CN102160780A

CN102160780A - 一种提高无创血压测量准确性的方法及其装置

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Publication number: CN102160780A
Application number: CN2011100676491A
Authority: CN
Inventors: 陈璐; 吴祖军
Original assignee: Edan Instruments Inc
Current assignee: Edan Instruments Inc
Priority date: 2011-03-21
Filing date: 2011-03-21
Publication date: 2011-08-24
Anticipated expiration: 2031-03-21
Also published as: CN102160780B

Abstract

本发明涉及医用监护技术领域，具体涉及一种提高无创血压(NIBP)测量准确性的方法及其装置。本发明包括：将原始压力信号转换为数字压力信号，分别对其进行高通数字滤波、低通数字滤波和存储，将高通数字滤波得到的脉搏信号和低通数字滤波得到的袖带压信号进行分析处理并判断是否异常，如果异常则提取存储的对应的数字压力信号，并判断是否异常，如果异常则输出异常信息，如正常则提取上述所述的信号进行综合计算分析，得出数据结果。本发明采用数字信号滤波，减少了电噪声的引入，优化了滤波性能，存储原始数字压力信号，方便回溯和分析，保证了NIBP测量的准确性和稳健性。

Description

一种提高无创血压测量准确性的方法及其装置

技术领域

本发明涉及医用监护技术领域，具体涉及一种提高无创血压(NIBP)测量准确性的方法及其装置。

背景技术

众所周知，采用振荡法原理进行无创血压（NIBP）测量的过程如下：首先向绕在被测者手臂或其他肢体的袖带充气加压至动脉血管阻断；然后控制袖带以阶梯量逐渐放气，当袖带内压力下降到一定程度时，血液开始在血管内流动。随着压力的下降，血流量加大，同时引起袖带内压力脉搏波动幅度的增大直到最大值；当压力进一步下降时，波动幅度开始减小。根据不同袖带压力下压力波动幅度变化可以得到一个包络曲线，据此可以计算出平均动脉压、收缩压和舒张压。记录某一段时间内的脉搏个数可以得到脉率值。

如上所述，在NIBP测量过程的原始的压力信号中包含两个重要的信息：袖带压力信号和脉搏波波动信号。其中，最重要的就是脉搏波信号，它是幅度非常小的交流信号，波形形态表征复杂，极易受干扰。如何精确而且无失真的检测出脉搏波信号，一直是NIBP测量系统设计的重点。

现有的自动化法NIBP测量方案，以美国专利 No. 4,347,034和No. 4,360,029所述的监测器为例具有一大批此类的监测器利用了振荡测量法。其中这两个专利同属于Maynard Ramsey，III，在此引入作为参考。

根据Ramsey的专利，其测量过程如下：先将袖套绑在人体肢体上恰当位置，使用气泵给袖带充气至高于收缩压的预定压力，然后让袖带阶梯性的放气，在每一个压力台阶处都检测压力波动信号。典型的台阶压力信号都包括小的叠加变化分量的直流袖带压力信号，该小的变化分量由动脉血压脉动所引起。可以称其为脉搏波信号，幅度可以从零点几mmHg到接近8mmHg。

在压力信号检测中，适当的硬件电路可以从原始压力信号中分离出袖带压信号和脉搏波信号分别处理。将袖带产生的气体压力被压力传感器转化为电压，获得了以电压为载体的原始的压力信号；压力信号通过模拟高通滤波器后，被提取出微弱的脉搏波信号并放大；压力信号通过模拟低通滤波器后，被提取出袖带压力信号。再使用位数较低的模数转换器将两种信号进行模数转换，送给MCU进行处理。

在这个方法中，由于袖带压力信号和脉搏波信号在硬件上通过滤波器进行分离、放大和检测，是一种分离检测的NIBP测量方法。

从信号处理的角度来看，原始的压力信号X(t)包含了袖带压信号X1(t)和脉搏波信号X2(t)。有 X(t) = X1(t) + X2(t) 。

通过拉普拉斯变换，可以获得X(S) = X1(S) + X2(S) 。由于袖带压信号X1(S)是主要集中在低频领域的低频直流信号，而脉搏波信号X2(S)是主要集中在0.5～5Hz范围的交流信号。硬件上对X(S)信号进行低通滤波，是为了获得独立的X1(S)信号，便于精确测量袖带压力的值。而对X(S)进行高通滤波，也是为了获得独立的X2(S)交流信号，便于脉搏波信号的精确检波和测量。

然而，由于受限于硬件阻容器件的精度和PCB板卡空间，无法使用硬件构建非常理想的高阶滤波器。这就导致对原始信号X(S)进行硬件滤波后，无法获得相对干净且独立的X1(S)和X2(S)信号，这就影响了袖带压力信号和脉搏波信号的测量精度。同时，由于原始信号X(S)分别经过了高通滤波和低通滤波，原始信号的部分细节不可避免的丢失了，特别是高通滤波器和低通滤波器的阻带及过渡带的交集处的信号。对于某些异常的信号来说，如受运动干扰的袖带压信号、或者心脏病人的脉搏波信号，可能会在滤波后丢失。这对NIBP系统实现精确测量非常不利。

总的来看，此类的方法可能有如下缺点：

1）模数转换器位数低，且输入动态范围较小，分辨率较差；

2）电路较复杂，可能引入大的电噪声；

3）硬件滤波器性能较低，滤波效果不佳，而且难以升级和调整；

4）袖带压力和脉搏波两种信号在电路中分开处理和采集、无法充分获得原始压力信号的信息和细节。

为解决以上方法的部分问题，业界多采用可调增益的放大电路来放大脉搏波交流信号，以获得更精确的脉搏波信号。但这样进一步增加了电路的复杂度，而且无法克服硬件滤波器性能不高，以及袖带压力和脉搏波两种信号分离检测，原始信息丢失的弊端。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明的目的即在于一种提高无创血压测量准确性的方法及其装置。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明一种提高无创血压测量准确性的方法，包括：

安装到被测试者身上的袖带检测压力信号；

将所述的压力信号转换为电压信号；

将所述的电压信号进行放大；

对放大后的电压信号进行模数转换，获得数字压力信号；

对所述的数字压力信号并行进行高通数字滤波、低通数字滤波，通过高通数字滤波得到脉搏波信号，通过低通数字滤波得到袖带压力信号；

将所述的脉搏波信号和袖带压力信号进行综合计算分析，得出数据结果；

输出数据结果。

进一步的，本发明一种提高无创血压测量准确性的方法，还包括：

在对所述的数字压力信号并行进行高通数字滤波、低通数字滤波，通过高通数字滤波得到脉搏波信号，通过低通数字滤波得到袖带压力信号的步骤中，包括将所述的数字压力信号同时存储到存储器中。

在将所述的脉搏波信号和袖带压力信号进行综合计算分析，得出数据结果的步骤中，包括：

对所述的脉搏波信号和袖带压力信号进行并行分析处理，

判断所述的脉搏波信号和袖带压力信号的分析处理结果是否异常，

若脉搏波信号和袖带压力信号的分析处理结果均无异常，则将所述的袖带压力信号及其脉搏波信号综合计算分析，得出数据结果；

若脉搏波信号和/或袖带压力信号中的分析处理结果出现异常信号时，则从存储器中提取对应的数字压力信号进行分析并判断是否所述数字压力信号出现异常，

若所述数字压力信号出现异常，则结束测量，输出异常信息，

若所述数字压力信号未出现异常，则从存储器中提取对应的数字压力信号，并将所述数字压力信号以及与所述数字压力信号对应的脉搏波信号和袖带压力信号进行综合计算分析，得出数据结果。

在从储存器中提取被存储的数字压力信号，并将所述数字压力信号以及与所述数字压力信号对应的脉搏波信号和袖带压力信号进行综合计算分析，得出数据结果的步骤中，包括：从储存器中提取出与脉搏波信号和/或袖带压力信号的异常信号对应的数字压力信号，并将所述的对应的数字压力信号与所述脉搏波信号和/或袖带压力信号的异常信号进行替换，并进行综合计算分析，得出数据结果。

在对所述的脉搏波信号和袖带压力信号进行并行分析处理的步骤中，对所述的脉搏波信号进行分析处理，具体包括：

从所述脉搏波信号中提取出各个台阶压力的脉搏波信号；

滤去各个台阶压力的脉搏波信号的毛刺；

搜寻并判断各个台阶压力的脉搏波信号的波峰和波谷，得到波峰和波谷的数值；

根据波峰和波谷的数值计算出脉搏波的幅度值。

在对所述的脉搏波信号和袖带压力信号进行并行分析处理的步骤中，对所述的袖带压力信号进行分析处理，具体包括：

从袖带压力信号中提取与脉搏波信号相对应的各个台阶的袖带压力信号；

计算各个台阶的袖带压力值。

所述的对放大后的电压信号进行模数转换，获得数字压力信号的步骤之前，还包括：对所述的放大后的电压信号进行有源或无源模拟低通滤波，滤除高频干扰噪声。

本发明一种提高无创血压测量准确性的装置，包括：

袖带、压力转换模块、信号放大模块、模数转换模块、主控模块、高通数字滤波模块、低通数字滤波模块、综合计算分析模块、输出模块，

所述的袖带安装到被测试者身上检测压力信号，并将所述的压力信号传递至压力转换模块；

所述的压力转换模块与袖带和信号放大模块连接，用于将产生的压力信号转换为电压信号；

所述的信号放大模块与模数转换模块连接，用于对所述的电压信号进行放大；

所述的模数转换模块与主控模块连接，用于对放大后的电压信号进行模数转换，获得数字压力信号，并将信号传送到主控模块；

所述的高通数字滤波模块与主控模块连接，用于接收主控模块的控制信号对所述的数字压力信号进行高通数字滤波得到脉搏波信号；

所述的低通数字滤波模块与主控模块连接，用于接收主控模块的控制信号对所述的数字压力信号进行低通数字滤波得到袖带压力信号；

所述的综合计算分析模块与主控模块、高通数字滤波模块和低通数字滤波模块连接，用于响应根据主控模块发送的信号，并提取所述的高通数字滤波模块得到的脉搏波信号和低通数字滤波模块得到的袖带压力信号进行综合计算分析，得出数据结果，并将数据结果发送至主控模块；

所述的输出模块与主控模块连接，用于当接收主控模块发出的数据导出信号时，导出数据结果或异常信息；

所述的主控模块与上述的各个模块连接，用于控制上述的各个模块的工作。

进一步的，本发明一种提高无创血压测量准确性的装置，还包括：

存储模块、脉搏波信号分析判断模块、袖带压信号分析判断模块、原始信号判断模块，

所述的存储模块与主控模块和综合计算分析模块连接，用于对所述的数字压力信号进行存储；

所述的脉搏波信号分析判断模块与主控模块和高通数字滤波模块连接，用于对高通数字滤波模块发送的脉搏波信号进行分析处理，并判断结果是否异常，并将判断结果发送至主控模块；

所述的袖带压信号分析判断模块与主控模块和低通数字滤波模块连接，用于对低通数字滤波模块发送的袖带压力信号进行分析处理，并判断结果是否异常，并将判断结果发送至主控模块；

所述的原始信号判断模块与主控模块和存储模块连接，用于响应主控模块根据袖带压信号分析判断模块和\或脉搏波信号分析判断模块发出的异常信号，并提取存储模块中对应的数字压力信号进行分析判断，并将判断结果发送至主控模块。

所述提高无创血压测量准确性的装置还包括：低通模拟滤波模块，与所述的信号放大模块和模数转换模块连接，用于对所述的放大后的电压信号进行有源或无源模拟低通滤波，滤除高频干扰噪声。

所述的脉搏波信号分析判断模块包括，

提取单元，所述的提取单元用于提取出各个台阶压力的脉搏波信号；

平滑单元，所述的平滑单元与提取单元连接，用于滤去各个台阶压力的脉搏波信号的毛刺；

峰谷判断单元，所述的峰谷判断单元与平滑单元连接，用于搜寻并判断各个台阶压力的脉搏波信号的波峰和波谷；

幅值计算单元，所述的幅值计算单元与峰谷判断单元连接，用于根据波峰和波谷的数值计算出脉搏波的幅度值。

所述的袖带压信号分析判断模块包括，

袖带压提取单元，提取与脉搏波信号相对应的各个台阶的袖带压力信号；

袖带压计算单元，与袖带压提取单元连接，用于计算出各个台阶的袖带压力值。

所述的综合计算分析模块包括，滤波信号计算分析单元和原始信号计算分析单元，

所述的滤波信号计算分析单元，用于当脉搏波信号与袖带压信号判断结果均无异常，则将所述的袖带压力信号及其脉搏波信号综合计算分析，得出数据结果；

所述的原始信号计算分析单元，用于当对应的存储的数字压力信号未出现异常时，从储存模块中提取出与脉搏波信号和/或袖带压力信号的异常信号对应的数字压力信号，并将所述的对应的数字压力信号与所述脉搏波信号和/或袖带压力信号的异常信号进行替换，并进行综合计算分析，得出数据结果。

所述的信号放大模块，具体包括，仪表放大器或者三运放放大电路或者双运放差分放大电路。

所述的模数转换模块的采集位数大于等于16位。

本发明将原始压力信号通过多位模数转换变为数字压力信号，并对其进行数字高低通滤波，存储原始数字压力信号，将高通数字滤波得到的脉搏信号和低通数字滤波得到的袖带压信号进行分析处理并判断，如果异常则提取存储的对应的原始数字压力信号进行再次判断，得出数据处理结果。多位模数转换的使用，使本发明的方法具有更宽的动态范围和压力分辨率，不再使用硬件滤波器来提取袖带压力信号和脉搏波信号，精简了电路，减少了电噪声的引入，数字滤波器取代了模拟滤波器，具有更大的设计灵活性，更优的滤波性能，数字滤波提取的袖带压力信号和脉搏波信号，具有更高的信噪比，信号不易出现畸变，保留了原始的压力信号，使得在滤波后袖带压信号和脉搏波信号的分析过程中，如果出现异常的情况，可以非常方便的回溯和分析原始压力信号。有力的保证了NIBP测量的准确性和稳健性。

附图说明

图1为本发明一种提高无创血压测量准确性的方法的一个实施例流程图；

图2为本发明一种提高无创血压测量准确性的方法的另一个实施例流程图；

图3为本发明一种提高无创血压测量准确性的装置的一个实施例流程图；

图4为本发明一种提高无创血压测量准确性的装置的另一个实施例流程图；

图5为本发明一种提高无创血压测量准确性的装置中信号放大模块和低通模拟滤波模块的一个实施例的电路原理图；

图6为本发明一种提高无创血压测量准确性的装置中信号放大模块和低通模拟滤波模块的另一个实施例的电路原理图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1，本发明一种提高无创血压测量准确性的方法，该方法为一种从人体上获取作为中间结果的信息的方法，包括：

101.袖带检测压力信号

安装到被测试者身上的袖带产生、检测并传递压力信号；

102.转换为电压信号

将所述的压力信号转换为电压信号；

103.电压信号放大

将所述的电压信号进行放大；

104.模数转换，获得数字压力信号

将放大后的模拟电压信号转换成为数字压力信号；

105.高通数字滤波，获取脉搏波信号

将数字压力信号通过高通数字滤波器，滤除信号中的袖带压力信号和低频干扰信号，获得脉搏波信号；

106.脉搏波信号分析处理

对所述的脉搏波信号进行分析处理得到波形相关参数信息；

107判断结果是否异常

通过脉搏波信号及其相关参数信息，判断是否超过预设的标准值，如果超过标准值，则判断信号为异常，如果没有超过标准值，则判断信号为正常；

108低通数字滤波，获取袖带压力信号

将数字压力信号通过低通数字滤波器，滤除信号中的脉搏波信号和高频干扰信号，获得袖带压力信号；

109.袖带压信号分析处理

对所述的袖带压信号进行分析处理得到波形相关参数信息；

110.判断结果是否异常

通过袖带压信号及其相关参数信息，判断是否超过预设的标准值，如果超过标准值，则判断信号为异常，如果没有超过标准值，则判断信号为正常；

111.提取存储的对应数字压力信号

当110和107步骤任一判断信号结果为异常时，则提取其所对应的存储的数字压力信号进行分析；

112.判断信号是否异常

判断提取的对应的存储的数字压力信号是否超过预设标准值，如果超过则判断该信号异常，如果未超过则判断该信号正常；

113.信号综合计算分析得出数据结果

当110和107步骤均判断信号结果为正常或者112步骤判断信号结果为正常时，将数字滤波过后的脉搏波信号和袖带压信号进行综合计算分析，得出平均压、收缩压、舒张压、心率等测量中间值的信息；

114．输出数据结果

对得到的平均压、收缩压、舒张压、心率等测量中间值的信息的数据结果进行显示、打印和/或存储。

115．输出异常信息

当112步骤判断信号结果为异常时，显示、打印和/或存储具体的异常错误信息。

116.数字压力存储

将原始的数字压力信号波形放入缓存，以备需要的时候提出来进行补充分析。

为了更详细的了解本发明，下面以另一个实施例对本发明一种提高无创血压测量准确性的方法进行描述，请参见图2，具体为：

201.袖带检测压力信号

安装到被测试者身上的袖带产生、检测并传递压力信号；

202.转换为电压信号

将所述的压力信号转换为电压信号；

203.电压信号放大

将所述的电压信号进行放大；

204.低通模拟滤波

将所述放大后的电压信号进行有源或无源的低通模拟滤波，滤除信号中的高频噪声，其中既包括了电路高频噪声也包括了气流的高频噪声。

205. 模数转换，获得数字压力信号

将放大后的模拟电压信号转换成为数字压力信号，所述的模数转换的采集位数大于等于16位，这是为了在能够全范围测量袖带压力信号的同时，有足够的分辨率来采集脉搏波信号的信息；

206. 高通数字滤波，获取脉搏波信号

将数字压力信号通过高通数字滤波器，滤除信号中的袖带压信号和低频干扰信号，获得脉搏波信号；

207.脉搏波信号提取

提取出各个台阶压力的脉搏波信号；

208.脉搏波信号平滑

滤去脉搏波信号的毛刺；

209.脉搏波信号峰谷判断

搜寻并判断脉搏波的波峰和波谷；

210.脉搏波信号幅值计算

根据波峰和波谷的数值计算出脉搏波的幅度；

211. 判断结果是否异常

通过处理后的脉搏波信号及其相关参数信息，判断是否超过预设的标准值，如果超过标准值，则判断信号为异常，如果没有超过标准值，则判断信号为正常；

212. 低通数字滤波，获取袖带压力信号

213.读取各个台阶的袖带压力信号

提取与脉搏波相对应的各段各个台阶的袖带压力信号；

214.计算各个台阶的袖带压力信号

计算各个台阶的袖带压力信号的袖带压力值；

215. 判断结果是否异常

216.提取存储的对应数字压力信号

当211和215步骤任一判断信号结果为异常时，则提取其所对应的存储的数字压力信号进行分析；

217.判断信号是否异常

218.替换异常数据段，信号综合计算分析，得出数据结果

如果217步骤判断信号正常，则说明在前述脉搏波信号或袖带压信号滤波和处理的过程中造成原始信息的丢失，将原始信号也导入信号综合处理过程。比如说，如果处理后的脉搏波信号和/或袖带压力信号出现异常，可将该信号的异常数据段使用原始数字压力信号替代并处理，得出平均压、收缩压、舒张压、心率等测量中间值的信息；

219信号综合计算分析得出数据结果

当110和107步骤均判断信号结果为正常时，将数字滤波过后的脉搏波信号和袖带压信号进行综合计算分析，得出平均压、收缩压、舒张压、心率等测量中间值的信息；

220. 输出数据结果

221．输出异常信息

当217步骤判断信号结果为异常时，显示、打印和/或存储具体的异常错误信息。

222.数字压力存储

将原始的数字压力信号波形放入缓存，已备需要的时候提出来进行补充分析。

请参阅图3，本发明一种提高无创血压测量准确性的装置，主要包括：

袖带301、压力转换模块302、信号放大模块303、模数转换模块304、主控模块305、高通数字滤波模块306、低通数字滤波模块308、存储模块311、脉搏波信号分析判断模块307、袖带压信号分析判断模块309、原始信号判断模块310、综合计算分析模块312、输出模块313。

袖带301，所述的袖带301安装到被测试者身上产生、检测并传递压力信号；

压力转换模块302，所述的压力转换模块302与袖带301和信号放大模块303连接，用于将产生的压力信号转换为电压信号；本实施例中压力转换模块可为压力传感器，压力传感器多为电阻式压力传感器，其内部是在半导体硅片上激光刻蚀出来的等臂电桥。压力传感器的测量气口与袖带的气路相连，参考气口与外界大气压相连。当袖带压力相对于大气压变化时，电阻桥失衡，输出差分电压。实现从气体压力到电压的转变。

信号放大模块303，所述的信号放大模块303与模数转换模块304连接，用于对所述的电压信号进行放大；本实施例中，信号放大模块303为放大电路将压力传感器输出的差分信号放大。它可以采用直接的仪表放大器，或者用三运放达成的仪表放大，或者用双运放实现的差分放大电路等。

模数转换模块304，所述的模数转换模块304与主控模块305连接，用于对放大后的电压信号进行模数转换，获得数字压力信号，并将信号传送到主控模块305；本实施采用多位ADC进行模数转换，一般选用的是多于等于16位的ADC，这是为了在能够全范围测量袖带压力信号的同时，有足够的分辨率来采集脉搏波信号的信息。多位ADC通过SPI通讯或别的通讯方式将数字化的压力信号传递给主控模块305。

高通数字滤波模块306，所述的高通数字滤波模块306与主控模块305和脉搏波信号分析判断模块307连接，用于接收主控模块的控制信号对所述的数字压力信号进行高通数字滤波得到脉搏波信号，并传送到脉搏波信号分析判断模块307；

低通数字滤波模块308，所述的低通数字滤波模块307与主控模块305和袖带压信号分析判断模块309连接，用于接收主控模块305的控制信号对所述的数字压力信号进行低通数字滤波得到袖带压力信号，并传送到袖带压信号分析判断模块309；

存储模块311，所述的存储模块311与主控模块305和综合计算分析模块312连接，用于对所述的数字压力信号进行存储；

脉搏波信号分析判断模块307，所述的脉搏波信号分析判断模块307与主控模块305和高通数字滤波模块306连接，用于对高通数字滤波模块306发送的脉搏波信号进行分析处理，并判断结果是否异常，并将判断结果发送至主控模块305；

袖带压信号分析判断模块309，所述的袖带压信号分析判断模块309与主控模块305和低通数字滤波模块308连接，用于对低通数字滤波模块308发送的袖带压力信号进行分析处理，并判断结果是否异常，并将判断结果发送至主控模块305；

原始信号判断模块310，所述的原始信号判断模块310与主控模块305和存储模块311连接，用于响应主控模块305根据袖带压信号分析判断模块309和\或脉搏波信号分析判断模块307发出的异常信号，并调用对应的存储的原始数字压力信号进行分析判断，并将判断结果发送至主控模块305；

综合计算分析模块312，所述的综合计算分析模块312与主控模块305、高通数字滤波模块306、低通数字滤波模块308和存储模块311连接，用于分别响应根据主控模块305发送的来自袖带压信号分析判断模块309和脉搏波信号分析判断模块307或者原始信号判断模块310的判断正常信号，并提取所述的高通数字滤波模块306得到的脉搏波信号、低通数字滤波模块308得到的袖带压力信号和存储模块311中对应的数字压力信号进行综合计算分析，得出数据结果，并将数据结果发送至主控模块305；

输出模块313，所述的输出模块313与主控模块305连接，用于当接收主控模块305发出的数据导出信号时，导出数据结果或异常信息。

主控模块305，所述的主控模块305与模数转换模块304、高通数字滤波模块306、低通数字滤波模块308、存储模块311、脉搏波信号分析判断模块307、袖带压信号分析判断模块309、原始信号判断模块310、综合计算分析模块312、输出模块313连接，用于控制模数转换模块304、高通数字滤波模块306、低通数字滤波模块308、存储模块311、脉搏波信号分析判断模块307、袖带压信号分析判断模块309、原始信号判断模块310、综合计算分析模块312、输出模块313的工作。

为了更详细的了解本发明，下面以另一个实施例对本发明一种提高无创血压测量准确性的装置进行描述，请参看图4，具体为：

所述的一种提高无创血压测量准确性的装置进一步还包括：低通模拟滤波模块322，与所述的信号放大模块303和模数转换模块304连接，用于对所述的放大后的电压信号进行有源或无源模拟低通滤波，滤除高频干扰噪声。所述的低通模拟滤波模块322本实施例中为低通滤波电路，可以采用有源滤波，也可使用成本低廉且设计简单的无源滤波。主要目的是滤除高频的干扰噪声：包括电路的高频噪声或者气路中相对高频的噪声，提高压力信号的信噪比。

所述的脉搏波信号分析判断模块307还进一步包括：

提取单元314，所述的提取单元314用于提取出各个台阶压力的脉搏波信号；

平滑单元315，所述的平滑单元315与提取单元314连接，用于滤去各个台阶压力的脉搏波信号的毛刺；

峰谷判断单元316，所述的峰谷判断单元316与平滑单元315连接，用于搜寻并判断各个台阶压力的脉搏波信号的波峰和波谷；

幅值计算单元317，所述的幅值计算单元317与峰谷判断单元316连接，用于根据波峰和波谷的数值计算出脉搏波的幅度值。

所述的袖带压信号分析判断模块309还进一步包括：

袖带压提取单元320，提取与脉搏波信号相对应的各个台阶的袖带压力信号；

袖带压计算单元321，与袖带压提取单元320连接，用于计算出各个台阶的袖带压力值。

所述的综合计算分析模块312还进一步包括：滤波信号计算分析单元318和原始信号计算分析单元319，

所述的滤波信号计算分析单元318，用于当脉搏波信号与袖带压信号判断结果均无异常，则将所述的袖带压力信号及其脉搏波信号综合计算分析，得出数据结果；

所述的原始信号计算分析单元319，用于当对应的存储的数字压力信号未出现异常时，将出现异常的脉搏波信号和/或袖带压力信号的异常数据段使用所述的与其对应的存储的数字压力信号替代并进行综合计算分析，得出数据结果。

所述的信号放大模块303和低通模拟滤波模块322，可以以如下两种方式实现：

方式一，如图5所示，压力转换模块将压力信号转化为差分电压信号Vi+和Vi- 。Vi+和Vi-分别与运算放大器U2、U3的正输入端相连。运放U2和U3的负输入端通过电阻R1连在一起，U2的输出端和负输入端通过电阻R2相连，U3的输出端和其负输入端通过R3相连。为提高共模抑制比，令R2=R3,且此双运放构成的放大器的U2和U3应采用双运放或多运放放大器的其中两个，由于集成在一个硅片中，参数的一致性很高，因此可保证放大器具有较大的共模抑制比。此双运放放大器的增益计算公式如下，

Figure 2011100676491100002DEST_PATH_IMAGE001

即Vi+和Vi-构成的差分信号被运放U2和U3构成的差分放大器放大了A1倍。

U2和U3构成的双运放差分放大器输出的差分信号通过R4和R5接入U4的负输入端和正输入端。VCC通过R6和R7连接倒地，其分压点接入U4的正输入端。U4的输出端与其负输入端通过R8相连。U4单运放放大电路的作用是将差分信号转化为单端信号，并提供一定的偏压。为了减小运放偏置电流的影响，往往令R4=R5，R8=R6//R7（指R8与R6、R7并联的阻抗相等）。U4和R4、R5、R6、R7、R8构成的单运放放大器的增益倍数可以计算如下：

即U2、U3输出的差分信号被单运放放大了A2倍，负号表示该运放输出的单端信号具有和原差分信号反相。

U4输出的单端信号有一个偏置电压，可用下式表示

此偏置电压是为了调节压力信号适应ADC的输入动态范围。

如上所述，U2、U3、U4构成的三运放放大电路实现了压力信号的放大、差分信号转变成单端信号以及给信号适当的偏置电压这三个目的。

进而，U4的输出端经过R9和C1构成的RC无源滤波电路，接入模数转换模块完成模数转换。RC无源滤波的作用是滤除信号中的高频噪声，其中既包括了电路高频噪声也包括了气流的高频噪声。

方式二，如图6所示，前端电路和方式一基本一样。只是将三运放放大电路替换为双运放差分放大电路。压力转换模块输出的电压差分信号，进入了由U2、U3和R1、R2、R3构成的差分信号放大器，但后级没有加单运放电路将差分信号转换为单端信号。而是将双运放放大器放大后的差分信号直接输出，到达后级由R4、R5、C1构成的RC低通滤波器，进行差分滤波。滤波后的信号，由差分输入的ADC进行模数转换，获得数字的压力信号。

值得说明的是，基于本发明所述的方法，可以有许多与上述实施例有异的替代电路。如：如不采用无源RC滤波器，采用有源低通滤波作为替代；模数转换模块与主控模块间不用SPI通讯，而是用I2C或者UART通讯，甚至集成在主控模块内部的模数转换模块等等。显然，这样的显而易见的变型电路应视为本发明所公开的内容和本发明的保护范围内。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种提高无创血压测量准确性的方法，其特征在于，包括：

安装到被测试者身上的袖带检测压力信号；

将所述的压力信号转换为电压信号；

将所述的电压信号进行放大；

对放大后的电压信号进行模数转换，获得数字压力信号；

输出数据结果。

2.根据权利要求1所述的一种提高无创血压测量准确性的方法，其特征在于，在对所述的数字压力信号并行进行高通数字滤波、低通数字滤波，通过高通数字滤波得到脉搏波信号，通过低通数字滤波得到袖带压力信号的步骤中，包括：

将所述的数字压力信号同时存储到存储器中。

3.根据权利要求1所述的一种提高无创血压测量准确性的方法，其特征在于，在将所述的脉搏波信号和袖带压力信号进行综合计算分析，得出数据结果的步骤中，包括：

对所述的脉搏波信号和袖带压力信号进行并行分析处理，并判断分析处理的结果是否异常，

若脉搏波信号和/或袖带压力信号中的分析处理结果出现异常信号时，则从存储器中提取对应的数字压力信号进行分析，并判断是否所述数字压力信号出现异常，

4.根据权利要求2或3所述的一种提高无创血压测量准确性的方法，其特征在于，在从储存器中提取被存储的数字压力信号，并将所述数字压力信号以及与所述数字压力信号对应的脉搏波信号和袖带压力信号进行综合计算分析，得出数据结果的步骤中，包括：从储存器中提取出与脉搏波信号和/或袖带压力信号的异常信号对应的数字压力信号，并将所述的对应的数字压力信号与所述脉搏波信号和/或袖带压力信号的异常信号进行替换，并进行综合计算分析，得出数据结果。

5.根据权利要求4所述的一种提高无创血压测量准确性的方法，其特征在于，在对所述的脉搏波信号和袖带压力信号进行并行分析处理的步骤中，对所述的脉搏波信号进行分析处理的步骤中，包括：

从所述脉搏波信号中提取出各个台阶压力的脉搏波信号；

滤去各个台阶压力的脉搏波信号的毛刺；

根据波峰和波谷的数值计算出脉搏波的幅度值。

6.根据权利要求5所述的一种提高无创血压测量准确性的方法，其特征在于，在对所述的脉搏波信号和袖带压力信号进行并行分析处理的步骤中，对所述的袖带压力信号进行分析处理，包括，

计算各个台阶的袖带压力值。

7.根据权利要求6所述的一种提高无创血压测量准确性的方法，其特征在于，在所述的对放大后的电压信号进行模数转换，获得数字压力信号的步骤之前，包括：对所述的放大后的电压信号进行有源或无源模拟低通滤波，滤除高频干扰噪声。

8.一种提高无创血压测量准确性的装置，其特征在于，包括：袖带、压力转换模块、信号放大模块、模数转换模块、主控模块、高通数字滤波模块、低通数字滤波模块、综合计算分析模块、输出模块，

9.根据权利要求8所述的一种提高无创血压测量准确性的装置，其特征在于，包括：

10.根据权利要求9所述的一种提高无创血压测量准确性的装置，其特征在于，所述提高无创血压测量准确性的装置包括：低通模拟滤波模块，与所述的信号放大模块和模数转换模块连接，用于对所述的放大后的电压信号进行有源或无源模拟低通滤波，滤除高频干扰噪声。

11.根据权利要求10所述的一种提高无创血压测量准确性的装置，其特征在于，所述的脉搏波信号分析判断模块包括，

12.根据权利要求11所述的一种提高无创血压测量准确性的装置，其特征在于，所述的袖带压信号分析判断模块包括，

13.根据权利要求12所述的一种提高无创血压测量准确性的装置，其特征在于，所述的综合计算分析模块包括，滤波信号计算分析单元和原始信号计算分析单元，

14.根据权利要求13所述的一种提高无创血压测量准确性的装置，其特征在于，所述的信号放大模块，包括：仪表放大器或者三运放放大电路或者双运放差分放大电路。

15.根据权利要求14所述的一种提高无创血压测量准确性的装置，其特征在于，所述的模数转换模块的采集位数大于等于16位。