專利名稱：一種無創(chuàng)血壓測量方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械，尤其涉及一種無創(chuàng)血壓測量方法和裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)中，無創(chuàng)血壓測量大部分是基于振蕩法的，在測量中對振蕩波、袖帶壓進行處理，并依據(jù)經(jīng)驗的比例系數(shù)計算血壓值。由于血壓的影響因素很多，例如年齡、手臂粗細、胖瘦、妊娠、腎病、心血管病、血壓高低等不同的情況，目前的方法是根據(jù)聽診法或有創(chuàng)壓法作為參考，利用同步、順序的臨床試驗方法，來 獲得參考方法和無創(chuàng)血壓對比方法的結(jié)果，并利用統(tǒng)計學(xué)對無創(chuàng)血壓的結(jié)果修正，從而獲得符合要求的測量結(jié)果。但是現(xiàn)有技術(shù)沒有能針對上述的各種情況建立起針對性的計算方法，以獲得最佳的計算結(jié)果，既能保證單個的準確性，更能保證統(tǒng)計學(xué)的準確性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能根據(jù)個體差異進行準確測量的無創(chuàng)血壓測量方法。本發(fā)明要解決的另一技術(shù)問題是提供一種基于上述測量方法的裝置。本發(fā)明要解決的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案加以解決一種無創(chuàng)血壓測量方法，包括檢測壓力和振蕩脈搏波、基于所述檢測的壓力和振蕩脈搏波進行血壓計算的過程，所述血壓計算的過程包括根據(jù)振蕩脈搏波計算平均壓；根據(jù)所述平均壓將要計算的血壓進行分段；對于各個分段區(qū)間，應(yīng)用相對應(yīng)的預(yù)先設(shè)置的信號特征模板進行匹配；根據(jù)匹配的信號特征模板來計算血壓。其中所述信號特征模板是通過年齡、手臂粗細、胖瘦、妊娠、腎病、心血管病、血壓高低、袖套捆綁過松因素其中的一種或多種來預(yù)先設(shè)定的。其中所述信號特征模板包括振蕩脈搏波的包絡(luò)形狀。其中所述對于各個分段區(qū)間，應(yīng)用相對應(yīng)的預(yù)先設(shè)置的信號特征模板進行匹配包括將各個分段區(qū)間內(nèi)振蕩脈搏波的包絡(luò)形狀與信號特征模板進行比較，選擇最接近的信號特征模板作為匹配模板，獲得基于當(dāng)前分段和匹配的系數(shù)；其中所述根據(jù)匹配的信號特征模板來計算血壓包括根據(jù)所述匹配的系數(shù)和包絡(luò)形狀計算收縮壓、舒張壓和脈率。其中所述根據(jù)匹配的信號特征模板來計算血壓還包括根據(jù)計算出來的收縮壓、舒張壓評估與平均壓的關(guān)系的合理性。一種無創(chuàng)血壓測量裝置，包括測量模塊，用于檢測壓力和振蕩脈搏波，并基于所述檢測的壓力和振蕩脈搏波進行血壓計算，所述測量模塊包括計算單元和模板單元；所述模板單元用于存儲預(yù)先設(shè)置的信號特征模板；所述計算單元用于根據(jù)振蕩脈搏波計算平均壓，根據(jù)所述平均壓將要計算的血壓進行分段，對于各個分段區(qū)間，應(yīng)用相對應(yīng)的所述模板單元中預(yù)先設(shè)置的信號特征模板進行匹配，根據(jù)匹配的信號特征模板來計算血壓。其中所述模板單元還用于存儲通過年齡、手臂粗細、胖瘦、妊娠、腎病、心血管病、血壓高低、袖套捆綁過松因素其中的一種或多種來預(yù)先設(shè)定的信號特征模板庫。其中所述模板單元還用于存儲振蕩脈搏波的包絡(luò)形狀。其中所述計算單元還用于將各個分段區(qū)間內(nèi)振蕩脈搏波的包絡(luò)形狀與信號特征模板進行比較，選擇最接近的信號特征模板作為匹配模板，獲得基于當(dāng)前分段和匹配的系數(shù)；根據(jù)所述匹配的系數(shù)和包括形狀計算收縮壓、舒張壓和脈率。其中所述計算單元還用于根據(jù)計算出來的收縮壓、舒張壓評估與平均壓的關(guān)系的 合理性。由于采用了以上技術(shù)方案，使本發(fā)明具備的有益效果在于(I)在本發(fā)明的具體實施方式
中，通過在分段中應(yīng)用模板匹配，能更接近真實的對比對象，從而提高血壓計算的準確性。(2)在本發(fā)明的具體實施方式
中，通過在模板中考慮一些個體差異，例如年齡、手臂粗細、胖瘦等因素，解決血壓測量中由于個體差異所引入的誤差，進一步提高了準確性。(3)在本發(fā)明的具體實施方式
中，通過“包絡(luò)形狀”的匹配進行模板的匹配選擇，簡單、易于實現(xiàn)。(4)在本發(fā)明的具體實施方式
中，通過計算出的收縮壓和舒張壓與平均壓的關(guān)系的評價，進行合理性判斷，增加了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。


圖I示出了根據(jù)本發(fā)明無創(chuàng)血壓測量方法的一個實施例的流程圖；圖2示出根據(jù)本發(fā)明無創(chuàng)血壓測量方法的另一個實施例的流程圖；圖3示出根據(jù)本發(fā)明無創(chuàng)血壓測量方法的又一個實施例的流程圖；圖4示出根據(jù)本發(fā)明無創(chuàng)血壓測量方法的又一個實施例的模板匹配示意圖；圖5示出根據(jù)本發(fā)明無創(chuàng)血壓測量裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6示出根據(jù)本發(fā)明無創(chuàng)血壓測量裝置的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為根據(jù)本發(fā)明無創(chuàng)血壓測量裝置的另一個實施例的電路原理圖。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。本發(fā)明的具體實施方式
采用振蕩法來測量血壓，即采用捆綁在被測對象的上手臂(或腕部、大腿部)的袖套，通過控制的充氣泵和放氣閥對這個袖套進行充氣、放氣，阻塞和恢復(fù)手臂中的血液流動，并利用與袖套連接的壓力傳感器、測量電路，以及存儲于微處理器中的軟件及算法，對檢測到的壓力、脈搏波進行分析，最終計算出收縮壓、舒張壓、平均壓和脈率等參數(shù)，并通過接口，上傳這些測量參數(shù)，并在輸出設(shè)備上進行參數(shù)值和狀態(tài)的顯示，提供為醫(yī)護人員在對被監(jiān)測人的血壓狀態(tài)的判別參考。本發(fā)明具體實施方式
的測量中，要完成上述血壓參數(shù)的準確監(jiān)測，除了需要對脈搏波、壓力的可靠檢測以外，最關(guān)鍵的部分是根據(jù)脈搏波、壓力來計算收縮壓、舒張壓。本發(fā)明的實施例采用比例系數(shù)法，而數(shù)字聽診法用于在建立模板庫時進行驗證和比較。但是由于比例系數(shù)法是基于經(jīng)驗的，常規(guī)的做法是在不同的血壓段，根據(jù)對比方法的結(jié)果，也分段分別設(shè)置相關(guān)的比例系數(shù)進行計算，由于血壓的影響因素很多，比如年齡、身體差異、袖套、各種疾病等，產(chǎn)生了信號的特征差異很大，這樣將帶來血壓測量的準確性不足的問題，特別是針對中老年人的測量誤差會更大，雖然根據(jù)標準中所要求的統(tǒng)計結(jié)果仍是滿足標準的要求。下面通過具體實施方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。圖I示出了根據(jù)本發(fā)明無創(chuàng)血壓測量方法的一個實施例的流程圖，包括檢測壓力和振蕩脈搏波、基于該檢測的壓力和振蕩脈搏波進行血壓計算的過程，該血壓計算的過程包括以下步驟步驟102 :根據(jù)振蕩脈搏波計算平均壓；
步驟104 :根據(jù)平均壓將要計算的血壓進行分段；步驟106 :對于各個分段區(qū)間，應(yīng)用相對應(yīng)的預(yù)先設(shè)置的信號特征模板進行匹配；步驟108 :根據(jù)匹配的信號特征模板來計算血壓。一種實施方式，選擇振蕩脈搏波的最大值來計算平均壓；再根據(jù)平均壓將血壓分成多段，例如4段，當(dāng)然也可以分成其他數(shù)的多段，需要和模板中的分段一致。一種實施方式，信號特征模板是通過考慮年齡、手臂粗細、胖瘦、妊娠、腎病、心血管病、血壓高低、袖套捆綁過松因素其中的一種或多種來預(yù)先設(shè)定的?？梢詫⒖紤]上述各種因素的樣本之特征抽取出來，特征可以是振蕩脈搏波的包絡(luò)形狀。一種實施方式，步驟106進一步包括將各個分段區(qū)間內(nèi)振蕩脈搏波的包絡(luò)形狀與信號特征模板進行比較，選擇最接近的信號特征模板作為匹配模板，獲得基于當(dāng)前分段和匹配的系數(shù)；匹配的系數(shù)主要包括計算收縮壓、舒張壓的比例系數(shù)。—種實施方式，步驟108進一步包括根據(jù)所述匹配的系數(shù)和包絡(luò)形狀計算收縮壓、舒張壓和脈率；根據(jù)計算出來的收縮壓、舒張壓評估與平均壓的關(guān)系的合理性。圖2示出根據(jù)本發(fā)明無創(chuàng)血壓測量方法的另一個實施例的流程圖，其包括步驟202 :系統(tǒng)初始化；步驟204 :系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測、檢查，若正常轉(zhuǎn)入步驟206，否則轉(zhuǎn)入步驟220 ；步驟206 :等待命令，有命令轉(zhuǎn)入步驟208，否則轉(zhuǎn)入步驟204 ；步驟208 :啟動充氣操作；步驟210 :進行壓力安全判別，若過壓，則轉(zhuǎn)入步驟220，若正常轉(zhuǎn)入步驟212 ；步驟212 :進行時間安全判別，若超時，則轉(zhuǎn)入步驟220，若正常轉(zhuǎn)入步驟214 ；步驟214 :采集壓力、脈搏波及特征識別；步驟216 :判斷本次測量是否結(jié)束，若結(jié)束轉(zhuǎn)步驟218，否則轉(zhuǎn)入步驟212 ；步驟218 :血壓計算并上傳數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)入步驟204 ；步驟220 :報錯、終止測量，轉(zhuǎn)入步驟204。圖3示出根據(jù)本發(fā)明無創(chuàng)血壓測量方法的又一個實施例的流程圖，其包括獲取振蕩脈搏波并基于該振蕩脈搏波進行血壓計算的過程，該過程包括步驟302 :振蕩脈搏波極值趨勢插值與平滑，構(gòu)建完整振蕩脈搏波包絡(luò)；步驟304 :根據(jù)振蕩脈搏波包絡(luò)搜索最大值，獲得平均壓；
步驟306 :根據(jù)平均壓獲得分段血壓計算窗口 ；如可將血壓的計算分成多段，如40-90mmHg,91-150mmHg, 151-200mmHg, 201-250mmHg 等，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，該分段僅是示例性的，可按照與此不同的分段規(guī)律進行分段；步驟308 :根據(jù)分段中的包絡(luò)進行模板匹配分析、獲得基于窗口和匹配的系數(shù)，該匹配分析可以將模板中存儲的特征與當(dāng)前包絡(luò)進行比較，獲得最接近的模板，比較方法可以通過面積比較法，如圖4所示，圓點為測量的脈搏波包絡(luò)，方點為模板包絡(luò)，陰影就是二者的重疊面積，該面積最大者即為最匹配模板。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，還可使用其他的方法進行最匹配模板的選擇，例如脈搏波變化率匹配方法；步驟310 :根據(jù)系數(shù)和包絡(luò)計算收縮壓和舒張壓，同時計算脈率。找到最匹配模板后，可以使用該模板的收縮壓和舒張壓的比例系數(shù)來進行計算。步驟312 :再根據(jù)收縮壓、舒張壓和平均壓的關(guān)系確認結(jié)果的合理性，防止出現(xiàn)不可預(yù)料的錯誤，以增強可靠性；·
步驟314 :輸出血壓值、計算結(jié)束。圖5示出根據(jù)本發(fā)明無創(chuàng)血壓測量裝置的一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，包括包括測量模塊，用于檢測壓力和振蕩脈搏波，并基于所述檢測的壓力和振蕩脈搏波進行血壓計算，該測量模塊包括計算單元和模板單元。模板單元用于存儲預(yù)先設(shè)置的信號特征模板；計算單元用于根據(jù)振蕩脈搏波計算平均壓，根據(jù)平均壓將要計算的血壓進行分段，對于各個分段區(qū)間，應(yīng)用相對應(yīng)的模板單元中預(yù)先設(shè)置的信號特征模板進行匹配，根據(jù)匹配的信號特征模板來計算血壓。一種實施方式，模板單元還用于存儲通過考慮年齡、手臂粗細、胖瘦、妊娠、腎病、心血管病、血壓高低、袖套捆綁過松因素其中的一種或多種來預(yù)先設(shè)定的信號特征模板庫，信號特征模板庫存儲的是振蕩脈搏波的包絡(luò)形狀。一種實施方式，計算單元還用于將各個分段區(qū)間內(nèi)振蕩脈搏波的包絡(luò)形狀與信號特征模板進行比較，選擇最接近的信號特征模板作為匹配模板，獲得基于當(dāng)前分段和匹配的系數(shù)；根據(jù)匹配的系數(shù)和包絡(luò)形狀計算收縮壓、舒張壓；同時，脈率是通過振蕩脈搏波的相鄰波峰的間期來計算的。一種實施方式，計算單元還用于根據(jù)計算出來的收縮壓、舒張壓評估與平均壓的關(guān)系的合理性。圖6示出根據(jù)本發(fā)明無創(chuàng)血壓測量裝置的另一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖，本實施例示出的是測量模塊，其具體包括測量單元、計算單元和模板單元，其中測量單元包括袖套、與袖套連接的氣路連接、傳感器I和傳感器2，分別與傳感器I和傳感器2連接的壓力放大電路I和壓力放大電路2，放大電路I通過脈搏放大電路經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換后連接到計算單元的微處理器，壓力放大電路2通過比較器與微處理器相連，氣路連接與充氣泵和放氣閥I以及放氣閥2連接，充氣泵、放氣閥I和放氣閥2分別通過控制I、控制2和控制3與計算單元的微處理器連接。計算單元包括微處理器。本實施例中，監(jiān)測設(shè)備中的測量部件與控制及顯示主機的完全剝離，形成一個完全獨立的測量子系統(tǒng)；這個測量子系統(tǒng)與主機的連接是通過數(shù)字式方式實現(xiàn)的；這個測量子系統(tǒng)的軟件算法是基于血壓分段、多個模板匹配技術(shù)的綜合血壓計算方法。首先是依據(jù)平均壓將血壓的計算分成多段，如 40-90mmHg，91-150mmHg，151-200mmHg ；201-250mmHg 等，其次在這些分段的基礎(chǔ)上建立針對性的模板，模板的主要特征是振蕩波的包絡(luò)形狀，形成數(shù)字匹配特征，成為后續(xù)計算血壓標準參考模板，最大限度地接近真實的對比對象。本實施例中，由于測量子系統(tǒng)是相對獨立的，在加電啟動后，完成初始化后，通過上位機的控制指令完成針對血壓的測量，其中血壓的測量是通過對捆綁在手臂、大腿上充放氣，而獲得的袖帶壓及壓力脈搏波，并借助于存儲于系統(tǒng)中的基于平均壓的血壓分段及信號特征模板，來計算收縮壓、舒張壓及平均壓(修訂值)，達到預(yù)期的準確血壓測量，圖7為圖6所示實施例的電路原理圖。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的實施例通過在平均壓分段基礎(chǔ)上對包絡(luò)的細化，解決了部分血壓測量中的個體差異問題，提升了個體血壓測量的準確性，同時也改善了整體血壓測量的準確性。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護·范圍。
權(quán)利要求
1.一種無創(chuàng)血壓測量方法，包括檢測壓力和振蕩脈搏波、基于所述檢測的壓力和振蕩脈搏波進行血壓計算的過程，其特征在于，所述血壓計算的過程包括 根據(jù)振蕩脈搏波計算平均壓； 根據(jù)所述平均壓將要計算的血壓進行分段； 對于各個分段區(qū)間，應(yīng)用相對應(yīng)的預(yù)先設(shè)置的信號特征模板進行匹配； 根據(jù)匹配的信號特征模板來計算血壓。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，其中所述信號特征模板是通過年齡、手臂粗細、胖瘦、妊娠、腎病、心血管病、血壓高低、袖套捆綁過松因素其中的一種或多種來預(yù)先設(shè)定的。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，其中所述信號特征模板包括振蕩脈搏波的包絡(luò)形狀。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，其中所述對于各個分段區(qū)間，應(yīng)用相對應(yīng)的預(yù)先設(shè)置的信號特征模板進行匹配包括 將各個分段區(qū)間內(nèi)振蕩脈搏波的包絡(luò)形狀與信號特征模板進行比較，選擇最接近的信號特征模板作為匹配模板，獲得基于當(dāng)前分段和匹配的系數(shù)； 其中所述根據(jù)匹配的信號特征模板來計算血壓包括 根據(jù)所述匹配的系數(shù)和包絡(luò)形狀計算收縮壓、舒張壓和脈率。
5.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述根據(jù)匹配的信號特征模板來計算血壓還包括 根據(jù)計算出來的收縮壓、舒張壓評估與平均壓的關(guān)系的合理性。
6.一種無創(chuàng)血壓測量裝置，包括測量模塊，用于檢測壓力和振蕩脈搏波，并基于所述檢測的壓力和振蕩脈搏波進行血壓計算，其特征在于，所述測量模塊包括模板單元和計算單元; 所述模板單元用于存儲預(yù)先設(shè)置的信號特征模板； 所述計算單元用于根據(jù)振蕩脈搏波計算平均壓，根據(jù)所述平均壓將要計算的血壓進行分段，對于各個分段區(qū)間，應(yīng)用相對應(yīng)的所述模板單元中預(yù)先設(shè)置的信號特征模板進行匹配，根據(jù)匹配的信號特征模板來計算血壓。
7.如權(quán)利要求6所述的無創(chuàng)血壓測量裝置，其特征在于，其中所述模板單元還用于存儲通過年齡、手臂粗細、胖瘦、妊娠、腎病、心血管病、血壓高低、袖套捆綁過松因素其中的一種或多種來預(yù)先設(shè)定的信號特征模板庫。
8.如權(quán)利要求6所述的無創(chuàng)血壓測量裝置，其特征在于，其中所述模板單元還用于存儲振蕩脈搏波的包絡(luò)形狀。
9.如權(quán)利要求8所述的無創(chuàng)血壓測量裝置，其特征在于，其中所述計算單元還用于將各個分段區(qū)間內(nèi)振蕩脈搏波的包絡(luò)形狀與信號特征模板進行比較，選擇最接近的信號特征模板作為匹配模板，獲得基于當(dāng)前分段和匹配的系數(shù)；根據(jù)所述匹配的系數(shù)和包括形狀計算收縮壓、舒張壓和脈率。
10.如權(quán)利要求9所述的無創(chuàng)血壓測量裝置，其特征在于，其中所述計算單元還用于根據(jù)計算出來的收縮壓、舒張壓評估與平均壓的關(guān)系的合理性。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無創(chuàng)血壓測量方法，包括檢測壓力和振蕩脈搏波、基于所述檢測的壓力和振蕩脈搏波進行血壓計算的過程，所述血壓計算的過程包括根據(jù)振蕩脈搏波計算平均壓；根據(jù)所述平均壓將要計算的血壓進行分段；對于各個分段區(qū)間，應(yīng)用相對應(yīng)的預(yù)先設(shè)置的信號特征模板進行匹配；根據(jù)匹配的信號特征模板來計算血壓。本發(fā)明還公開了一種無創(chuàng)血壓測量裝置。本發(fā)明通過在分段中應(yīng)用模板匹配，能更接近真實的對比對象，從而提高血壓計算的準確性。
文檔編號A61B5/0225GK102894964SQ20111021038
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月26日
發(fā)明者葉繼倫, 陳思平, 汪天富, 葉南亭, 張建波 申請人:深圳大學(xué)