CN104000572B - 一种用于实现血压测量的嵌入式装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种血压测量方法，该方法包括：向被测量对象的体表皮肤发送第一测量光和第二测量光；接收所述第一测量光反射后形成的第一反射光，以及接收所述第二测量光反射后形成的第二反射光；对所述第一反射光进行处理得到第一脉搏波形，对所述第一脉搏波形进行处理得到第一血压参数；对所述第二反射光进行处理得到第二脉搏波形，对所述第二脉搏波形进行处理得到第二血压参数；根据预定判断规则将所述第一血压参数或所述第二血压参数识别为所述被测量对象的最佳血压参数。本发明还提供了一种可以实现上述方法的嵌入式装置。实施本发明可以有效克服仅采用一种波长的测量光可能导致的测量不准确的缺陷，从而保证整个测量过程中血压测量的准确性。

Description

一种用于实现血压测量的嵌入式装置

技术领域

本发明涉及医学测量仪器领域，尤其涉及一种用于实现血压测量的嵌入式装置。

背景技术

人体生理参数是医学上衡量人体生理状态的一系列指标，包括脉搏参数、血压参数、血氧参数、血糖参数等，生理参数宏观地反映了人体的身体状况，对于疾病预测、身体保养具有非常重要的预警与指引作用。其中，针对于血压参数的测量，目前主要是采用光反射法，其具体原理是利用光发射器向被测量对象的人体组织发送一种波长的光波，该光波经过人体组织反射后生成反射光，光接收器接收该反射光并分析该反射光从而得到被测量对象的脉搏波形，然后根据该脉搏波形得到被测量对象的血压参数。

在利用上述光反射法获得被测量对象的脉搏波形并根据该脉搏波形得到被测量对象的血压参数的过程中，由于被测量对象的运动状态是不断发生改变的而且在测量过程中会出现不同因素对测量产生影响，因此，如果在整个血压测量过程中仅使用一种波长的光波去获得被测量对象的脉搏波形，是无法保证通过该光波测量得到的脉搏波形都是准确的，进而无法保证通过该光波得到的被测量对象的血压参数都是准确的。因此，希望提出一种可以解决上述不足之处的血压测量方法以及相应的测量装置。

发明内容

为了克服现有技术中的上述缺陷，本发明提供了一种血压测量方法，该方法包括：

向被测量对象的体表皮肤发送第一测量光和第二测量光；

接收所述第一测量光反射后形成的第一反射光，以及接收所述第二测量 光反射后形成的第二反射光；

对所述第一反射光进行处理得到第一脉搏波形，对所述第一脉搏波形进行处理得到第一血压参数；

对所述第二反射光进行处理得到第二脉搏波形，对所述第二脉搏波形进行处理得到第二血压参数；

根据预定判断规则将所述第一血压参数或所述第二血压参数识别为所述被测量对象的最佳血压参数。

根据本发明的一个方面，该方法中根据预定判断规则将所述第一血压参数或所述第二血压参数识别为所述被测量对象的最佳血压参数包括：判断生成所述第一血压参数的特征点在连续多个脉搏波动周期内的浮动率是否超出浮动率阈值，若否，则将所述第一血压参数识别为所述最佳血压参数；和/或判断生成所述第二血压参数的特征点在连续多个脉搏波动周期内的浮动率是否超出浮动率阈值，若否，则将所述第二血压参数识别为所述最佳血压参数。

根据本发明的另一个方面，该方法中所述连续多个脉搏波动周期是所述第一脉搏波形和所述第二脉搏波形上至少五个连续的脉搏波动周期。

根据本发明的又一个方面，该方法中根据预定判断规则从所述第一血压参数和所述第二血压参数中确定所述被测量对象的最佳血压参数包括：判断生成所述第一血压参数的特征点的取值是否超出取值范围，若否，则将所述第一血压参数识别为所述最佳血压参数；和/或判断生成所述第二血压参数的特征点的取值是否超出取值范围，若否，则将所述第二血压参数识别为所述最佳血压参数。

根据本发明的又一个方面，该方法还包括，通过传感器信号判断所述被测量对象的运动状态；根据预定判断规则将所述第一血压参数或所述第二血压参数识别为所述被测量对象的最佳血压参数包括，根据所述运动状态将所述第一血压参数或所述第二血压参数识别为所述被测量对象的最佳血压参数。

根据本发明的又一个方面，该方法中所述第一测量光是红光；所述第二测量光是红外光。

根据本发明的又一个方面，该方法中所述红光的波长的范围是 660nm±3nm；所述红外光的波长的范围是940nm±10nm。

根据本发明的又一个方面，所述体表皮肤是所述被测量对象的桡动脉所对应的腕部体表皮肤。

本发明还提供了一种用于实现上述血压测量方法的嵌入式装置，该嵌入式装置包括：

光发射和接收模块，用于向被测量对象的体表皮肤发送第一测量光和第二测量光，接收所述第一测量光反射后形成的第一反射光，以及接收所述第二测量光反射后形成的第二反射光；

处理模块，用于对所述第一反射光进行处理得到第一脉搏波形，并对所述第一脉搏波形进行处理得到第一血压参数，并对所述第二反射光进行处理得到第二脉搏波形，以及对所述第二脉搏波形进行处理得到第二血压参数，还用于根据预定判断规则将所述第一血压参数或所述第二血压参数识别为所述被测量对象的最佳血压参数。

根据本发明的一个方面，所述嵌入式装置还包括传感器模块，用于根据所述被测量对象的运动状态生成传感器信号。

根据本发明的另一个方面，所述嵌入式装置集成在便携式设备上，该便携式设备具有腕式佩戴结构。

本发明提供的血压测量方法以及用于实现该方法的嵌入式装置具有以下优点：在对被测量对象的血压参数进行测量的过程中，利用两种波长的测量光进行测量，相应得到两组血压参数，从该两组血压参数中选择最准确的测量结果作为被测量对象的最佳血压参数进行输出。与传统的血压测量方式相比，采用本发明可以有效地克服仅采用一种波长的测量光可能导致的测量不准确的缺陷，从而保证整个测量过程中血压测量的准确性。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是根据本发明的血压测量方法的一个具体实施方式的流程图；

图2是根据本发明的用于实现血压测量方法的嵌入式装置的一个具体实施方式的结构示意图；

图3是根据本发明的集成了用于实现血压测量方法的嵌入式装置的且具有腕式佩戴结构的便携式设备的一个优选实施方式的结构示意图；

图4是根据本发明的集成了用于实现血压测量方法的嵌入式装置的且具有腕式佩戴结构的便携式设备的另一个优选实施方式的结构示意图。

附图中相同或相似的附图标记代表相同或相似的部件。

具体实施方式

为了更好地理解和阐释本发明，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述。

在对本发明进行详细描述之前，需要说明的是，本发明所提供的血压测量方法及系统主要的适用对象是人类，因此所述被测量对象在本文中主要指的是需要进行血压测量的人类。本领域技术人员应当理解，本发明所提供的血压测量方法及设备还可以应用于针对与人类具有相同或相似生理特性的哺乳动物的血压测量。

本发明提供了一种血压测量方法。请参考图1，图1是根据本发明的血压测量方法的一个具体实施方式的流程图。如图所示，该血压测量方法包括：

在步骤S101中，向被测量对象的体表皮肤发送第一测量光和第二测量光；

在步骤S102中，接收所述第一测量光反射后形成的第一反射光，以及接收所述第二测量光反射后形成的第二反射光；

在步骤S103中，对所述第一反射光进行处理得到第一脉搏波形，对所述第一脉搏波形进行处理得到第一血压参数；

在步骤S104中，对所述第二反射光进行处理得到第二脉搏波形，对所述第二脉搏波形进行处理得到第二血压参数；

在步骤S105中，根据预定判断规则将所述第一血压参数或所述第二血压参数识别为所述被测量对象的最佳血压参数。

具体地，在步骤S101中，向被测量对象的体表皮肤发送两种波长的测量 光，该两种波长的光分别用第一测量光和第二测量光表示。其中，所述体表皮肤优选是所述被测量对象的桡动脉所对应的腕部体表皮肤。

在步骤S102中，接收所述第一测量光反射后形成的第一反射光，以及接收所述第二测量光反射后形成的第二反射光。

在一个具体实施例中，所述第一测量光是红光，所述第二测量光是红外光。其中，通过NJL5501R芯片可以实现步骤S101和步骤S102中红光和红外光的发送以及其反射光的接收，为满足测量血压参数的需求，NJL5501R芯片发出的红光的波长的范围是660nm±3nm，红外光的波长的范围是940nm±10nm。需要说明的是，在NJL5501R芯片工作的过程中，NJL5501R芯片交替产生红光和红外光，由于交替产生红光和红外光的速度很快，因此可以认为红光和红外光测量的是同一时刻被测量对象的血压参数。

在步骤S103中，首先，对接收到的所述第一反射光进行处理得到第一脉搏波形；接着，对所述第一脉搏波形进行处理得到第一血压参数。在本实施例中，对所述第一脉搏波形进行处理得到第一血压参数的步骤如下：

首先，根据预定的特征点提取规则对所述第一脉搏波形进行特征点提取处理以得到多个特征点，该多个特征点用于计算被测量对象的血压参数。在本实施例中，所述特征点包括脉率、光电容积脉搏波波图面积、主波上升支波图面积、每搏心输出量、脉搏波波形系数、上升支面积比例、升支平均斜率、降中峡相对高度和重搏波相对高度。为了使血压参数的测量更为精准，在其他实施例中，所述特征点进一步还可以包括主波高度、重搏波高度、降中峡高度、基线高度、主波上升时间、收缩期时间、舒张期时间、单位时间平均面积、收缩期与舒张期时间比例。

接着，加载并运行血压测量模型组以根据所述多个特征点计算得到第一血压参数。在本实施例中，所述第一血压参数包括舒张压参数和收缩压参数，相应地，血压测量模型组包括用于计算舒张压参数的舒张压测量模型以及用于计算收缩压参数的收缩压测量模型。此外，在本实施例中，血压测量模型组包括的测量模型其具体形式均是回归方程，具体地，是脉搏波形的特征点和血压参数之间的回归方程。

在步骤S104中，首先，对接收到的所述第二反射光进行处理得到第二脉 搏波形；接着，对所述第二脉搏波形进行处理得到第二血压参数。其中，第二血压参数的测量方式与第一血压参数的测量方式相同，可以参考步骤S103中的相应内容，为了简明起见，在此不再对第二血压参数的测量过程进行赘述。

需要说明的是，利用反射原理获得被测量对象的脉搏波形以及从脉搏波形中提取出特征点并利用该特征点计算得到被测量对象的血压参数是本领域技术人员所熟悉的技术手段，为了简明起见，在此不再对步骤S101至步骤S104的过程进行详细描述。

在步骤S105中，根据预定判断规则将所述第一血压参数或所述第二血压参数识别为所述被测量对象的最佳血压参数，即从第一血压参数和所述第二血压参数中识别出最准确的测量结果。

下面，对如何识别最佳血压参数进行说明。

在一个实施例中，通过对生成血压参数的所有特征点在连续多个脉搏波动周期内的浮动率的大小进行判断，若所有特征点的浮动率均在合理范围内，则认为用于提取该所有特征点的脉搏波形稳定，处理该脉搏波形所得到的血压参数是准确的，若在所有特征点中存在一个或多个特征点的浮动率不在合理范围内，则认为用于提取该所有特征点的脉搏波形不稳定，处理该脉搏波形所得到的血压参数不够准确。具体地，判断生成所述第一血压参数的特征点在连续多个脉搏波动周期内的浮动率是否超出浮动率阈值，若否，则将所述第一血压参数识别为所述最佳血压参数；和/或判断生成所述第二血压参数的特征点在连续多个脉搏波动周期内的浮动率是否超出浮动率阈值，若否，则将所述第二血压参数识别为所述最佳血压参数。其中，为了更为准确地判断最佳血压参数，所述连续多个脉搏波动周期指所述第一脉搏波形和所述第二脉搏波形上至少五个连续的脉搏波动周期。优选地，所述浮动率阈值是30％。举例说明，若第一脉搏波形的所有特征点中存在一个或多个特征点在至少五个连续的脉搏波动周期内的浮动率超出了30％，而第二脉搏波形的所有特征点在至少五个连续的脉搏波动周期内的浮动率未超出30％，则认为第二脉搏波形稳定，识别第二血压参数为被测量对象的最佳血压参数。

在另一个实施例中，通过对生成血压参数的所有特征点的取值进行判断， 若所有特征点的取值均在合理范围内，则认为用于提取该所有特征点的脉搏波形稳定，处理该脉搏波形所得到的血压参数是准确的，若在所有特征点中存在一个或多个特征点的取值不在合理范围内，则认为用于提取该所有特征点的脉搏波形不稳定，处理该脉搏波形所得到的血压参数不够准确。具体地，判断生成所述第一血压参数的特征点的取值是否超出取值范围，若否，则将所述第一血压参数识别为所述最佳血压参数；和/或判断生成所述第二血压参数的特征点的取值是否超出取值范围，若否，则将所述第二血压参数识别为所述最佳血压参数。优选地，所述取值范围是0-100。举例说明，若第一脉搏波形的所有特征点中存在一个或多个特征点的取值小于0或者大于100，而第二脉搏波形的所有特征点的取值均在0至100之间，则认为第二脉搏波形稳定，识别第二血压参数为被测量对象的最佳血压参数。

优选地，本发明所提供的血压测量方法还包括通过传感器信号判断所述被测量对象的运动状态。在这种情况下，步骤S105中根据预定判断规则将所述第一血压参数或所述第二血压参数识别为所述被测量对象的最佳血压参数包括，根据所述运动状态将所述第一血压参数或所述第二血压参数识别为所述被测量对象的最佳血压参数。具体地，不同波长的测量光具有不同的反射和透射能力，因此适用于测量被测量对象在不同运动状态下的血压参数。针对于第一测量光是红光以及第二测量光是红外光来说，红光适用于被测量对象处于剧烈运动状态的情况，红外光相对于红光更适用于被测量对象处于静息运动状态的情况。也就是说，当对血压测量结果要求不是非常精确的情况下，如果通过传感器信号判断被测量对象处于剧烈运动状态则直接识别通过红光测量得到的血压参数(即第一血压参数)为最佳血压参数；如果通过传感器信号判断被测量对象处于静息运动状态则直接识别通过红外光测量得到的血压参数(即第二血压参数)为最佳血压参数。若对血压测量结果要求非常精确的情况下，针对于被测量对象处于静息运动状态的情况，不能简单地将第二血压参数直接识别为最佳血压参数，而是需要采用前述通过判断特征点的浮动率以及通过判断特征点的取值的方式进一步识别第一血压参数或第二血压参数是最佳血压参数。需要说明的是，通过传感器信号判断被测量对象的运动状态是本领域技术人员所熟悉的技术手段，例如通过三轴传感器测 量得到被测量对象的运动参数并根据该运动参数推算出被测量对象的运动状态等，为了简明起见，在此不再对被测量对象运动状况的所有检测方式一一进行说明。

识别出所述被测量对象的最佳血压参数之后，对该最佳血压参数进行输出显示，将该最佳血压参数提供给被测量对象进行参考。需要说明的是，输出最佳血压参数的间隔可以根据实际需求进行设计，例如，每小时输出并显示一次被测量对象的最佳血压参数，或每分钟输出并显示一次被测量对象的最佳血压参数等。

需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。相反，流程图中描绘的步骤可以改变执行顺序。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

相应地，本发明还提供了一种用于实现上述血压测量方法的嵌入式装置。请参考图2，图2是根据本发明的用于实现血压测量方法的嵌入式装置的一个具体实施方式的结构示意图。如图所示，该嵌入式装置100包括：

光发射和接收模块100，用于向被测量对象的体表皮肤发送第一测量光和第二测量光，接收所述第一测量光反射后形成的第一反射光，以及接收所述第二测量光反射后形成的第二反射光；

处理模块120，用于对所述第一反射光进行处理得到第一脉搏波形，并对所述第一脉搏波形进行处理得到第一血压参数，并对所述第二反射光进行处理得到第二脉搏波形，以及对所述第二脉搏波形进行处理得到第二血压参数，还用于根据预定判断规则将所述第一血压参数或所述第二血压参数识别为所述被测量对象的最佳血压参数。

进一步地，本发明所提供的嵌入式装置还包括传感器模块(未示出)，用于根据所述被测量对象的运动状态生成传感器信号。

本部分出现的术语和名词与前文中相同的术语或名词具有一致的含义，例如所述“脉搏波形”、“血压参数”、“最佳血压参数”、“运动状态” 等，上述术语或名词及其涉及的工作原理均可参考前文中相关部分的描述和解释，为了简便起见在此不再赘述。

需要说明的是，所述嵌入式装置优选地集成在便携式设备上，如此一来，便于被测量对象随时随地自行进行血压测量。更优选地，基于便携式设备易于佩戴和佩戴稳定性考虑，该便携式设备设计为具有腕式佩戴结构。

请参考图3，图3是根据本发明的集成了用于实现血压测量方法的嵌入式装置的且具有腕式佩戴结构的便携式设备的一个优选实施方式的结构示意图。在佩戴图3所示便携式设备200进行血压测量时，需要将嵌入式装置100中的光发射和接收模块110(图3中未示出)设置在贴近被测量对象的腕部体表皮肤300的位置。

请参考图4，图4是根据本发明的集成了用于实现血压测量方法的嵌入式装置的且具有腕式佩戴结构的便携式设备的另一个优选实施方式的结构示意图。如图所示，便携式设备200是智能手表，也就是说，用于实现血压测量方法的嵌入式装置100可以与智能手表集成在一起，集成时可以将嵌入式装置100中的光发射和接收模块110(图4中未示出)设置在贴近被测量对象的腕部体表皮肤300的位置，又或者将手表表带设计为可调节式，被测量对象通过调节手表表带可以使所述光发射和接收模块110位于贴近被测量对象的腕部体表皮肤300的位置。

特别指出的是，图3和图4中示出的便携式设备200的腕式佩戴结构仅是示意性作用，并不能以此来限定该便携式设备的具体外观。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他部件、单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个部件、单元或装置也可以由一个部件、单元或装置通过软件或者硬件来实现。

本发明提供的血压测量方法以及用于实现该方法的嵌入式装置具有以下优点：在对被测量对象的血压参数进行测量的过程中，利用两种波长的测量光进行测量，相应得到两组血压参数，从该两组血压参数中选择最准确的测量结果作为被测量对象的最佳血压参数进行输出。与传统的血压测量方式相比，采用本发明可以有效地克服仅采用一种波长的测量光可能导致的测量不准确的缺陷，从而保证整个测量过程中血压测量的准确性。

以上所揭露的仅为本发明的一些较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (7)

1.一种用于实现血压测量的嵌入式装置，该嵌入式装置包括：

光发射和接收模块，用于向被测量对象的体表皮肤发送第一测量光和第二测量光，接收所述第一测量光反射后形成的第一反射光，以及接收所述第二测量光反射后形成的第二反射光；

处理模块，用于对所述第一反射光进行处理得到第一脉搏波形，并对所述第一脉搏波形进行处理得到第一血压参数，并对所述第二反射光进行处理得到第二脉搏波形，以及对所述第二脉搏波形进行处理得到第二血压参数，还用于根据预定判断规则将所述第一血压参数或所述第二血压参数识别为所述被测量对象的最佳血压参数；

其中，所述处理模块根据预定判断规则将所述第一血压参数或所述第二血压参数识别为所述被测量对象的最佳血压参数包括：

所述处理模块判断生成所述第一血压参数的特征点在连续多个脉搏波动周期内的浮动率是否超出浮动率阈值，若否，则将所述第一血压参数识别为所述最佳血压参数；或所述处理模块判断生成所述第二血压参数的特征点在连续多个脉搏波动周期内的浮动率是否超出浮动率阈值，若否，则将所述第二血压参数识别为所述最佳血压参数；或

所述处理模块判断生成所述第一血压参数的特征点的取值是否超出取值范围，若否，则将所述第一血压参数识别为所述最佳血压参数；或所述处理模块判断生成所述第二血压参数的特征点的取值是否超出取值范围，若否，则将所述第二血压参数识别为所述最佳血压参数。

2.根据权利要求1所述的嵌入式装置，其中，所述连续多个脉搏波动周期是所述第一脉搏波形和所述第二脉搏波形上至少五个连续的脉搏波动周期。

3.根据权利要求1所述的嵌入式装置，其中，该嵌入式装置还包括：

传感器模块，用于根据所述被测量对象的运动状态生成传感器信号；

所述根据预定判断规则将所述第一血压参数或所述第二血压参数识别为所述被测量对象的最佳血压参数包括：所述处理模块根据所述运动状态将所述第一血压参数或所述第二血压参数识别为所述被测量对象的最佳血压参数。

4.根据权利要求1所述的嵌入式装置，其中：

所述第一测量光是红光；

所述第二测量光是红外光。

5.根据权利要求4所述的嵌入式装置，其中：

所述红光的波长的范围是660nm±3nm；

所述红外光的波长的范围是940nm±10nm。

6.根据权利要求1所述的嵌入式装置，其中，所述体表皮肤是所述被测量对象的桡动脉所对应的腕部体表皮肤。

7.根据权利要求1所述的嵌入式装置，其中：

所述嵌入式装置集成在便携式设备上，该便携式设备具有腕式佩戴结构。