基于最小二乘法的血压测量系统及装置的制作方法

1.本发明涉及血压测量技术领域，具体地，涉及一种基于最小二乘法的血压测量系统及装置。


背景技术：

2.血压是人体的重要生理参数之一，在高血压等各种心血管疾病的诊疗中起着重要作用，也是日常健康监护的重要项目。临床上最常用的血压值是收缩压和舒张压。目前常用测量血压的方法有示波法，其工作原理按测量方式可分为：降压测量和升压测量。
3.降压测量法：血压计使用气泵对袖带进行充气加压，利用充气袖带压迫动脉血管，使动脉血管处于完全闭阻状态。随后开启放气阀，使袖带内压力缓慢下降。随着袖带内压力的下降，动脉血管呈完全阻闭—渐开—全开的变化过程。
4.升压测量法：血压计使用气泵对袖带进行充气加压，利用充气袖带压迫动脉血管，随着袖带压力的上升，动脉血管呈全开—半闭—完全阻闭的变化过程。
5.现有公开号为cn108272446a的中国专利，其公开了一种无创连续血压测量系统及其校准方法。本发明在系统启动时先用普通的最小二乘法进行公式系数和常数项的初始化，使系统立即具有计算正确的无创连续血压值的能力，在之后的校准中再采用递归最小二乘法。
6.发明人认为现有技术中测量血压的方法，误差大，且会产生误测，存在待改进之处。


技术实现要素：

7.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于最小二乘法的血压测量系统及装置。
8.根据本发明提供的一种基于最小二乘法的血压测量系统,包括拟合修正单元、数据处理单元、信息存储单元以及用户切换单元，还包括如下步骤：s1、所述信息存储单元利用大数据对人群的血压数据不断学习，形成数据库；s2、通过升压测量法对用户进行血压测量，得到高压数值和低压数值，并将高压数值和低压数值传递至所述拟合修正单元；s3、所述拟合修正单元利用最小二乘法对升压测量法检测到的高压数值和低压数值进行拟合，得到拟合后的高压数值an和低压数值bn，并纳入所述信息存储单元的数据库；s4、通过降压测量法对用户的血压进行测量，得到高压数值和低压数值，并将高压数值和低压数值传递至所述拟合修正单元；s5、所述拟合修正单元利用最小二乘法对降压测量法检测到的高压数值和低压数值进行拟合，并在递归自适应中提高步骤s3中拟合后的高压数值和低压数值的权重，得到拟合后的高压数值am和低压bm，并输出，同时纳入所述信息存储单元的数据库。
9.优选地，对于步骤s1，所述信息存储单元利用大数据对人群的血压数据进行学习时，针对不同年龄区间内的人群的血压数据分开进行学习，从而得到能够针对不同年龄段人群的数据库。
10.优选地,对于步骤s3，在得到拟合后的高压数值an和低压数值bn后，纳入所述信息存储单元的数据库之前，通过所述数据处理单元对拟合后的高压数值an和低压数值bn进行判断。
11.优选地,所述数据处理单元对拟合后的高压数值an和低压数值bn进行判断方法如下：将拟合后的高压数值an与数据库中的前五次高压数值通过分布最小二乘法进行误差拟合得到数值a0,将数值a0与高压数值an对比，记录误差比例ka；将拟合后的低压数值bn与数据库中的前五次低压数值通过分布最小二乘法进行误差拟合得到数值b0，将数值b0与低压数值bn对比，记录误差比例kb；之后再对ka和kb进行最小二乘法拟合得到拟合误差；若拟合误差超过
±
5％，显示测量错误测量结束，且高压数值an和低压数值bn不纳入数据库；若拟合误差不超过
±
5％，将高压数值an和低压数值bn纳入数据库，并能够继续测量。
12.优选地,对于步骤s5，在得到拟合后的高压数值am和低压数值bm后，纳入所述信息存储单元的数据库之前，通过所述数据处理单元对拟合后的高压数值am和低压数值bm进行判断。
13.优选地，所述数据处理单元对拟合后的高压数值am和低压数值bm进行判断方法如下：将拟合后的高压数值am与数据库中的前五次高压数值通过分布最小二乘法进行误差拟合得到数值a1,将数值a1与高压数值am对比，记录误差比例kc；将拟合后的低压数值bm与数据库中的前五次低压数值通过分布最小二乘法进行误差拟合得到数值b1，将数值b1与低压数值bm对比，记录误差比例kd；之后再对kc和kd进行最小二乘法拟合得到拟合误差；若拟合误差在10％以内，则显示高压数值am和低压数值bm，并纳入所述信息存储单元的数据库；若拟合误差超过10％，则输出测量错误测量结束，且高压数值am和低压数值bm不纳入所述信息存储单元的的数据库。
14.优选地,所述信息存储单元的数据库包括第一数据库和个人数据库，在将血压数据纳入所述信息存储单元的数据库之前先进行数据库判断，再将血压数据纳入第一数据库或个人数据库；若判断为第一数据库，则将血压数据直接纳入；若判断为个人数据库，则备注用户或设备信息并纳入个人数据库。
15.优选地,在备注用户或设备使用第一数据库时，将其对应的个人数据库的全部或部分数据临时纳入第一数据库。
16.优选地,进行血压测量时，通过用户切换单元选择第一数据库或个人数据库。
17.根据本发明提供的一种基于最小二乘法的血压测量装置，采用权利要求1所述的一种基于最小二乘法的血压测量系统，包括血压信号采集器、控制器以及可视化单元；所述血压信号采集器用于采集使用者的血压数据，所述控制器包括拟合修正单元、数据处理单元、信息存储单元以及用户切换单元，且所述控制器安装在血压信号采集器上；所述可视化单元与控制器连接，且所述可视化单元用于将控制器的输出数据可视化。
18.与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
19.1、本发明通过将升压测量法测量的高压数据和低压数据进行最小二乘法拟合后的有效高压数据an和低压数据bn纳入数据库，并在对降压测量法测量高压数据和低压数据进行最小二乘法拟合的递归自适应中提高高压数据an和低压数据bn的权重，有助于提高对降压测量法测量高压数据和低压数据拟合的收敛速度，且有助于提高测量精度；
20.2、本发明利用升压测量法测量的有效高压数据an和低压数据bn，有助于提高降压
测量法的测量精度，减少降压测量法的测量误差；
21.3、本发明通过对升压测量法拟合后的高压数值an和低压数值bn、降压测量法拟合后的高压数值am和低压数值bm的数据进行判断，有助于减少因用户操作不当，把错误数据纳入个人数据库的情况发生，进而有助于提高后续检测的精确度；
22.4、本发明通过选择对不同年龄区间的血压数据进行大数据学习形成的第一数据库，通过对备注用户或设备的每一次有效血压测量值进行学习形成的个人数据库，有助于提高血压测量的精确度。
附图说明
23.通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
24.图1为本发明主要体现血压测量的整体流程示意图。
具体实施方式
25.下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
26.实施例1
27.如图1所示，根据本发明提供的一种基于最小二乘法的血压测量系统，包括拟合修正单元、数据处理单元、信息存储单元以及用户切换单元，还包括如下步骤：
28.s1、信息存储单元利用大数据对人群的血压数据不断学习，形成数据库。数据库包括第一数据库和个人数据库，第一数据库是利用大数据针对不同年龄区间内的人群的血压数据分开进行学习形成的；个人数据库是对备注的用户或设备的每一次有效血压测量值进行学习形成的。在进行测量之前，使用者可以通过用户切换单元选择第一数据库或个人数据库。
29.借助区分不同年龄区间血压数据的第一数据库，能够为使用者匹配与其年龄区间相符的血压数值数据库，从而有助于提高使用者血压测量的准确性。本技术以个人数据库为例进行阐述。
30.s2、采用升压测量法对用户进行血压测量，得到高压数值和低压数值，并将高压数值和低压数值传递至所述拟合修正单元。
31.s3、拟合修正单元利用最小二乘法对升压测量法检测到的高压数值和低压数值进行拟合，得到拟合后的高压数值an和低压数值bn，并纳入信息存储单元的个人数据库。
32.在得到拟合后的高压数值an和低压数值bn后，纳入信息存储单元的个人数据库之前，通过数据处理单元对拟合后的高压数值an和低压数值bn进行判断，判断方法如下：
33.将拟合后的高压数值an与个人数据库中的前五次高压数值通过分布最小二乘法进行误差拟合得到数值a0,将数值a0与高压数值an对比，记录误差比例ka；
34.将拟合后的低压数值bn与个人数据库中的前五次低压数值通过分布最小二乘法进行误差拟合得到数值b0，将数值b0与低压数值bn对比，记录误差比例kb；之后再对ka和kb
进行最小二乘法拟合得到拟合误差；
35.若拟合误差超过
±
5％，输出测量错误测量结束，且高压数值an和低压数值bn不纳入个人数据库；
36.若拟合误差不超过
±
5％，将高压数值an和低压数值bn纳入个人数据库，并能够继续测量。
37.s4、通过降压测量法对用户的血压进行测量，得到高压数值和低压数值，并将高压数值和低压数值传递至拟合修正单元。
38.s5、拟合修正单元利用最小二乘法对降压测量法检测到的高压数值和低压数值进行拟合，并在递归自适应中提高高压数值an和低压数值bn的权重，得到拟合后的高压数值am和低压bm，并输出，同时纳入信息存储单元的个人数据库。
39.通过在递归自适应中提高高压数值an和低压数值bn的权重，能够提高对降压测量法检测到的高压数值和低压数值进行拟合的收敛速度，提高降压测量法检测的准确性。
40.在得到拟合后的高压数值am和低压数值bm后，纳入信息存储单元的个人数据库之前，通过数据处理单元对拟合后的高压数值am和低压数值bm进行判断，方法如下：
41.将拟合后的高压数值am与个人数据库中的前五次高压数值通过分布最小二乘法进行误差拟合得到数值a1,将数值a1与高压数值am对比，记录误差比例kc；
42.将拟合后的低压数值bm与个人数据库中的前五次低压数值通过分布最小二乘法进行误差拟合得到数值b1，将数值b1与低压数值bm对比，记录误差比例kd；
43.之后再对kc和kd进行最小二乘法拟合得到拟合误差；
44.若拟合误差在10％以内，则输出高压数值am和低压数值bm，并纳入信息存储单元的个人数据库；
45.若拟合误差超过10％，则输出测量错误测量结束，且高压数值am和低压数值bm不纳入信息存储单元的个人数据库。
46.在对降压测量法得到的高压数据和低压数据利用最小二乘法进行拟合时，采用了升压测量法的测量值，从而使得降压测量法的误差更小。
47.且对升压测量法拟合后的高压数值an和低压数值bn、降压测量法拟合后的高压数值am和低压数值bm的数据进行判断，能够减少因用户操作不当，把错误数据纳入个人数据库的情况发生，提高后续检测的精确度。
48.利用上述方法进行血压测量时，步骤s2和步骤s3的间隔时间不超过五分钟。
49.发明人认为利用大数据对不同年龄段人群的血压数据进行学习时，人群年龄段的划分以5年为一个区间为宜。
50.实施例2
51.根据本发明提供的一种基于最小二乘法的血压测量装置统，包括血压信号采集器、控制器以及可视化单元。
52.血压信号采集器为带式血压测量器，带式血压测量器能够使用气泵对袖带进行充气加压，利用充气袖带压迫动脉血管，使动脉血管处于完全闭阻状态。随后开启放气阀，使袖带内压力缓慢下降，动脉血管呈完全阻闭—渐开—全开的变化过程。实现降压测量法测量使用者的血压数据。
53.带式血压测量器还能够使用气泵对袖带进行充气加压，利用充气袖带压迫动脉血
管，随着袖带压力的上升，动脉血管呈全开—半闭—完全阻闭的变化过程。实现升压侧量法测量使用者的血压数据。
54.控制器包括拟合修正单元、数据处理单元、信息存储单元以及用户切换单元，控制器为嵌入安装在血压信号采集器内部的芯片，拟合修正单元、数据处理单元、信息存储单元以及用户切换单元均集成在控制器上。
55.可视化单元与控制器信号连接，且可视化单元将控制器的输出数据进行可视化处理，便于使用者获取测量结果。
56.变化例
57.根据本发明提供的一种基于最小二乘法的血压测量系统，备注用户或设备选择使用第一数据库时，应当将其对应的个人数据库的全部数据临时纳入第一数据库，以提高血压测量侧准确性。
58.发明人认为也可以将个人数据库的部分数据临时纳入第一数据库，当将将个人数据库的部分数据临时纳入第一数据库时，临时纳入的数据测量的时间越接近本次测量，则测量结果越准确。
59.本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统及其各个装置、模块、单元以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同功能。所以，本发明提供的系统及其各项装置、模块、单元可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种功能的装置、模块、单元也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的装置、模块、单元视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
60.以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。