CN104905777A - 一种带心血管功能检测的血压检测装置及其使用方法 - Google Patents

一种带心血管功能检测的血压检测装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种带心血管功能检测的血压检测装置及其使用方法。本发明提供了一种确定用于检测脉搏波的压力值的方法，包括：基于血压值，确定压力值；采集所述压力值下的脉搏波并检测所述脉搏波的波形特征；以及基于所检测到的波形特征，自适应调整所述压力值。

Description

一种带心血管功能检测的血压检测装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及血压检测装置。
背景技术
随着人们生活水平的日益改善，心血管系统疾病在全球范围内对人类生命和健康危害程度已日益加大，从而使心血管健康保健仪器受到医疗机构和家庭的广泛重视，表现出巨大的市场需求。
检测血压的装置目前已有多种。例如，电子血压计通常采用示波法进行检测。即利用袖带阻断动脉血流，在放气（或加压）的过程中通过压力传感器检测源于血管壁的振荡波包迹，并通过包迹与动脉血压之间的关系，计算出相应的血压。在检测血压时，检测到的规律性的振荡波，称为脉搏波。有研究表明，脉搏波的波形特征与心血管疾病有着密切的关系，脉搏波所表现出的形态、强度、速率与节律等方面的综合信息在相当程度上反映出人体心血管系统的许多生理和病理特征。临床证实，血流动力学参数的变化与脉搏波波形特征的变化紧密相关。
发明内容
在一方面中，本发明提供了一种确定用于检测脉搏波的压力值的方法，包括：基于血压值，确定压力值；采集所述压力值下的脉搏波并检测所述脉搏波的波形特征；以及基于所检测到的波形特征，自适应调整所述压力值。
在另一方面中，本发明提供了一种确定用于检测脉搏波的压力值的设备，包括：用于基于血压值，确定压力值的装置；用于采集所述压力值下的脉搏波并检测所述脉搏波的波形特征的装置；以及用于基于所检测到的波形特征，自适应调整所述压力值的装置。
在又一方面中，本发明提供了一种连续检测血压值和脉搏波的设备，包括：气泵，被配置为受到驱动器的驱动而加压；袖带，被所述气泵带动而被充气；压力传感器，压力传感器检测所述袖带的压力值振荡波作为脉搏波；微程序控制单元，与所述压力传感器以及所述驱动器连接，其中所述微程序控制单元首先控制所述驱动器对所述气泵线性加压，基于压力传感器所检测到的脉搏波确定血压值，并基于所确定得到的血压值，通过所述驱动器使所述气泵的压力值达到第一压力值，其中所述微程序控制单元还实时检测第一压力值下的脉搏波的波形特征，并基于所实时检测到的波形特征，自适应调整所述第一压力值为第二压力值，使得所述第二压力值下的脉搏波符合脉搏波检测的特征点要求。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例的系统的高级框图；
图2是根据本发明的一实施例的血压检测装置的框图；
图3是根据本发明的一实施例的确定用于脉搏波检测的压力值的操作流程图；以及
图4是根据本发明的一实施例的脉搏波的局部的波形图。
具体实施方式
本发明提供了一种集血压检测和基于脉搏波检测人体心血管功能的装置。通过一次检测可以同时测量出血压和检测人体心血管方面的血流动力学参数，可辅助家庭心血管功能的日常检测、对病情的持续监护及对药物疗效进行自我评估，因而对健康保护及病变的早期预测有重大意义。
本发明采用一体化结构集成设计，通过腕上测量方式即可完成血压及脉搏波的检测，通过无线方式，例如蓝牙模式传输到PC、PAD及移动设备客户端进行人体心血管健康分析，使用方便快捷。
参考图1，本发明包括血压检测模块110，和脉搏波波形检测模块120。在血压检测模块110检测得到血压值后，脉搏波波形检测模块120基于血压值，为气泵确定压力值，并实时检测该压力值下的脉搏波波形，对压力值进行自适应调整，以使得脉搏波波形符合脉搏波检测的特征点要求。脉搏波的波形图在图4示意性示出，脉搏波检测的特征点要求也将在以下参考图4描述。
参考图2，在本发明的一个实施例中，本发明的血压检测装置200包括气泵202、袖带及相关联的气囊204、压力传感器208、放大电路210、模数转换器（ADC）212、MCU214、阀门216、驱动器218、输入/输出接口220和电源管理模块222等。气泵202与受MCU214控制的驱动器218相连，并被驱动器218驱动而加压。袖带204与气泵202相连，并具有相关联的气囊。在气泵202加压时，气囊被充气。袖带204还与压力传感器208相连。在气囊被充气时，压力传感器208测量袖带204的压力振荡波作为脉搏波。压力传感器208还连接两路低通滤波器。这两路低通滤波器对压力传感器208所检测得到的脉搏波信号进行滤波。两路低通滤波器分别与相应的放大电路210相连。放大电路210将经低通滤波器滤波的信号放大。放大电路210还连接相应的ADC212，用于将经放大电路210放大的模拟脉搏波信号转换成数字信号。两个ADC212均连接于MCU214，并将所得到的数字信号发送给MCU214。MCU214接收到两路数字信号。其中一路被用作脉冲包迹以便被MCU214处理成血压值。另一路数字信号被MCU214处理以实时提取脉搏波波形特征。MCU214还连接于一阀门216。在本发明中，阀门216可以包括但不限于电磁阀。MCU214基于处理得到的血压值确定一压力值，控制驱动器218来调整气泵202的压力值达到该压力值。同时，MCU214实时检测从另一路数字信号得到的脉搏波以提取脉搏波波形特征，MCU214还进一步基于实时提取的脉搏波形特征，控制驱动器218以自适应调整气泵202压力值使得脉搏波的波形特征明显，符合脉搏波检测的特征点要求（图2）。当脉搏波的波形特征符合脉搏波检测的特征点要求时，MCU214对阀门216发送控制信号来关闭阀门216，以保持调整后的压力值固定。MCU214还与USB接口、蓝牙模块以及其它有线或无线的输入/输出接口220连接，以便有线或无线地向其它设备发送所得到的血压数据和压力值保持固定情况下所提取的脉搏波波形特征。本发明的血压检测装置还可包括电源管理模块222。电源管理模块中包括电池、充电保护装置以及电压键控电路。在一个实施例中，还可通过USB接口等对本发明的电压检测装置供电。
采用本发明的血压检测装置，MCU214首先测量血压值。MCU214通过驱动器218控制气泵202，使其进行线性加压，从而带动与气泵202相连的袖带204所关联的气囊206充气。压力传感器208检测袖带204的压力振荡波作为脉搏波。压力传感器208得到的信号可通过两路电路之一进行处理。每一路电路均包括相应的低通滤波器、放大电路210、ADC212等。从压力传感器208得到的信号首先经过低通滤波器进行滤波。所得到的经滤波的信号被传入相应的放大电路210进行放大，并随后通过相应的ADC212转换成数字信号。转换后的数字信号被发送给MCU214。MCU214对得到的数字信号进行数字滤波。在一路电路上进行数字滤波后的数字信号随后作为脉冲包迹被MCU214分析以得到相关的血压数据。可通过蓝牙模块或其它有线或无线传输机制将血压数据发送给其它设备，诸如机顶盒、智能电话、平板计算机、膝上型计算机、智能手表等等。
在接收到血压数据之后，MCU214将血压数据作为基准，来确定适用于脉搏波波形检测的压力值。图3示出了确定适用于脉搏波波形检测的压力值的操作流程。
在步骤310中，MCU214将该血压数据作为基准数据来得到一压力值P。具体地，MCU214可采用血压数据中的舒张压或平均压数据作为压力值P。在步骤320中，MCU214控制驱动器218以使得气泵202达到压力值P。在步骤330中，MCU214实时检测另一路电路上的经数字滤波的数字信号，提取压力值P下关于脉搏波的波形特征的信息。在步骤340中，MCU214基于所得到的压力值P下的脉搏波的波形信息，按照自适应的方式来调整气泵202的压力值，达到令脉搏波波形符合脉搏波检测的特征点要求的调整后的压力值P'。在步骤350中，在气泵达到该特定的调整后的压力值P'时，关闭阀门216，以使该自适应调整后的压力值P'保持固定。在压力值P'下采集的脉搏波于是可被用于心血管动力学参数分析以得到关于人体的心血管系统的生理和病理情况。这样，本发明的血压检测装置可以为不同个体调整采集脉搏波的压力值，在该压力值固定的情况下采集脉搏波，有效地解决脉搏波形的个体差异问题，从而确保采集到的脉搏波满足一致性和精确性的要求。
图4示意性地示出了根据本发明的一实施例的脉搏波局部的波形图，其中阴影部分与心脏收缩对应。如图4中所示，脉搏波的特征点包括但不限于：a点——心房开始点；b点——主动脉瓣开放点；c点——主动脉最高压力点；e1点——左心室舒张起始点；e2点——返潮波起点；g点——返潮波最高点。可通过采用小波分析等波形分析手段试图从脉搏波的波形图中提取脉搏波的特征点。当这些特征点的特定组合能通过波形分析手段提取时，脉搏波的波形图被认为符合脉搏波检测的特征点要求。在一个实施例中，当a、b、c、d、e、g点均能通过波形分析手段来提取时，脉搏波的波形图被认为符合脉搏波检测的特征点要求。可以理解，在不同的实施例中，可采用特征点的不同组合。
因此，本发明通过连续检测的方式，在同一检测装置中，将血压值和心血管动力学分析所需的脉搏波同时采集完成。首先，采用升压测量的方式在线性加压的过程中，提取脉搏波信号计算血压值；然后，以测量的血压值作为基准数据，MCU214控制气泵202加压，同时MCU214通过实时检测脉搏波波形的特征信息，采用自适应的方式，调整气泵202的加压值，以达到令脉搏波波形特征符合脉搏波检测的特征点要求的一特定压力值，采集该特定压力值下的脉搏波，以确保采集的脉搏波一致性及精确性。
本发明集血压检测和心血管血液动力学参数的检测于一体，既解决了心血管检测设备需要另行测量血压所带来的非实时性，同时也拓展了血压计检测的应用领域，在测量血压的同时，无创便捷的为用户估算出血流动力学各项参数，为日常心血管健康管理及亚健康保健提供便利。

Claims (10)

1.一种确定用于检测脉搏波的压力值的方法，包括：
基于血压值，确定压力值；
采集所述压力值下的脉搏波并检测所述脉搏波的波形特征；以及
基于所检测到的波形特征，自适应调整所述压力值，使得所述脉搏波符合脉搏波检测的特征点要求。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于血压值确定压力值包括将所述压力值确定为舒张压的值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于血压值确定压力值包括将所述压力值确定为平均压的值。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括，在所述压力值自适应调整后，固定所述压力值。
5.一种确定用于检测脉搏波的压力值的设备，包括：
用于基于血压值，确定压力值的装置；
用于采集所述压力值下的脉搏波并检测所述脉搏波的波形特征的装置；以及
用于基于所检测到的波形特征，自适应调整所述压力值，使得所述脉搏波符合脉搏波检测的特征点要求的装置。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，用于基于血压值，确定压力值的装置包括用于将所述压力值确定为舒张压或平均压的值的装置。
7.如权利要求5所述的设备，其特征在于，还包括用于在所述压力值自适应调整后，固定所述压力值的装置。
8.一种连续检测血压值和脉搏波的设备，包括：
气泵，被配置为受到驱动器的驱动而加压；
袖带，被所述气泵带动而被充气；
压力传感器，压力传感器检测所述袖带的压力值振荡波作为脉搏波；
微程序控制单元，与所述压力传感器以及所述驱动器连接，
其中所述微程序控制单元首先控制所述驱动器对所述气泵线性加压，基于压力传感器所检测到的脉搏波确定血压值，并基于所确定得到的血压值，通过所述驱动器使所述气泵的压力值达到第一压力值，其中所述微程序控制单元还实时检测第一压力值下的脉搏波的波形特征，并基于所实时检测到的波形特征，自适应调整所述第一压力值为第二压力值，使得所述第二压力值下的脉搏波符合脉搏波检测的特征点要求。
9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述基于所确定得到的血压值，通过所述驱动器使所述气泵的压力值达到第一压力值包括：基于所确定得到的血压值，通过所述驱动器使所述气泵的压力值达到舒张压或平均压的值。
10.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述设备还包括阀门，用于在所述第一压力值自适应调整为第二压力值之后，使所述第二压力值保持固定。
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