自校准的人体血压测量方法与流程

本发明涉及一种测量方法，尤其涉及一种自校准的人体血压测量方法。

背景技术：

目前，在医疗健康领域，采用电子血压监测设备测量人体血压已成为一种常见方式。但是，电子设备内运算放大器等器件往往会存在失调电压、零点漂移等问题，导致设备在使用过程中存在系统偏差，进而使得血压监测设备采集的数据中也常常包含系统偏差，此类偏差会对血压监测设备的测量精度造成很大影响，因此在设备设计或使用过程中需对设备进行硬件校准处理，例如采用机械调零方式对设备进行校准或将信号采集电路设计为硬件差分电路。这种硬件校准方式可以消除系统偏差，但往往也带来了增加设备操作、设计复杂度，提高产品成本等不足。

另外，电子血压监测设备在准确性、稳定性和个体差异性等方面依旧存在不足。在现有血压判定方法中，一些血压判定方法，如幅度系数法，基于由大量数据统计得出的固定比例系数确定人体血压，该方法能保证血压检测结果的稳定性，但因比例系数是基于大量数据统计的结果，且比例系数固定，所以难以满足个体差异性需求；如波形特征法，更多依赖个体脉搏波波形特征确定人体血压，具有良好的个体适应性，但因该方法对所获取个体血压特征的准确性依赖程度高，而准确获取个体脉搏波特征的难度又较大，所以难以满足血压测量稳定性的要求。

因此，继续提出一种新的血压测量方法以解决上述的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供的一种自校准的人体血压测量方法，能够有效地剔除血压采样数据中系统误差，从而保证数据的准确性，而且稳定性好，对于脉搏波包络线拟合程度依赖性低，而且具有较强的个体适应性，确保最终测量的准确性，而且无需对系统设备进行硬件校准，降低了硬件设计难度和操作的复杂度，降低产品成本。

本发明提供的一种自校准的人体血压测量方法，包括如下步骤：

s1.通过电子血压测量设备采集人体血压信号，并对采集的人体血压信号进行adc采样；

s2.对adc采样数据进行系统误差剔除处理；

s3.根据剔除系统误差的采样数据拟合形成脉搏波包络线，通过脉搏波包络线确定人体平均血压以及脉搏波包络线的波峰两侧的拐点；

s4.分别确定人体收缩压和人体舒张压所对应的脉搏波包络线的幅度与人体平均血压所对应的脉搏波包络线的幅度之间的比例系数；

s5.判断脉搏波包络线波峰两侧的拐点位置与拐点理论值范围之间的关系，从而根据拐点位置以及人体收缩压和人体舒张压所对应的脉搏波包络线的幅度与人体平均血压所对应的脉搏波包络线的幅度之间的比例系数确定人体收缩压和人体舒张压。

进一步，步骤s2中，通过如下方式剔除adc采样数据的系统误差：

在adc采样过程中，进行两个时段采样；

对第一时段的采样数据求平均值，并将该平均值作为系统偏差；

对第二时段的采样数据与系统偏差做差值运算，将结果进行保存作为后续处理数据。

进一步，所述步骤s3中，所述脉搏波包络线为根据剔除系统误差的采样数据采用最小二乘法拟合的高斯曲线。

进一步，所述步骤s5中，通过如下方法确定人体收缩压和人体舒张压：

判断脉搏波包络线的波峰两侧的拐点是否在设定范围值之内；

如是，则脉搏波包络线的波峰两侧的拐点值分别为人体的舒张压和收缩压；

如不是，则通过人体舒张压和人体收缩压所对应的脉搏波包络线的幅度与人体平均压所对应的脉搏波包络线的幅度之间的比例系数确定人体收缩压和人体舒张压。

进一步，步骤s4中，根据如下方法确定拐点的理论值范围：

不同的人体平均血压范围对应不同的左右拐点的理论值范围。在实际应用中，根据人体具体的平均血压值选择相应的比例系数范围，具体如表：

进一步，步骤s5中，根据如下方法确定人体舒张压和人体收缩压与人体平均压的比例系数：

不同的人体平均血压范围对应不同的人体收缩压、舒张压比例系数。在实际应用中，根据人体具体的平均血压值选择相应的人体收缩压、舒张压比例系数，具体如表：

本发明的有益效果：通过本发明，能够有效地剔除血压采样数据中系统误差，从而保证数据的准确性，而且稳定性好，对于脉搏波包络线拟合程度依赖性低，而且具有较强的个体适应性，确保最终测量的准确性，而且无需对系统设备进行硬件校准，降低了硬件设计难度和操作的复杂度，降低产品成本。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：

图1为本发明的流程图。

图2为本发明的系统误差剔除流程图。

图3为本发明的拐点在理论值范围内的血压判断图。

图4为本发明的两个拐点均在轮值范围外的血压判断图。

图5为本发明的左侧拐点在理论范围值内而右侧拐点在理论范围值外的血压判断图。

图6为本发明的左侧拐点在理论范围值外而右侧拐点在理论范围值内的血压判断图。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明作出进一步详细说明，如图所示。

本发明提供的一种自校准的人体血压测量方法，包括如下步骤：

s1.通过电子血压测量设备采集人体血压信号，并对采集的人体血压信号进行adc采样；处理设备(如单片机)对血压信号进行adc采样将电子血压测量设备输出的模拟电压信号转换为数字信号；由于处理设备中的运算放大器会存在失调电压、零点漂移等问题，因此，采样数据中存在系统误差，影响到血压测量的准确性，因此，需要对采样数据进行系统误差剔除。

s2.通过电子血压测量设备采集人体血压信号，并对采集的人体血压信号进行adc采样；

其中，对人体需要信号进行采样时，分两个时段进行，

对第一时段的采样数据求平均值，并将该平均值作为系统偏差；需要指出的是，该处理后的平均值并不反映人体血压的变化情况，而是反应的是电子血压测量设备的初始状况。

对第二时段的采样数据与系统偏差做差值运算，将结果进行保存作为后续处理数据；该数据反应了人体血压的变化情况，包括袖带压变化情况以及脉搏波的变化情况；在每次测量人体血压的时候均需要执行上述的过程，才能保证采样数据的的精确性；因此，在实际使用中，只要按照上述方法编写出相应的程序即可使处理设备自动完成数据校准，从而确保最终结果的精确性，需要说明的是，处理设备加载的程序可以采用现有的任何语言进行编写。

s3.根据剔除系统误差的采样数据拟合形成脉搏波包络线，通过脉搏波包络线确定人体平均血压以及脉搏波包络线的波峰两侧的拐点。

首先，在形成脉搏波包络线时，处理设备采用最小二乘法的高斯拟合方式形成脉搏波包络线，也就是说，脉搏波包络线为一条高斯曲线，在获取脉搏波包络线后，通过脉搏波包络线的波峰峰值位置即可确定人体的平均压，具体地，以图3为例：在对剔除系统误差的采样数据拟合后，形成图3中的脉搏波包络曲线，同时，剔除系统误差的采样数据还形成一条袖带压曲线；通过脉搏波包络曲线可以确定出当前脉搏波包络线的波峰的横坐标，根据脉搏波包络线的波峰横坐标对应到袖带压曲线上，此时袖带压的纵坐标即为人体的平均圧。

其次，脉搏波包络线确定后，则可以确定人体的舒张压和人体的收缩压，假定脉搏波包络线所对应的拐点均在理论值范围之内，如果采用上气法测量人体血压的设备中，左侧拐点的横坐标对应的袖带压则为舒张压，而右侧拐点的横坐标对应的袖带压则为收缩压，如果采用下气法测量人体血压的设备中，舒张压和收缩压对应的拐点则与上气法相反，左侧拐点的横坐标对应的袖带压为收缩压，右侧拐点横坐标对应的袖带压为舒张压，在本申请的图例中，均以上气法为例进行说明。

s4.分别确定人体收缩压和人体舒张压所对应的脉搏波包络线的幅度与人体平均血压所对应的脉搏波包络线的幅度之间的比例系数；

构建人体平均血压范围与人体收缩压和人体舒张压的比例系数关系表；其中，人体平均血压范围与人体收缩压和人体舒张压的比例系数关系通过历史数据进行统计分析获得，即针对不同人体进行大量检测分析后确定；

通过脉搏波包络线波峰峰值确定的人体平均血压值并查找人体平均血压范围与人体收缩压和人体舒张压的比例系数关系表确定人体舒张压和人体收缩压所对应的脉搏波包络线的幅度与人体平均压所对应的脉搏波包络线的幅度之间的比例系数；其中，人体平均血压范围与人体收缩压和人体舒张压的比例系数关系表如下表：

表1

s5.判断脉搏波包络线波峰两侧的拐点位置，并根据拐点位置以及人体收缩压和人体舒张压与人体平均血压的比例系数确定人体收缩压和人体舒张压；具体地：

判断脉搏波包络线的波峰两侧的拐点是否在设定范围值之内；

如是，则脉搏波包络线的波峰两侧的拐点值分别为人体的舒张压和收缩压；

如不是，则通过人体舒张压和人体收缩压所对应的脉搏波包络线的幅度与人体平均压所对应的脉搏波包络线的幅度之间的比例系数确定人体收缩压和人体舒张压。

如图3所示，图3中所示的是两个拐点均在理论值范围之内，那么此时，左侧拐点对应的袖带压值则为舒张压，右侧拐点对应的袖带压值则为收缩压。

如图4所示，图4中所示的是两个拐点均不在理论值范围之内，那么此时，则需要通过舒张压和收缩压与人体平均压之间的比例关系进行舒张压和收缩压的值的确定，具体：

人体收缩压对应的脉搏波包络线的幅值adp和人体舒张压对应的脉搏波包络线的幅值asp与人体平均压对应的脉搏波包络线的峰值存在比例关系，即：

其中，比例系数k2和k1之间可以不相等，也可以相等，需要根据具体情况进行确定，因此，只要知晓比例系数就k2和k1以及脉搏波包络线峰值对应的横坐标值，就可以确定人体舒张压和人体收缩压；还是以上气法为例，从脉搏波包络线上来看，脉搏波包络线上波峰左侧某一点值与脉搏波包络线波峰值的比例系数为k1时，此时该点对应的袖带压则为人体舒张压，脉搏波包络线上波峰右侧某一点值与脉搏波包络线波峰值的比例系数为k2时，该点对应的袖带压即为人体的收缩压。

其中，比例系数通过如下方法确定：

构建人体平均血压范围与人体收缩压和人体舒张压的比例系数关系表；

通过脉搏波包络线波峰峰值确定的人体平均血压值并查找人体平均血压范围与人体收缩压和人体舒张压的比例系数关系表确定人体舒张压和人体收缩压所对应的脉搏波包络线的幅度与人体平均压所对应的脉搏波包络线的幅度之间的比例系数；其中，人体平均血压范围与人体收缩压和人体舒张压的比例系数关系表如下表：

表2

如图5和图6所示，图5和图6所示的是脉搏波包络线左右两侧的拐点只有一个在理论值范围内，而另一个不在，那么在理论值范围内的拐点所对应的袖带压极为舒张压或者收缩压，而理论值范围之外的拐点对应的舒张压或者收缩压则通过确定的比例系数进行计算，从而得出最终的舒张压或者收缩压。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。