一种基于PEP的连续血压估计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于PEP的连续血压估计方法，其方法步骤如下：S1：首先招募受试者，进行数据采集前的准备；S2：对受试者的ECG、SCG和PPG信号及参考血压进行采集；S3：通过对采集到的ECG、SCG和PPG等多通道生理信号进行预处理；S4：对所构建的血压估计模型进行评估，本发明专利技术基于PEP的连续血压估计方法中，采用可贴式信号采集设备和血压估计模型配合，并进行健康男性受试者数据采集，通过对基于PEP的血压估计模型的准确性验证和基于PAT的血压估计方法进行对比验证，最后根据验证数据得到，从而确定基于PEP的连续血压估计方法的准确性与基于PAT的血压估计方法相当，能够满足AAMI对于血压测量准确性的要求，且能够明显降低对用户的依从性要求。依从性要求。依从性要求。

【技术实现步骤摘要】
一种基于PEP的连续血压估计方法


[0001]本专利技术涉及血压测量
，具体是一种基于PEP的连续血压估计方法。

技术介绍

[0002]血压(bloodpressure，BP)是一个非常重要的血流动力学参数，是评估人体健康状态的有效指标，高血压是导致众多心血管相关疾病的主要诱因之一。避免心血管病并发症的最好办法是早期预防，而血压的准确测量对于心血管相关疾病的早期预防具有非常重要的意义。
[0003]申请公布号为CN115040094A的专利技术专利，一种用于连续血压测量的血压手表,包括：手表外壳；表带，与所述手表外壳连接，所述表带可弯折设置以包绕手腕；心电检测装置，用于获取时标信号和用户的心电信号，根据所述时标信号确定所述心电信号与时间的关系；脉搏波检测装置，用于获取所述时标信号和用户的脉搏波信号，根据所述时标信号确定所述脉搏波信号与时间的关系，使得所述心电信号与所述脉搏波信号同步；血压测量装置，用于获取所述时标信号和连续血压测量所需的用户的标定血压值，根据所述时标信号确定所述标定血压值与时间的关系；第一处理器，用于根据同步后的所述心电信号和所述脉搏波信号，计算得到所述脉搏波传导速度，根据所述标定血压值和所述脉搏波传导速度，得到连续血压测量相关的参数。
[0004]除了上述的方式外，目前最常规的是袖带血压测量方法，其需要在手臂上捆绑袖带，定期地充放气操作使得该方法不适合用于连续血压测量和穿戴式测量场景，相比于常规袖带血压测量方法，基于脉搏波到达时间(pulsearrivaltime，PAT)或脉搏波传导时间(pulsetransittime，PTT)的连续血压估计方法具有无创性、连续性和可穿戴等优点，其在最近二十年受到了广泛关注，基于PTT估计收缩压和舒张压，估计模型初始校准即可准确估计血压，基于PAT能更好地跟踪血压的变化，但是此类基于PAT/PTT的血压估计方法，在测量时均需要佩戴心电导联线与指套式光电探头，对用户的依从性要求较高。
[0005]射血前期(pre－ejectionperiod，PEP)是表征心脏交感神经活动的特异性和敏感性参数，其在压力或人体生理活动中具有明显变化，研究表明，PEP与血压具有较强较高的相关性，可以作为血压的有效替代物，基于PEP的方法具备测量简单的优势，然而目前基于PEP的血压估计方法并不多见，如何利用PEP建立血压估计方法是亟需解决的问题，因此，专利技术人提出一种基于PEP的连续血压估计方法。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种基于PEP的连续血压估计方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0008]一种基于PEP的连续血压估计方法，包括柔性可贴式信号采集设备和血压估计模型，其方法步骤如下：
[0009]S1：首先招募受试者，进行数据采集前的准备；
[0010]S2：对受试者的ECG、SCG和PPG信号及参考血压进行采集；
[0011]S3：通过对采集到的ECG、SCG和PPG等多通道生理信号进行预处理；
[0012]S4：对所构建的血压估计模型进行评估。
[0013]作为本专利技术进一步的方案：所述S1中，首先通过招募13名健康男性受试者，年龄分布为23～43岁，在开始采集数据之前，要求每位受试者做骑行运动2min，使血压升高，然后静坐。
[0014]作为本专利技术再进一步的方案：所述S2中，在完成S1的准备工作后，将准备好的柔性可贴式信号采集设备贴附在13名受试者身体上，同步采集13名受试者的ECG、SCG和PPG信号及参考血压，参考血压值采用美国顺泰公司的SunTechOscar2动态血压监测仪测量，对受试者的数据采集过程持续20min，前10min内每2min记录一次受试者人体参考血压值，共采集5组，后10min每1min记录一次人体参考血压值，共采集10组，在数据采集过程中，实时获取受试者的所有生理信号并记录，数据采集频率为250Hz。
[0015]作为本专利技术再进一步的方案：所述S3中，通过对采集到的ECG、SCG和PPG等多通道生理信号进行预处理，通过提取各通道生理信号的特征点，进一步解析PEP和PAT等血压替代物，最后获取人体运动后的15组参考血压值与PEP/PAT值数据，预处理步骤如下：
[0016]第一步：采用10点滑动平均去除ECG信号中的工频干扰，并采用IIR型带通滤波器(截止频率0.7～50Hz)去除ECG、SCG和PPG信号中的呼吸、体动等干扰；；
[0017]第二步：采用经典的Pan－Tompkins算法提取每一心跳节拍ECG信号中的R波；
[0018]第三步：根据所有信号间的同步性，经由ECG信号R波后向搜索SCG信号中的AO特征点以及PPG信号中的波谷点，提取ECG信号R波后向20～120ms时间窗内的SCG信号局部最大值点作为AO特征点，提取ECG信号R波后向100～300ms时间窗内的PPG信号局部最小值点作为波谷点，通过根据上述提取的特征点计算PEP、PAT等血压替代物；
[0019]第四步：根据每次测量参考血压值的时间戳(单位:min)，对每次测量血压1min内的PEP值和PAT值进行平均运算，最后得到人体运动后的15组参考血压值与PEP/PAT值数据。
[0020]作为本专利技术再进一步的方案：所述S4中，通过一共采集13名受试的实验数据对所构建的血压估计模型进行评估，血压估计模型评估包括两个部分：基于PEP的血压估计模型的准确性验证和基于PAT的血压估计方法，通过对基于PEP的血压估计模型的准确性验证和基于PAT的血压估计方法进行对比验证，通过采用平均绝对误差((MAE)和标准差(SD)指标验证其准确性，采用相关性图和Bland－Altman图验证其性能。
[0021]作为本专利技术再进一步的方案：所述血压估计模型其中SBP代表收缩压估计值，DBP代表舒张压估计值，a
s
，b
s
，a
d
，b
d
分别为收缩压，舒张压的模型参数，亦称为模型校准参数，PEP为射血前期，通过最小二乘法求解模型参数。
[0022]作为本专利技术再进一步的方案：所述柔性可贴式信号采集设备包括多通道生理信号检测模块、微处理器模块和电源模块，所述多通道生理信号检测模块用于同步采集人体胸导联ECG信号、SCG信号和透射式手指PPG信号，所述微处理器模块用于对多通道生理信号检测模块用于同步采集人体胸导联ECG信号、SCG信号和透射式手指PPG信号进行综合处理，所述柔性可贴式信号采集设备采用BLE4.2无线技术将多通道原始生理信号实时回传至智能
客户终端。
[0023]作为本专利技术再进一步的方案：所述电源模块采用150mAh锂电池为柔性可贴式信号采集设备整体供电。
[0024]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0025]1、本专利技术基于PEP的连续血压估计方法中，采用可贴式信号采集设备和血压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于PEP的连续血压估计方法，包括柔性可贴式信号采集设备和血压估计模型，其特征在于：其方法步骤如下：S1：首先招募受试者，进行数据采集前的准备；S2：对受试者的ECG、SCG和PPG信号及参考血压进行采集；S3：通过对采集到的ECG、SCG和PPG等多通道生理信号进行预处理；S4：对所构建的血压估计模型进行评估。2.根据权利要求1所述的基于PEP的连续血压估计方法，其特征在于：所述S1中，首先通过招募13名健康男性受试者，年龄分布为23～43岁，在开始采集数据之前，要求每位受试者做骑行运动2min，使血压升高，然后静坐。3.根据权利要求1所述的基于PEP的连续血压估计方法，其特征在于：所述S2中，在完成S1的准备工作后，将准备好的柔性可贴式信号采集设备贴附在13名受试者身体上，同步采集13名受试者的ECG、SCG和PPG信号及参考血压，参考血压值采用美国顺泰公司的SunTechOscar2动态血压监测仪测量，对受试者的数据采集过程持续20min，前10min内每2min记录一次受试者人体参考血压值，共采集5组，后10min每1min记录一次人体参考血压值，共采集10组，在数据采集过程中，实时获取受试者的所有生理信号并记录，数据采集频率为250Hz。4.根据权利要求1所述的基于PEP的连续血压估计方法，其特征在于：所述S3中，通过对采集到的ECG、SCG和PPG等多通道生理信号进行预处理，通过提取各通道生理信号的特征点，进一步解析PEP和PAT等血压替代物，最后获取人体运动后的15组参考血压值与PEP/PAT值数据，预处理步骤如下：第一步：采用10点滑动平均去除ECG信号中的工频干扰，并采用IIR型带通滤波器(截止频率0.7～50Hz)去除ECG、SCG和PPG信号中的呼吸、体动等干扰；第二步：采用经典的Pan－Tompkins算法提取每一心跳节拍ECG信号中的R波；第三步：根据所有信号间的同步性，经由ECG信号R波后向搜索SCG信号中的AO特征点以及PPG信号中的波谷点，提取ECG信号R波后向20～120ms时间窗内的SCG...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨兴旺，邬梦，胡颖丽，欧阳海庆，
申请(专利权)人：佳禾智能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：