一种血压测量系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种血压测量系统，采用视频拍摄进行被测者血压测量，包括视频采集模块，脉搏波信号生成模块、波形分析模块以及血压值计算模块。采集指端的视频；利用指端的轮廓跟踪来定位跟踪手指的位置，并获取手指图像；分别取每帧图像所有像素均值作为特征值，生成两个时变的脉搏波信号波形；将两个脉搏波的波形进行比对分析，得到脉搏的传播时间；根据图像中心距离计算出脉搏波沿动脉波速，利用脉搏波速与血压之间的换算关系计算出血压值。本发明专利技术采用无创、非接触式远程检测生理信号方法，克服了视频记录中运动伪影影响，测量精度高，能同时进行多人测量。

【技术实现步骤摘要】
本申请是申请号为201410149101.5的申请的分案申请，该申请的申请日为2014年4月14日，专利技术名称为“一种自动血压测量系统”。
本专利技术涉及血压测量
，特别是涉及一种血压测量系统和方法。
技术介绍
传统的人体动脉血压测定都必须与被测试者有身体接触，例如，通常使用人体动脉血压间接测定法，俄国医师N.科罗特科夫专利技术的测定法，装置包括能充气的袖袋和与之相连的测压计，将袖袋绑在受试者的上臂，然后打气到阻断肱动脉血流为止，缓缓放出袖袋内的空气，利用放在肱动脉上的听诊器可以听到当袖袋压刚小于肱动脉血压血流冲过被压扁动脉时产生的湍流引起的振动声(科罗特科夫氏声，简称科氏声)来测定心脏收缩期的最高压力，叫做收缩压。继续放气，科氏声加大，当此声变得低沉而长时所测得的血压读数，相当于心脏舒张时的最低血压，叫做舒张压，当放气到袖袋内压低于舒张压时，血流平稳地流过无阻碍的血管，科氏声消失。由于汞的比重太大，水银测压计难以精确迅速地反映心搏各期血压的瞬间变化，所以后来改用各种灵敏的薄膜测压计可以较准确地测得收缩和舒张压。近年来常使用各种换能器与示波器结合来测定记录血压。然而长时间的佩戴检测装置可能引起人的情绪变化和身体的不适。另外，人的血压在一天中并不是恒定不变的，而是容易随着环境和心情的改变而有大幅度的变化，特别是对于高血压患者或者老年人，如果血压瞬间变化很大，严重时会有生命危险。但是，目前世界上还没有一种方便实用的血压测量仪，使被测量者在没有任何因测量导致的身体不适的情况下就能够准确实时的获得血压值。另外，血压与人的身体健康状况有非常密切的关系，但由于人的血压本身就不具有稳定性，因此单次血压测量值对身体健康状况的判断并不准确。因此，也需要有一种血压测量仪，随身携带方便，对血压能够自动实时测量，并且能够将血压数据进行存储分析，从而可根据大数据量来客观分析人的实际血压状况，进一步了解人的身体健康状况。
技术实现思路
基于上述现有技术存在的问题，本专利技术提出了一种血压测量系统及方法，可以采用接触或非接触人体皮肤的方式，在人体皮肤没有任何不适的情况下就可以准确获取人的血压数据。根据本专利技术的一方面，提出一种血压测量系统，所述系统包括：视频/图像序列采集装置100，用以采集人体皮肤的视频或图像序列；脉搏波信号生成装置120，用以计算视频图像的特征值，并结合时间点信息生成脉搏波信号；波形分析装置140，用以根据所述脉搏波信号的波形得到脉搏的传播时间PTT；血压值计算装置150，用以利用脉搏的传播时间PTT计算得到血压值。可选地，所述系统还包括ROI提取装置110，所述ROI提取装置110置于视频/图像序列采集装置100与脉搏波信号生成装置120之间，用以对每帧视频图像提取ROI图像部分；和/或所述系统还包括滤波去噪装置130，所述滤波去噪装置130置于脉搏波信号生成装置120与波形分析装置140之间，用以对所述脉搏波信号进行滤波去噪。可选地，所述ROI提取装置110对每帧视频图像提取ROI图像部分，其中针对每帧图像提取的ROI部分是两个，分别是ROII和ROI II两部分，并计算ROI I和ROI II两部分图像中心的距离d；所述脉搏波信号生成装置120分别计算ROI I和ROI II图像的像素均值，将计算出的像素均值分别作为ROI I和ROI II图像的特征值和该帧图像所在时域信号上的一个采样点数值，采样点数值和其所在时间轴上对应的时间点信息结合起来，生成两个时域上的脉搏波信号；所述波形分析装置140根据脉搏波信号的波形得到脉搏的传播时间PTT，PTT分别取值Δt1和Δt2，Δt1为ROII和ROI II生成的两个波形在一个心搏周期内，同一时刻相邻最近的主波峰值点之间的间隔时间，Δt2为两个波形在同一时刻相邻最近的反射波峰值点之间的间隔时间；所述血压值计算装置150利用所述图像中心距离d和脉搏的传播时间PTT计算出血压。可选地，所述血压值计算装置150利用所述图像中心距离d和脉搏的传播时间PTT计算出脉搏波沿动脉方向传播波速PWV，然后利用PWV与血压BP之间的换算关系，计算出血压。可选地，所述脉搏波沿动脉方向传播波速PWV通过下式获得：PWV＝k0×(d/PTT)+b0，其中k0和b0为波速校正系数，PWV与血压BP之间的换算关系为：其中k为血压校正系数，ρ为血液密度。可选地，所述血压的收缩压为：SBP＝I/2×ks1×ρ×(k0×(d/Δt1)+b0)2，舒张压为：DBP＝1/2×kd1×ρ×(k0×(d/Δt2)+b0)2，其中ks1和kd1分别为收缩压和舒张压的校正系数。可选地，所述视频/图像序列采集装置100借助辅助光源来采集人体皮肤的视频或图像序列。可选地，所述辅助光源为LED灯。可选地，所述人体皮肤包括但不限于人体脸部皮肤、指端皮肤、腕部、手臂、下肢、颈部、耳垂、太阳穴、眼球血管、面部、额头。可选地，所述人体皮肤为手指指端，其中手指正面带有指纹的一面正对摄像头，距离摄像头的距离是0～200mm。可选地，所述ROI提取装置110对获取的手指指端图像进行基色分离，并将手指指端图像按照血液流向进行分割，得到两个ROI区域。根据本专利技术的另一方面，提出一种血压测量方法，所述方法包括以下步骤：采集人体皮肤的视频或图像序列；计算视频图像的特征值，并结合时间点信息生成脉搏波信号；根据所述脉搏波信号的波形得到脉搏的传播时间PTT；利用脉搏的传播时间PTT计算得到血压值。可选地，所述采集人体皮肤的视频或图像序列的步骤与生成脉搏波信号的步骤之间还包括对每帧视频图像提取ROI图像部分的步骤；和/或所述生成脉搏波信号的步骤与根据所述脉搏波信号的波形得到脉搏的传播时间PTT的步骤之间还包括对所述脉搏波信号进行滤波去噪的步骤。可选地，对每帧视频图像提取ROI图像部分的步骤中，对每帧视频图像提取ROI图像部分，其中针对每帧图像提取的ROI部分是两个，分别是ROI I和ROI II两部分，并计算ROII和ROI II两部分图像中心的距离d；生成脉搏波信号的步骤中，分别计算ROII和ROI II图像的像素均值，将计算出的像素均值分别作为ROI I和ROI II图像的特征值和该帧图像所在时域信号上的一个采样点数值，采样点数值和其所在时间轴上对应的时间点信息结合起来，生成两个时域上的脉搏波信号；根据所述脉搏波信号的波形得到脉搏的传播时间PTT的步骤中，PTT分别取值Δt1和Δt2，Δt1为ROII和ROI II生成的两个波形在一个心搏周期内，同一时刻相邻最近的主波峰值点之间的间隔时间，Δt2为两个波形在同一时刻相邻最近的反射波峰值点之间的间隔时间；计算得到血压值的步骤中，利用所述图像中心距离d和脉搏的传播时间PTT计算出血压。可选地，计算得到血压值的步骤中，利用所述图像中心距离d和脉搏的传播时间PTT计算出脉搏波沿动脉方向传播波速PWV，然后利用PWV与血压BP之间的换算关系，计算出血压。可选地，所述脉搏波沿动脉方向传播波速PWV通过下式获得：PWV＝k0×(d/PTT)+b0，其中k0和b0为波速校正系数，PWV与血压BP之间的换算关系为：其中k为血压校正系数，ρ为血液密度。可选地，所述血压的收缩压为：SBP＝1\本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种血压测量系统，其特征在于，所述系统包括：视频/图像序列采集装置(100)，用以采集人体皮肤的视频或图像序列；脉搏波信号生成装置(120)，用以计算视频图像的特征值，并结合时间点信息生成脉搏波信号；波形分析装置(140)，用以根据所述脉搏波信号的波形得到脉搏的传播时间PTT；血压值计算装置(150)，用以利用脉搏的传播时间PTT计算得到血压值。

【技术特征摘要】
2013.05.13 CN 20131017549571.一种血压测量系统，其特征在于，所述系统包括：视频/图像序列采集装置(100)，用以采集人体皮肤的视频或图像序列；脉搏波信号生成装置(120)，用以计算视频图像的特征值，并结合时间点信息生成脉搏波信号；波形分析装置(140)，用以根据所述脉搏波信号的波形得到脉搏的传播时间PTT；血压值计算装置(150)，用以利用脉搏的传播时间PTT计算得到血压值。2.根据权利要求1所述的血压测量系统，其特征在于，所述系统还包括ROI提取装置(110)，所述ROI提取装置(110)置于视频/图像序列采集装置(100)与脉搏波信号生成装置(120)之间，用以对每帧视频图像提取ROI图像部分；和/或所述系统还包括滤波去噪装置(130)，所述滤波去噪装置(130)置于脉搏波信号生成装置(120)与波形分析装置(140)之间，用以对所述脉搏波信号进行滤波去噪。3.根据权利要求2所述的血压测量系统，其特征在于，所述ROI提取装置(110)对每帧视频图像提取ROI图像部分，其中针对每帧图像提取的ROI部分是两个，分别是ROI I和ROI II两部分，并计算ROI I和ROI II两部分图像中心的距离d；所述脉搏波信号生成装置(120)分别计算ROI I和ROI II图像的像素均值，将计算出的像素均值分别作为ROI I和ROI II图像的特征值和该帧图像所在时域信号上的一个采样点数值，采样点数值和其所在时间轴上对应的时间点信息结合起来，生成两个时域上的脉搏波信号；所述波形分析装置(140)根据脉搏波信号的波形得到脉搏的传播时间PTT，PTT分别取值Δt1和Δt2，Δt1为ROI I和ROI II生成的两个波形在一个心搏周期内，同一时刻相邻最近的主波峰值点之间的间隔时间，Δt2为两个波形在同一时刻相邻最近的反射波峰值点之间的间隔时间；所述血压值计算装置(150)利用所述图像中心距离d和脉搏的传播时间PTT计算出血压。4.根据权利要求3所述的血压测量系统，其特征在于，所述血压值计算装置(150)利用所述图像中心距离d和脉搏的传播时间PTT计算出脉搏波沿动脉方向传播波速PWV，然后利用PWV与血压BP之间的换算关系，计算出血压。5.根据权利要求1-4任一项所述的血压测量系统，其特征在于，所述视频/图像序列采集装置(100)借助辅助光源来采集人体皮肤的视频或图像序列；和/或所述人体皮肤包括但不限于人体脸部皮肤、指端皮肤、腕部、手臂、下肢、颈部、耳垂、太阳穴、眼球血管、面部、额头。6.一种血压测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：采集人体皮肤的视频或图像序列；计算视频图像的特征值，并结合时间点信息生成脉搏波信号；根据所述脉搏波信号的波形得到脉搏的传播时间PTT；利用脉搏的传播时间PTT计算得到血压值。7.根据权利要求6所述的血压测量方法，其特征在于，所述采集人体皮肤的视频或图像序列的步骤与生成脉搏波信号的步骤之间还包括对每帧视频图像提取ROI图像部分的步骤；和/或所述生成脉搏波信号的步骤与根据所述脉搏波信号的波形得到脉搏的传播时间PTT的步骤之间还包括对所述脉搏波信号进行滤波去噪的步...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳健飞，
申请(专利权)人：天津点康科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12