CN104983412A - 一种中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型及基于其获取主动脉脉搏波传递时间的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型及基于其获取主动脉脉搏波传递时间的方法，其特征在于：构建中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型，根据该模型获得被测对象的中心动脉压力波形和中心动脉血流波形；对中心动脉压力波形和中心动脉血流波形进行傅里叶分析计算特征阻抗，然后计算主动脉脉搏波传递时间aoPTT。本发明无需借助血流检测仪器就能获取中心动脉血流波形，使得中心动脉血流波形获取方法更加简便、安全；本发明获取的中心动脉血流波形更接近人体实际的中心动脉血流波形，提高了aoPTT计算和aoPWV测量的准确性。

Description

一种中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型及基于其获取主动脉脉搏波传递时间的方法

技术领域

本发明涉及生物医学工程技术领域，具体涉及一种基于中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型获取主动脉脉搏波传递时间的方法。

背景技术

心血管疾病是全球范围造成死亡的最主要原因,据世界心脏联盟统计，全世界范围内每死亡三人中，就有一人的死因是心血管病症，且心血管疾病的死亡率远高于包括癌症、艾滋病在内的其他疾病，已经成为威胁人类健康的“头号杀手”。《中国心血管报告2013》显示，我国心血管病患者2.9亿，每5个成人中就有1人患有心血管疾病。我国每年约有350万人死于心血管疾病，占总死亡原因的41％。心血管疾病已成为我国乃至全世界最重要的公共卫生问题之一。对于多数心血管疾病而言，动脉硬化病变是其共同的病理生理基础。

主动脉脉搏波速度aoPWV测量是重要的无创动脉僵硬度测定方法，广泛应用于动脉硬化早期检测、干预性治疗的疗效评价及用药指导。其中，主动脉脉搏波传递时间aoPTT是aoPWV测量的关键。目前常用的aoPTT检测的方法包括两点法和单点法。基于“两点法”测量aoPTT的关键在于识别同一心动周期内两路(颈-股动脉)脉搏波的起点，计算它们的时间差用于评估aoPTT。虽然这种方法已经应用于临床，但是由于操作的不便难以普及推广。基于“单点法”测量aoPTT的关键在于准确识别表征前向波和反射波起点或峰值的特征点，计算它们的时间差用于估计aoPTT。但是，当受试者第二收缩波峰不明显时，难以从时域中准确识别特征点，影响aoPTT的测量精度。

申请号为US8273030B2的专利公开了一种测量脉搏波速度的方法，该方法首先利用中心动脉压力波形的时间信息构建中心动脉三角血流波形，随后用此三角血流波形将中心动脉压力波形分解为前向波和反射波，通过对前向波和反射波进行互相关分析获取主动脉脉搏波传递时间。该方法较好地解决了“两点法”和“单点法”存在的不足，且中心动脉血流波形的获取无需借助超声检测装置，使得操作更加简便、安全，测试成本也大大降低。但相比真实的中心动脉血流波形，中心动脉三角血流波形携带的信息量少，波形形态也与真实的血流波形不相符。因此，有必要构建出更加真实的中心动脉血流波形。

发明内容

本发明基于平均血流法构建出一种中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型，然后利用该模型获取主动脉脉搏波传递时间，以解决现有技术所存在的不足之处。

本发明为解决技术问题，采用如下技术方案：

本发明中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型，其特点在于：所述中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型按如下步骤构建：

a、选取m位健康受试者组成构建组，利用多普勒超声装置采集每位受试者的中心动脉血流波形Q_i(t)，i＝1、2、…、m，m≥80，t为采样点的时间序号；

b、识别构建组中每位受试者的中心动脉血流波形Q_i(t)的射血结束点ed_i，并截取射血结束点之前的中心动脉血流波形，所述射血结束点之前的中心动脉血流波形即为受试者的中心动脉收缩期血流波形Q_i(n)，其中0≤n≤ed_i，ed_i为每位受试者的射血结束点，n为采样点的时间序号；

c、按式(1)对受试者的中心动脉收缩期血流波形Q_i(n)在幅度上归一化：

Q′_i(n)＝(Q_i(n)-Q_i(0))/(max(Q_i(n))-Q_i(0))  (1)

其中：Q′_i(n)为受试者的中心动脉收缩期幅度归一化血流波形，-1≤Q′_i(n)≤1；Q_i(0)为受试者的中心动脉收缩期血流波形的起始点幅值，max(Q_i(n))为受试者的中心动脉收缩期血流波形的峰值；

按式(2)对受试者的中心动脉收缩期幅度归一化血流波形Q′_i(n)在时间上归一化，获得受试者的中心动脉收缩期归一化血流波形Q′_i(n′)：

Q′_i(n′)＝Q′_i(n/ed_i)  (2)

其中n′为受试者的中心动脉收缩期归一化血流波形的时间点，0≤n′≤1；所述中心动脉收缩期归一化血流波形Q′_i(n′)的横坐标和纵坐标为无量纲单位；

d、按式(3)将每位受试者的中心动脉收缩期归一化血流波形Q′_i(n′)相加后求平均，获得中心动脉收缩期平均归一化血流波形Q_a(t′)：

$Q_a\left(t^{\′}\right)=\left(\underset{i=1}{\overset{m}{\Σ}}{Q}_i^{\′}\left(n^{\′}\right)\right)/m---\left(3\right)$

其中t'为中心动脉收缩期平均归一化血流波形的时间点；

e、利用快速傅里叶变换将所述中心动脉收缩期平均归一化血流波形Q_a(t′)变换至频域，获取Q_a(t′)的基频分量a(0)、1-10次谐波分量的幅值a(i)和相位b(i)，i＝1，2，…，10。。

本发明中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型，其特点也在于：所述中心动脉血流波形为通过多普勒超声装置从锁骨上窝处测量获得的主动脉血流波形，所构建的中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型为主动脉收缩期平均归一化血流波形模型；

或所述中心动脉血流波形为通过多普勒超声装置从颈动脉处测量获得的颈动脉血流波形，所构建的中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型为颈动脉收缩期平均归一化血流波形模型。

利用上述中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型获取主动脉脉搏波传递时间的方法，其特点在于按如下步骤进行：

(1)获取被测对象的中心动脉血流波形Q(t)，包括中心动脉收缩期血流波形Q₁(t)和中心动脉舒张期血流波形Q₂(t)两个部分：

(1a)获取被测对象的中心动脉压力波形P(t)，根据权利要求1所获得的中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型，按式(4)计算被测对象的中心动脉收缩期血流波形Q₁(t)：

$Q_1\left(t\right)=\frac{a\left(0\right)}{2}+\underset{i=1}{\overset{10}{\Σ}}a\left(i\right)*cos(2*\frac{pi}{ED}*N*i*t+b\left(i\right))---\left(4\right)$

其中：pi＝3.1415926，0≤t≤ED，ED为被测对象的中心动脉压力波形P(t)的切迹点所对应的时间值，N为获得被测对象的中心动脉压力波形P(t)所用的脉搏传感器的采样频率；

(1b)被测对象中心动脉舒张期的血流波形Q₂(t)如公式(5)所示：

Q₂(t)＝0  (5)

其中：ED＜t≤T，T对应被测对象的中心动脉压力波形P(t)的周期；

(1c)被测对象的中心动脉血流波形Q(t)如式(6)所示：

$Q\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}{Q}_1\left(t\right)& 0\&le;t\&le;ED\\ Q_2\left(t\right)& ED<t\&le;T\end{array}\right.---\left(6\right)$

(2)对被测对象的中心动脉血流波形Q(t)和被测对象的中心动脉压力波形P(t)进行傅里叶分析，计算特征阻抗Z_c；

(3)将所述中心动脉压力波形P(t)和所述中心动脉血流波形Q(t)的起始点移至同一点后，利用阻抗计算公式(7)和(8)将被测对象的中心动脉压力波形P(t)分解为前向波P_f(t)和反射波P_b(t)：

P_f(t)＝(P(t)+Z_c*Q(t))/2  (7)

P_b(t)＝(P(t)-Z_c*Q(t))/2  (8)；

(4)计算前向波P_f(t)和反射波P_b(t)归一化互相关系数，所述归一化互相关系数的最大值对应的时间点为TT，利用公式aoPTT＝TT/2计算获得主动脉脉搏波传递时间aoPTT。

其中，步骤(2)所述特征阻抗Z_c按如下步骤获取：

(2a)利用快速傅里叶变换将对被测对象的中心动脉血流波形Q(t)变换至频域FFT(Q(t))，将被测对象的中心动脉压力波形P(t)变换至频域FFT(P(t))；

(2b)按式(9)计算中心动脉输入阻抗Z_in：

Z_in＝FFT(P(t))/FFT(Q(t))  (9)

(2c)选取中心动脉输入阻抗3-10次谐波幅值的平均值，即为特征阻抗Z_c。

当采用的中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型为主动脉收缩期平均归一化血流波形模型时，被测对象的中心动脉压力波形是通过平面张力法在桡动脉处测量获得桡动脉压力波形，然后利用广义传递函数通过桡动脉压力波形获得的主动脉压力波形；

当采用的中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型为颈动脉收缩期平均归一化血流波形模型时，被测对象的中心动脉压力波形是通过平面张力法在颈动脉处获得的颈动脉压力波形。

与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：

(1)本发明构建出中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型，无需借助血流检测仪器，仅需结合中心动脉压力波形的特征信息就能获取被测对象的中心动脉血流波形，使得中心动脉血流波形获取方法更加简便、安全，测试成本也大大降低。

(2)本发明所获中心动脉血流波形相比中心动脉三角血流波形更加真实，提高了基于阻抗分析技术获取aoPTT的准确性，可以很好地满足大规模人群的心血管疾病筛查和普查需求。

附图说明

图1为构建主动脉收缩期平均归一化血流波形模型流程图；

图2为一位受试者一个心动周期的主动脉血流波形；

图3为对主动脉收缩期血流波形进行幅度上和时间上归一化的示意图；

图4为获取主动脉收缩期平均归一化血流波形的示意图；

图5为获取被测对象主动脉血流波形的示意图；

图6为利用阻抗分析技术分解前向波和反射波的示意图；

图7为利用互相关分析获取aoPTT的示意图；

图8为本发明基于主动脉压力和血流波形获取被测对象aoPTT方法的总流程图。

图9为构建颈动脉收缩期平均归一化血流波形模型流程图；

图10为本发明利用颈动脉压力和血流波形获取被测对象aoPTT方法的总流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明实施例作进一步详细的说明。

实施例1

本实施例中中心动脉血流波形选用主动脉血流波形，相应的中心动脉压力波形选用主动脉压力波形。

图1为构建主动脉收缩期平均归一化血流波形模型流程图，具体步骤为：

(a)选取m＝100位健康受试者组成构建组，利用多普勒超声装置在每位受试者的锁骨上窝处采集主动脉血流波形Q_i(t)，i＝1、2、…、m，t为采样点的时间序号；

(b)识别构建组中每位受试者的主动脉血流波形Q_i(t)的射血结束点ed_i，并截取射血结束点之前的主动脉血流波形，射血结束点之前的主动脉血流波形即为受试者的主动脉收缩期血流波形Q_i(n)，其中0≤n≤ed_i，ed_i为每位受试者的射血结束点，n为采样点的时间序号；

图2为其中一位受试者A一个心动周期的主动脉血流波形，ed_i为受试者A的心脏射血结束点。该点对应受试者A的主动脉血流波形第一个由负到正的过零点，在主动脉压力波形中，该点对应受试者A的主动脉压力波形的切迹点。

(c)按式(1)对受试者的主动脉收缩期血流波形Q_i(n)在幅度上归一化：

Q′_i(n)＝(Q_i(n)-Q_i(0))/(max(Q_i(n))-Q_i(0))  (1)

其中：Q′_i(n)为受试者的主动脉收缩期幅度归一化血流波形，-1≤Q′_i(n)≤1；Q_i(0)为受试者的主动脉收缩期血流波形的起始点幅值，max(Q_i(n))为受试者的主动脉收缩期血流波形的峰值；

按式(2)对受试者的主动脉收缩期幅度归一化血流波形Q′_i(n)在时间上归一化，获得受试者的主动脉收缩期归一化血流波形Q′_i(n′)：

Q′_i(n′)＝Q′_i(n/ed_i)  (2)

其中n′为受试者的中心动脉收缩期归一化血流波形的时间点，0≤n′≤1；中心动脉收缩期归一化血流波形Q′_i(n′)的横坐标和纵坐标为无量纲单位；

图3为对受试者A的主动脉收缩期血流波形进行幅度上和时间上归一化的示意图。其中，幅度归一化的目的是将主动脉收缩期血流波形的最大值对应为1，射血起始点对应为0；时间归一化的目的是将主动脉收缩期血流波形的周期对应为1；受试者A的主动脉收缩期归一化血流波形Q′_i(n′)的横、纵坐标单位是无量纲的；图中AU表示无量纲。

(d)按式(3)将每位受试者的主动脉收缩期归一化血流波形Q′_i(n′)相加后求平均，获得主动脉收缩期平均归一化血流波形Q_a(t′)：

$Q_a\left(t^{\&prime;}\right)=\left(\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}{Q}_i^{\&prime;}\left(n^{\&prime;}\right)\right)/m---\left(3\right)$

t'为主动脉收缩期平均归一化血流波形的时间点；图4为获取主动脉收缩期平均归一化血流波形的示意图。

(e)利用快速傅里叶变换将主动脉收缩期平均归一化血流波形Q_a(t′)变换至频域，获取Q_a(t′)的基频分量a(0)、1-10次谐波分量的幅值a(i)和相位b(i)，i＝1，2，…，10，即完成主动脉收缩期平均归一化血流波形模型的构建。

如图8所示，根据上述的主动脉收缩期平均归一化血流波形模型，获取被测对象的主动脉脉搏波传递时间的方法是按如下步骤进行：

(1)获取被测对象的主动脉血流波形Q(t)，包括主动脉收缩期血流波形Q₁(t)和主动脉舒张期血流波形Q₂(t)两个部分，其中：

(1a)首先按如下步骤获取被测对象的主动脉压力波形P(t)：

1、利用平面张力法获取被测对象的桡动脉脉搏波信号，利用广义传递函数构建被测对象的主动脉脉搏波信号；

2、滤除主动脉脉搏波信号的噪声、去除主动脉脉搏波信号的基线漂移，获得主动脉脉搏波形；

3、采集被测对象肱动脉收缩压和舒张压，以肱动脉血压值对主动脉脉搏波形进行标定，标定即是以舒张(DBP)和脉压(PP)将各主动脉脉搏值转换为主动脉压力值，由各压力值的时间序列分别构成了主动脉压力波形P(t)；

然后根据所获得的主动脉收缩期平均归一化血流波形模型，按式(4)计算被测对象的主动脉收缩期血流波形Q₁(t)：

$Q_1\left(t\right)=\frac{a\left(0\right)}{2}+\underset{i=1}{\overset{10}{\&Sigma;}}a\left(i\right)*cos(2*\frac{pi}{ED}*N*i*t+b\left(i\right))---\left(4\right)$

其中：pi＝3.1415926，0≤t≤ED，ED为被测对象的主动脉压力波形P(t)的切迹点所对应的时间值，N为获得被测对象的主动脉压力波形P(t)所用的脉搏传感器的采样频率，其脉搏传感器的采样频率可调。

(1b)被测对象的主动脉舒张期血流波形Q₂(t)如公式(5)所示：

Q₂(t)＝0  (5)

其中：ED＜t≤T，T对应被测对象的主动脉压力波形P(t)的周期；

(1c)被测对象的主动脉血流波形Q(t)如式(6)所示：

$Q\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}{Q}_1\left(t\right)& 0\&le;t\&le;ED\\ Q_2\left(t\right)& ED<t\&le;T\end{array}\right.---\left(6\right)$

图5为获取被测对象的主动脉血流波形的示意图。Q₁(t)表示被测对象的主动脉收缩期的血流波形，在收缩期内，心脏对主动脉根部射血，血流量逐渐增大到某一峰值，随着心肌收缩力的减弱，血流量逐渐减小。因此在收缩期内，形成一个血流峰值。Q₂(t)表示被测对象的主动脉舒张期血流波形。在舒张期内，心脏射血结束，即心脏不对主动脉根部射血，导致在主动脉根部的血流量为0。因此可以假定被测对象主动脉血流波形在心脏舒张期内为0。

(2)对被测对象的中心动脉血流波形Q(t)和被测对象的中心动脉压力波形P(t)进行傅里叶分析计算特征阻抗Z_c：

(2a)利用快速傅里叶变换(FFT)将对被测对象的中心动脉血流波形Q(t)变换至频域FFT(Q(t))，将被测对象的中心动脉压力波形P(t)变换至频域FFT(P(t))；

(2b)按式(9)计算中心动脉输入阻抗Z_in：

Z_in＝FFT(P(t))/FFT(Q(t))  (9)

(2c)选取中心动脉输入阻抗3-10次谐波幅值的平均值，即为特征阻抗Z_c。

(3)将主动脉压力波形P(t)和主动脉血流波形Q(t)的起始点移至同一点后，利用阻抗计算公式(7)和(8)将被测对象的主动脉压力波P(t)分解为前向波P_f(t)和反射波P_b(t)：

P_f(t)＝(P(t)+Z_c*Q(t))/2  (7)

P_b(t)＝(P(t)-Z_c*Q(t))/2  (8)；

图6为利用阻抗分析技术分解前向波和反射波的示意图。

(4)计算前向波P_f(t)和反射波P_b(t)归一化互相关系数，归一化互相关系数的最大值对应的时间点为TT，利用公式aoPTT＝TT/2计算中心动脉脉搏波传递时间aoPTT。图7为利用互相关分析获取aoPTT的示意图。

实施例2：

本实施例从颈动脉处直接获取颈动脉压力波形，而非使用广义传递函数从桡动脉脉搏波形中构建主动脉脉搏波形；在被测对象颈动脉处获取被测对象颈动脉血流波形而非实施例1所使用的主动脉血流波形。

图9为构建颈动脉收缩期平均归一化血流波形模型流程图。具体步骤为：

(a)选取m＝100位健康受试者组成构建组，利用多普勒超声装置在每位受试者的颈动脉处采集颈动脉血流波形Q_i(t)，i＝1、2、…、m，t为采样点的时间序号；

(b)识别构建组中每位受试者的颈动脉血流波形Q_i(t)的射血结束点ed_i，并截取射血结束点之前的颈动脉血流波形，射血结束点之前的颈动脉血流波形即为受试者的颈动脉收缩期血流波形Q_i(n)，其中0≤n≤ed_i，ed_i为每位受试者的射血结束点，n为采样点的时间序号；

(c)按式(1)对受试者的颈动脉收缩期血流波形Q_i(n)在幅度上归一化：

Q′_i(n)＝(Q_i(n)-Q_i(0))/(max(Q_i(n))-Q_i(0))  (1)

其中：Q′_i(n)为受试者的颈动脉收缩期幅度归一化血流波形，-1≤Q′_i(n)≤1；Q_i(0)为受试者的颈动脉收缩期血流波形的起始点幅值，max(Q_i(n))为受试者的颈动脉收缩期血流波形的峰值；

按式(2)对受试者的颈动脉收缩期幅度归一化血流波形Q′_i(n)在时间上归一化，获得受试者的颈动脉收缩期归一化血流波形Q′_i(n′)：

Q′_i(n′)＝Q′_i(n/ed_i)  (2)

其中n′为受试者的中心动脉收缩期归一化血流波形的时间点，0≤n′≤1；中心动脉收缩期归一化血流波形Q′_i(n′)的横坐标和纵坐标为无量纲单位；

(d)按式(3)将每位受试者的颈动脉收缩期归一化血流波形Q′_i(n′)相加后求平均，获得颈动脉收缩期平均归一化血流波形Q_a(t′)：

$Q_a\left(t^{\&prime;}\right)=\left(\underset{i=1}{\overset{m}{\&Sigma;}}{Q}_i^{\&prime;}\left(n^{\&prime;}\right)\right)/m---\left(3\right)$

t'为主动脉收缩期平均归一化血流波形的时间点。

(e)利用快速傅里叶变换将颈动脉收缩期平均归一化血流波形Q_a(t′)变换至频域，获取Q_a(t′)的基频分量a(0)、1-10次谐波分量的幅值a(i)和相位b(i)，i＝1，2，…，10，即完成颈脉收缩期平均归一化血流波形模型的构建。

如图10所示，根据上述的颈动脉收缩期平均归一化血流波形模型，获得被测对象的主动脉脉搏波传递时间的方法是按如下步骤进行：

(1)获取被测对象的颈动脉血流波形Q(t)，包括颈动脉收缩期血流波形Q₁(t)和颈动脉舒张期血流波形Q₂(t)两个部分，其中：

(1a)首先按如下步骤获取被测对象的颈动脉压力波形P(t)：

1、利用平面张力法获取被测对象的颈动脉脉搏波信号；

2、滤除颈动脉脉搏波信号的噪声、去除颈动脉脉搏波信号的基线漂移，获得颈动脉脉搏波形；

3、采集被测对象肱动脉收缩压和舒张压，以肱动脉血压值对颈动脉脉搏波形进行标定，标定即是以舒张(DBP)和脉压(PP)将各颈动脉脉搏值转换为颈动脉压力值，由各压力值的时间序列分别构成了颈动脉压力波形P(t)；

然后根据所获得的颈动脉收缩期平均归一化血流波形模型，按式(4)计算被测对象的颈动脉收缩期血流波形Q₁(t)：

$Q_1\left(t\right)=\frac{a\left(0\right)}{2}+\underset{i=1}{\overset{10}{\&Sigma;}}a\left(i\right)*cos(2*\frac{pi}{ED}*N*i*t+b\left(i\right))---\left(4\right)$

其中：pi＝3.1415926，0≤t≤ED，ED为被测对象的颈动脉压力波形P(t)的切迹点所对应的时间值，N为获得被测对象的颈动脉压力波形P(t)所用的脉搏传感器的采样频率，其脉搏传感器的采样频率可调。

(1b)被测对象的颈动脉舒张期血流波形Q₂(t)如公式(5)所示：

Q₂(t)＝0  (5)

其中：ED＜t≤T，T对应被测对象的颈动脉压力波形P(t)的周期；

(1c)被测对象的颈动脉血流波形Q(t)如式(6)所示：

$Q\left(t\right)=\left\{\begin{array}{cc}{Q}_1\left(t\right)& 0\&le;t\&le;ED\\ Q_2\left(t\right)& ED<t\&le;T\end{array}\right.---\left(6\right)$

(2)对被测对象的颈动脉血流波形Q(t)和被测对象的颈动脉压力波形P(t)进行傅里叶分析计算特征阻抗Z_c：

(2a)利用快速傅里叶变换(FFT)将对被测对象的颈动脉血流波形Q(t)变换至频域FFT(Q(t))，将被测对象的颈动脉压力波形P(t)变换至频域FFT(P(t))；

(2b)按式(9)计算中心动脉输入阻抗Z_in：

Z_in＝FFT(P(t))/FFT(Q(t))  (9)

(2c)选取中心动脉输入阻抗3-10次谐波幅值的平均值，即为特征阻抗Z_c。

(3)将颈动脉压力波形P(t)和所述颈动脉血流波形Q(t)的起始点移至同一点后，利用阻抗计算公式(7)和(8)将被测对象的颈动脉压力波P(t)分解为前向波P_f(t)和反射波P_b(t)：

P_f(t)＝(P(t)+Z_c*Q(t))/2  (7)

P_b(t)＝(P(t)-Z_c*Q(t))/2  (8)；

(4)计算前向波P_f(t)和反射波P_b(t)归一化互相关系数，归一化互相关系数的最大值对应的时间点为TT，利用公式aoPTT＝TT/2计算中心动脉脉搏波传递时间aoPTT。

Claims (5)

1.一种中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型，其特征在于：所述中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型按如下步骤构建：

a、选取m位健康受试者组成构建组，利用多普勒超声装置采集每位受试者的中心动脉血流波形Q_i(t)，i＝1、2、…、m，m≥80，t为采样点的时间序号；

b、识别构建组中每位受试者的中心动脉血流波形Q_i(t)的射血结束点ed_i，并截取射血结束点之前的中心动脉血流波形，所述射血结束点之前的中心动脉血流波形即为受试者的中心动脉收缩期血流波形Q_i(n)，其中0≤n≤ed_i，ed_i为每位受试者的射血结束点，n为采样点的时间序号。

c、按式(1)对受试者的中心动脉收缩期血流波形Q_i(n)在幅度上归一化：

Q′_i(n)＝(Q_i(n)-Q_i(0))/(max(Q_i(n))-Q_i(0))   (1) 

其中：Q′_i(n)为受试者的中心动脉收缩期幅度归一化血流波形，-1≤Q′_i(n)≤1；Q_i(0)为受试者的中心动脉收缩期血流波形的起始点幅值，max(Q_i(n))为受试者的中心动脉收缩期血流波形的峰值；

按式(2)对受试者的中心动脉收缩期幅度归一化血流波形Q′_i(n)在时间上归一化，获得受试者的中心动脉收缩期归一化血流波形Q′_i(n′)：

Q′_i(n′)＝Q′_i(n/ed_i)   (2)

其中n′为受试者的中心动脉收缩期归一化血流波形的时间点，0≤n′≤1；所述中心动脉收缩期归一化血流波形Q′_i(n′)的横坐标和纵坐标为无量纲单位；

d、按式(3)将每位受试者的中心动脉收缩期归一化血流波形Q′_i(n′)相加后求平均，获得中心动脉收缩期平均归一化血流波形Q_a(t′)：

其中t'为中心动脉收缩期平均归一化血流波形的时间点；

e、利用快速傅里叶变换将所述中心动脉收缩期平均归一化血流波形Q_a(t′)变换至频域，获取Q_a(t′)的基频分量a(0)、1-10次谐波分量的幅值a(i)和相位b(i)，i＝1，2，…，10。

2.根据权利要求1所述的中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型，其特征在于：所述中心动脉血流波形为通过多普勒超声装置从锁骨上窝处测量获得的主动脉血流波形，所构建的中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型为主动脉收缩期平均归一化血流波形模型；

或所述中心动脉血流波形为通过多普勒超声装置从颈动脉处测量获得的颈动脉血流波 形，所构建的中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型为颈动脉收缩期平均归一化血流波形模型。

3.一种利用权利要求1或2所述的中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型获取主动脉脉搏波传递时间的方法，其特征在于按如下步骤进行：

(1)获取被测对象的中心动脉血流波形Q(t)，包括中心动脉收缩期血流波形Q₁(t)和中心动脉舒张期血流波形Q₂(t)两个部分：

(1a)获取被测对象的中心动脉压力波形P(t)，根据权利要求1所获得的中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型，按式(4)计算被测对象的中心动脉收缩期血流波形Q₁(t)：

其中：pi＝3.1415926，0≤t≤ED，ED为被测对象的中心动脉压力波形P(t)的切迹点所对应的时间值，N为获得被测对象的中心动脉压力波形P(t)所用的脉搏传感器的采样频率；

(1b)被测对象中心动脉舒张期的血流波形Q₂(t)如公式(5)所示：

Q₂(t)＝0   (5)

其中：ED＜t≤T，T对应被测对象的中心动脉压力波形P(t)的周期；

(1c)被测对象的中心动脉血流波形Q(t)如式(6)所示：

(2)对被测对象的中心动脉血流波形Q(t)和被测对象的中心动脉压力波形P(t)进行傅里叶分析，计算特征阻抗Z_c；

(3)将所述中心动脉压力波形P(t)和所述中心动脉血流波形Q(t)的起始点移至同一点后，利用阻抗计算公式(7)和(8)将被测对象的中心动脉压力波形P(t)分解为前向波P_f(t)和反射波P_b(t)：

P_f(t)＝(P(t)+Z_c*Q(t))/2   (7)

P_b(t)＝(P(t)-Z_c*Q(t))/2   (8)；

(4)计算前向波P_f(t)和反射波P_b(t)归一化互相关系数，所述归一化互相关系数的最大值对应的时间点为TT，利用公式aoPTT＝TT/2计算获得主动脉脉搏波传递时间aoPTT。

4.根据权利要求3所述的获取主动脉脉搏波传递时间的方法，其特征在于：步骤(2)所述特征阻抗Z_c按如下步骤获取：

(2a)利用快速傅里叶变换将对被测对象的中心动脉血流波形Q(t)变换至频域FFT(Q(t))，将被测对象的中心动脉压力波形P(t)变换至频域FFT(P(t))；

(2b)按式(9)计算中心动脉输入阻抗Z_in：

Z_in＝FFT(P(t))/FFT(Q(t))   (9) 

(2c)选取中心动脉输入阻抗3-10次谐波幅值的平均值，即为特征阻抗Z_c。

5.根据权利要求3所述的获取主动脉脉搏波传递时间的方法，其特征在于：

当采用的中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型为主动脉收缩期平均归一化血流波形模型时，被测对象的中心动脉压力波形是通过平面张力法在桡动脉处测量获得桡动脉压力波形，然后利用广义传递函数通过桡动脉压力波形获得的主动脉压力波形；

当采用的中心动脉收缩期平均归一化血流波形模型为颈动脉收缩期平均归一化血流波形模型时，被测对象的中心动脉压力波形是通过平面张力法在颈动脉处获得的颈动脉压力波形。