一种基于PPG信号的血压预测方法、装置、设备和介质

本发明创造属于血压预测的，具体涉及了一种基于ppg信号的血压预测方法、装置、设备和介质。

背景技术：

1、血压(bp)是一个重要的健康指标也是诊断疾病的关键参数。偏离标准范围，无论是过高或过低，都可能会导致心脏病、中风和心脏病等疾病。根据世界卫生组织的报告，心血管疾病导致了约1790万人死亡。准确的监测血压对及时发现疾病并促使迅速诊断至关重要。

2、测量血压主要有两种方法：侵入性方法和非侵入性方法。侵入性方法虽然能提供精确的测量结果，但需要插入导管，具有潜在风险。非侵入性方法，包括听诊器法和示波法，使用充气袖带和电极，限制了实时监测并造成患者不适。传感技术的进步使得通过可穿戴传感器实现了无创生理参数检测，采用光电脉搏(ppg)和心电图(ecg)分析等技术用于血压预测。当然血压预测只能是一个短期预测，由于人在不同的身体状态下，血压的波动以及变化是不同的，人在运动和平静时血压变化是不同的，同样的人在情绪激动状态下的血压变化也是不同的，所以此处的身体状态除了一些疾病引起的身体状态的改变，还有人身体的运动状态以及精神状态所引起的改变，但是就短时间的预测依然可以给予用户很大的保护效果，可以帮助用户避免一些心脑血管疾病的突发。

3、现有技术中在通过ppg信号进行血压预测时，大多数研究者将血压预测模型构建在单任务学习(stl)范式之内，需要为不同的任务进行单独模型训练，从而增加了训练复杂性。同时，忽略了不同任务之间的潜在相互关系，影响了整体预测效果。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本发明创造提出了一种基于ppg信号的血压预测方法、装置、设备和介质。本申请通过获取预设时长的样本光电脉搏数据；根据所述样本光电脉搏数据确定时间特征和空间特征；根据所述时间特征和所述空间特征确定融合特征；根据所述融合特征确定预测舒张压和预测收缩压。能够同时预测两个血压参数，还能够在任务之间共享信息，从而更有效地提升预测结果的准确性。

2、为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案包含四个方面。

3、第一方面，提供了一种基于ppg信号的血压预测方法，包括：获取预设时长的样本光电脉搏数据；根据所述样本光电脉搏数据确定时间特征和空间特征；根据所述时间特征和所述空间特征确定融合特征；根据所述融合特征确定预测舒张压和预测收缩压。

4、在一些实施例中，所述根据所述样本光电脉搏数据确定时间特征和空间特征，包括：对所述样本光电脉搏数据进行预处理，得到归一化脉搏数据；根据所述归一化脉搏数据确定一阶导数和二阶导数；将所述归一化脉搏数据、所述一阶导数和所述二阶导数经过多个通道输入到已完成训练的特征提取模型中；通过所述特征提取模型确定所述时间特征和所述空间特征。

5、在一些实施例中，所述通过所述特征提取模型确定所述时间特征和所述空间特征，包括：在所述特征提取模型中，通过bi-lstm结构对各个通道输入的数据进行时间特征提取，得到各个通道的时间特征；在所述特征提取模型中，通过多个卷积核大小不同的卷积网络对所有通道输入的数据进行空间特征提取，得到多尺度空间特征。

6、在一些实施例中，所述根据所述时间特征和所述空间特征确定融合特征，包括：使用训练好的标准卷积块分别从所述时间特征和所述空间特征中捕捉局部时间特征和局部空间特征；使用训练好的扩张卷积块分别从所述时间特征和所述空间特征中捕捉全局时间特征和全局空间特征；根据所述局部时间特征、所述全局时间特征、所述局部空间特征和所述全局空间特征确定所述融合特征。

7、在一些实施例中，所述根据所述融合特征确定预测舒张压和预测收缩压，包括：根据所述融合特征确定收缩压特征和舒张压特征；获取预设的第一血压权重和第二血压权重，其中所述第一血压权重和所述第二血压权重的和为1；根据所述收缩压特征和所述第一血压权重确定第一特征；根据所述舒张压特征和所述第二血压权重确定第二特征；根据所述第一特征和所述第二特征确定关联特征；根据所述关联特征确定所述预测舒张压和所述预测收缩压。

8、在一些实施例中，所述融合特征包括多个特征通道，所述根据所述融合特征确定收缩压特征和舒张压特征，包括：将所述融合特征输入训练好的收缩压注意权重网络，得到各个特征通道的收缩压注意权重；根据所述收缩压注意权重和所述融合特征确定所述收缩压特征；将所述融合特征输入训练好的舒张压注意权重网络，得到各个特征通道的舒张压注意权重；根据所述舒张压注意权重和所述融合特征确定所述舒张压特征。

9、在一些实施例中，所述方法还包括：根据所述样本光电脉搏数据确定实测舒张压和实测收缩压；获取预设时间间隔前生成的历史预测舒张压和历史预测收缩压；根据同一时刻的所述实测舒张压和所述历史预测舒张压确定各个时刻的舒张压预测误差；根据同一时刻的所述实测收缩压和所述历史预测收缩压确定各个时刻的收缩压预测误差；根据所述舒张压预测误差和所述收缩压预测误差确定用户身体状态是否发生改变；在确定所述身体状态发生改变时，根据所述舒张压预测误差和所述收缩压预测误差对所述样本光电脉搏数据进行更新，使得所述样本光电脉搏数据能代表用户的当前身体状态。

10、第二方面，本申请提出了一种基于ppg信号的血压预测装置，包括：第一获取模块，用于获取预设时长的样本光电脉搏数据；第一确定模块，用于根据所述样本光电脉搏数据确定时间特征和空间特征；第二确定模块，用于根据所述时间特征和所述空间特征确定融合特征；第三确定模块，用于根据所述融合特征确定预测舒张压和预测收缩压。

11、第三方面，本申请提出了一种电子设备，包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时，执行如第一方面任一所述的方法。

12、第四方面，本申请提出了一种存储介质，该存储介质存储的计算机程序，能够被一个或多个处理器执行，所述计算机程序能够用来实现如第一方面任一所述的方法。

13、本发明创造的有益效果：本申请通过获取预设时长的样本光电脉搏数据；根据所述样本光电脉搏数据确定时间特征和空间特征；根据所述时间特征和所述空间特征确定融合特征；根据所述融合特征确定预测舒张压和预测收缩压。能够同时预测两个血压参数，还能够在任务之间共享信息，从而更有效地提升预测结果的准确性。

技术特征：

1.一种基于ppg信号的血压预测方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述样本光电脉搏数据确定时间特征和空间特征，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过所述特征提取模型确定所述时间特征和所述空间特征，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述时间特征和所述空间特征确定融合特征，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述融合特征确定预测舒张压和预测收缩压，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述融合特征包括多个特征通道，所述根据所述融合特征确定收缩压特征和舒张压特征，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

8.一种基于ppg信号的血压预测装置，其特征在于，包括：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，该计算机程序被所述处理器执行时，执行如权利要求1-7任一所述的方法。

10.一种存储介质，其特征在于，该存储介质存储的计算机程序，能够被一个或多个处理器执行，所述计算机程序能够用来实现如权利要求1-7任一所述的方法。

技术总结
本发明创造属于血压预测的技术领域，具体涉及了一种基于PPG信号的血压预测方法、装置、设备和介质。本申请通过获取预设时长的样本光电脉搏数据；根据所述样本光电脉搏数据确定时间特征和空间特征；根据所述时间特征和所述空间特征确定融合特征；根据所述融合特征确定预测舒张压和预测收缩压。能够同时预测两个血压参数，还能够在任务之间共享信息，从而更有效地提升预测结果的准确性。

技术研发人员：肖汉光,赵澳回,宋旺旺,刘天琦,龙丽,李玉麟,李焕琪
受保护的技术使用者：重庆理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17