无创连续的浅表动脉血管斑块狭窄率监测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种无创连续的浅表动脉血管斑块狭窄率监测方法及装置。该方法包括：步骤1：获取受测者的个人信息参数，并使用基于反射式光电容积脉搏波描记原理的采集装置采集受测者浅表动脉血管斑块处的脉搏波信号，对所述脉搏波信号进行滤波处理以获得符合要求的PPG信号；步骤2：从所述PPG信号中提取出血流特性参数，所述血流特性参数包括PWTT、血压、血流量和最大血液流速；步骤3：根据受测者的个人信息参数和所述血流特性参数生成特征向量，将所述特征向量输入至训练好的基于深度学习网络的狭窄率监测模型，所述狭窄率监测模型的输出即为受测者浅表动脉血管斑块处狭窄率。本发明专利技术可以实现无创测量且操作方法简便。以实现无创测量且操作方法简便。以实现无创测量且操作方法简便。

【技术实现步骤摘要】
无创连续的浅表动脉血管斑块狭窄率监测方法及装置


[0001]本专利技术涉及血管斑块检测
，尤其涉及一种无创连续的浅表动脉血管斑块狭窄率监测方法及装置。

技术介绍

[0002]血管随着年龄的增长出现斑块是不可避免的，这也是动脉硬化的表现，如果不积极治疗，会引起动脉硬化进一步加重，导致管腔狭窄明显，后期可能出现更严重的病变。而且斑块处血管压力增大，可能会引起斑块脱落，并在其他部位堵塞形成血栓。血管斑块作为诸多病变最初期的表现，对其的检测具有重要意义。
[0003]临床上最常见的是通过超声检查进行评估。超声检查包括二维超声、三维超声、超声造影和血管内超声检查。上述的超声检查方法存在以下弊端：1)有创：部分检测方法对人体有害；而且超声造影剂需要通过肾脏代谢排出，对于肾功能不全、极个别对造影剂敏感人群存在因血管造影而损害肾功能的可能性；2)专业性：只有经过严格培训的医护人员可以熟练的完成检查操作，并不适用于居家监护。

技术实现思路

[0004]为了能够实现无创且方便普通用户完成检查操作的斑块处的狭窄率监测，本专利技术提供一种无创连续的浅表动脉血管斑块狭窄率监测方法及装置。
[0005]一方面，本专利技术提供一种无创连续的浅表动脉血管斑块狭窄率监测方法，包括：
[0006]步骤1：获取受测者的个人信息参数，并使用基于反射式光电容积脉搏波描记原理的采集装置采集受测者浅表动脉血管斑块处的脉搏波信号，对所述脉搏波信号进行滤波处理以获得符合要求的PPG信号；
[0007]步骤2：从所述PPG信号中提取出血流特性参数，所述血流特性参数包括PWTT、血压、血流量和最大血液流速；
[0008]步骤3：根据受测者的个人信息参数和所述血流特性参数生成特征向量，将所述特征向量输入至训练好的基于深度学习网络的狭窄率监测模型，所述狭窄率监测模型的输出即为受测者浅表动脉血管斑块处狭窄率。
[0009]进一步地，所述个人信息参数包括身高、体重、年龄和性别。
[0010]进一步地，步骤1中，采集脉搏波信号时采用的光源波长为850nm。
[0011]进一步地，步骤2中，对所述PPG信号进行二阶微分得到PWTT。
[0012]进一步地，步骤2中，从所述PPG信号中提取出血压具体包括：分别按照公式(7)和公式(8)计算得到收缩压SBP和舒张压DBP：
[0013]SBP＝B+A*PWTT (7)
[0014]DBP＝C+D*SBP (8)
[0015]其中，A、B、C和D为根据实验测到的系数。
[0016]进一步地，步骤2中，所述血流量是指一个心跳周期内的血流量变化Q。
[0017]进一步地，按照公式(11)从所述PPG信号中提取出最大血液流速：
[0018][0019]其中，α表示由受测者个人信息参数决定的参数，ΔQ
max
表示根据PPG信号和其一阶微分信号得到最大血液流速对应时刻之后，在PPG信号中该时刻所对应的血流量变化取值。
[0020]进一步地，所述深度学习网络采用DNN网络或LSTM网络。
[0021]另一方面，本专利技术提供一种无创连续的浅表动脉血管斑块狭窄率监测装置，包括：
[0022]信号采集模块，用于采集受测者浅表动脉血管斑块处的脉搏波信号；
[0023]数据处理模块，用于对所述脉搏波信号进行滤波处理以获得符合要求的PPG信号；
[0024]人机交互模块，用于获取受测者的个人信息参数；从所述PPG信号中提取出血流特性参数，所述血流特性参数包括PWTT、血压、血流量和最大血液流速；以及根据受测者的个人信息参数和所述血流特性参数生成特征向量，将所述特征向量输入至训练好的基于深度学习网络的狭窄率监测模型，所述狭窄率监测模型的输出即为受测者浅表动脉血管斑块处狭窄率。
[0025]进一步地，所述信号采集模块采用MAX30101芯片。
[0026]本专利技术的有益效果：
[0027](1)无创测量：依据光学技术实现对脉搏波的无创测量，能减少受测对象的疼痛感与心理负担，避免有创方法可能引起的诸多风险；
[0028](2)测量成本低：依据本专利技术的测量原理可设计出小型化便捷式的产品，与有创方法相比，将大大降低测量成本，尤其是需要长期监测的场景下；
[0029](3)光学反射式结构；基于光学反射式原理的检测方法将光电探测器与光源置于同一侧，与透射式结构相比，具有测量方式更加便捷、测量部位更加广泛、测量场景更加灵活和所设计的测量装置更加小巧轻便等优点；
[0030](4)操作方法简便：对比于有创的复杂的操作，本专利技术保证准确性、实时性的同时操作简便；
[0031](5)测量精准：针对数据采集模块获取到的数据，剔除异常值、引入修正系数，结合深度学习等方法，提取脉搏波传导时间、血压、血流量和最大血液流速等，实现更加准确的测量；
[0032](6)预测结果可靠，适用范围广：引入个人参数信息等身份识别参数，使泛化的预测模型针对单一个体仍具有较高的准确性。
[0033](7)测量方式多样：本专利技术适用于人体各部位浅表动脉的血管斑块监测。
附图说明
[0034]图1为本专利技术实施例提供的无创连续的浅表动脉血管斑块狭窄率监测方法的流程示意图；
[0035]图2为本专利技术实施例提供的脉搏波信号采集示意图；
[0036]图3为本专利技术实施例提供的血压随狭窄程度的变化情况，k表示狭窄系数，ε表示压力系数；
[0037]图4为本专利技术实施例提供的斑块处血压示意图：(a)III级狭窄下的血管压力示意
图；(b)IV级狭窄下的血管压力示意图；
[0038]图5为本专利技术实施例提供的一个心跳周期内的血流量示意图；
[0039]图6为本专利技术实施例提供的血液流速示意图：(a)III级狭窄下的血液流速示意图；(b)IV级狭窄下的血液流速示意图；
[0040]图7为本专利技术实施例提供的PPG信号的一阶微分示意图；
[0041]图8为本专利技术实施例提供的无创连续的浅表动脉血管斑块狭窄率监测装置示意图；
[0042]图9为本专利技术实施例提供的无创连续的浅表动脉血管斑块狭窄率监测装置的工作过程示意图；
[0043]图10为本专利技术实施例提供的皮肤对于红外光的吸收系数曲线。
具体实施方式
[0044]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0045]实施例1
[0046]如图1所示，本专利技术实施例提供一种无创连续的浅表动脉血管斑块狭窄率监测方法，包括以下步骤：
[0047]S101：获取受测者的个人信息参数，并使用基于反射式光电容积本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.无创连续的浅表动脉血管斑块狭窄率监测方法，其特征在于，包括：步骤1：获取受测者的个人信息参数，并使用基于反射式光电容积脉搏波描记原理的采集装置采集受测者浅表动脉血管斑块处的脉搏波信号，对所述脉搏波信号进行滤波处理以获得符合要求的PPG信号；步骤2：从所述PPG信号中提取出血流特性参数，所述血流特性参数包括PWTT、血压、血流量和最大血液流速；步骤3：根据受测者的个人信息参数和所述血流特性参数生成特征向量，将所述特征向量输入至训练好的基于深度学习网络的狭窄率监测模型，所述狭窄率监测模型的输出即为受测者浅表动脉血管斑块处狭窄率。2.根据权利要求1所述的无创连续的浅表动脉血管斑块狭窄率监测方法，其特征在于，所述个人信息参数包括身高、体重、年龄和性别。3.根据权利要求1所述的无创连续的浅表动脉血管斑块狭窄率监测方法，其特征在于，步骤1中，采集脉搏波信号时采用的光源波长为850nm。4.根据权利要求1所述的无创连续的浅表动脉血管斑块狭窄率监测方法，其特征在于，步骤2中，对所述PPG信号进行二阶微分得到PWTT。5.根据权利要求4所述的无创连续的浅表动脉血管斑块狭窄率监测方法，其特征在于，步骤2中，从所述PPG信号中提取出血压具体包括：分别按照公式(7)和公式(8)计算得到收缩压SBP和舒张压DBP：SBP＝B+A*PWTT
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(7)DBP＝C+D*SBP
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(8)其中，A、B、C和D为根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张锦龙，刘泽华，王佩，冯雨钦，黄欣欣，高礼玉，刘杨，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：