专利名称：一种脉搏波识别方法、系统及动脉功能检测仪器的制作方法
技术领域：
本发明属于医疗检测技术领域，尤其涉及一种脉搏波识别方法、系统及动脉功能检测仪器。
背景技术：
动脉硬化是与高血压、肥胖、糖尿病、高血脂等联系在一起的并发症，可导致心血管疾病和中风等，而心血管疾病和中风正是致病和致残的重要原因，并且目前正以惊人的速度增加，随着我国人口老龄化的发展趋势，这一问题将会越来越严重。因此早期检查出动脉硬化症状并进行预防措施就显得尤为重要了。大动脉功能状态是预防和诊断心血管相关疾病的重要指标，大动脉僵硬度及狭窄程度是机体潜在病变的强力预测因素。其中脉搏波速度(Pulse WaveVelocity, PffV)指标用于评估动脉硬度，对此指标的检测对于筛查和评估动脉硬化有着重要的作用。用于计算脉搏波速度指标的参数包括脉搏波的6个特征点的参数，此6个特征点分别为主动脉瓣开放点升枝起点、收缩期最大压力点、主动脉扩张降压点、左心室舒张期开始点、反潮波起点和反潮波最高压力点，因此在脉搏波波形上正确地识别出这6个特征点就显得尤为重要，而正确识别的前提首先要保证采集到的脉搏波波形质量满足要求。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种脉搏波识别方法，旨在脉搏波波形质量能够满足要求的前提下去识别其中的特征点。本发明实施例是这样实现的，一种脉搏波识别方法，包括以下步骤于人体采集得到脉搏波波形数据；对采集得到的脉搏波波形数据进行斜率计算，判断是否存在两个连续的斜率值大于预设的斜率阈值，若存在，将其中一点定义为上升点；在计算得到的斜率值中，从上升点位置向前找过零点作为起点、向后找过零点作为终点，将该起点和终点分别识别为主动脉瓣开放点升枝起点和收缩期最大压力点；将所述脉搏波波形数据中所述收缩期最大压力点开始向后的过零点分别识别为主动脉扩张降压点、左心室舒张期开始点、反潮波起点和反潮波最高压力点。本发明实施例还提供了一种脉搏波识别系统，包括上升点识别模块，用于对采集得到的脉搏波波形数据进行斜率计算，判断是否存在两个连续的斜率值大于预设的斜率阈值，若存在，将其中一点定义为上升点；特征点识别模块，用于在所述上升点识别模块计算得到的斜率值中，从上升点位置向前找过零点作为起点、向后找过零点作为终点，将该起点和终点分别识别为主动脉瓣开放点升枝起点和收缩期最大压力点，将所述脉搏波波形数据中所述收缩期最大压力点开始向后的过零点分别识别为主动脉扩张降压点、左心室舒张期开始点、反潮波起点和反潮波最高压力点。
本发明实施例还提供了一种动脉功能检测仪器，包括若干脉搏波传感器，用于采集人体脉搏波波形数据；主机，与所述若干脉搏波传感器连接，用于对所述若干脉搏波传感器采集得到的人体脉搏波波形数据进行斜率计算，判断是否存在两个连续的斜率值大于预设的斜率阈值，若存在，将其中一点定义为上升点；还用于在计算得到的斜率值中，从上升点位置向前找过零点作为起点、向后找过零点作为终点，将该起点和终点分别识别为主动脉瓣开放点升枝起点和收缩期最大压力点，将所述脉搏波波形数据中所述收缩期最大压力点开始向后的过零点分别识别为主动脉扩张降压点、左心室舒张期开始点、反潮波起点和反潮波最高压力点；还用于根据识别出的主动脉瓣开放点升枝起点、收缩期最大压力点、主动脉扩张降压点、左心室舒张期开始点、反潮波起点和反潮波最高压力点计算人体的脉搏波速度PWV 和/或心率参数。本发明实施例从脉搏波波形中主动脉瓣开放点升枝起点和收缩期最大压力点所处的上升波段的独特斜率特性出发，将包含有至少连续两个递增的斜率值的上升波段的起点和终点识别为主动脉瓣开放点升枝起点和收缩期最大压力点，可以保证采集到的脉搏波波形质量能够满足要求，并由此入手识别出其余的特征点，从而为脉搏波速度PWV和/或心率参数的计算提供了准确可靠的参数。
图1是本发明实施例提供的脉搏波识别方法的实现流程图；图2是本发明实施例提供的脉搏波波形示意图；图3是本发明实施例提供的脉搏波识别系统的结构原理图；图4是本发明实施例提供的动脉功能检测仪器的结构原理图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。本发明实施例中，从脉搏波波形中主动脉瓣开放点升枝起点和收缩期最大压力点所处的上升波段的独特斜率出发，将包含有至少连续两个递增的斜率值的上升波段的起点和终点识别为主动脉瓣开放点升枝起点和收缩期最大压力点，并由此入手识别出其余的特征点。图1示出了本发明实施例提供的脉搏波识别方法的实现流程，详述如下在步骤SlOl中，于人体采集得到脉搏波波形数据。本发明实施例中，脉搏波波形数据可以从人体的颈动脉、桡动脉、股动脉以及远端动脉处采集得到，并由此可以计算脉搏波从颈动脉-桡动脉、颈动脉-股动脉、颈动脉-远端动脉的传播时间，即脉搏波速度(Pulse Wave Velocity，PWV)，可用于评估动脉硬度。用于计算脉搏波速度指标的参数包括脉搏波的主动脉瓣开放点升枝起点、收缩期最大压力点、主动脉扩张降压点、左心室舒张期开始点、反潮波起点和反潮波最高压力点等6个特征点参数。同时也可以通过上述6个特征点计算出人体的心率参数。
在步骤S102中，对采集得到的脉搏波波形数据进行斜率计算，判断是否存在两个连续的斜率值大于预设的斜率阈值，若存在，将其中一点定义为上升点。如图2所示，脉搏波波形中包括B-C、D-E、F_G等多个上升段，其中B-C的上升段具有与其余上升段不同的斜率特性，B-C段中包含有至少两个连续的斜率值大于预设的斜率阈值，因此本发明实施例从上述特性入手在找到的脉搏波上升段中识别出B-C段。本发明实施例中，首先预设一斜率阈值P来识别出脉搏波上升段，在波形中采集多个点并计算斜率值，若发现某一波段的包含有至少连续两个斜率值大于预设阈值P，则将与其中一个斜率值对应的点定义为上升点。在步骤S103中，在计算得到的斜率值中，从上升点位置向前找过零点作为起点、 向后找过零点作为终点，将该起点和终点分别识别为主动脉瓣开放点升枝起点和收缩期最大压力点。如上文所述，在脉搏波波形的上升段中，B-C段的斜率特性与其余上升段不同的斜率特性，B-C段包含上升段的最大斜率值。本实施例采用自学习阈值来识别该上升段是否为B-C段，假定该上升段中的某一个点Bl到其下一个点B2的斜率值为Ni，若m大于P，则将附作为自学习得到的阈值，B2到其下一个点B2的斜率值为N2，若N2大于Ni，则说明该上升段为B-C段，此上升段起点和终点即分别为主动脉瓣开放点升枝起点和收缩期最大压力点。在步骤S104中，将脉搏波波形数据中收缩期最大压力点开始向后的过零点分别识别为主动脉扩张降压点、左心室舒张期开始点、反潮波起点和反潮波最高压力点。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质可以为ROM/RAM、磁盘、光盘等。图3示出了本发明实施例提供的脉搏波识别系统的结构原理，为了便于描述，仅示出了与本实施例相关的部分。本识别系统可以是内置于动脉功能检测仪器中的软件单兀。参照图3，上升点识别模块31对采集得到的人体脉搏波波形数据进行斜率计算， 判断是否存在两个连续的斜率值大于预设的斜率阈值，若存在，将其中一点定义为上升点。 特征点识别模块32在所述上升点识别模块计算得到的斜率值中，从上升点位置向前找过零点作为起点、向后找过零点作为终点，将该起点和终点分别识别为主动脉瓣开放点升枝起点和收缩期最大压力点，将所述脉搏波波形数据中所述收缩期最大压力点开始向后的过零点分别识别为主动脉扩张降压点、左心室舒张期开始点、反潮波起点和反潮波最高压力点ο其中识别原理如上文所述，此处不再赘述。图4示出了本发明实施例提供的动脉功能检测仪器的结构原理，为了便于描述， 同样仅示出了与本实施例相关的部分。参照图4，本发明实施例提供的脉动脉功能检测仪器至少包括主机41、若干脉搏波传感器421-42Π，其中脉搏波传感器421-42Π用于采集人体脉搏波波形数据，并将采集到的波形传输至与其连接的主机41，具体实施时用手按住将脉搏波传感器421-4211固定在相应部位上，也可以采用扣带将脉搏波传感器421-42Π束缚于手腕和脚掌/背上或用夹子将脉搏波传感器421-42Π固定在手腕上。主机41判断脉搏波传感器421-42Π采集得到的人体脉搏波波形质量是否满足要求，并在判断满足要求后识别出脉搏波波形的主动脉瓣开放点升枝起点、收缩期最大压力点、主动脉扩张降压点、左心室舒张期开始点、反潮波起点和反潮波最高压力点等特征点，并据此特征点计算人体的PWV和/或心率参数。其中主机41判断波形质量以及识别特征点的方式如下首先对若干脉搏波传感器采集得到的人体脉搏波波形数据进行斜率计算，判断是否存在两个连续的斜率值大于预设的斜率阈值，若存在，将其中一点定义为上升点；还用于在计算得到的斜率值中，从上升点位置向前找过零点作为起点、向后找过零点作为终点，将该起点和终点分别识别为主动脉瓣开放点升枝起点和收缩期最大压力点，将所述脉搏波波形数据中所述收缩期最大压力点开始向后的过零点分别识别为主动脉扩张降压点、左心室舒张期开始点、反潮波起点和反潮波最高压力点；还用于根据识别出的主动脉瓣开放点升枝起点、收缩期最大压力点、主动脉扩张降压点、左心室舒张期开始点、反潮波起点和反潮波最高压力点计算人体的脉搏波速度PWV和/或心率参数。主机41在判断采集到的人体脉搏波的波形质量符合要求并识别出特征点后，即可进行各种生理参数的计算，下文仅以PWV和心率为例进行说明。1、PffV就是波形在桡动脉、股动脉、远端动脉中传播和在颈动脉中的传播的时间差，分别从颈动脉、桡动脉、股动脉、远端动脉处采集到脉搏波，其中每一处的脉搏波均包括多个波形周期，每个波形周期均包括上文所述的6个特征点。首先根据前边每条动脉质量点查找到的基础上，通过方法判断每条动脉参与计算PWV的质量点，可以选择图2中B-C 上升段的B点、C点或B-C上升段中连续两个斜率值大于阈值P的两个点之一。这里假设参与计算的每条动脉的质量点数组分别为JQTArr[N](颈动脉)，GQTArr[N](股动脉)、 YDQTArr [N](远端动脉)、NQTArr [N] t (桡动脉)。PWV(颈-桡)颈-桡动脉之间的所有对应质量点差值之和为
NSumJ-N=E abs(NQTArr [i]- JQTArr [i])其中 N 为在脉搏波中选取的
1=1
？
质量点的个数，如选取了 N个B点或C点。颈一桡动脉传播时间平均值(PWV)PffV (颈-烧)=SumJ-N/N。PWV(颈-远)颈-远动脉之间的所有对应质量点差值之和为
NSumJ-Y=I] abs(YDQTArr [i]- JQTArr [i])其中 N 为在脉搏波中选取的
1 = 1
3
质量点的个数，如选取了 N个B点或C点。颈-远动脉传播时间平均值(PWV)
PWV (颈-远)=SumJ-Y/N。 PWV(颈-股)
6
颈-股动脉之间的所有对应质量点差值之和为
权利要求
1.一种脉搏波识别方法，其特征在于，包括以下步骤于人体采集得到脉搏波波形数据；对采集得到的脉搏波波形数据进行斜率计算，判断是否存在两个连续的斜率值大于预设的斜率阈值，若存在，将其中一点定义为上升点；在计算得到的斜率值中，从上升点位置向前找过零点作为起点、向后找过零点作为终点，将该起点和终点分别识别为主动脉瓣开放点升枝起点和收缩期最大压力点；将所述脉搏波波形数据中所述收缩期最大压力点开始向后的过零点分别识别为主动脉扩张降压点、左心室舒张期开始点、反潮波起点和反潮波最高压力点。
2.如权利要求1所述的脉搏波识别方法，其特征在于，所述于人体采集得到脉搏波波形数据的步骤具体为于人体的颈动脉、桡动脉、股动脉以及远端动脉处采集得到脉搏波波形数据。
3.一种脉搏波识别系统，其特征在于，包括上升点识别模块，用于对采集得到的脉搏波波形数据进行斜率计算，判断是否存在两个连续的斜率值大于预设的斜率阈值，若存在，将其中一点定义为上升点；特征点识别模块，用于在所述上升点识别模块计算得到的斜率值中，从上升点位置向前找过零点作为起点、向后找过零点作为终点，将该起点和终点分别识别为主动脉瓣开放点升枝起点和收缩期最大压力点，将所述脉搏波波形数据中所述收缩期最大压力点开始向后的过零点分别识别为主动脉扩张降压点、左心室舒张期开始点、反潮波起点和反潮波最高压力点。
4.一种动脉功能检测仪器，其特征在于，包括若干脉搏波传感器，用于采集人体脉搏波波形数据；主机，与所述若干脉搏波传感器连接，用于对所述若干脉搏波传感器采集得到的人体脉搏波波形数据进行斜率计算，判断是否存在两个连续的斜率值大于预设的斜率阈值，若存在，将其中一点定义为上升点；还用于在计算得到的斜率值中，从上升点位置向前找过零点作为起点、向后找过零点作为终点，将该起点和终点分别识别为主动脉瓣开放点升枝起点和收缩期最大压力点，将所述脉搏波波形数据中所述收缩期最大压力点开始向后的过零点分别识别为主动脉扩张降压点、左心室舒张期开始点、反潮波起点和反潮波最高压力点； 还用于根据识别出的主动脉瓣开放点升枝起点、收缩期最大压力点、主动脉扩张降压点、左心室舒张期开始点、反潮波起点和反潮波最高压力点计算人体的脉搏波速度PWV和/或心率参数。
5.如权利要求4所述的动脉功能检测仪器，其特征在于，所述动脉功能检测仪器还包括脉搏波采集脚踏板，其与所述主机连接，用于控制所述主机接收所述若干脉搏波传感器采集到的脉搏波波形数据。
6.如权利要求4或5所述的动脉功能检测仪器，其特征在于，所述主机连续5次判断所述若干脉搏波传感器采集到的人体脉搏波的波形质量符合要求后，计算人体的脉搏波速度 PffV和/或心率参数。
全文摘要
本发明适用于医疗检测技术领域，提供了一种脉搏波识别方法、系统及动脉功能检测仪器。该识别方法包括以下步骤于人体采集得到脉搏波波形数据；对脉搏波波形数据进行斜率计算，判断是否存在两个连续的斜率值大于预设的斜率阈值，若存在，将其中一点定义为上升点；在计算得到的斜率值中，从上升点位置向前找过零点作为起点、向后找过零点作为终点，将该起点和终点分别识别为主动脉瓣开放点升枝起点和收缩期最大压力点并进一步识别其余特征点。本发明从脉搏波波形中主动脉瓣开放点升枝起点和收缩期最大压力点所处的上升波段的独特斜率特性出发，保证采集到的脉搏波波形质量能够满足要求，为脉搏波速度PWV和/或心率参数的计算提供了准确可靠的参数。
文档编号A61B5/02GK102258364SQ20101018789
公开日2011年11月30日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者王学勇 申请人:深圳市盛力康实业发展有限公司