf、脉搏波的传播速度c(t)f、脉搏波波形 参数bf、血管半径参数A(t)f、血流量随时间变化的一次幂系数A(t)f、血流量随时间变化的 二次幂系数ε (t )f;设定人体中与波形相关的生理参数与修正系数,血液密度:P= 1.05*10- 3kg/cm3、血液运动粘度γ、血管中自然状态下的半锥角:φ = Γ、人体修正系数:a =
[0102] 步骤四、计算肱动脉和踝动脉压力脉搏波的空间压力梯度F(t)f。
[0104] 步骤五、计算一个心动周期内不同时刻肱动脉和踝动脉四肢的血流量Q(t)f,并存 储。
[0106] 步骤六、计算一个心动周期不同时刻的人体血流量Q( t)
[0107] Q(t) =54(1:)1+520(1:)2+539(1:)3+540(1:)4+3 其中:
[0108] 51,52,53,54是9(1:)1,9(1:)2,0(1:)3,0(1:)4的修正参数,均为常数项,3为常数项,且参 数的数值解通过医学统计学中的非线性回归方法确定。
[0109] 步骤七、迭代计算判断血流量的误差:
[0111] 若误差大于5%,则返回步骤二,并重新执行步骤二至步骤六,至误差判定小于 5% ;如果执行上述操作后误差仍然大于5%,则修正血流量拟合公式的回归系数,直至误差 判定小于等于5 %。
[0112] 步骤八、计算一个心动周期内的人体平均血流量Qm,
[0114] 步骤九、计算心脏功能血流参数,心搏出量SV、心输出量C0、心搏指数SI、心脏指数 CI和总血容量BV。
[0115] 步骤十、计算外周血管的血管参数,外周阻力TPR和顺应性C两个参数。
[0116] 步骤十一、计算微循环的血流参数,血流半更新率ALK、血流半更新时间ALT和血液 平均滞留时间TM等参数。
[0117]步骤十二、计算心脏做功参数,心脏平均功率MPP、心脏每搏运动功SKE。
【主权项】
1. 一种基于四肢血压脉搏波的心脏血管功能参数的计算方法,其特征在于,同步采集 肱动脉和踝动脉的血压和脉搏波信息共8路信号,对采集的一系列脉搏波进行波形平均,分 别获取肱动脉和踝动脉的平均波形;基于波形分析获取的波形特征参量和非线性脉搏波理 论,建立基于四肢血压脉搏波与血流量之间的关系,然后根据人体心脏血管系统的固有特 征参数或者几何参数,推导出血流量、四肢血压脉搏数据与心脏血管功能参数的关系式并 进行计算。2. 根据权利要求1所述的基于四肢血压脉搏波的心脏血管功能参数的计算方法,其特 征在于,所述的脉搏波信号,来自于4个压力传感器;血压信号,来自于4个袖带。3. 根据权利要求1所述的基于四肢血压脉搏波的心脏血管
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