电子血压计个体自适应加减压控制方法技术

本发明专利技术公开了一种电子血压计个体自适应加减压控制方法，包括步骤：对套入上臂的袖带进行持续的充气加压；检测脉搏波信号和袖带压力信号；根据加压过程中的脉搏波信号计算平均压Pv和心率S，并根据平均压Pv计算收缩压Ps及设置袖带加压的最大值Pm；在当前的袖带压力达到最大值Pm后，控制气阀进行个体自适应匀速减压，直至达到减压结束状态后控制气阀完全打开，排空气体。通过本发明专利技术的电子血压计个体自适应加减压控制方法及电子血压计，能够获取脉搏波数目适中幅度合理包络特征明显的优质脉搏波信号，是血压参数进一步准确辨识和确定的前提条件，整个测量过程大大提高了受测者的舒适性，同时具有很强的个体自适应测量能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及人体生理信号检测与信号处理
，具体涉及一种及应用该方法的电子血压计。
技术介绍
目前市场上的电子血压计普遍基于示波法原理(振荡法)，而基于示波法的电子血压计大多先加压(充气)后减压(放气)，然后在减压过程中检测脉搏波信号，以实现血压参数测量，即为减压时测量技术(MWD技术)。对基于示波法原理的电子血压计，其测量结果应在合理的减压速度(速率)控制之下进行的，只有均匀合适的减压速度才能获取完整的易于识别判断的脉搏波信号，一般采用每秒3-5mmHg的均匀减压速度。受袖带作为弹性容器对压力释放特性，以及气阀减压特点等因素的影响，事实上只靠恒定电压(或电流)进行气阀速度控制，得到的袖带压往往是先快后慢非线性曲线，类似指数衰减的过程，如图3中的曲线所示。一方面，刚开始减压速度太快，平均压到收缩压之间的脉搏波数量过少；另一方面，平均 压之后的减压速度过慢，脉搏波数量冗余，造成减压时间过长，从而出现不可避免的缺点和问题如测量者手臂容易充血麻痹，出现明显的压迫感，舒适性大打折扣，又如减压速度不均匀，脉搏波包络不明显，导致测量不稳定结果精度不高。只有根据个体差异进行均速的减压，才能获得合适数量的脉搏波以及脉搏波包络，并最终得到稳定精确的血压值。目前国内大部分电子血压计厂商仍采用上述第一代技术方案。而欧姆龙等极少数业内领先厂商已淘汰了上述技术方案，开始采用电子控制排气阀伺服技术(第二代技术方案)，进行负反馈式的排气阀减压速度调整以保证匀速减压。但目前采用的电子控制排气阀伺服技术测量时还是存在明显的缺点和不足，主要表现在目前该技术在实际实施过程中通常只是恒定在某一速率，如5mmHg每秒(比如欧姆龙的全自动电子血压计)，虽然人体的正常生理状态下平均心率为75左右，但人体的生理波动很大，特别在运动或病理状态下，心率往往偏离正常值，比如运动员或体力劳动者心率平静状态下往往会低于每分钟60次，而发烧病人可达100次以上。显然，这种情况下以固定的减压速度下采集到的脉搏信号个数会出现冗余或者不足，不利于血压参数的计算，影响测量精度，因此固定的减压速率并不能适应个体的差异测量，反而造成受测群体的局限化。另一方面，由于个体的差异，脉搏波有强弱之分，比如肥胖以及缺少锻炼者的脉搏较弱，体力劳动或粗壮者的脉搏一般较强，他们的脉搏幅度往往相差悬殊。需要对脉搏信号进行个体差异化的放大调理，以提取合适幅度的脉搏波信号。目前一般在放大调理电路中，通过模拟开关调节放大电阻阻值来实现，调节过程需要外部附加电路，实现需要一定硬件成本，同时也增加了仪器体积以及功耗
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种及电子血压计，因人而异的应用自适应加减压控制技术，同时对脉搏幅度增益进行个体差异性调整，以提高整个测量过程的舒适性，并获取数量适当、幅度合理、包络特征明显的脉搏波信号，作为判断血压参数的基础。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种，包括步骤步骤A :对套入一上臂的袖带通过关闭气阀而打开气泵，进行持续的充气加压；步骤B :通过压力传感器检测脉搏波信号和袖带压力信号；步骤C :根据检测的加压过程中的脉搏波信号计算先验参数平均压Pv和心率S，其中，平均压Pv即最大脉搏波幅度对应的袖带压，并根据平均压Pv计算收缩压ps，设置袖带加压的最大压力值Pm为收缩压Ps加上一经验压力值Pe ；步骤D :在根据袖带压力信号判断当前的袖带压力达到最大值Pm后，关闭气泵，通过PWM技术控制气阀以进行个体自适应匀速减压，直至达到减压结束状态后控制气阀完全打开，排空气体。在一优选的实施方式中，在加压过程中，通过PWM技术对袖带进行加压，先通过一预定PWM脉宽比以一预定平均速度对袖带进行加压，每间隔一设定时间判断当前的袖带压力是否达到相应的预定值，并在当前时刻的袖带压力值小于当前时刻的预定值时，增大PWM脉宽比以增大加压速度，在当前时刻的袖带压力值大于当前时刻的预定值时，减少PWM脉宽比以降低加压速度，直至袖带压力值达到设置的最大值Pm。在一优选的实施方 式中，获取一固定上臂周长在设定个数的PWM脉宽比下的袖带压与时间曲线，针对每个袖带压与时间曲线获取一特定斜率情况下的PWM脉宽比和压力值，所述特定斜率即减压速率，对获取的多组PWM脉宽比和压力值进行曲线拟合，得到一减压曲线方程Y=kX+b，其中，Y为压力值，X为PWM脉宽比，k为固定的系数，b为常量，即每个特定减压速率对应一减压曲线方程，根据袖带加压的最大值Pm得到减压过程中PWM脉宽比的初始值PWMo= (Y-b) Λ，再根据设定的减压速率Nx和脉搏信号的采样率Sx，得到每采样间隔PWM脉宽比的调整值Λ PWM= (Nx/Sx)/k,即每采样一次PWM脉宽比的值减少Λ PWM。在一优选的实施方式中，得到预设个特定减压速率对应的多组减压曲线方程，将心率S与减压速率进行对应，得到心率S与减压曲线方程系数k的拟合方程S — k，即k=fl(S),得到心率S与减压曲线方程系数b的拟合方程S —b，即b=f2(S)，将减压曲线方程转换为Y=fl (S)*X+f2(S)，即通过加压过程中得到的心率S确定曲线方程中的k和b的值，进而得到减压过程中PWM脉宽比的初始值及调整值，完成因心率差异而进行的PWM脉宽比调整减压控制。在一优选的实施方式中，根据仪器外部环境温度的偏移量Λ T修正减压初始值的偏移量Λ b，两参数之间的补偿方程为Λ b=f ( Λ Τ)，对PWM脉宽比的初始值修正为PWM0= (Y-b) /k+ Λ b 或 PffM0= (Y-f2 (S)) /fl (S) +f ( Λ T)。在一优选的实施方式中，通过一固定上臂周长在加压过程中测量到的时间参数tO作为上臂周长的参考，其变化量Λ t与系数k建立对应关系，Δ t值大上臂粗，Δ t值小上臂细，得到系数k由于Λ t的修正值Λ k，得到两者之间的补偿方程Λ k=f ( Λ t)，将PWM脉宽比的初始值修正为PffM0= (γ-f 2 (S) ) / (f I (S) + Δ k) +f ( Δ Τ)或 PWMtl= (Y-f2 (S) ) /(fl(S)+f ( Δ t))+f ( Δ T),调整值修正为Λ PWM= (Nx/Sx)/(Π (S)+Λ k)或Λ PWM= (Nx/Sx)/(fl(S) +f ( Δ t)) ο在一优选的实施方式中，对加压过程中的最大幅度大小P进行等级划分，划为设定8个等级，并相应得到设定个数的等级调整系数F，建立加压过程最大脉搏波幅度P与减压过程脉搏波调整系数F之间的线性函数关系P(n) — F(n)，或者表达成F(n)=a*P(n)，a是比例系数，与AD转换分辨率有关。减压过程脉搏波信号幅度调整方程为本文档来自技高网...

【技术保护点】
电子血压计个体自适应加减压控制方法，其特征在于，包括步骤：步骤A：对套入一被测量对象上臂的袖带通过关闭气阀而打开气泵，进行持续的充气加压；步骤B：通过压力传感器检测脉搏波信号和袖带压信号；步骤C：根据检测的加压过程中的脉搏波信号和袖带压信号计算先验参数平均压Pv和心率S，其中平均压Pv即最大脉搏波幅度对应的袖带压，并根据平均压Pv计算收缩压Ps，设置袖带加压的最大压力值Pm为收缩压Ps加上一经验压力值PE；步骤D：在根据袖带压力信号判断当前的袖带压力达到最大值Pm后，关闭气泵，通过PWM技术控制气阀以进行个体自适应匀速减压，直至达到减压结束状态后控制气阀完全打开，排空气体。

【技术特征摘要】
1.电子血压计个体自适应加减压控制方法，其特征在于，包括步骤 步骤A :对套入一被测量对象上臂的袖带通过关闭气阀而打开气泵，进行持续的充气加压； 步骤B :通过压力传感器检测脉搏波信号和袖带压信号； 步骤C :根据检测的加压过程中的脉搏波信号和袖带压信号计算先验参数平均压Pv和心率S，其中平均压Pv即最大脉搏波幅度对应的袖带压，并根据平均压Pv计算收缩压Ps，设置袖带加压的最大压力值Pm为收缩压Ps加上一经验压力值Pe ； 步骤D :在根据袖带压力信号判断当前的袖带压力达到最大值Pm后，关闭气泵，通过PWM技术控制气阀以进行个体自适应匀速减压，直至达到减压结束状态后控制气阀完全打开，排空气体。2.如权利要求1所述的电子血压计个体自适应加减压控制方法，其特征在于，在加压过程中，通过PWM技术对袖带进行加压，先通过一预定PWM脉宽比以一预定平均速度对袖带进行加压，每间隔一设定时间判断当前的袖带压力是否达到相应的预定值，并在当前时刻的袖带压力值小于当前时刻的预定值时，增大PWM脉宽比以增大加压速度，在当前时刻的袖带压力值大于当前时刻的预定值时，减少PWM脉宽比以降低加压速度，直至袖带压力值达到设置的最大值Pm。3.如权利要求1或2所述的电子血压计个体自适应加减压控制方法，其特征在于，在步骤C中根据平均压Pv计算收缩压Ps的方法为 根据大样本数据统计得到多组舒张压Pd、收缩压Ps及其平均压Pv值，并由此进行平均压匕和收缩压Ps两参数的拟合，得到方程PS=A1*PV+B1，其中，Al为系数，BI为常数，根据加压过程检测到的平均压Pv计算收缩压值Ps ； 在步骤C中根据平均压Pv计算经验压力值Pe的公式为经验压力值Pe为平均压Pv的三分之一; 袖带最大加压值Pm=Al*Pv+Bl+Pv/3。4.如权利要求1所述的电子血压计个体自适应加减压控制方法，其特征在于，步骤D中减压结束状态的判定方法为 根据大样本数据统计得到的多组平均压及舒张压值，进行平均压匕和舒张压Pd两参数的拟合，得到方程Pd=A2*Pv+B2，其中，A2为系数，B2为常数，根据减压过程中重新检测到的平均压计算舒张压的值，当袖带压力减小到舒张压值减去一参考值后对应的值时判定减压结束，该参考值设为计算得到的舒张压估计值Pd的六分之一；或者减压结束状态的判定方法为 从最大脉搏波幅度对应的脉搏波开始，对得到的每个脉搏波对应的脉搏波幅度减去基线，并除以最大脉搏波幅度值，得到每个脉搏波对应的幅度系数，在一脉搏波对应的幅度系数小于预设系数时判定减压结束。5.如权利要求1所述的电子血压计个体自适应加减压控制方法，其特征在于，获取一固定上臂周长在设定个数的PWM脉宽比下的袖带压与时间曲线，针对每个袖带压与时间曲线获取一特定斜率情况下的PWM脉宽比和压力值，所述特定斜率...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓亲恺，冯学技，郭劲松，梁妃学，
申请(专利权)人：邓亲恺，冯学技，
类型：发明
国别省市：