一种基于压力信号和PPG信号的血压测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于压力信号和PPG信号的血压测量方法，控制气泵向气囊结构进行均匀线性充气，在气泵充气的过程中，PPG检测部采集被检测部位的PPG信号，传感器组件检测气囊结构中的压力信号，信息处理部同时接受压力信号和PPG信号，信息处理部通过压力信号确定压力特征，信息处理部通过PPG信号确定PPG特征；信息处理部通过压力特征确定原始血压值；信息处理部通过PPG特征和压力特征对原始血压值进行校准补偿，得到最终血压值，测量结束。该血压测量方法在充气升压过程中同时采集PPG信号与压力信号，通过幅值变化获取压力信号中原始平均压，舒张压以及收缩压，再结合PPG特征对血压进行校准，缩小压力信号中压力值的偏移量，提升测量准确度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于压力信号和PPG信号的血压测量方法
本专利技术涉及血压测量方法，具体为一种结合压力信号与PPG信号的升压式血压测量方法。
技术介绍
血压是反映人体生命体征的一个重要生理参数，随着我国老龄化发展趋势，高血压成为我国人群冠心病以及脑卒中发病甚至死亡的主要危险因素。高血压已经严重威胁到我国居民的身体健康，因此血压变化成为临床医疗以及日常健康管理的一个重要关注点。测量血压主要分为无创血压检测和有创血压检测，临床、手术中常用有创血压检测，其准确性更加可靠，但存在有创伤口以及疼痛感。无创血压检测主要在日常健康管理、日常体检等较为常用。传统的示波法理论上来说比较可靠，通过升压或降压方式检测脉搏波震荡幅值变化，通过幅值系数方法来对血压值进行计算。但是在实际测量过程中，压力会可能存在一定偏移量使得测量结果存在偏差。PPG信号也是用于血压检测中的一个重要生理信号，其变化可以表征血管状态，血液流动会使对光的吸收产生变化，以此来探究其与血压的关系，但是单独采用PPG信号进行血压检测其准确性偏低，故需要一种结合压力信号和PPG信号的血压测量方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种结合压力信号与PPG信号的升压式血压测量方法，该血压测量方法在充气升压过程中同时采集PPG信号与压力信号，通过幅值变化获取压力信号中原始平均压，舒张压以及收缩压，再结合PPG特征对血压进行校准，缩小压力信号中压力值的偏移量，提升测量准确度。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了以下技术方案：一种基于压力信号和PPG信号的血压测量方法，所述血压测量方法运用于血压测量装置，所述血压监测装置包括主体和与主体连接的气囊结构；所述主体内设有气泵、光电容积脉搏波PPG检测部、传感器组件和信息处理部，所述气泵与所述气囊结构连通，用于向所述气囊结构中充气；所述PPG检测部与所述信息处理部连接，所述传感器组件与所述信息处理部连接；所述主体通过所述气囊结构固定在被检测部位，所述PPG检测部位于所述主体的外表面，且与被测量部位接触；所述血压测量方法包括：控制所述气泵向所述气囊结构进行均匀线性充气，在所述气泵充气的过程中，所述PPG检测部采集所述被检测部位的PPG信号，发送给所述信息处理部；同时，所述传感器组件检测所述气囊结构中的压力信号，并将所述压力信号发送给信息处理部；所述信息处理部同时接受所述压力信号和所述PPG信号，所述信息处理部通过所述压力信号确定压力特征，所述信息处理部通过所述PPG信号确定所述PPG特征；所述信息处理部通过所述压力特征确定原始血压值；所述信息处理部通过所述PPG特征和所述压力特征对所述原始血压值进行校准补偿，得到最终血压值，测量结束；其中，所述均匀线性充气为所述气囊结构中的气压值以均匀的速率增加。优选的，所述信息处理部通过所述PPG特征和所述压力特征对所述原始血压值进行校准补偿，得到最终血压值，包括：利用PPG特征或系数方法对原始血压值中的原始舒张压和原始收缩压进行第一次补偿，得到一次补偿血压值，所述一次补偿血压值包括一次补偿舒张压和一次补偿收缩压；通过所述原始舒张压和所述原始收缩压之间的时间长度，确定第二次补偿参数；利用所述第二次补偿参数对所述一次收缩压进行二次补偿，得到二次补偿收缩压，得到最终血压值，所述最终血压值包括一次补偿舒张压和二次补偿收缩压。优选的，所述信息处理部通过所述PPG信号确定所述PPG特征，所述信息处理部通过所述压力信号确定压力特征，包括通过滤波处理获取所述PPG信号中的第一脉搏波，通过幅值处理，确定所述第一脉搏波中包含的PPG特征；通过滤波处理获取所述压力信号中的第二脉搏波；通过幅值处理，确定所述第二脉搏波中包含的压力特征，并得到第二脉搏波中幅值特征对应的第二幅值曲线。优选的，所述滤波处理，包括：通过高通滤波去除原始信号中的基线漂移，得到含有高频噪声的脉搏波信号；通过低通滤波去除所述脉搏波信号中的高频噪声，得到目标脉搏波；所述原始信号为所述PPG信号或所述压力信号；所述目标脉搏波为所述PPG信号对应的所述第一脉搏波或所述压力信号对应的第二脉搏波。优选的，所述幅值处理包括：通过中值滤波和均值滤波对输入的脉搏波进行滤波平滑处理，所述输入的脉搏波包括第一脉搏波和第二脉搏波；对经过所述滤波平滑处理的输入的脉搏波上升和下降的过程进行检测和判断，确定峰值点和谷值点；所述峰值点和所述谷值点之间的差值为幅值，每个幅值对应一次脉搏震荡次数。优选的，在所述通过第二幅值处理，确定所述第二脉搏波中包含的压力特征，并得到第二脉搏波中幅值特征对应的第二幅值曲线之后，所述血压测量方法还包括：对所述第二幅值曲线进行插值拟合，得到信号长度与所述压力信号的信号长度对应的拟合幅值曲线。优选的，所述信息处理部通过所述压力特征确定原始血压值，包括通过所述拟合幅值曲线确定平均压，所述平均压为所述幅值中的最大幅值对应的压力值，根据预设的比例系数确定与所述平均压对应的原始舒张压和原始收缩压所在的位置，根据所述位置确定原始舒张压和原始收缩压的值。优选的，所述利用PPG特征或系数方法对原始血压值中的原始舒张压和原始收缩压进行第一次补偿，得到一次补偿血压值，包括，判断所述PPG特征是否处于预设范围中，当所述PPG特征位于所述预设范围中时，通过所述PPG特征设定标准舒张压的补偿位置，确定第一次补偿系数，利用所述第一次补偿系数计算得到所述第一次补偿血压值；当所述PPG特征未处于所述预设范围中，或无法提取到相应的PGG特征时，提取所述第二脉搏波中的时间长度特征，通过所述时间长度特征，确定所述第一次补偿系数并计算得到所述第一次补偿血压值。优选的，在所述控制所述气泵向所述气囊结构进行均匀线性充气之前，所述血压测量方法还包括：所述PPG检测部检测初始PPG信号并向所述信息处理部输送，所述信息处理部通过所述初始PPG信号判断所述血压测量装置是否处于佩戴状态，当所述信息处理部判断所述血压测量装置处于佩戴状态后，进入充气阶段。附图说明图1为本专利技术中血压测量装置的结构示意图。图2为实施例中血压测量装置的模块连接示意图。图3为实施例中各个模块的连接图。图4为实施例的总体流程图。图5为实施例信号处理部分的主要流程图。图6(a)为基线充电信号曲线。图6(b)为去基线漂移后的PGG信号。图6(c)为去基线漂移后的压力信号。图7为幅值系数方法在压力信号中计算出的初始血压值。图8为PPG信号脉搏震荡与最大幅值特征点。图9为PPG信号幅值变化与幅值变化最大特征点。附图标记：10、主体；101、信息处理部；2、气囊结构；3、气泵；5、传感器组件；6、PPG检测部。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步描述。如图1至2所示为本实施例中血压测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于压力信号和PPG信号的血压测量方法，其特征在于：/n所述血压测量方法运用于血压测量装置，所述血压监测装置包括主体(10)和与主体(10)连接的气囊结构(2)；所述主体(10)内设有气泵(3)、光电容积脉搏波PPG检测部(6)、传感器组件(5)和信息处理部(101)，所述气泵(3)与所述气囊结构(2)连通，用于向所述气囊结构(2)中充气；所述PPG检测部(6)与所述信息处理部(101)连接，所述传感器组件(5)与所述信息处理部(101)连接；所述主体(10)通过所述气囊结构(2)固定在被检测部位，所述PPG检测部(6)位于所述主体(10)的外表面，且与被测量部位接触；/n所述血压测量方法包括：/n控制所述气泵(3)向所述气囊结构(2)进行均匀线性充气，在所述气泵(3)充气的过程中，所述PPG检测部(6)采集所述被检测部位的PPG信号，发送给所述信息处理部(101)；同时，所述传感器组件(5)检测所述气囊结构(2)中的压力信号，并将所述压力信号发送给信息处理部(101)；/n所述信息处理部(101)同时接受所述压力信号和所述PPG信号，所述信息处理部(101)通过所述压力信号确定压力特征，所述信息处理部(101)通过所述PPG信号确定所述PPG特征；/n所述信息处理部(101)通过所述压力特征确定原始血压值；/n所述信息处理部(101)通过所述PPG特征和所述压力特征对所述原始血压值进行校准补偿，得到最终血压值，测量结束；/n其中，所述均匀线性充气为所述气囊结构(2)中的气压值以均匀的速率增加。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于压力信号和PPG信号的血压测量方法，其特征在于：
所述血压测量方法运用于血压测量装置，所述血压监测装置包括主体(10)和与主体(10)连接的气囊结构(2)；所述主体(10)内设有气泵(3)、光电容积脉搏波PPG检测部(6)、传感器组件(5)和信息处理部(101)，所述气泵(3)与所述气囊结构(2)连通，用于向所述气囊结构(2)中充气；所述PPG检测部(6)与所述信息处理部(101)连接，所述传感器组件(5)与所述信息处理部(101)连接；所述主体(10)通过所述气囊结构(2)固定在被检测部位，所述PPG检测部(6)位于所述主体(10)的外表面，且与被测量部位接触；
所述血压测量方法包括：
控制所述气泵(3)向所述气囊结构(2)进行均匀线性充气，在所述气泵(3)充气的过程中，所述PPG检测部(6)采集所述被检测部位的PPG信号，发送给所述信息处理部(101)；同时，所述传感器组件(5)检测所述气囊结构(2)中的压力信号，并将所述压力信号发送给信息处理部(101)；
所述信息处理部(101)同时接受所述压力信号和所述PPG信号，所述信息处理部(101)通过所述压力信号确定压力特征，所述信息处理部(101)通过所述PPG信号确定所述PPG特征；
所述信息处理部(101)通过所述压力特征确定原始血压值；
所述信息处理部(101)通过所述PPG特征和所述压力特征对所述原始血压值进行校准补偿，得到最终血压值，测量结束；
其中，所述均匀线性充气为所述气囊结构(2)中的气压值以均匀的速率增加。


2.根据权利要求1所述的血压测量方法，其特征在于：所述信息处理部(101)通过所述PPG特征和所述压力特征对所述原始血压值进行校准补偿，得到最终血压值，包括：
利用PPG特征或系数方法对原始血压值中的原始舒张压和原始收缩压进行第一次补偿，得到一次补偿血压值，所述一次补偿血压值包括一次补偿舒张压和一次补偿收缩压；
通过所述原始舒张压和所述原始收缩压之间的时间长度，确定第二次补偿参数；
利用所述第二次补偿参数对所述一次收缩压进行二次补偿，得到二次补偿收缩压，得到最终血压值，所述最终血压值包括一次补偿舒张压和二次补偿收缩压。


3.根据权利要求1所述的血压测量方法，其特征在于：所述信息处理部(101)通过所述PPG信号确定所述PPG特征，所述信息处理部(101)通过所述压力信号确定压力特征，包括
通过滤波处理获取所述PPG信号中的第一脉搏波，
通过幅值处理，确定所述第一脉搏波中包含的PPG特征；
通过滤波处理获取所述压力信号中的第二脉搏波；
通过幅值处理，确定所述第二脉搏波中包含的压力特征，并得到第二脉搏波中幅值特征对应的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王怡，盛奕冰，
申请(专利权)人：研和智能科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33