基于可编码电刺激的光学动态血压测量方法、设备及介质技术

本发明专利技术涉及基于可编码电刺激的光学动态血压测量方法、设备及介质，该方法包括以下步骤：获取可穿戴血压测量设备采集的数据，并通过获取到的数据判断血压稳定性；根据血压稳定性判断结果对电刺激的周期和幅值进行编码，得到电刺激的预设周期和预设幅值；其中，电刺激为超短脉冲电刺激或短脉冲电刺激；输出预设周期和预设幅值的电刺激；量化动态响应于当前电刺激下的PPG高峰值和衰减时间；确定PPG高峰值和衰减时间对血压测量参数的敏感度；通过PPG高峰值和衰减时间对血压测量参数的敏感度计算收缩压和舒张压。本发明专利技术采用低功耗、方便操作的可编码电刺激，实现在血压测量中动态参数的稳定测量，使得血压测量更为稳定。使得血压测量更为稳定。使得血压测量更为稳定。

【技术实现步骤摘要】
基于可编码电刺激的光学动态血压测量方法、设备及介质


[0001]本专利技术涉及血压测量
，特别涉及基于可编码电刺激的光学动态血压测量方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]确诊及管理高血压病需要持续监测血压，当前有不少基于智能腕表血液容积脉搏波的血压测量技术，但是现存技术存在以下问题：一、由于设备体积有限，腕部血液容积波（PPG）一般只集成距离很短的少量PPG通道信息，通过判断波形变化来预估血压。但PPG波形含信息量有限，尤其接触压力不断变化，腕部位置变化，温差导致的外周阻力变化，导致基线漂移严重，血压评估误差很大，如图1所示。
[0003]为了减少测量误差，目前常用的方法为频繁校准，如每4分钟充气一次获得血流动力学参数，如Finapres设备采用的校准流程一样，在稳定期也需要每4分钟充气校准一次。
[0004]二、由于血管系统处于时时动态调整状态，根据PPG的分形参数（Higuchi Fractal Dimension）和自相似参数（Auto correlation function）可获得血管系统对刺激的响应速度和响应幅值，有助于评估血管弹性、血流阻力和心排量，进而推断血压大致范围，也就是较为流行的长短记忆网络（LSTM）算法采用的时间卷积核。但是自然发生的刺激无法控制且无法测量，导致在评估动态响应时，需要分两步处理：第一步，预先判断刺激类型；第二步，评估血压。其中，第一步的误差不可预知，在第二步误差放大后影响测量精度。

技术实现思路

[0005]为了实现根据本专利技术的上述目的和其他优点，本专利技术的第一目的是提供基于可编码电刺激的光学动态血压测量方法，包括以下步骤：获取可穿戴血压测量设备采集的数据，并通过获取到的数据判断血压稳定性；根据血压稳定性判断结果对电刺激的周期和幅值进行编码，得到电刺激的预设周期和预设幅值；其中，所述电刺激为超短脉冲电刺激或短脉冲电刺激；输出预设周期和预设幅值的电刺激；量化动态响应于当前电刺激下的PPG高峰值和衰减时间；确定PPG高峰值和衰减时间对血压测量参数的敏感度；通过PPG高峰值和衰减时间对血压测量参数的敏感度计算收缩压和舒张压。
[0006]进一步地，所述获取可穿戴血压测量设备采集的数据包括光电传感器及三轴加速度传感器测量的数据。
[0007]进一步地，所述通过获取到的数据判断血压稳定性包括以下步骤：通过光电传感器及三轴加速度传感器测量的数据计算血压；通过三轴加速度传感器测量的数据判断被测对象是否处于静止状态，且判断血压的方差、血压漂移是否均不超过对应的预设值；
是则判定血压处于较为平稳的阶段；否则判定血压处于波动较大的阶段。
[0008]进一步地，所述根据血压稳定性判断结果对电刺激的周期和幅值进行编码包括以下步骤：若血压处于较为平稳的阶段，则延长刺激周期至预设值，采用一组超短脉冲电刺激和持续一个心动周期的电刺激；若血压处于波动较大的阶段，则采用在短脉冲电刺激上叠加超短脉冲电刺激。
[0009]进一步地，所述确定PPG高峰值和衰减时间对血压测量参数的敏感度包括以下步骤：根据量化得到的PPG高峰值和衰减时间，通过第一查找表获得PPG高峰值和衰减时间各自对血流动力学参数的敏感度；通过PPG高峰值和衰减时间各自对血流动力学参数的敏感度计算血流动力学参数；通过计算出的血流动力学参数计算平均血压和压差；通过计算出的平均血压和压差计算收缩压和舒张压，得到第一收缩压和第一舒张压。
[0010]进一步地，所述第一查找表的构建包括以下步骤：在数据库中，统计PPG高峰值和衰减时间在血流动力学参数三维空间的分布；计算血流动力学参数分别对PPG高峰值、衰减时间的偏微分；将PPG高峰值、衰减时间各自与对应的偏微分计算结果的对应关系存储在可穿戴血压测量设备作为第一查找表。
[0011]进一步地，所述血流动力学参数为心排量、血流阻力和血管弹性，所述血流阻力为四元件弹性腔模型的等效电路中的电阻，所述血管弹性为四元件弹性腔模型的等效电路中的第一电容；其中，所述四元件弹性腔模型的等效电路包括电流源、第一电容、电感、第二电容、电阻；所述第二电容与所述电阻并联，所述第二电容与所述电阻的并联支路与所述电感串联，然后再与所述第一电容并联，所述电流源与所述第一电容连接；所述电流源代表心脏，所述第一电容代表血管弹性，所述电感代表血流惯性，所述第二电容代表远端动脉顺应性，所述电阻代表血流阻力，所述第一电容在一个心动周期内随血压变化。
[0012]进一步地，所述确定PPG高峰值和衰减时间对血压测量参数的敏感度还包括以下步骤：根据量化得到的PPG高峰值和衰减时间，通过第二查找表获得PPG高峰值和衰减时间各自对收缩压、舒张压的敏感度；通过PPG高峰值和衰减时间各自对收缩压、舒张压的敏感度计算收缩压和舒张压，得到第二收缩压和第二舒张压。
[0013]进一步地，所述第二查找表的构建包括以下步骤：在数据库中，统计PPG高峰值和衰减时间在收缩压、舒张压二维空间的分布；计算收缩压、舒张压分别对PPG高峰值、衰减时间的偏微分；将PPG高峰值、衰减时间各自与对应的偏微分计算结果的对应关系存储在可穿戴血压测量设备作为第二查找表。
[0014]进一步地，将第一收缩压、第一舒张压和第二收缩压、第二舒张压通过投票机制获得稳定的收缩压和舒张压计算结果。
[0015]本专利技术的第二目的是提供一种电子设备，包括：存储器，其上存储有程序代码；处理器，其与所述存储器联接，并且当所述程序代码被所述处理器执行时，实现基于可编码电刺激的光学动态血压测量方法。
[0016]本专利技术的第三目的是提供一种计算机可读存储介质，其上存储有程序指令，所述程序指令被执行时实现基于可编码电刺激的光学动态血压测量方法。
[0017]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：针对使用无袖带光电容积脉搏波测量血压技术的基线漂移、测量不稳定、自发刺激未知且不可控的问题，本专利技术采用低功耗、方便操作的可编码电刺激，实现在血压测量中动态参数的稳定测量，使得血压测量更为稳定。通过不同路径（间接参数拟合和直接拟合）增加特征信息，使得血压测量更为可靠并给出置信参数。与其他的刺激模式相比，可编码电刺激具有无干扰、易解码、耗电量低的优点，在血压平稳阶段可自适应调整刺激频次，使得整个血压测量系统兼顾到能耗、负荷和测量稳定性、准确度。
[0018]上述说明仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本专利技术的较佳实施例并配合附图详细说明如后。本专利技术的具体实施方式由以下实施例及其附图详细给出。
附图说明
[0019]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为
技术介绍
中PPG波形的基线漂移示意图；图2为实施例1的基于可编码电刺激的光学动态血压测量系统示意图；图3为实施例1的改进后的WK4模型的等效电路图；图4为实施例1的不同压力下主动脉的弹性特本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于可编码电刺激的光学动态血压测量方法，其特征在于，包括以下步骤：获取可穿戴血压测量设备采集的数据，并通过获取到的数据判断血压稳定性；根据血压稳定性判断结果对电刺激的周期和幅值进行编码，得到电刺激的预设周期和预设幅值；其中，所述电刺激为超短脉冲电刺激或短脉冲电刺激；输出预设周期和预设幅值的电刺激；量化动态响应于当前电刺激下的PPG高峰值和衰减时间；确定PPG高峰值和衰减时间对血压测量参数的敏感度；通过PPG高峰值和衰减时间对血压测量参数的敏感度计算收缩压和舒张压。2.如权利要求1所述的基于可编码电刺激的光学动态血压测量方法，其特征在于：所述获取可穿戴血压测量设备采集的数据包括光电传感器及三轴加速度传感器测量的数据。3.如权利要求2所述的基于可编码电刺激的光学动态血压测量方法，其特征在于，所述通过获取到的数据判断血压稳定性包括以下步骤：通过光电传感器及三轴加速度传感器测量的数据计算血压；通过三轴加速度传感器测量的数据判断被测对象是否处于静止状态，且判断血压的方差、血压漂移是否均不超过对应的预设值；是则判定血压处于较为平稳的阶段；否则判定血压处于波动较大的阶段。4.如权利要求3所述的基于可编码电刺激的光学动态血压测量方法，其特征在于，所述根据血压稳定性判断结果对电刺激的周期和幅值进行编码包括以下步骤：若血压处于较为平稳的阶段，则延长刺激周期至预设值，采用一组超短脉冲电刺激和持续一个心动周期的电刺激；若血压处于波动较大的阶段，则采用在短脉冲电刺激上叠加超短脉冲电刺激。5.如权利要求1所述的基于可编码电刺激的光学动态血压测量方法，其特征在于，所述确定PPG高峰值和衰减时间对血压测量参数的敏感度包括以下步骤：根据量化得到的PPG高峰值和衰减时间，通过第一查找表获得PPG高峰值和衰减时间各自对血流动力学参数的敏感度；通过PPG高峰值和衰减时间各自对血流动力学参数的敏感度计算血流动力学参数；通过计算出的血流动力学参数计算平均血压和压差；通过计算出的平均血压和压差计算收缩压和舒张压，得到第一收缩压和第一舒张压。6.如权利要求5所述的基于可编码电刺激的光学动态血压测量方法，其特征在于，所述第一查找表的构建包括以下步骤：在数据库中，统计PPG高峰值和衰减时间在血流动力学参数三维空间的分布；计...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢晓曼，董文飞，宋明轩，顾伟，
申请(专利权)人：苏州国科医工科技发展集团有限公司，
类型：发明
国别省市：