一种基于单路心冲击信号的连续血压监测方法技术

本发明专利技术公开了生理信号检测领域的一种基于单路心冲击信号的连续血压监测方法，包括收集多个受试者数据，构建三种血压模型数据集；使用三种血压模型数据集计算贝叶斯融合模型参数；使用贝叶斯融合模型的参数对待试者进行血压模型拟合和收缩压计算，本发明专利技术利用心冲击中的不同信号成分提取脉搏传输时间，同时测量心冲击强度以及心冲击信号形状特征作为相对收缩压计算依据，利用贝叶斯模型融合三种不同指标，以进一步提高血压计算准确性，提供的连续血压测量方法具有无负荷、测量便利、设备复杂度低、成本低的特征，克服了单一的参数模型普遍存在的误差较大的不足，有较大的应用潜力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于单路心冲击信号的连续血压监测方法


[0001]本专利技术涉及生理信号检测领域，具体涉及一种基于单路心冲击信号的连续血压监测方法。

技术介绍

[0002]血压是人体的一项重要生理参数，也是当今影响人类身体健康的重要因素。现有的血压测量方法从测量方式来分类看可分为单次血压测量和动态血压测量。其中夜间的持续性动态血压是比日间血压更为敏感的心血管预后指标，有助于揭示隐匿性高血压和顽固性高血压的病因，协助代谢性疾病管理，并且能够协助评估睡眠质量，因此具有重大的科研价值和社会价值。
[0003]目前的动态血压测量方法主要为袖带式血压计，其充放气操作容易对受试者造成干扰，加重受试者焦虑，且测量频率低，很难反映血压的瞬时涨落。另外一种常见的动态血压测量方式是使用光电容积脉搏波Photo Plethysmo Graphy,PPG)测量脉搏传输时间(Pulse Transmission Time,PTT)进行血压的拟合和测量，此种测量方法一方面由于射血前期的存在等造成精准度不足，另一方面也需要佩戴表带或指套，不适于长期使用。
[0004]基于心冲击(BallistoCardioGraphy,BCG)信号的连续动态血压测量具有非接触、零负荷的优势，十分适用于长时间或睡眠期间的血压测量。申请公布号为CN108186000A的专利技术专利公开了一种使用心冲击图和PPG信号进行血压测量的方法，但需要使用者佩戴PPG指套进行测量，无法做到完全无负荷。申请公布号为CN108261193A的专利技术专利公开了一种基于双路心冲击信号计算脉搏波传输时间进行血压测量的方法，但使用两个以上的传感装置以及单一的传输时间参数进行血压拟合和测量，仍然存在设备较复杂、测量精准度不足的问题。
[0005]基于此，本专利技术设计了一种基于单路心冲击信号的连续血压监测方法，以解决上述问题。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于单路心冲击信号的连续血压监测方法，实现真正零负荷、非接触的连续动态血压监测，并且同时保证测量结果准确性的目的。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于单路心冲击信号的连续血压监测方法，包括以下步骤：
[0008]S1，收集多个受试者数据，构建三种血压模型数据集；
[0009]S2，使用三种血压模型数据集计算贝叶斯融合模型参数；
[0010]S3，使用贝叶斯融合模型的参数对待试者进行血压模型拟合和收缩压计算；
[0011]其中S1包括以下步骤：
[0012]对每个受试者，以特定的心冲击图测量方式获取特定位置的心冲击信号；
[0013]对每个受试者的心冲击信号，使用高频、低频两种不同滤波器处理心冲击信号，得
到心冲击信号的肢体振动成分和心脏振动成分；
[0014]对每个受试者的心冲击信号，寻找两不同心冲击信号成分的心冲击特征点J，并计算两种心冲击特征点J的时间差T，作为第一相对收缩压，记为RSBP1，随后计算“心脏振动成分”中J点与“肢体振动成分”中J点的时间差T，此时间差即为血流从心脏端传输到肢体端的脉搏传输时间，参数T作为第二种相对收缩压RSBP2；
[0015]对每个受试者，分别计算其两种心跳成分的心冲击强度BPS，记录为第二类相对收缩压RSBP2；
[0016]对每个受试者的心冲击信号，定位特征点I，J，K，计算J、K点与I、J点幅度差，记录为相对收缩压RSBP3；
[0017]对每个受试者，分别使用标准血压计测量收缩压，以三种RSBP为自变量，标准收缩压为因变量进行线性模型拟合，得到三种不同SBP模型，对N个受试者可生成3N个线性血压模型。
[0018]优选的，所述特定的心冲击图测量方式获取特定位置的心冲击图信息为通过特定的能够采集人体微振信号的传感器、特定的传感器与人体间介质，以及特定的硬件电路、信号采样率等采集心冲击信号；将特定传感器放置在特定部位，以获取满足要求的信号。
[0019]优选的，所述的特定的硬件电路优选的带有噪声过滤功能以及信号放大功能和模数转换功能的电路；所述特定信号采样率优选的是采样率在250hz以上，所述的传感器放置特定部位为在床垫下方，人体左大臂下方、右大臂或者腿部下方。
[0020]优选的，所述得到心冲击信号的肢体振动成分和心脏振动成分的具体方法为使用截止频率为[2Hz,6Hz]的巴特沃斯带通滤波器处理心冲击信号，获得肢体振动成分，使用截至频率为[8Hz,24Hz]的巴特沃斯带通滤波器处理心冲击信号，获得心脏振动成分。
[0021]优选的，所述寻找两不同心冲击信号成分的心冲击特征点的J方法为获取初始混合信号；从初始混合信号中分离出纯净的BCG心冲击信号；选取一段时长为T的心冲击信号中所有的时长为t的信号段；计算每段信号两两间相关系数并进行顺序聚类；选取中间值均值最高的一类信号段求平均作为心跳模板；计算后续各信号段与心跳模板的相关系数并构建相关系数函数；从相关系数函数中定位心跳位置；根据心跳位置序列输出逐拍心率J。
[0022]优选的，所述定位特征点I，K的方法为J点往前搜索第一个波谷点即为I点，往后搜索第一个波谷点即为K点，计算J、K与I、J的幅值差，作为第三类相对收缩压RSBP3。
[0023]优选的，所述S2中包括以下步骤，将各受试者的三种模型的计算误差，使用最大似然法拟合为三种误差高斯模型；根据各误差高斯模型，得到使用贝叶斯融合模型的参数。
[0024]优选的，所述拟合误差高斯模型为将N个受试者的相同RSBP拟合为一个高斯模型，建立在各RSBP模型对于不同样本具有相同的误差分布的假设下，将每种RSBP模型的这一误差都拟合为高斯模型。
[0025]优选的，所述S3中包括以下步骤，多次测量被测对象的RSBP1、RSBP2、RSBP3，以及对应的标准血压，并拟合三种线性模型，用得到的贝叶斯融合模型的参数，对三种模型进行融合计算。
[0026]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0027]本专利技术利用心冲击中的不同信号成分提取脉搏传输时间，同时测量心冲击强度以及心冲击信号形状特征作为相对收缩压计算依据，利用贝叶斯模型融合三种不同指标，以
进一步提高血压计算准确性，提供的连续血压测量方法具有无负荷、测量便利、设备复杂度低、成本低的特征，同时克服了单一的参数模型普遍存在的误差较大的不足，有较大的应用潜力。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术基于单路心冲击信号的连续血压测量方法的流程图；
[0030]图2为本专利技术心冲击信号不同成分示意图；
[0031]图3为本专利技术心冲击波形I、J、K特征点及脉冲幅度示意图；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于单路心冲击信号的连续血压监测方法，包括以下步骤：S1，收集多个受试者数据，构建三种血压模型数据集；S2，使用三种血压模型数据集计算贝叶斯融合模型参数；S3，使用贝叶斯融合模型的参数对待试者进行血压模型拟合和收缩压计算；其中S1包括以下步骤：对每个受试者，以特定的心冲击图测量方式获取特定位置的心冲击信号；对每个受试者的心冲击信号，使用高频、低频两种不同滤波器处理心冲击信号，得到心冲击信号的肢体振动成分和心脏振动成分；对每个受试者的心冲击信号，寻找两不同心冲击信号成分的心冲击特征点J，并计算两种心冲击特征点J的时间差T，作为第一相对收缩压，记为RSBP1，随后计算“心脏振动成分”中J点与“肢体振动成分”中J点的时间差T，此时间差即为血流从心脏端传输到肢体端的脉搏传输时间，参数T作为第二种相对收缩压RSBP2；对每个受试者，分别计算其两种心跳成分的心冲击强度BPS，记录为第二类相对收缩压RSBP2；对每个受试者的心冲击信号，定位特征点I，J，K，计算J、K点与I、J点幅度差，记录为相对收缩压RSBP3；对每个受试者，分别使用标准血压计测量收缩压，以三种RSBP为自变量，标准收缩压为因变量进行线性模型拟合，得到三种不同SBP模型，对N个受试者可生成3N个线性血压模型。2.根据权利要求1所述的一种基于单路心冲击信号的连续血压监测方法，其特征在于：所述特定的心冲击图测量方式获取特定位置的心冲击图信息为通过特定的能够采集人体微振信号的传感器、特定的传感器与人体间介质，以及特定的硬件电路、信号采样率等采集心冲击信号；将特定传感器放置在特定部位，以获取满足要求的信号。3.根据权利要求2所述的一种基于单路心冲击信号的连续血压监测方法，其特征在于：所述的特定的硬件电路优选的带有噪声过滤功能以及信号放大功能和模数转换功能的电路；所述特定信号采样率优选的是采样率在250Hz以上，所述的传感器放置特定部位为在床垫下方，人体左大臂下方、右大臂或者腿部下方。4.根据权利要求1所述的一种基于单路心...

【专利技术属性】
技术研发人员：方震，白忠瑞，赵荣建，何光强，
申请(专利权)人：中科心感南京医疗电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：