一种连续血压测量系统及装置的制作方法

本发明涉及血压测量，具体涉及一种连续血压测量系统及装置。

背景技术：

1、随着上世纪医学、电子学和传感器技术的高速发展，无创连续血压测量技术逐渐被利用到临床医学中。该技术是指在没有任何皮肤创伤的情况下，对每搏血压值或连续血压波形进行测量。从临床医学角度，希望获取到准确可靠的收缩压、舒张压、平均压和脉压差等对象；从用户体验角度，希望得到便捷、可穿戴、对人无扰的连续测量产品。

2、当前无创连续血压测量的手段主要有柯式听诊法、示波法、张力法、容积箝位法、和脉搏波传播速度法等。然而这些方法都因存在某些不足，没有普及成为无创连续血压测量设备。

3、比较这几种方法不难发现，听诊法和示波法都需要袖带加压进行测量，是目前单次医学测量中的金标准。但是由于这两种方法需要完全阻断动脉血流，因此和连续测量无缘。目前这类基于袖带加压的方法也有实现“离散化”血压长时间测量的设备。但是其不便携、打扰人正常生活和休息的问题格外显著，不是推荐的连续血压测量手段。箝位法和张力法的测量，需要部分阻断动脉血流。长时间的佩戴会导致动脉血流不畅，血流通量降低，引发组织缺氧。而波速法的测量不需要阻断动脉，从这一点上非常适合长时间测量血压。本文的研究着眼点，就是从改良波速法出发，一方面研究血流动力学模型，提高测量精度；另一方面设计系统和实验，验证理论可靠性和准确性。

4、脉搏波传播速度法(简称pwv法)通过测量pwv或脉搏波传播时间(pulsetransittime，ptt)来测量血压。脉搏波指的是左心室收缩射血时产生的沿动脉传播的波动。本文为了区别各种脉搏波，如果测量的物理量是动脉压强的变化波形，通常称为压力脉搏波；如果是测量血液流量或流速，通常称作容积脉搏波或流速脉搏波；如果测量的是直径的变化，通常称为直径脉搏波。脉搏波的传播速度要远远快于血流流速，主要与动脉顺应性和动脉硬度相关，临床上是用来衡量动脉硬化程度的重要指标。

5、脉搏波传播速度法是不使用袖带无创连续测量血压的一种热门方法。最佳的测量点是主动脉，其次是大动脉，因为脉搏波传播速度与血压的相关性在主动脉或大动脉最高，这些部位的动脉管壁可以近似认为是弹性的。脉搏波传播速度法的原理是测量动脉中的两个点的脉搏波波形，根据这两个点的传播时间和距离，计算得到速度。因此实际测量的物理量是脉搏波传播时间。由于测量中心主动脉的脉搏波比较困难，也有很多研究测量动脉的其他位置，例如颈动脉、桡动脉、股动脉等等。这些动脉虽然有可能不再同一条传输路径上，但是根据实验结果，其脉搏波传播时间也和血压高度相关。还有另外一批研究者，使用心电图(electrocardiogram，ecg)代替近心端脉搏波。

6、目前已经商业化的自动测量设备有complior(alammedical)，sphygmocor(atcormedical，newsouthwales，australia)和pulsepen(diatecnes.r.l.，milano，italia)等。基于这种原理的设备需要精确测量两个测量点之间的距离，而且要准确将传感器放置在相应动脉处，需要一定的操作技巧；同时，这种方法的测量与人体姿态关系很大，一般需要固定不动；此外，因为测量点比较分散，这些装置需要佩戴在人体多个位置，佩戴起来不便携。该方法的准确性目前备受争议，普遍认为其精度偏低，而且需要动态标定。

7、因此目前缺少一种无创、实时、准确、可靠的血压连续测量方案和设计小型化、便携式、可穿戴的检测设备。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种连续血压测量系统及装置，能够实现无创实时、准确可靠的血压连续测量，且设计了一种小型化、便携式、可穿戴的血压测量装置。

2、为达到上述目的，本发明的技术方案-一种连续血压测量系统，包括脉搏波数据采集模块、特征分析模块、血压区间分类器以及血压值拟合输出模块。

3、脉搏波数据采集模块，用于连续获取多路脉搏波数据。

4、特征分析模块，用于提取脉搏波数据的特征点和特征值。

5、血压区间分类器，预先存储血压区间划分方案以及各血压区间的稳定特征值以及微调特征值，根据脉搏波波形的特征值确定所属血压区间，找到对应微调特征值，输入至血压值拟合输出模块；稳定特征值为血压区间内变化最小的设定数量的特征值；微调特征值为血压区间内和血压相关性最强的设定数量的特征值。

6、血压值拟合输出模块，预先构建微调特征值与血压值之间的拟合关系式，利用对应微调特征值进行拟合，输出血压值。

7、进一步地，血压区间分类器，预先存储血压区间划分方案以及各血压区间的稳定特征值以及微调特征值，具体为：血压区间划分方案为根据实测血压数据的数值范围划分血压区间。稳定特征值从潜在稳定特征值中选取；在血压区间内选取的m个特征值，该m个特征值的标准差最小时，即为潜在稳定特征值。微调特征值为血压区间内选取n个和血压相关性最强的特征值。

8、进一步地，稳定特征值从潜在稳定特征值中选取，具体为：将选出得到的潜在稳定特征值带入其他血压区间进行验证，考察是否具有特异性，挑选出k个特异性最强的特征值，作为描述当前血压区间的稳定特征值；

9、特异性的考察标准为：挑选出k个特异性最强的特征值，其平均值与其他组别同一特征值的平均值相比，有超过自身标准差50％的差异。

10、进一步地，血压值拟合输出模块，预先存储微调特征值与血压值之间的拟合关系式，具体为：

11、获取已有的脉搏波数据及其对应的血压数据。

12、n个微调特征值分别为x1，x2，…，xn，建立微调特征值与血压值bp的线性拟合关系。

13、根据已有的脉搏波数据及其对应的血压数据，确定线性拟合关系参数的取值，从而预先构建出微调特征值与血压值之间的线性拟合关系式并存储于血压值拟合输出模块。

14、本发明的另外一个实施例还提供了一种连续血压测量装置，包括脉搏波采集芯片、脉搏波信号处理电路、控制芯片以及显示终端。

15、脉搏波采集芯片，用于设置于体表，采集脉搏波信号，送入脉搏波信号处理电路。

16、脉搏波信号处理电路，对脉搏波信号进行滤波处理后送入控制芯片。

17、控制芯片用于提取脉搏波信号的特征点和特征值，根据预先存储的血压区间划分方案以及各血压区间的稳定特征值以及微调特征值，确定所属血压区间，找到对应微调特征值；稳定特征值为血压区间内变化最小的设定数量的特征值；微调特征值为血压区间内和血压相关性最强的设定数量的特征值；预先构建微调特征值与血压值之间的线性拟合关系式，利用对应微调特征值进行拟合，输出血压值送入显示终端。

18、显示终端对输出血压值进行显示。

19、优选地，控制芯片中设置特征分析模块、血压区间分类器以及血压值拟合输出模块。

20、特征分析模块，用于提取脉搏波信号的特征点和特征值。

21、血压区间分类器，预先存储血压区间划分方案以及各血压区间的稳定特征值以及微调特征值，根据脉搏波波形的特征值确定所属血压区间，找到对应微调特征值，输入至血压值拟合输出模块；稳定特征值为血压区间内变化最小的设定数量的特征值；微调特征值为血压区间内和血压相关性最强的设定数量的特征值。

22、血压值拟合输出模块，预先构建微调特征值与血压值之间的线性拟合关系式，利用对应微调特征值进行拟合，输出血压值。

23、优选地，脉搏波采集芯片为2个体表压力脉搏波采集芯片，分别设置于手腕处体表和手掌处体表，分别采集手腕处和手掌处的体表压力脉搏波。

24、优选地，脉搏波芯片为2个体表压力脉搏波采集芯片和1个光电容积脉搏波ppg采集芯片；其中2个体表压力脉搏波采集芯片，分别设置于手腕处体表和手掌处体表，分别采集手腕处和手掌处的体表压力脉搏波；1个光电容积脉搏波ppg采集芯片别设置于手掌处体表，采集手掌处的ppg信号。

25、有益效果：

26、1、本发明提供的一种连续血压测量系统，利用脉搏波的波形特征获取血压信息，并给出了利用波形特征值信息建立波形所属血压区间的分类方案。在某一血压区间的特征值中，找到可以表征这一区间的稳定特征值和与血压相关性高的微调特征值，并建立微调特征值与血压的线性拟合关系，作为分类依据设计分类器，根据已经设计好的分类器，对采集得到的波形进行分类，确定波形对应的血压区间，再进一步根据微调特征值确定具体的血压值。该系统能够实现无创实时、准确可靠的血压连续测量。

27、2、本发明提供的一种连续血压测量系统，分类器的构造利用了波形特征点的特征值信息，对于不同血压区间，可能会使用不同的特征点和特征值信息作为该组别的稳定特征值和微调特征值，其使用了稳定特征值和微调特征值一方面使用了血压区间的稳定性特征，另一方面又使用了与血压相关性最强的特征，因此设计出的分类器具备一定的准确可靠性且与血压的相关性足够强。

28、3、本发明提供的一种连续血压测量系统，利用微调特征值与血压值之间的线性拟合关系进行最终血压值的确定，微调特征值是与徐亚相关性最强的特征值，且选取了多个微调特征值，该线性拟合关系能够快速并准确地估计得到当前血压值，在提升了血压测量精度的同时，降低了计算量，提高了测量效率。

29、4、本发明提供的一种连续血压测量装置，包括脉搏波采集芯片、脉搏波信号处理电路、控制芯片以及显示终端；脉搏波采集芯片设置于体表，体现了可穿戴性，控制芯片预先存储了血压区间划分方案以及各血压区间的稳定特征值以及微调特征值，以及微调特征值与血压值之间的线性拟合关系式，能够实时计算当前血压值，其所包含的芯片均可以采用小型化的器件，该装置通过锂电池供电，可以连续工作10小时，采集脉搏波波形分析血压信息。因此在佩戴使用该装置的过程中，可以脱离实验室或室内的约束，实现便携、可穿戴的效果。