本发明涉及一种计算人体生理信息的方法，尤其涉及一种计算血压的方法及其装置。
背景技术：
心血管疾病是当前人类面临的首要健康威胁，血压能够反应出人体心脏和血管的功能状况，是临床上诊断疾病、观察治疗效果、进行预后判断的重要依据。人体血压是指心脏收缩时血液流经血管对血管壁产生的侧压力，是心室射血和外周阻力共同作用的结果。血压分为动脉压与静脉压，通常说的血压指的是动脉压，它和心脏功能及外周血管的状况有密切联系。血压在每个心动周期都有连续变化，心室收缩，血液从心室流入动脉，血液对动脉的压力最高，此时的压力称为收缩压；心室舒张，动脉血管弹性回缩，血液仍慢慢继续向前流动，但血压下降，此时的压力称为舒张压。
由于血压参数受身体状况、环境条件及生理韵律等诸多因素的影响，单次测量或断续测量的结果存在较大差别。连续测量方法可在每个心动周期测量血压，在临床和医学研究中具有更重要的意义。
现有连续血压测量方法可以分为有创测量和无创测量两类。动脉插管法是一种有创的连续血压测量方法，该方法是血压测量中的“金标准”，但是该测量方法准备时间长，容易引起并发症，所以除危重患者及大手术前的血压测量外，一般不采用。无创血压测量法是临床应用和基础医学中常见的测量方法。无创血压测量的方法主要有听诊法、示波法、动脉张力法、容积补偿法等。其中绝大部分无创血压测量方法都需要使用充气袖带，而使用充气袖带产生的不舒适感和充气时间则会给连续血压测量带来困难，袖带以及充气压力给被测者带来的刺激也会影响测量结果。
目前，各种无创测量方法中使用充气袖带的方法较多，无法实现连续血压测量，袖带以及充气压力给被测者带来的刺激也会影响测量结果。
因此，有必要提供一种无需使用充气袖带、能长时间佩带且能连续无创检测并记录受测者血压值的计算血压的方法及其装置。
技术实现要素：
本发明的目的是针对现有技术存在的缺陷和不足提供一种无需使用充气袖带、能长时间佩带且能连续无创检测并记录受测者血压值的计算血压的方法及其装置。
为了实现上述目的，本发明提供一种计算血压的方法，包括步骤1、采集若干不同受测者的心电信号和光电容积脉博信号并存储；步骤2、用血压计量测各受测者的血压得到若干收缩压和舒张压数值；步骤3、对各受测者的心电信号和光电容积脉博信号进行信号同步，计算出各受测者的心电信号与光电容积脉博信号相应特征点的时间间隔；步骤4、建立收缩压数值的计算公式：sbp＝a1×pwv+b1×bmi+c1其中，sbp为受测者收缩压数值，pwv为血液流速，pwv＝身高/(2×ptt)，ptt为受测者心电信号与光电容积脉博信号相应特征点的时间间隔，身高为各受测者的身高，bmi为各受测者的身体质量指数，a1和b1分别为二个不同的系数，c1为常数；步骤5、通过获取的大量不同受测者的收缩压、ptt、身高和bmi的数值使用一元线性回归分析法的预测模型求出a1、b1和c1；步骤6、建立舒张压数值的计算公式：dbp＝d1×sbp+e1，其中dbp为受测者的舒张压数值，sbp为受测者的收缩压数值，d1和e1分别为二个不同的系数；步骤7、通过获取的大量不同受测者的收缩压和舒张压数值使用一元线性回归分析法的预测模型求出d1和e1；步骤8、采集当前使用者的心电信号和光电容积脉博信号并存储，对当前使用者的心电信号和光电容积脉博信号进行信号同步，计算出当前使用者的心电信号与光电容积脉博信号相应特征点的时间间隔，将当前使用者的身高、bmi和心电信号与光电容积脉博信号相应特征点的时间间隔代入收缩压公式中并可计算出当前使用者的收缩压数值；步骤9、计算出当前使用者的收缩压数值后，将当前使用者的收缩压数值代入舒张压数值的计算公式中直接计算出当前使用者的舒张压数值。
作为进一步的改进，所述心电信号与光电容积脉博信号相应特征点的时间间隔为心电信号与光电容积脉博信号同步时量测出的心电信号中的r波峰值和光电容积脉博波峰值的时间间隔。
一种计算血压的装置，包括一微处理器、一光体积传感器、一心电信号传感器、一第一模数转换器、一第二模数转换器和一存储器；光体积传感器受微处理器控制以感测受测者的光电容积脉博信号；心电信号传感器受微处理器控制以感测受测者的心电信号；第一模数转换器与微处理器和光体积传感器相连接，光体积传感器所感测到受测者的光电容积脉博信号经第一模数转换器转换为数字信号；第二模数转换器与微处理器及心电信号传感器相连接，心电信号传感器所感测到的受测者的心电信号经第二模数转换器转换为数字信号；存储器与微处理器、第一模数转换器和第二模数转换器相连接，经第一模数转换器转换后的受测者的光电容积脉博信号的数字信号和经第二模数转换器转换后的受测者的心电信号的数字信号分别传输至存储器存储。
作为进一步的改进，所述计算血压的装置进一步包括一显示终端，该微处理器所取得的收缩压数值和舒张压数值在显示终端上进行显示。
如上所述，本发明计算血压的方法及其装置无需使用充气袖带、能长时间佩带且能连续无创检测并记录受测者的血压值。
附图说明
图1为本发明计算血压的方法及其装置计算血压数值步骤的流程示意图。
图2为本发明计算血压的方法及其装置所采用的装置的内部构造示意图。
图3为用血压计量测的若干不同受测者的收缩压和舒张压数值的数据表。
图4为本发明计算血压的方法及其装置的使用一元线性回归分析法的预测模型计算舒张压数值公式中的d1和e1数值的示意图。
图5为本发明计算血压的方法及其装置的计算ppt数值的示意图。
图中各附图标记说明如下。
微处理器10光体积传感器20
心电信号传感器30第一模数转换器40
第二模数转换器50存储器60
显示终端70。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现的目的及功效，以下结合具体实施例并配合附图予以详细说明。
请参阅图2，一种计算血压的装置，包括：一微处理器10、一光体积传感器20、一心电信号传感器30、一第一模数转换器40、一第二模数转换器50、一存储器60和显示终端70等元件。其中，所述光体积传感器20受微处理器10控制用以感测受测者的光电容积脉博信号(ppg信号)。所述第一模数转换器40与微处理器10和光体积传感器20相连接，所述光体积传感器20所感测到的光电容积脉博信号经第一模数转换器40转换为数字信号。
请续参阅图2，所述心电信号传感器30受微处理器10控制用以感测受测者的心电信号。所述第二模数转换器50与微处理器10及心电信号传感器30相连接，心电信号传感器30所感测到的受测者的心电信号经第二模数转换器50转换为数字信号。
请续参阅图2，所述存储器60与微处理器10、第一模数转换器40和第二模数转换器50相连接。经第一模数转换器40转换后的受测者的光电容积脉博信号的数字信号和经第二模数转换器50转换后的受测者的心电信号的数字信号分别传输至存储器60存储。
请参阅图1至图5，本发明计算血压的方法，其演算步骤如下：
步骤1：光体积传感器20采集若干不同受测者(样本)的光电容积脉博信号经第一模数转换器40转换后存储至存储器60内，心电信号传感器30采集若干不同受测者的心电信号经第二模数转换器50转换后存储至存储器60内，在本实施例中，光体积传感器20采集的位置为受测者的手腕；
步骤2：用血压计量测各受测者的血压得到若干收缩压数值和舒张压数值；
步骤3：对各受测者的心电信号和光电容积脉博信号进行信号同步，计算出各受测者的心电信号与光电容积脉博信号相应特征点的时间间隔，本实施例中，心电信号与光电容积脉博信号相应特征点的时间间隔为心电信号与光电容积脉博信号同步时量测出的心电信号中的r波峰值和光电容积脉博波峰值的时间间隔；
步骤4：通过受测者的收缩压与血液流速和身体质量指数线性相关，建立收缩压数值的计算公式：sbp＝a1×pwv+b1×bmi+c1，其中，sbp为受测者收缩压数值，pwv为血液流速，pwv＝身高/(2×ptt)，身高/2为心脏到受测者手腕的距离，ptt为受测者心电信号与光电容积脉博信号相应特征点的时间间隔，身高为各受测者的身高，bmi为各受测者的身体质量指数，a1和b1分别为二个不同的系数，c1为常数；
步骤5：通过获取的大量不同受测者的收缩压、ptt、身高和bmi的数值使用一元线性回归分析法的预测模型求出a1、b1和c1，求出a1、b1和c1后将公式sbp＝a1×pwv+b1×bmi+c1写入微处理器10中，其中sbp为未知数，a1、b1、c1为已知数；
步骤6：建立舒张压数值的计算公式：dbp＝d1×sbp+e1，其中dbp为受测者的舒张压数值，sbp为受测者的收缩压数值，d1和e1分别为二个不同的系数；
步骤7：通过获取的大量不同受测者的收缩压和舒张压数值使用一元线性回归分析法的预测模型求出d1和e1，求出d1和e1后将公式dbp＝d1×sbp+e1写入微处理器10中，其中sbp和dbp为未知数，d1和e1为已知数；
步骤8：光体积传感器20采集当前使用者的光电容积脉博信号并存储，心电信号传感器30采集当前使用者的心电信号并存储，对当前使用者的心电信号和光电容积脉博信号进行信号同步，计算出当前使用者的心电信号与光电容积脉博信号相应特征点的时间间隔，即心电信号中的r波峰值和光电容积脉博波峰值的时间间隔，将当前使用者的身高和bmi数值输入至装置，微处理器10结合当前使用者心电信号与光电容积脉博信号相应特征点的时间间隔代入收缩压公式中并可计算出当前使用者的收缩压数值；
步骤9：计算出当前使用者的收缩压数值后，将当前使用者的收缩压数值代入舒张压数值的计算公式中，微处理器10结合当前使用者的收缩压数值直接计算出当前使用者的舒张压数值。
计算出的当前使用者的收缩压数值和舒张压数值传输至显示终端70进行显示。在本实施例中，该计算血压的装置所取得的收缩压数值和舒张压数值在显示终端70上进行显示，显示终端70可为自带显示器的装置本身或手机等智能装置，显示终端70不限于视觉显示装置，也可以是音频显示装置等。
如上所述，本发明计算血压的方法及其装置通过设置光体积传感器20和心电信号传感器30并建立收缩压数值的计算公式sbp＝a1×pwv+b1×bmi+c1和舒张压数值的计算公式dbp＝d1×sbp+e1，通过获取大量不同受测者的收缩压、舒张压、ptt、身高和bmi的数值使用一元线性回归分析法的预测模型求出a1、b1、c1、d1和e1，将公式sbp＝a1×pwv+b1×bmi+c1和公式dbp＝d1×sbp+e1写入微处理器10中，采集当前使用者的光电容积脉博信号及心电信号，计算出当前使用者的心电信号与光电容积脉博信号相应特征点的时间间隔，将当前使用者的身高和bmi数值输入至装置，微处理器10并可计算出当前使用者的收缩压数值，然后，通过舒张压数值的计算公式使用该收缩压数值直接计算出当前使用者的舒张压数值。本发明计算血压的方法及其装置无需使用充气袖带、能长时间佩带且能连续无创检测并记录受测者的血压值。