CN100560019C - 脉搏波传输时间法测量动脉血压的初始校准装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种脉搏波传输时间法测量动脉血压的初始校准装置，其特征在于，包括：控制单元，用于提供控制信号，使各个功能单元协调运行；压力单元，用于向动脉施加外加压力；检测单元，用于检测不同外加压力下，被检测者的动脉血压、脉搏波传输时间；拟合单元，接收所述检测单元输出的不同压力下的动脉血压、脉搏波传输时间的检出值，并将对应的动脉血压、脉搏波传输时间组成一个采样点，对所获得的一组采样点进行拟合，将获得的拟合曲线作为脉搏波传输时间与动脉血压关系的校准曲线输出。该装置可以获得更为准确的校准结果，过程连续迅速，可以极大提高对脉搏波传输时间法测量动脉血压的初始校准效率和精度。

Description

脉搏波传输时间法测量动脉血压的初始校准装置

技术领域

本发明涉及动脉血压测量的校准技术，特别涉及一种脉搏波传输时间法测量动脉血压的初始校准装置。

背景技术

测量血压是了解健康情况和观察病情的基本方法，尤其对患有心血管疾病的中老年人更有必要。

目前，血压测量装置主要分为侵入式测量装置和非侵入式测量装置两大类。侵入式测量装置采用直接测量方法，测量动脉血压时要把一根导管插入到动脉中，通过与流体柱相连接的转换器来测量动脉压力。该方法需要由专业医护人员操作、费用高并且容易造成细菌感染。

非侵入式测量装置采用间接测量方法，具有使用安全、方便、舒适的特点，是目前医院中常用的血压测量方法。该方法也被许多需要长期监测血压的患者在家中所使用。其中，最常用的一种间接测量装置是袖带式血压测量装置。这种测量装置在临床实践中被广泛采用，其中通过听诊法测量血压装置获得的动脉血压值一直作为血压测量标准值使用。

采用袖带式血压测量装置有以下几个缺点。

第一，袖带会引起使用者的不适。如果频繁地使用袖带，袖带下方的组织和血管可能由于频繁的压迫而受到损伤。

其次，由于充放气需要一定的时间，袖带式装置需要较长的时间才能完成一次测量，因此它们无法实现对血压的连续测量。

第三，该种测量装置的准确性同样存在一定的问题。首先，由于充放气会对血管的紧张度造成影响，从而会影响测量的准确性。此外，袖带尺寸的大小对血压的测量结果也会造成影响。

基于上述原因，袖带式血压测量装置并不适用于需要频繁测量血压的人士，尤其是需要连续长时间对血压进行监测的人群。同时，由于使用袖带而对测量准确性造成的影响也有待改进。

由于上述原因，采用非侵入、无袖带式血压测量装置成为血压测量技术的发展方向。该种装置利用脉搏波相关特征量，如脉搏波传输速度(Pulse wavevelocity，PWV)来测量血压。脉搏波传输速度是指脉搏波沿动脉传输的速度。早在1922年，Bramwell和Hill就发现脉搏波传输速度与血管容积弹性率之间的关系。之后，又有许多不同的研究结果表明，脉搏波传输速度与血压相关，而且这种相关性是对象依赖的。也就是说，每个个体的脉搏波传输速度与血压之间存在确定的关系。进一步的研究还说明，每个个体的脉搏波传输速度和动脉血压之间的关系大致可以采用一次方程的形式描述。因此，可以找出每个个体的脉搏波传输速度和动脉血压之间关系的一次方程，继而利用脉搏波传输速度来间接地得到动脉血压值。由于脉波传输速度不易直接测量，实际中，经常通过测量脉搏波传输时间(Pulse transit time，PTT)，也就是脉搏波在动脉上两点之间传输所需的时间，间接获得脉搏传输速度，从而得到动脉血压值。

基于以上测量原理，美国专利5,649,513，5,865,755和6,599,251、欧洲专利0413267以及中国专利CN1293913A，CN1127939C等都公开了利用脉搏波传输时间或脉搏波传输速度来测量血压的方法或装置。脉搏波传输时间可以利用心电信号上的参考点和同一个心动周期内在外周动脉上检测到的脉搏波上的参考点来确定。脉搏波可以使用光电容积描记法检测到。光电容积描记法是把光打到身体组织上，并测量组织的反射光、透射光或散射光，被光电检测器接收到的光表征了组织下血流量的变化情况。除此以外，还有其他一些检测脉搏波信号的方法，比如利用压力传感器和阻抗容积描记法。

利用脉搏波传输时间测量血压的好处是不需要使用袖带，因此可提供一种快捷舒适的长时间测量。这种测量可以频繁和连续地进行而不会对测量部位的组织或血管造成任何损伤。

但是，利用脉搏波传输时间测量血压要针对每个使用者进行校准，也就是准确建立被测量者脉搏波传输时间与血压之间的关系，否则，测量获得的结果将是不可靠的。因此，在采用脉搏波传输时间测量血压之前，要首先进行初始校正。

采用脉搏波传输时间测量原理的血压计，其初始校准步骤一般包括：首先利用标准血压计测量血压，然后将测量值输入到无袖带式装置的控制单元以便建立血压与脉搏波传输时间之间关系。例如，美国专利6,603,329公开了一种多功能血压计，它采用了一种通过测量脉搏波传输时间测量血压的方法。该装置包括一个输入单元，用来输入初始校准所需的血压值。日本专利2002-172094公开了一种血压测量系统，包括一个通用的测量血压的装置(通常是基于袖带式方法的)和一个基于脉搏传输理论的电子腕式手表血压计。该发明的主要特征是，由通用血压测量装置测量到的血压数值可自动传输给电子腕式手表血压计，用于其初始校准，因此使用者不用手动输入校准数据。一旦校准完成，电子腕式手表血压计可以利用由检测到的心电信号和检测到的脉搏波信号计算脉搏波传输时间，来估计使用者的血压值。

进行上述初始校准时，如果仅仅采用少数测量获得的采样点建立脉搏波传输时间与动脉血压之间的关系式，难以获得准确的测量结果。实际上，需要获得不同状态下多个脉搏波传输时间和对应的动脉血压组成的采样点，对这些采样点进行拟合，最终才能获得较为准确的校准曲线，实现准确地校准。具体地说，就是在一定的动脉血压变化范围内，获得一组所述采样点，对这些采样点进行拟合，最终获得描述脉搏波传输时间和动脉血压之间关系的拟合曲线。由于脉搏波传输时间与动脉血压之间的关系可以用一次曲线拟合，因此，还可以进一步获得描述该一次曲线的方程，将测量获得脉搏波传输时间带入该方程，就可以计算获得比较准确的动脉血压值。由此可见，进行所述初始校准的关键在于获得一组被测量者在不同的动脉血压下的采样点。

为获得所述不同动脉血压下的采样点，中国专利文献CN 1127939C提出利用将手掌置于心脏水平面上和离开心脏水平面时测量到的不同脉搏波传输时间以及动脉血压值来确定校准方程。而欧洲专利0875200提出测量静止时和运动时不同的脉搏波传输时间和动脉血压得到二者之间的关系。美国专利5649513提出测量平卧时和坐起来时的不同血压值校准血压测量方程。

上述现有技术中已经提供了数种脉波传输时间法测量血压的初始校准措施，这些措施的校准过程均采取使被测量者处于不同的身体状态的方式，以获得不同血压值的脉搏波传输时间和血压的测量值，取得这些测量结果后，将该组测量结果作为采样点，实现初始校准。

上述现有技术的主要问题在于不能使初始校准过程连续进行，使初始校准时间过长，不易实现。另外，采用上述方法获得的采样点对应的血压数值离散度大，根据这些采样点所获得的拟合直线与实际情况偏差较大，使初始校准结果不可靠。随着采用脉搏传输时间测量动脉血压方法的普遍使用，迫切需要一种方便、可靠的初始校准装置，以便快速准确的对采用脉搏波传输时间法测量血压的血压计进行初始校准。

发明内容

针对上述缺陷，本发明解决的技术问题在于，提供一种针对脉搏波传输时间法测量动脉血压装置的初始校准装置。

本发明提供的一种针对脉搏波传输时间法测量动脉血压装置的初始校准装置，包括：

控制单元，用于提供控制信号，使各个功能单元协调运行；

压力单元，用于向动脉施加袖带压力；

检测单元，用于检测不同袖带压力下，被检测者的等效动脉血压、脉搏波传输时间；

拟合单元，接收所述检测单元输出的不同袖带压力下的等效动脉血压、脉搏波传输时间的检出值，并将对应的等效动脉血压、脉搏波传输时间组成一个采样点，对所获得的一组采样点进行拟合，将获得的拟合曲线作为脉搏波传输时间与等效动脉血压关系的校准曲线输出。

优选地，所述的检测单元包括下述子单元：

动脉血压检测单元，用于检测压力单元施压过程中，对应不同袖带压力的等效动脉血压；

脉搏波传输时间测量单元，用于测量脉搏波传输时间；所述脉搏波传输时间测量单元在所述控制单元的控制下，在动脉血压检测单元在某个压力下检测动脉血压的同时，获得该压力下的脉搏波传输时间。

优选地，所述动脉血压检测单元包括：

袖带式血压计，用于检测动脉平均压、收缩压和舒张压；并且，该血压计的袖带同时作为所述压力单元；

袖带压力传感器，用于检测袖带压力；

动脉血压计算单元，用于接收所述袖带式血压计、袖带压力传感器输出的检测值，并且对应于不同袖带压力采用下列方程计算等效动脉血压：

${\mathrm{BP}}_{\mathrm{eq}}=P_0-\frac{0.5\·L_1+L_2}{L_1+L_2}\·k\·\frac{P_c-P_d}{P_s-P_d}$

其中，BP_eq为等效动脉血压；P₀、P_s和P_d分别是所述袖带式血压计测量获得的动脉平均压、收缩压和舒张压，L₁和L₂分别为袖带宽度和从袖带末端到手指处的长度；P_c是袖带压力传感器检测获得的所述袖带压力值，k为常数。

优选地，所述的动脉血压检测单元还包括：

手指压力传感器，用于检测手指处压力；

常数k计算单元，用于接收所述手指压力传感器检测输出的手指处压力，以及所述袖带式血压计输出的血压检测值、袖带压力传感器输出的袖带压力检测值，并根据如下公式计算常数k：

$k=\frac{(P_0-P_{\mathrm{fc}})(P_s-P_d)}{P_c\left[t_m\right]-P_d}$

其中，P₀是所述袖带式血压计当次测量获得的动脉平均压，P_fc是通过所述手指压力传感器测得的当次测量的手指处压力；P_c[t_m]是在袖带压力变化过程中，光电容积描记信号的幅度达到极大值时袖带压力传感器测得的袖带压力值；P_s和P_d分别是袖带式血压计测量获得的收缩压和舒张压。

优选地，所述脉搏波传输时间测量单元包括：

心电信号检测单元，用于检测被测者的心电信号；

光电容积描记信号检测单元，用于检测被测者的光电容积描记信号；

预处理单元，用于接收所述心电信号检测单元输出的心电信号以及所述光电容积描记信号检测单元输出的光电容积描记信号，并对所述心电信号和光电容积描记信号进行滤波、放大；

顶点检测单元，用于接收所述预处理单元输出的经过滤波、放大的信号，检测获得心电信号R型波的顶点和光电容积描记信号的顶点、底点或中间点；

脉波传输时间计算单元，用于接收所述顶点检测单元输出的心电信号R型波顶点和光电容积描记信号的顶点、底点或者中间点，将上述的心电信号R型波的顶点和光电容积描述信号的顶点、底点、中间点作为参考点，并根据心电信号上的参考点和同一个周期内光电容积描记信号上的参考点之间的时间差，计算脉搏波传输时间。

优选地，所述拟合单元对采样点的拟合具体是采用一次曲线进行拟合。

优选地，还包括计算单元，所述计算单元根据所述拟合单元获得的一次曲线，计算表示该一次曲线的方程式PTT＝a·BP_eq+b＝a·BP+b中的系数a和常数b并输出，采用脉搏波传输时间法测量动脉血压的血压计使用上述系数、常数即得到上述一次曲线方程，实现对血压测量的校准。

本发明针对现有技术中采用脉搏传输时间测量血压存在的初始校准过程过于复杂，校准结果不够可靠的问题，提供一种新的初始校准装置。该装置利用动脉上施加外力后，会使血压产生有规律的变化，获得一组对应不同外加压力下的动脉血压，同时测量对应于每一个外加压力下的脉搏波传输时间，将获得的脉搏波传输时间与动脉血压作为采样点进行拟合，获得脉搏波传输时间和动脉血压关系的校准曲线。由于对动脉施加外加压力时，可以通过压力的连续变化获得连续的不同动脉血压值，因此，该装置可以获得更为准确的校准结果。该装置更为明显的优点在于，不用采用复杂的改变被测者生理状态的方法，即可获得不同的血压值，过程连续迅速，可以极大提高初始校准的效率。

本发明的优选实施方式中，采用袖带施加所述外加压力，并且结合袖带法测量血压，可以在袖带血压测量的过程中，自然获得不同外加压力下的所需数据，使校准过程和血压测量过程紧密结合，达到便捷迅速的效果。

附图说明

图1是本发明第一实施例的单元框图；

图2是袖带压力升高过程中，脉搏波传输时间的变化曲线；

图3是本发明第一实施例中，以脉波传输时间为纵坐标、等效血压为横坐标的坐标轴上的采样点分布实例。

具体实施方式

以下第一实施例为本发明提供的血压脉搏波传输时间法测量动脉血压的初始校准装置的一个优选实施例。该装置的单元框图如图1所示。

应当首先说明，脉搏传输时间与动脉血压之间存在的关系可以采用一次曲线大致拟合，对应于该拟合曲线的方程如下：

PTT＝a·BP_eq+b＝a·BP+b

其中，PTT表示脉波传输时间；BP_eq为等效动脉血压；BP为所需的动脉血压测量值。所述等效血压定义为脉搏波传播路径上的各处血压值的加权平均值，可以采用该等效血压作为血压测量值。在本实施例提供的初始校准装置中，由于袖带压力的存在，动脉血压在各处不相同，因此，需要采用各处加权平均的等效血压，作为血压测量值。当该公式用于校准时，所获得的血压值就是所需的动脉血压测量值。

本校准装置的功能，就是获得准确的脉搏传输时间与动脉血压之间的拟合曲线，或者是表示该拟合曲线的直线方程的系数a和常数b，将上述结果输出到采用脉波传输时间方法测量动脉血压的血压计中，这些血压计据此对测量结果进行校准，就能够获得准确的血压测量结果。

为了获得上述脉搏波传输时间与等效血压关系的一次方程中的系数a、b，需要获得一组脉搏波传输时间和对应的动脉血压，然后，通过这一组对应的数值，获得所述的系数a和常数b。现有技术下，采用不同体位或者运动状况获得一组包括对应的脉搏波传输时间和等效血压的采样点数值，利用这些数值进行直线拟合，获得所需的系数a和常数b。本实施例则采用袖带式血压测量方法中袖带加压和减压过程产生的动脉血压变化。由于袖带加压或者减压会使袖带缠绕的动脉部分的血压产生压差，并且该压差会由于袖带压力的变化而变化，因此，袖带压力会对动脉血压值产生影响，可以在袖带压力变化过程中获得一组不同动脉血压下的脉搏波传输时间，利用这组数据，就可以获得所需的拟合曲线，或者获得拟合公式中的参数a、b。

图2示出袖带压力升高过程中，脉搏波传输时间的变化。其中，当袖带压力产生的外压与动脉血压的内压相等时，所述的脉搏波传输时间达到最大值。利用所述的袖带压力与动脉血压的关系，就可以获得一组动脉血压和脉搏波传输时间的相关数据。

因此，通过袖带压力变化过程，获得一组脉搏波传输时间，同时采用传感器测量袖带压力，获得对应于所述的脉搏波传输时间的袖带压力，再利用袖带压力与血压的关系获得相应的动脉血压值(实际为等效动脉血压值)。利用这一组数值，就可以获得脉搏传输时间与等效动脉血压之间的拟合曲线。

考虑到袖带压力使动脉的各处血压有所不同，所述动脉血压具体采用等效动脉血压，这样才能将袖带加压对动脉血压变化计算在内，从而进行有效的校准。

由于袖带加压、减压是采用袖带血压测量方法中必然发生的过程，因此，只需要在血压测量过程中使用传感器进行一些相关的参数测量，就可以获得所需的一组数据。这就使该校准方法比现有技术提供的方法更为简单有效。

根据上述校准远离，以下第一实施例提供一种应用上述原理进行初始校准的血压校准装置。该校准装置采集被测量者的相关测量值，根据这些测量值进行计算后，获得校准的拟合直线或者一次方程输出到血压计，从而实现血压测量的初始校准。图1示出这种装置的组成框图。

如图1所示，该血压校准装置包括控制单元11、压力单元12、检测单元13、拟合单元14、计算单元15。

所述控制单元11，用于提供控制信号，使其他各个功能单元协调运行。

所述压力单元12，用于向被检测者动脉施加外加压力。优选地，该压力单元12使用袖带式血压计的袖带，向被检测者动脉施加压力。选择袖带式血压计的袖带的优点是，易于获得，并且可以和血压检测过程方便的结合。

所述检测单元13，用于检测不同外加压力下，被检测者的动脉血压、脉搏波传输时间。本实施例中，所述检测单元13包括动脉血压检测单元131、脉搏波传输时间测量单元132。

所述动脉血压检测单元131，用于检测所述压力单元12施压过程中，对应不同压力的动脉血压。该单元输出的动脉血压具体是对应于不同袖带压力的等效动脉血压。本实施例中，优选地，该单元又包括袖带式血压计1311、袖带压力传感器1312、动脉血压计算单元1313、手指压力传感器1314、常数k计算单元1315。

所述袖带式血压计1311，是本领域常用的医疗设备，用于检测动脉平均压、收缩压和舒张压；并且，该血压计的袖带同时作为所述压力单元12。

本发明采用上述袖带式血压计1311测量获得的血压作为标准血压。袖带式血压计1311能够较为方便的获得相对准确的血压值，在医疗领域普遍将其作为标准值，可以将其与采用脉波传输时间测量获得的血压值比较，实现对后者的校准。在测量时，将袖带式血压计1311的袖带缠绕在被测量血压的待检测者身体的某个部位，如上臂，进行充气，该过程中，将在动脉上产生外加压力，利用该外加压力与动脉血压的关系测量血压。在本实施例中，在袖带式血压计的袖带加压或者减压过程中，同时也用于测量获得一组不同外加压力下的采样点。为了使采样点的分布均匀，所述袖带加压或者减压的过程要连续、均匀，以便使动脉上的外加压力均匀并连续变化。

需要说明的是，利用袖带式血压计测量获得的血压最终结果是动脉平均压、和收缩压、舒张压，但是，在袖带加压以及减压过程中，动脉血压受到袖带压力的影响，在不同的袖带压力下，动脉血压是不同的；同时，由于袖带压力的影响，动脉上各处血压也不相同。本装置就是要获得不同压力下的动脉血压值与脉搏波传输时间的关系，因此，本装置中采用袖带式血压计测量获得的动脉平均压、和收缩压、舒张压，计算对应不同袖带压力下的实际血压。由于在袖带压力作用下，动脉血压在各处并不相同，因此，该血压具体是采用等效动脉血压。所述等效动脉血压是指各处动脉血压的加权平均值，该值可以根据测量获得的具体袖带压力、以及本次测量获得的动脉平均压、收缩压和舒张压通过公式计算获得，该等效动脉血压与处于所述袖带压力时测得的脉搏波传输时间，就可以用于构成一个所需要的采样点。

袖带压力传感器1312，用于检测袖带压力。具体可以采用现有技术中普遍使用的各类压力传感器，在此不予赘述。

动脉血压计算单元1313，用于接收所述袖带式血压计1311、袖带压力传感器1312输出的检测值，并且对应于不同袖带压力计算等效动脉血压。

由于袖带外加袖带压力的存在，在袖带位置的血管会受到挤压，引起血压落差，记为ΔP。该血压落差ΔP正比于袖带压力，其具体公式为：

$\mathrm{\ΔP}\≈k\frac{P_c-P_d}{P_s-P_d}$

Pc，Ps，和Pd分别是当次测量的袖带压力，收缩压和舒张压，上述血压值在袖带式血压计完成一个检测过程后，即可获得。袖带压力可以通过传感器测量获得，收缩压和舒张压取当次的血压测量值，这样，只需要获得常数K的值，就可以获得血压落差。

通过上述血压落差ΔP，再根据测量获得的动脉平均压，可通过下述公式获得等效血压：

${\mathrm{BP}}_{\mathrm{eq}}=P_0-\frac{0.5\·L_1+L_2}{L_1+L_2}\·k\·\frac{P_c-P_d}{P_s-P_d}---\left(2\right)$

其中，BP_eq为等效血压；P₀是当次测量获得的动脉平均压，L₁和L₂分别为袖带宽度和从袖带末端到手指处的长度；P_c，P_s，和P_d分别是当次测量的袖带压力，收缩压和舒张压。

该单元将计算获得的等效动脉血压作为动脉血压值输出。

由以上可知，只需要获得所述常数K，就可以计算出所述的等效血压BP_eq。所述常数k需要根据特殊情况下的检测值进行计算，具体的计算方法如下。

由于当外压和内压相等时，光电容积描记信号的幅度将会达到极大值。因此，利用手指处的光电容积描记信号的幅度变化，常数k可以通过以下方程计算得到：

$k=\frac{(P_0-P_{\mathrm{fc}})(P_s-P_d)}{P_c\left[t_m\right]-P_d},---\left(3\right)$

其中，P₀是当次测量获得的动脉平均压，P_fc是当次测量的手指处的压力；手指处压力P_fc在袖带压力变化时保持不变，可通过压力传感器测得，或者利用高度产生的压力变化估计获得；P_c[t_m]表示在袖带压力变化过程中光电容积描记信号的幅度达到极大值时相应的袖带压力值。上述公式实际上是从公式(1)变形获得，将该式带入特殊情况下的测量值，即获得常数K。因此，计算常数K需要测量手指处的压力。

所述手指压力传感器1314，用于检测手指处压力。

所述常数k计算单元1315，用于接收所述收手指压力传感器1314检测输出的手指处压力，以及所述袖带式血压计1311输出的血压检测值、袖带压力传感器1312输出的袖带压力检测值，并根据公式(3)计算常数k：

$k=\frac{(P_0-P_{\mathrm{fc}})(P_s-P_d)}{P_c\left[t_m\right]-P_d}---\left(3\right)$

其中，P₀是所述袖带式血压计1311采用当次测量获得的动脉平均压，P_fc是所述手指压力传感器1314测得的当次测量的手指处压力；P_c[t_m]是在袖带压力变化过程中，光电容积描记信号的幅度达到极大值时袖带压力传感器1314测得的袖带压力值；P_s和P_d分别是袖带式血压计1311测量获得的收缩压和舒张压。

所述脉搏波传输时间测量单元132包括心电信号检测单元1321、光电容积描记信号检测单元1322、预处理单元1323、顶点检测单元1324、脉波传输时间计算单元1325。

所述心电信号检测单元1321，用于检测被测者的心电信号。所述心电信号是描述心脏在激动过程中的产生的电势变化的生物电信号。在现有技术下，具有多种检测心电信号的方法，并经常在检测中使用，在此不予赘述。

所述光电容积描记信号检测单元1322，用于检测被测者的光电容积描记信号。所述光电容积描记信号是表征动脉血容积变化的光学信号。可以通过发光二极管和光电感应器在肢体末端，如手指处检测光电容积描记信号。该单元具体采用的测量元件以及测量方法，对于本领域的技术人员为公知的常识，在此不作详细的说明。

所述预处理单元1323，用于接收所述心电信号检测单元1321输出的心电信号以及所述光电容积描记信号检测单元1322输出的光电容积描记信号，并对上述信号进行滤波、放大，以便过滤掉检测信号的杂波，以便进行后续的处理。经过滤波、放大的信号作为本单元的输出信号。

所述顶点检测单元1324，用于接收所述预处理单元1323输出的经过滤波、放大的信号，检测获得心电信号R型波的顶点和光电容积描记信号的顶点、底点或中间点，将这些点作为计算脉搏波传输时间的参考点。这些参考点也可以由信号的一阶导数或二阶导数检测到。

所述脉波传输时间计算单元1325，用于接收所述顶点检测单元1324输出的心电信号R型波顶点和光电容积描记信号的顶点、底点或者中间点，将上述特殊信号点作为参考点，并根据心电信号上的参考点和同一个周期内光电容积描记信号上的参考点之间的时间差，计算脉搏波传输时间并输出。

上述检测单元13，通过上述多种检测装置以及计算，最终可以获得一系列不同外加压力下，相互对应的被检测者的动脉血压、脉搏波传输时间，并将上述结果作为检出值输出。

所述拟合单元14，在控制单元11提供的控制信号的控制下，接收所述检测单元13输出的不同压力下的相互对应的动脉血压、脉搏波传输时间的检出值，并将对应的动脉血压、脉搏波传输时间组成一个采样点，对所获得的一组采样点进行拟合，将获得的拟合曲线作为脉搏波传输时间与动脉血压关系的校准曲线输出。

图3示出在以脉波传输时间为纵坐标、等效血压为横坐标的坐标轴上，所述采样点的分布情况。所述坐标轴上的一系列数据点对应上述采样点，即这些数据点标识检测单元输出的一组脉搏波传输时间以及对应的等效血压BP_eq。

该拟合单元14对采样点的拟合具体是采用一次曲线进行拟合。所述校准曲线已经可以用于对血压计的校准，为了便于使用，还可以继续计算该拟合曲线的表达式，这一过程由计算单元15实现。

所述计算单元15，接收所述拟合单元获得的一次曲线，计算表示该一次曲线的方程式PTT＝a·BP_eq+b＝a·BP+b中的系数a和常数b并输出，采用脉搏波传输时间法测量动脉血压的血压计使用该常数得到上述一次曲线方程，实现对血压测量的校准。由于所述系数a、b是利用多个采样点获得的，因此，使用该系数a、b可以获得较为准确的动脉血压BP。

应当说明，实际上，该装置中包含的各个单元和子单元的组合方式可能有所变化，某些单元具体可能通过电路或者软件实现，传感器则可能采用现有技术下合适该种场合的各种形式的传感器。对于上述各个单元的具体实现方式，本领域技术人员根据本发明提供的技术思想和具体实施例，根据现有技术，无需进行创造性劳动即可获得。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1、一种脉搏波传输时间法测量动脉血压的初始校准装置，其特征在于，包括：

控制单元，用于提供控制信号，使各个功能单元协调运行；

压力单元，用于向动脉施加袖带压力；

检测单元，用于检测不同袖带压力下，被检测者的等效动脉血压、脉搏波传输时间，所述等效动脉血压为脉搏波传播路径上的各处血压值的加权平均值；

拟合单元，接收所述检测单元输出的不同袖带压力下的等效动脉血压、脉搏波传输时间的检出值，并将对应的等效动脉血压、脉搏波传输时间组成一个采样点，对所获得的一组采样点进行拟合，将获得的拟合曲线作为脉搏波传输时间与等效动脉血压关系的校准曲线输出。

2、根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的检测单元包括下述子单元：

动脉血压检测单元，用于检测压力单元施压过程中，对应不同袖带压力的等效动脉血压；

脉搏波传输时间测量单元，用于测量脉搏波传输时间；所述脉搏波传输时间测量单元在所述控制单元的控制下，在动脉血压检测单元在某个压力下检测所述等效动脉血压的同时，获得该压力下的脉搏波传输时间。

3、根据权利要求要求2所述的装置，其特征在于，所述动脉血压检测单元包括：

袖带式血压计，用于检测动脉平均压、收缩压和舒张压；并且，该血压计的袖带同时作为所述压力单元；

袖带压力传感器，用于检测袖带压力；

动脉血压计算单元，用于接收所述袖带式血压计、袖带压力传感器输出的检测值，并且对应于不同袖带压力采用下列方程计算等效动脉血压：

${\mathrm{BP}}_{\mathrm{eq}}=P_0-\frac{0.5\·L_1+L_2}{L_1+L_2}\·k\·\frac{P_c-P_d}{P_s-P_d}$

其中，BP_eq为等效动脉血压；P₀、P_s和P_d分别是所述袖带式血压计测量获得的动脉平均压、收缩压和舒张压，L₁和L₂分别为袖带宽度和从袖带末端到手指处的长度；P_c是袖带压力传感器检测获得的所述袖带压力值，k为常数。

4、根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的动脉血压检测单元还包括：

手指压力传感器，用于检测手指处压力；

常数k计算单元，用于接收所述手指压力传感器检测输出的手指处压力，以及所述袖带式血压计输出的血压检测值、袖带压力传感器输出的袖带压力检测值，并根据如下公式计算常数k：

$k=\frac{(P_0-P_{\mathrm{fc}})(P_s-P_d)}{P_c\left[t_m\right]-P_d}$

其中，P₀是所述袖带式血压计当次测量获得的动脉平均压，P_fc是通过所述手指压力传感器测得的当次测量的手指处压力；P_c[t_m]是在袖带压力变化过程中，光电容积描记信号的幅度达到极大值时袖带压力传感器测得的袖带压力值；P_s和P_d分别是袖带式血压计测量获得的收缩压和舒张压。

5、根据权利要求2-4任一项所述的装置，其特征在于，所述脉搏波传输时间测量单元包括：

心电信号检测单元，用于检测被测者的心电信号；

光电容积描记信号检测单元，用于检测被测者的光电容积描记信号；

预处理单元，用于接收所述心电信号检测单元输出的心电信号以及所述光电容积描记信号检测单元输出的光电容积描记信号，并对所述心电信号和光电容积描记信号进行滤波、放大；

顶点检测单元，用于接收所述预处理单元输出的经过滤波、放大的信号，检测获得心电信号R型波的顶点和光电容积描记信号的顶点、底点或中间点；

脉波传输时间计算单元，用于接收所述顶点检测单元输出的心电信号R型波顶点和光电容积描记信号的顶点、底点或者中间点，将上述的心电信号R型波的顶点和光电容积描述信号的顶点、底点、中间点作为参考点，并根据心电信号上的参考点和同一个周期内光电容积描记信号上的参考点之间的时间差，计算脉搏波传输时间。

6、根据权利要求2-4任一项所述的装置，其特征在于，所述拟合单元对采样点的拟合具体是采用一次曲线进行拟合。

7、根据权利要求6所述的装置，其特征在于，还包括计算单元，所述计算单元根据所述拟合单元获得的一次曲线，计算表示该一次曲线的方程式PTT＝a·BP_eq+b＝a·BP+b中的系数a和常数b并输出，采用脉搏波传输时间法测量动脉血压的血压计使用上述系数、常数即得到上述一次曲线方程，实现对血压测量的校准；PTT表示脉波传输时间，BP为所需的动脉血压测量值。

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