一种基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测方法，属于无创血压监测方法领域。本发明专利技术考虑到传统检测方法中的脉搏波传导时间PTT忽视了射血前期这一时间参数，为此将测量位置固定在胸口主动脉出口处，通过心电信号ECG、主动脉加速描记信号APG得到心脏射血期时间PEP，并去除PTT中的PEP影响，得到更加准确的脉搏波传导时间PTT’，使得检测到的传导时间更接近于实际的传导时间，保证能得到准确的主动脉血压。同时本发明专利技术考虑到传统无创血压检测准确度不理想的缺陷，对血压模型进行改进，加入心率HR、脉搏波形态学参数C及皮肤电导ρ，使得模型拟合结果更加准确。

A Non-invasive Chest Blood Pressure Detection Method Based on Pulse Wave Conduction Time

【技术实现步骤摘要】
一种基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测方法
本专利技术属于无创血压监测设备领域，具体涉及一种基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测方法。
技术介绍
血压是反映人体心血管状况的重要生理参数之一。人体血压具有波动性，连续无创血压测量能够检测逐拍动脉血压，有助于心血管疾病的预防、诊断、治疗和控制。目前的无创血压检测技术大体分为间歇测量和连续测量。间歇测量法包括听诊法和示波法，具有准确度高的特点，但是对操作者要求高且只能得到间歇血压值。连续测量法包括动脉张力法、容积补偿法及脉搏波速法等等。动脉张力法和容积补偿法虽然较为成熟，但其对传感器位置敏感且长期测量导致静脉充血，具有不适感。而脉搏波速相关方法因具备无干扰、可动态测量等优点而成为近年来的研究热点。传统的基于脉搏波传导时间的血压检测方法，存在一定的问题，包括：只能测量单一血压指标、需频繁校准且准确度欠佳。原因之一是传统的方法忽视了血管收缩舒张能力及射血前期PEP对血压波动的影响，仅靠PTT单一参数对血压进行估计，无法长期追踪动态血压。除此之外，传统的方法采集部位通常位于腕部、手指、四肢等，这样将导致测量的脉搏波传导时间不仅包括了与血压呈线性关系的主动脉脉搏波传导时间，还包括了心脏射血期、桡动脉或颈总动脉的传导时间及局部毛细血管末梢的传导时间，导致检测的血压参数与实际的血压参数存在误差。除此之外，传统的检测装置体积较大，使用较复杂，传感器刚度大且胶状电极易导致皮肤过敏，给用户造成了不便。因此，有待于提供一种穿戴舒适、稳定性强、能进一步提高血压检测的准确性的胸口无创血压检测探头。而由于需要在可穿戴式的探头上集成不同的检测元件，因此对于探头的结构设计提出了新的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测探头。本专利技术所采用的具体技术方案如下：一种基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测方法，其步骤如下：S1：以待测个体的胸口处为检测位置，获取与血压相关的检测数据，检测数据包括心电信号ECG、脉搏信号PPG、心阻抗信号ICG和加速体积描记信号APG；S2：对ECG、PPG、ICG和APG波形信号进行特征提取，通过波形特征得到脉搏波传导时间PTT、射血前期PEP、心率值HR及归一化后的脉搏波形态学参数C，由ICG信号得到皮肤电导参数S3：根据PTT′＝PTT-PEP计算去除射血前期后的脉搏波传导时间PTT′；S4：然后根据血压模型计算待测个体的血压值BP，其中血压模型为：式中α、β、γ、λ为权重系数。作为优选，所述的脉搏波传导时间PTT的计算方法为：对ECG波形信号和PPG波形信号进行特征提取，得到ECG信号的R峰时间刻度tR以及PPG信号的波谷时间刻度tP，计算脉搏波传导时间PTT＝tP-tR。作为优选，所述的射血前期PEP的计算方法为：对ECG波形信号和APG波形信号进行特征提取，得到ECG信号的Q峰时间刻度tQ以及APG的波峰时间刻度tA，计算射血前期PEP＝tA-tQ。作为优选，所述的脉搏波形态学参数C选取硬化指数SIx、上升时间RT、下降时间DT和压力常数K，C＝[SIxRTDTK]。作为优选，所述的血压模型中的权重系数由样本数据校准得到。进一步的，每条用于校准的样本数据中含有样本个体胸口处的ECG、PPG、ICG、APG波形信号及参考血压值，将ECG、PPG、ICG、APG波形信号按所述S2和S3处理得到PTT′、HR、C、ρ四个输入参数的值；然后基于多条样本数据的四个输入参数值以及参考血压值对所述血压模型进行回归，从而确定权重系数α、β、γ、λ。作为优选，所述的检测位置位于胸口主动脉出口处。作为优选，血压相关的检测数据的获取通过胸口无创血压检测装置实现，胸口无创血压检测装置由胸口无创血压检测探头以及与探头配合的信号处理系统组成，按功能划分为心电/心阻抗信号检测单元、脉搏信号检测单元、加速体积描记信号检测单元、主控/蓝牙单元、电源管理单元和存储单元；所述的心电/心阻抗信号检测单元包括心电信号采集前端和贴片上的电极组件，位于电极组件上的电极片用于拾取人体体表ECG和ICG信号，心电信号采集前端获取ECG和ICG信号后对信号进行处理转换；所述的脉搏信号检测单元包括光电传感器模组及脉搏采集前端，光电传感器模组基于光电容积法拾取人体脉搏及血流容积信号，脉搏采集前端对信号进行处理转换；所述的加速度体积描记信号检测单元包括加速度传感器及模拟前端，加速度传感器用于采集人体动脉加速体积描记APG信号，模拟前端对信号进行处理转换；所述的主控/蓝牙单元包括主控芯片，且主控芯片包含蓝牙BLE低功耗协议栈，主控芯片用于控制各信号检测单元采集信号数据，并对信号进行分析、特征提取和血压计算，然后通过蓝牙协议栈向终端发送血压检测结果；所述的电源管理单元用于为耗电单元供电；所述的存储单元用于存储本地数据。进一步的，所述的胸口无创血压检测探头由探头本体部分和贴片组成，带有电极组件的贴片可拆卸式贴合于探头本体部分上使用。进一步的，所述的胸口无创血压检测装置为可穿戴式结构。进一步的，所述的胸口无创血压检测探头包括外壳和贴片；其中外壳底部设有柔性底板，柔性底板的表面设有若干个电极母扣、一个光电传感器模组和一个加速度传感器；所述的电极母扣和加速度传感器贴合柔性底板表面布置；所述的光电传感器模组固定在弹性装置上，弹性装置包括固定伸缩杆和弹簧导电线，光电传感器模组底部固定有两条固定伸缩杆，两条固定伸缩杆插入柔性底板上开设的槽孔中构成能伸缩调节的移动副；光电传感器模组底部连接弹簧导电线一端，且弹簧导电线另一端支顶于柔性底板上；光电传感器模组在不受外部压力的状态下突出柔性底板的表面；所述的贴片中设有若干电极组件，每个电极组件包括电极片和电极公扣；贴片的外轮廓与柔性底板表面相同，且中部开设有一个镂空区域，用于将贴片贴合于柔性底板表面时供光电传感器模组穿过；所有电极组件的电极公扣镶嵌固定于贴片表面，且其位置与柔性底板表面的电极母扣一一对应，电极公扣和电极母扣成对卡合固定；每个电极公扣的表面贴有电极片。本专利技术相对于现有技术而言，具有以下有益效果：1)本专利技术考虑到传统检测方法中的脉搏波传导时间PTT忽视了射血前期这一时间参数，为此将测量位置固定在胸口主动脉出口处，通过心电信号ECG、主动脉加速描记信号APG得到心脏射血期时间PEP，并去除PTT中的PEP影响，得到更加准确的脉搏波传导时间PTT’，使得检测到的传导时间更接近于实际的传导时间，保证能得到准确的主动脉血压。2)本专利技术考虑到传统无创血压检测准确度不理想的缺陷，对血压模型进行改进，加入心率HR、脉搏波形态学参数C及皮肤电导ρ，使得模型拟合结果更加准确。3)本专利技术的胸口无创血压检测探头作为可穿戴信号采集系统，可以贴附在胸口位置的人体皮肤表面，而且采用分体式的探头本体部分和贴片，通过公母扣的形式贴合安装于探头本体部分上使用，当需要更换时可直接将贴片取下重新换上新的贴片，方便使用。4)本专利技术利用PTT无创连续测量血压的原理，将信号采集系统集成于胸口可穿戴装置，检测时可同步获取胸口I导联心电图、心阻抗描记图、主动脉容积描记脉搏波图、主动脉加速度描记图。测量设备结构简单且操作方式简便，摆脱了传统血压测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测方法，其特征在于，步骤如下：S1：以待测个体的胸口处为检测位置，获取与血压相关的检测数据，检测数据包括心电信号ECG、脉搏信号PPG、心阻抗信号ICG和加速体积描记信号APG；S2：对ECG、PPG、ICG和APG波形信号进行特征提取，通过波形特征得到脉搏波传导时间PTT、射血前期PEP、心率值HR及归一化后的脉搏波形态学参数C，由ICG信号得到皮肤电导参数

【技术特征摘要】
1.一种基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测方法，其特征在于，步骤如下：S1：以待测个体的胸口处为检测位置，获取与血压相关的检测数据，检测数据包括心电信号ECG、脉搏信号PPG、心阻抗信号ICG和加速体积描记信号APG；S2：对ECG、PPG、ICG和APG波形信号进行特征提取，通过波形特征得到脉搏波传导时间PTT、射血前期PEP、心率值HR及归一化后的脉搏波形态学参数C，由ICG信号得到皮肤电导参数S3：根据PTT′＝PTT-PEP计算去除射血前期后的脉搏波传导时间PTT′；S4：然后根据血压模型计算待测个体的血压值BP，其中血压模型为：式中α、β、γ、λ为权重系数。2.如权利要求1所述的基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测方法，其特征在于，所述的脉搏波传导时间PTT的计算方法为：对ECG波形信号和PPG波形信号进行特征提取，得到ECG信号的R峰时间刻度tR以及PPG信号的波谷时间刻度tP，计算脉搏波传导时间PTT＝tP-tR。3.如权利要求1所述的基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测方法，其特征在于，所述的射血前期PEP的计算方法为：对ECG波形信号和APG波形信号进行特征提取，得到ECG信号的Q峰时间刻度tQ以及APG的波峰时间刻度tA，计算射血前期PEP＝tA-tQ。4.如权利要求1所述的基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测方法，其特征在于，所述的脉搏波形态学参数C选取硬化指数SIx、上升时间RT、下降时间DT和压力常数K，C＝[SIxRTDTK]。5.如权利要求1所述的基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测方法，其特征在于，所述的血压模型中的权重系数由样本数据校准得到。6.如权利要求5所述的基于脉搏波传导时间的胸口无创血压检测方法，其特征在于，每条用于校准的样本数据中含有样本个体胸口处的ECG、PPG、ICG、APG波形信号及参考血压值，将ECG、PPG、ICG、APG波形信号按所述S2和S3处...

【专利技术属性】
技术研发人员：周聪聪，张一鸣，叶学松，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33