一種基于脈搏反射波傳輸時間的血壓計算方法及血壓儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于脈搏反射波傳輸時間的血壓計算方法及血壓儀，屬于醫(yī)療器 械技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)的電子血壓儀均須通過袖套加壓和減壓，采用聽診法或示波法來測量血壓。 由于袖套加壓造成的不適感，這類血壓儀被稱為侵入式（Invasive)血壓儀。近年來出現(xiàn)了 一些非侵入式（Non-Invasive)的血壓儀，一般基于測量脈搏波傳輸時間（PulseTransit Time，PTT)和PTT-BP血壓模型來計算脈搏波傳播速度，進(jìn)而估算收縮壓。
[0003] 如中國專利授權(quán)公告號CN102223837B、名稱為《測定脈搏波傳播速度作為血壓 信息的血壓信息測定裝置》的專利中公開：在測定裝置中，利用分別裝戴在上臂和下肢（腳 腕）的袖帶來測定上臂的血壓和下肢的血壓（S101)。而且，利用這些袖帶同步地測定上臂 的脈搏波和下肢的脈搏波（S103)。然后，基于這兩個脈搏波的出現(xiàn)時間差，計算上臂下肢 部脈搏波傳播速度（baPWV) (S105、S107)。而且，基于上臂脈搏波的射血波和反射波的出現(xiàn) 時間差，計算上臂脈搏波傳播速度（上臂PWV) (S109、S111)。這種方法需要2個傳感器，通 常1個放置于心臟附近用于接收心音信號（ECG)，另1個放置于人體四肢（手腕、手指、足底 等）或耳后等部位用于接收傳播到該處的脈搏波信號（通常由容積描記法取得，即PPG)。 通過比較2個信號，測算出脈搏波傳輸時間。該方法中，2個傳感器各自有相應(yīng)的電路并通 過導(dǎo)線互聯(lián)，因此使用起來并不方便，通常被制作在一些可穿戴服裝（飾）中。另外也有方 法直接將2個傳感器放置于手腕和手指處，通過比較此2處的脈搏波信號來測量從手腕到 手指的PTT。然而該方法計算得出的脈搏波傳播速度是局部的，并不符合PTT-BP血壓模型 中的定義，因此所估算的收縮壓數(shù)值會有較大的偏差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為克服上述問題，提供一種全新的基于脈搏反射波 傳輸時間（ReturnWaveTransmissionTime，RWTT)的血壓電子測量技術(shù)和方法，僅需1個 傳感器，利用手指接觸傳感器的方式，通過復(fù)雜的算法計算，在短短數(shù)秒內(nèi)即可計算得出舒 張壓、收縮壓和心率等數(shù)值。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種基于脈搏反射波傳輸時間的血壓計算方法，包括以下步驟：
[0007] S1:采集指尖的脈搏波形數(shù)據(jù)并存儲；
[0008] S2:處理所述脈搏波形數(shù)據(jù)，得出心率和多個脈搏周期的參數(shù)，并在每一個所述脈 搏周期中檢測脈搏波主波起點(diǎn)SPL1和反射波增長點(diǎn)SPL2的時間軸坐標(biāo)，計算相應(yīng)的脈搏 反射波傳輸時間RWTT:RWTT=SPL2-SPL1 ;
[0009] S3:計算每個所述脈搏周期中的脈搏反射波傳輸時間RWTT，形成RWTT數(shù)組；
[0010] S4:根據(jù)所述RWTT數(shù)組和心率，計算收縮壓和舒張壓。
[0011] 優(yōu)選地，還包括步驟S5 :對最終計算出的收縮壓和舒張壓進(jìn)行個人校正。
[0012] 優(yōu)選地，還包括步驟S21 :對所述反射波增長點(diǎn)SPL2根據(jù)不同類型的脈搏波的輪 廓特征進(jìn)行相應(yīng)的校正。
[0013] 優(yōu)選地，計算收縮壓步驟具體為：根據(jù)所述RWTT數(shù)組，建立收縮壓SYS公式：
其中心為1.2-1. 8,優(yōu)選1.5。
[0014] 優(yōu)選地，計算舒張壓步驟具體為：根據(jù)所述RWTT數(shù)組，建立第一舒張壓DIA公式：
'Z況其中Kdl為 2. 1-3. 3,優(yōu)選 2.7,Kd2為 0.3-0. 8,優(yōu)選 0.5,HR 為心率。
[0015] 優(yōu)選地，計算舒張壓具體為：根據(jù)所述RWTT數(shù)組，建立第二舒張壓DIA公式：
其中1^為1.6-2.4，優(yōu)選2，1^2為12-18，優(yōu)選15，1^ 3為 52 (P_-DC)~79 (P_-DC)，優(yōu)選66 (P_-DC)，SL為標(biāo)準(zhǔn)化斜率，上述PnOT和DC分別為脈搏 周期中的基準(zhǔn)波峰和基準(zhǔn)直流電壓。
[0016] 優(yōu)選地，所述步驟S5具體為：將計算出的收縮壓和舒張壓與預(yù)先標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果進(jìn)行比 對，分別得到收縮壓校正參數(shù)Ks。和舒張壓校正參數(shù)Kd。，將所述收縮壓校正參數(shù)Ks。代入所 述收縮壓SYS公式形成收縮壓SYS校正公式，將所述舒張壓校正參數(shù)Kd。代入所述第一舒張 壓DIA公式和第二舒張壓DIA公式，分別形成第一舒張壓DIA校正公式和第二舒張壓DIA 校正公式。
[0017] 優(yōu)選地，所述收縮壓SYS校正公式具體為：
其 中心為1. 2-1. 8,優(yōu)選1. 5。
[0018] 優(yōu)選地，第一舒張壓DIA校正公式具體為：
其中Kdl為2. 1-3. 3,優(yōu)選2. 7,Kd2為0? 3-0. 8,優(yōu)選0? 5,HR為心率。
[0019] 優(yōu)選地，第二舒張壓DIA校正公式具體為：
其中Kdl為 1.6-2. 4,優(yōu)選 2,Kd2為 12-18,優(yōu)選 15， Kd3為 52(P_-DC)~79 (P_-DC)，優(yōu)選 66 (P_-DC)，SL為標(biāo)準(zhǔn)化斜率。
[0020] 優(yōu)選地，所述RWTT數(shù)組可替換為10s時間所采集的所有脈搏周期所計算得出的 RWTT數(shù)組的中值RTM，從而算出10s時間內(nèi)的收縮壓和舒張壓的中值。
[0021 ] 優(yōu)選地，所述心率HR和標(biāo)準(zhǔn)化斜率SL可替換為10s時間所采集的所有脈搏周期 所計算得出的心率ffi?和標(biāo)準(zhǔn)化斜率SL的中值或平均值。
[0022] -種采用以上所述的基于脈搏反射波傳輸時間的血壓計算方法的血壓儀，包括脈 搏傳感器，所述脈搏傳感器依次連接有線性電流電壓轉(zhuǎn)化電路、單位增益緩沖器、低通放大 電路、模數(shù)轉(zhuǎn)換電路和處理器，所述處理器還連接有電源。
[0023] 優(yōu)選地，所述脈搏傳感器只設(shè)置一個。
[0024] 優(yōu)選地，所述處理器還連接有存儲器和/或顯示與錄入模塊和/或低壓差線性穩(wěn) 壓器。
[0025] 優(yōu)選地，所述低通放大電路的轉(zhuǎn)角頻率為20-50HZ。
[0026] 優(yōu)選地，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換電路的采樣率設(shè)置為IkS/s。
[0027] 優(yōu)選地，所述處理器對數(shù)字化后的數(shù)據(jù)進(jìn)行低通數(shù)字濾波，轉(zhuǎn)角頻率為10Hz，進(jìn)一 步去除噪聲。
[0028] 本發(fā)明的有益效果是：（1)本發(fā)明血壓計算方法僅使用1個傳感器測量指尖脈搏， 簡單、方便、快捷，通過分析脈搏反射波與人體血壓的相關(guān)基礎(chǔ)理論，建立起RWTT與收縮壓 和舒張壓的相關(guān)模型，并根據(jù)兩個血壓模型計算出收縮壓和舒張壓，本方法計算出的收縮 壓和舒張壓更加準(zhǔn)確，誤差更小，適用的范圍大。同時本發(fā)明將該項(xiàng)技術(shù)與光電容積脈搏傳 感器完美結(jié)合，利用手指接觸脈搏傳感器獲取脈搏波形并針對脈搏波形進(jìn)行一系列的分析 和計算，最終計算出血壓并同時獲得心率數(shù)據(jù)。
[0029] (2)本發(fā)明中的第二舒張壓DIA公式由于考慮到了標(biāo)準(zhǔn)化斜率的影響，特別添加 了標(biāo)準(zhǔn)化斜率的參數(shù)，因此對于血壓舒張期衰減速率異常的人士更加適用，測量出的舒張 壓更加準(zhǔn)確。
[0030] (3)本發(fā)明對最終計算出的收縮壓和舒張壓進(jìn)行個人校正，用戶在使用本發(fā)明的 電子產(chǎn)品時需要先錄入身高與其用標(biāo)準(zhǔn)水銀血壓計的測量結(jié)果數(shù)據(jù)，使用個人身高數(shù)值并 進(jìn)行個人血壓自動校正，可以針對不同的患者獲取更加精準(zhǔn)的測量結(jié)果。
【附圖說明】
[0031] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0032] 圖1是脈搏反射波傳輸時間RWTT與脈搏波傳輸時間PTT的關(guān)系圖；
[0033] 圖2是本發(fā)明所述血壓計算方法的流程圖；
[0034] 圖3是本發(fā)明所述血壓儀的結(jié)構(gòu)框圖；
[0035] 圖4是五種類別的脈搏波輪廓圖；
[0036] 圖5是一個具體的血壓波形圖。
[0037] 圖中標(biāo)記：1-脈搏波傳感器，2-線性電流電壓轉(zhuǎn)化電路，3-單位增益緩沖器，4-低 通放大電路，5-模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，6-處理器，7-內(nèi)部存儲器，8-外部存儲器，9-顯示與錄入模 塊，10-電源，11-低壓差線性穩(wěn)壓器。
【具體實(shí)施方式】
[0038] 現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以 示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。
[0039] 實(shí)施例1
[0040] 如圖2所示的本發(fā)明所述一種基于脈搏反射波傳輸時間的血壓計算方法，，包括 以下步驟：
[0041] S1:采集指尖的脈搏波形數(shù)據(jù)并存儲，在本發(fā)明的實(shí)際電子測量技術(shù)中，使用手指 處測得的脈搏波波形表征該處的血壓波形；
[0042] S2:處理所述脈搏波形數(shù)據(jù)，得出心率和多個脈搏周期的參數(shù)，本發(fā)明實(shí)施的基礎(chǔ) 關(guān)鍵參數(shù)反射波傳輸時間（ReturnWaveTransmissionTime，RWTT)的定義如圖1所示，為 血壓波形的主波起點(diǎn)和其反射波增長點(diǎn)之間的時間間隔。因此在每一個所述脈搏周期中檢 測脈搏波主波起點(diǎn)SPL1和反射波增長點(diǎn)SPL2的時間軸坐標(biāo)，計算相應(yīng)的脈搏反射波傳輸 時間RWTT:RWTT=SPL2-SPL1，RWTT與脈搏波傳輸時間PTT定義的區(qū)別也如圖1所示，PTT 定義為心音信號的R峰值與血壓（脈搏）波形的主波起點(diǎn)之間的時間間隔；
[0043] S3:通過上述公式