本发明专利技术涉及一种基于舒张压动态补偿的可穿戴式连续血压估测系统及方法。穿戴式心电和容积脉搏波传感单元分别测量心电和容积脉搏波信号，两者通过颈部的连接转换单元连入信号采集传输单元，被同步采集并无线发送至随身的智能计算处理单元。随身智能计算处理单元提供血压校准和连续估测功能，具体包括实现信号的实时无线接收，预处理，特征点检测，显示与存储，以及收缩压和舒张压的实时计算和显示。其中，收缩压估测采用基于脉搏波传输时间法，舒张压估测运用了一种基于容积脉搏波幅值和时间参数进行动态补偿的思路，提高了估测精度。本发明专利技术系统具有体积小，功耗小，成本低等优点，适合于日常穿戴，同时不影响日常活动。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于一种可穿戴式连续血压估测系统及方法，特别是一种基于舒张压动态 补偿的可穿戴式连续血压估测系统及方法。
技术介绍
血压（blood pressure, BP)是血液在血管内流动时，作用于单位面积血管壁的侧 压力，即压强。血压是人体循环系统机能的重要参数，也是临床上疾病诊断和治疗的重要依 据，而连续的血压估测更是意义重大。 目前基于脉搏波传播时间（pulse transit time, PTT)法的连续血压估测通常选 择以PTT为自变量，通过线性函数、反比例函数或者抛物线函数计算收缩压systolic blood pressure, SBP)和舒张压（diastolic blood pressure, DBP)，其中参数采用校准的方式进 行标定。然而，许多研宄表明，收缩压与脉搏波传播时间PTT具有较好的相关性，但舒张压 由于同时受到血管外周阻力及脉搏波反射波的影响，与PTT的相关性并不是很强。因此，如 果单纯用PTT来计算舒张压，会造成较大的误差。 穿戴式的系统是连续血压估测最重要的实现形式之一。目前的穿戴式血压估测系 统有很多，主要分为袖带和非袖带系统。其中充气袖带对人体血管具有压迫作用，不利于长 期估测，且不能实现连续血压估测；非袖带系统有穿戴式腕带，穿戴式手环，穿戴衣，穿戴式 胸带加手表等多种组合形式，这些穿戴式系统虽然可以实现连续血压估测，但是还存在一 些实际问题：比如穿戴式腕带或手环一般是利用腕部的压力脉搏波传感器或指端的容积脉 搏波传感器采集信号，而位于腕部或指端的传感器不仅因手臂的灵活多动使信号容易受到 运动等干扰，且指端传感器给人们的很多动作带来不便；穿戴衣装置为实现心电信号与肌 肤的良好接触，一般采用莱卡材料或运动型的紧身上衣或内衣形式，这种设计不太适合夏 天炎热天气穿着且不符合很多现代人对着装的审美等，因此也尚未被人群广泛接受。 综上所述，目前的可穿戴式连续血压估测系统还存在着一些问题，有些系统穿戴 起来不够方便舒适，还有些系统的血压估测精度有待提高。
技术实现思路
本专利技术针对上述问题，提供了一种较为舒适美观且不影响被测者日常行动的可穿 戴式连续血压估测系统，该系统的硬件设计符合穿戴式设备低功耗、小体积的要求，同时通 过一种用脉搏波波形参数动态补偿舒张压估测值的算法，提高了舒张压的估测精度。 本专利技术的可穿戴式连续血压估测系统技术方案通过以下方式实现： 该系统装置由穿戴式心电前端传感单元、容积脉搏波信号传感单元、接口连接转 换单元、信号采集传输单元及智能计算处理单元五部分组成。其中，穿戴式心电前端传感单 元利用位于胸前的心电电极测量心电信号；容积脉搏波信号传感单元利用光电透射法测量 耳端脉搏波信号；接口连接转换单元设计成戴在颈部的半项圈形式，用以连接穿戴式心电 前端传感单元、容积脉搏波信号传感单元和信号采集传输单元；信号采集传输单元设计成 半项圈挂件，用于同步采集心电信号和光电容积脉搏波信号，并通过无线通讯方式实时发 送数据到智能计算处理单元，该装置可挂于胸前或置入上衣胸前口袋；智能计算处理单元 为在随身智能终端（如手机、PDA等）上运行的实时连续血压估测算法及其人机交互界面， 算法内容包括无线心电和脉搏波信号的实时接收、预处理、特征点检测，以及血压的实时计 算，人机交互界面内容包括血压校准功能实现、信号的显示和存储以及心率、血压结果的显 示和存储。 本专利技术利用脉搏波波形参数动态补偿舒张压估测值的算法主要包括如下步骤： 步骤一：通过本穿戴式系统实时采集心电信号和容积脉搏波信号，并对信号进行 滤波等预处理； 步骤二：根据采集的心电信号和容积脉搏波信号计算脉搏波传输时间PTT; 步骤三：获得受试者静息状态下的收缩压SBPtl、舒张压DBPtl、脉搏波幅值L、脉搏 波传输时间PTTtl、脉搏波主波与第三反射波之间的时间T13和心动周期T的比值T13V。； 步骤四：参考校准，得到计算实时收缩压SBP所需的参数a、b，根据公式： SBP = bXPTT+a 计算出实时收缩压SBP值； 步骤五：计算开始状态的脉搏波幅值fs、脉搏波主波与第三反射波之间的时间T13 和心动周期T的比值Tl3VS;通过公式：【主权项】1. ，其特征在于：所述 的穿戴式连续血压估测系统，由穿戴式心电前端传感单元、容积脉搏波信号传感单元、接口 连接转换单元、信号采集传输单元及智能计算处理单元五部分组成。所述的穿戴式连续血 压估测方法，采用脉搏波波形参数T13V动态补偿舒张压的估测。2. 根据权利要求1所述的穿戴式连续血压估测系统，其特征在于：穿戴式心电前端传 感单元采用心电电极，所述心电电极可置于胸前或身体其他部位，所述心电电极个数可以 为三个或多个。所述多个心电电极装置通过可折叠连接装置串联在一起，导线通过连接装 置呈曲线型分布，所述多个电极的导线最终集合在中间的电极处。所述两侧心电电极基底 外部开有多个凹槽，通过胸带连接用以保证心电电极与体表的良好接触。所述胸带可以是 具有弹性的松紧带。3. 根据权利要求2所述的心电电极，其特征在于：所述电极采用电子织物；电极内部垫 入海绵，并采用底板固定；织物内部设置有连接导线用的连接端子；整个电极通过基底及 后盖封装，所述基座四边开有凹槽，可以与后盖扣合；所述后盖外侧面开有多个凹槽，数量 大于等于两个，用以连接固定电极用胸带。所述电子织物可自由拆卸洗涤和更换。4. 根据权利要求1所述的穿戴式连续血压估测系统，其特征在于：接口连接转换单元 设计成戴在颈部的半项圈结构，整体结构设计成更符合颈部佩戴的曲线形式，其中，连接头 装置内部集成有对应导线端的电路转换接口及固定端子；束线装置用以将导线接口封装， 与连接头装置通过卡口连接；所述接口连接转换单元中可包括光电容积脉搏波信号的信号 调理电路，具体包括信号的放大及滤波电路等。所述的接口连接转换单元，其特征在于，与 之相连的其他单元均可以自由拆卸组装。5. 根据权利要求1所述的穿戴式连续血压估测系统，其特征在于：信号采集传输单元 包括电池、电源充电电路模块、稳压电路模块、信号调理电路模块、单片机控制采集模块及 无线通讯传输模块。信号采集传输单元同步采集心电信号及光电容积脉搏波信号，经过单 片机控制并由无线通讯传输模块发送至智能终端。6. 根据权利要求1、5所述的穿戴式连续血压估测系统，其特征在于：智能计算处理单 元为在随身智能终端（如手机、PDA等）上运行的实时连续血压估测算法及其人机交互界 面，算法内容包括无线心电和脉搏波信号的实时接收、预处理、特征点检测，以及血压的实 时计算，人机交互界面内容包括血压校准功能实现、信号的显示和存储以及心率、血压结果 的显示和存储。7. 根据权利要求1、5、6所述的穿戴式连续血压估测系统，其特征在于：智能计算处理 单元包括以下步骤： 步骤一：开始界面一输入被测者个人信息； 步骤二：选择无线连接配对设备，建立连接，若不成功，重新连接； 步骤三：连接成功一进入静息状态界面一接收数据，波形显示及特征点检测，计算参数 -输入标准点血压值一数据存储； 步骤四：进入校准状态界面一开始校准一校准成功，若不成功，重复此步骤一数据存 储，校准结束； 步骤五：进入血压实时监测状态界本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于舒张压动态补偿的可穿戴式连续血压估测系统及方法，其特征在于：所述的穿戴式连续血压估测系统，由穿戴式心电前端传感单元、容积脉搏波信号传感单元、接口连接转换单元、信号采集传输单元及智能计算处理单元五部分组成。所述的穿戴式连续血压估测方法，采用脉搏波波形参数T13V动态补偿舒张压的估测。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王玲，张路洋，战鹏弘，樊瑜波，李德玉，张弛，李淑宇，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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