无袖带血压测量系统技术方案

本发明专利技术提供了一种无袖带血压测量系统。该无袖带血压测量系统包括：拟合单元，用于对参考血压数据和脉搏波传输时间进行函数拟合；生理信号获取质量在线计算单元，用于在线评估生理信号波形在日常工作与生活状态下获取的波形质量，得到波形质量因子；脉搏波传输时间在线计算单元，用于从生理信号波形中计算脉搏波传输时间，所述脉搏波传输时间为一序列；卡尔曼滤波单元，用于对血压或脉搏波传输时间进行卡尔曼滤波；以及血压计算单元，用于根据脉搏波传输时间和拟合参数计算血压，所述血压为一序列。本发明专利技术可以降低噪声通过生理信号波形对血压监测精度的影响，提高无袖带、动态、连续血压的测量精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及血压监测传感器测量领域，尤其涉及一种无袖带血压测量系统。
技术介绍
随着社会经济的快速发展，人们对健康状况越来越重视；尤其是随着老龄人口的增长和慢性病人群的不断增多，高血压患者日益增多，现有的臂式或腕式动态血压监测设备由于需要充放气，存在对被监测者影响干扰大(尤其不适合睡眠过程中的动态连续血压监测)、不能实现对动脉血压逐拍、连续监测，并且存在功耗高等不足。基于脉搏波传输时间间接得到逐拍血压是常用的一种连续、动态血压监测方法，但由于脉搏波的传输时间是基于心电、血氧、阻抗和体表压力脉搏波等生理信号通过计算得到，由于白天工作、生活中的运动、晚上睡觉翻身等动作都会影响到心电、血氧、阻抗和压力脉搏波等生理信号波形的获取质量，进而影响到脉搏波传输时间的测量结果，最终影响无袖带、连续、动态血压的测量精度。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术的目的是针对现有基于心电、血氧、阻抗和体表压力脉搏波等生理信号波形得到脉搏波传输时间的无袖带连续血压测量精度差的问题，提供一种无袖带、连续、动态、逐拍血压测量系统。(二)技术方案本专利技术提供了一种无袖带血压测量系统，该系统包括：拟合单元，用于对参考血压数据和脉搏波传输时间进行函数拟合；生理信号获取质量在线计算单元，用于在线评估生理信号波形在日常工作与生活状态下获取的波形质量，得到波形质量因子；脉搏波传输时间在线计算单元，用于从生理信号波形中计算脉搏波传输时间，所述脉搏波传输时间为一序列；卡尔曼滤波单元，用于对血压或脉搏波传输时间进行卡尔曼滤波；以及血压计算单元，用于根据脉搏波传输时间和拟合参数计算血压，所述血压为一序列。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术的提高无袖带血压测量精度的方法及系统至少具有以下有益效果其中之一：(1)在线评估由于身体运动等因素对生理信号波形获取质量的影响，实时掌握测量过程中噪声的强弱情况；(2)在生理信号波形质量较差的情况下，采用卡尔曼滤波的方法用过去由脉搏波计算得到的血压值对当前点的血压值进行估计，从而降低噪声通过生理信号波形对血压监测精度的影响，提高无袖带、动态、连续血压的测量精度。附图说明图1是本专利技术的无袖带血压测量系统的组成单元；图2是本专利技术的无袖带血压测量系统的流程图；图3是本专利技术的无袖带血压测量系统的另一流程图；图4是本专利技术的脉搏波传输时间计算示意图；图5是采用新方法与传统方法进行无袖带连续收缩压与舒张压测量的误差分布比较。具体实施方式为使本专利技术的技术方案和优点更加清晰易懂，下面结合具体实施示例，并参阅附图，对本专利技术进一步详细说明。请参阅图1，本专利技术实施例提供了一种无袖带、连续、动态血压测量系统，包括拟合单元1、生理信号获取质量在线计算单元2、脉搏波传输时间在线计算单元3、卡尔曼滤波单元4、血压计算单元5。拟合单元1用于对参考血压数据和脉搏波传输时间进行函数拟合；生理信号获取质量在线计算单元2用于在线评估心电、血氧、阻抗和体表压力脉搏波等生理信号波形在日常工作与生活状态下获取的波形质量，在线评估由于身体运动等因素对生理信号波形获取质量的影响，得到波形质量因子；脉搏波传输时间在线计算单元3用于从生理信号波形中计算脉搏波传输时间，所述脉搏波传输时间为一序列；卡尔曼滤波单元4用于对血压序列或脉搏波传输时间序列进行卡尔曼滤波；血压计算单元5用于根据脉搏波传输时间和拟合参数计算血压，所述血压为一序列。具体的，所述拟合单元包括：第一拟合子单元，用于N次测量生理信号波和参考血压值，并基于每一次测量得到的生理信号波，计算其对应的脉搏波传输时间；第二拟合子单元，用于对脉搏波传输时间和对应的参考血压值进行拟合，得到两者的函数关系。在所述的卡尔曼滤波单元中，基于波形质量因子对血压序列进行卡尔曼滤波，在一个工作过程中：在生理信号波形质量因子高于预设的第一阈值时，分为以下两种情况：波形质量因子高于预设的第二阈值时，增加当前血压值的权重，对血压值进行估计，得到滤波后的血压值；波形质量因子低于预设的第二阈值时，增加前一个血压值的权重，对血压值进行估计，得到滤波后的血压值；在生理信号波形质量因子低于所述第一阈值时，不进行卡尔曼滤波过程的更新，以前一个血压值作为当前的血压值；卡尔曼滤波单元连续工作，从而得到连续的高精度血压序列。或者，在所述的卡尔曼滤波单元中，基于波形质量因子对脉搏波传输时间序列进行卡尔曼滤波，在一个工作过程中，在生理信号波形质量因子高于预设的第一阈值时，分为以下两种情况：波形质量因子高于预设的第二阈值时，增加当前脉搏波传输时间的权重，对脉搏波传输时间进行估计，得到滤波后的脉搏波传输时间；波形质量因子低于预设的第二阈值时，增加前一个脉搏波传输时间的权重，对脉搏波传输时间进行估计，得到滤波后的脉搏波传输时间；在生理信号波形质量因子低于所述第一阈值时，不进行卡尔曼滤波过程的更新，以前一个的脉搏波传输时间作为当前的脉搏波传输时间；卡尔曼滤波单元连续工作，从而得到连续的高精度脉搏波传输时间序列。请参阅图2，在此实施例中，无袖带血压测量系统的具体工作过程为：在校准过程中：首先，由用户进行N次测量，在每次测量中得到生理信号波和参考血压；其次，对于每一次测量的生理信号波，由脉搏波传输时间在线计算单元3计算其对应的脉搏波传输时间；再次，由拟合单元1对脉搏波传输时间和对应的参考血压进行拟合，得到两者的函数关系；在测量过程中：首先，由生理信号获取质量在线计算单元2进行生理信号测量，得到生理信号波，计算该生理信号波的波形质量因子；其次，对于所述生理信号波，由脉搏波传输时间在线计算单元计算其对应的脉搏波传输时间，连续测量得到对应的脉搏波传输时间序列；再次，由血压计算单元利用所述函数关系，计算所述脉搏波传输时间序列对应的实际血压序列；最后，由卡尔曼滤波单元4基于波形质量因子对所述实际血压序列进行卡尔曼滤波，在生理信号波形质量因子高于预设的阈值时，波形质量因子越高，血压的估计值越依赖于当前的血压值，波形质量因子越低，血压的估计值越依赖于前一个血压值，在生理信号波形质量因子低于所述阈值时，认为血压值太不可靠，此时不进行卡尔曼滤波过程的更新，从而得到连续的高精度血压序列。其中，生理信号包括心电信号、血氧信号、阻抗信号、体表压力脉搏波信号中的一种或多种的组合。计算生理信号波的波形质量因子时，可以分别计算心电、血氧、阻抗和体表压力脉搏波等生理信号波形的单个波形质量因子，也可以在单个波形质量因子计算的基础上，融合两个或多个波形质量因子得到综合波形质量因子。在没有噪声或噪声小的时候生理信号波形的获取质量高，在有较强噪声的时候生理信号波形的获取质量低，举例来说，可以在生理信号波形质量好的时候，将生理信号波形质量因子设为1，在没有生理信号纯噪声的场合，将生理信号波形质量因子设为0，在其它噪声环境下，生理信号波形质量因子根据噪声的大小和波形质量的好坏取0到1之间的值。请参阅图4，从心电、血氧、阻抗和体表压力脉搏波等一种或多种生理信号中计算脉搏波的传输时间，可以由心电信号与血氧信号、阻抗信号、体表压力脉搏波信号中的一个或多个获取，也可以从血氧信号、阻抗信号和体表压力脉搏波信号中两个或多个中获取。这里作为示意，脉搏波传输时间基于心电信号和血氧信号获取，在具体实施时，也可以从本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无袖带血压测量系统，其特征在于，该系统包括：拟合单元(1)，用于对参考血压数据和脉搏波传输时间进行函数拟合；生理信号获取质量在线计算单元(2)，用于在线评估生理信号波形在日常工作与生活状态下获取的波形质量，得到波形质量因子；脉搏波传输时间在线计算单元(3)，用于从生理信号波形中计算脉搏波传输时间，所述脉搏波传输时间为一序列；卡尔曼滤波单元(4)，用于对血压或脉搏波传输时间进行卡尔曼滤波；以及血压计算单元(5)，用于根据脉搏波传输时间和拟合参数计算血压，所述血压为一序列。

【技术特征摘要】
2016.11.14 CN 201611023873X1.一种无袖带血压测量系统，其特征在于，该系统包括：拟合单元(1)，用于对参考血压数据和脉搏波传输时间进行函数拟合；生理信号获取质量在线计算单元(2)，用于在线评估生理信号波形在日常工作与生活状态下获取的波形质量，得到波形质量因子；脉搏波传输时间在线计算单元(3)，用于从生理信号波形中计算脉搏波传输时间，所述脉搏波传输时间为一序列；卡尔曼滤波单元(4)，用于对血压或脉搏波传输时间进行卡尔曼滤波；以及血压计算单元(5)，用于根据脉搏波传输时间和拟合参数计算血压，所述血压为一序列。2.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述拟合单元包括：第一拟合子单元，用于N次测量生理信号波和参考血压值，并基于每一次测量得到的生理信号波，计算其对应的脉搏波传输时间；以及第二拟合子单元，用于对脉搏波传输时间和对应的参考血压值进行拟合，得到两者的函数关系。3.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，在所述卡尔曼滤波单元中，基于波形质量因子对血压序列进行卡尔曼滤波，在一个工作过程中：在生理信号波形质量因子高于预设的第一阈值时，分为以下两种情况：波形质量因子高于预设的第二阈值时，增加当前血压值的权重，对血压值进行估计，得到滤波后的血压值；波形质量因子低于预设的第二阈值时，增加前一个血压值的权重，对血压值进行估计，得到滤波后的血压值；在生理信号波形质量因子低于所述第一阈值时，不进行卡尔曼滤波过程的更新，以前一个血压值作为当前的血压值；其中，所述卡尔曼滤波单元连续工作，从而得到连续的高精度血压序列。4.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，在所述卡尔曼滤波单元中，基于波形质量因子对脉搏波传输时间序列进行卡尔曼滤波，在一个工作过程中，在生理信号波形质量因子高于预设的第一阈值时，分为以下两种情况：波形质量因子高于预设的第二阈值时，增加当前脉搏波传输时间的权重，对脉搏波传输时间进行估计，得到滤波后的脉搏波传输时间；波形质量因子低于预设的第二阈值时，增加前一个脉搏波传输时间的权重，对脉搏波传输时间进行估计，得到滤波后的脉搏波传输时间；在生理信号波形质量因子低于所述第一阈值时，不进行卡尔曼滤波过程的更新，以前一个的脉搏波传输时间作为当前的脉搏波传输时间；卡尔曼滤波单元连续工作，从而得到连续的高精度脉搏波传输时间序列。5.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，所述生理信号包括心电信号、血氧信号、阻抗信号、体表压力脉搏波信号中的一种或多种的组合。6.根据权利要求5所述的测量系统，其特征在于，所述生理信号包括心电信号、血氧信号、阻抗信号、体表压力脉搏波信号中的一种，所述波形质量因子为单个波形质量因子；或者所述生理信号包括心电信号、血氧信号、阻抗信号、体表压力脉搏波信号中的多种的组合，所述波形质量因子为在单个波形质量因子计算的基础上，融合两个或多个波形质量因子得到综合波形质量因子。7.根据权利要求1所述的测量系统，其特征在于，在所述生理信号获取质量在线计算单元中，在无噪声的情况下，将生理信号波形质量因子设为1；在没有生理信号纯噪声的场合，将生理信号波形质量因...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈贤祥，夏善红，张强，方震，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11