CN105212915B - 无创血压检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种无创血压检测装置，属于血压测量技术领域。该方法包含以下步骤：(1)确定一种或多种波长的测量光；(2)利用确定的测量光，测量在手指或耳垂处相应波长光透射光强与入射光强的比值的变化情况，计算出透射和入射光强比值在多个脉动周期的最大值的平均值、最小值的平均值，并从相应波长光获取的脉搏波信号中第一次提取特征参数；(3)获取体温、环境温度，同时用充放气方法获取被测者当前的血压值；(4)分析出实际在体血压与及测量光获取的脉搏波的特征参数值，再一次提取脉搏波的特征参数；(5)利用上述获取的数据和偏最小二乘法进行数据拟合，计算出拟合血压。本发明可大大减少利用脉搏波方法的个体差异的影响，提高血压的测量精度，能真正实现血压的无创在体实时连续检测。

Description

无创血压检测装置
技术领域
本发明涉及血压测量技术领域，特别涉及一种无创血压检测装置。
背景技术
高血压是严重危害人类健康的常见病之一，也是一种常见的疾病。对高血压病人血压的实时检测是观擦高血压病情的重要手段，对其诊断、治疗、预后有非常重要的意义。目前，对血压的测量主要分为有创和无创，有创一般应用于手术中，无创一般用于日常生活中，而高血压病人血压的实时检测日常中则只能采用无创的方法。目前对于无创血压检测的方法主要有两种，一种利用气带充放气的方法，另外一种方法是利用光学检测脉搏波的方法。下面分别进行介绍。
利用气带充放气的方法，即定时对气带充放气，根据气带中气压的脉动情况计算出相应的血压(舒张压、收缩压及平均血压)，从而进行实现血压的动态监测，但利用这种方法无法真正实现实时在体血压的监测，因为对气带的充放气需时间，且在实际充气压力的变化会给人体产生一定的影响，如人在睡觉时根本无法用该方法。目前除了该方法外，还没有其它的方法可用于实际或临床，所以该方法已得到医生和患者的认可，也得到了广泛的应用。
光学检测脉搏波的方法，即利用红外光通过手指及耳垂后，接收其透过光强，从而获取脉搏的搏动情况，即脉搏波，然后分析脉搏波的波形或频谱情况得出其被测者的血压(舒张压、收缩压及平均血压)。该方法由于其本身的个体差异太大，目前还没有该方法的血压计面市，但该方方法可以实现实时在体无创连续检测。
基于上述两种方法各自的优点，本专利提出一种将气带充气方法和光学检测脉搏波方法相结合的一种个性化在体血压实时无创检测新方法及进行该方法的装置，一方面可以大大减少个体差异的影响，另外一方面可以真正实现血压的在体实时连续检测，可广泛用于临床上的血压检测和家庭血压检测等，具有很好的应用前景和广阔的市场。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种基于多波长手指或耳垂处脉搏波、体温、环境温度、电子血压模块等的无创血压检测装置，便于对高血压患者血压的实时连续检测，有利于对高血压患者的血压实施在体实时的监测、指导用药和治疗效果的评估等。
本发明的目的在于提出一种无创血压检测方法，包含以下步骤：
(1)确定一种或多种波长的测量光；
(2)利用确定的测量光，测量在手指或耳垂处相应波长透射光强与入射光强的比值的变化情况，计算出透射和入射光强比值在多个脉动周期的最大值的平均值、最小值的平均值，并从相应光获取的脉搏波信号中第一次提取特征参数；
(3)获取体温、环境温度，同时用充放气方法获取被测者当前的血压值；
(4)分析出实际在体血压与及测量相应波长光获取的脉搏波的特征参数值，再一次提取脉搏波的特征参数；
(5)利用上述获取的数据和偏最小二乘法进行数据拟合，计算出拟合血压。
进一步的，步骤(1)所述确定一种或多种测量光的具体方法为：通过实际测量高血压患者、健康人、糖尿病患不同人群，在一定300nm-3000nm波长范围内选取测量光1-4种，要求测量在手指或耳垂处相应波长光的透射光强与入射光强的比值及脉搏波信号变化与在体血压的相关性大于95％以上。
进一步的，步骤(2)中所述脉动周期为2-50个。
进一步的，步骤(4)中所述再一次提取脉搏波的特征参数即提取与在体血压相关性大于95％的脉搏波的特征参数1-5个。
进一步的，步骤(5)所述拟合血压表达式为：
式中：M取值为1-4种波长获取的脉搏波的特征参数总个数；c0表示拟合计算系数；c2i-1表示第i个特征参数的计算系数；Pi表示第i个特征参数的值；Rmaxj、Rminj分别表示第j种波长入射光和透射光比值在2-50个脉动周期的最大值的平均值、最小值平均值的常用对数值；k2j-1、l2j-1分别表示Rmaxj、Rminj的一次方的计算系数；k2j、l2j分别表示Rmaxj、Rminj的二次方的计算系数；Tb表示测量时的体温；cTb表示对体温T的一次方的计算系数，cTb'表示对体温T的二次方的计算系数；Tc表示测量时的环境温度；cTc表示对环境温度的一次方的计算系数，cTc'表示对环境温度的二次方的计算系数。
本发明的发明目的之二在于提出一种进行无创血压检测方法的装置，包含光学血压采集模块和电子血压采集模块及供电单元，光学血压采集模块与电子血压采集模块连接；所述光学血压采集模块利用测量光照射人体进行脉搏波信号的采集，并对采集到的信号进行参数提取及参数修正；所述电子血压采集模块用于控制气带的放气速度及检测气带内的压力变化，并对压力信号进行数字化处理及修正，并采集人体温度及环境温度；由光学血压采集模块的微处理器控制单元综合分析后得出相应的特征血压。
进一步的，所述光学血压采集模块包括微处理器控制单元、高精度参考电压单元、高精度温度传感单元、无线收发单元、触摸式LCD液晶显示单元、滤波处理单元II、模拟选择器单元、LED驱动及LED单元、光敏元件及前级放大器单元、滤波处理单元III、数控放大单元II及接口单元。
进一步的，所述电子血压采集模块包括充放气控制单元、气带及压力传感器单元、数控放大器单元I及滤波处理单元I。
进一步的，高精度参考电压单元为模数转换的修正提供一个高精度的参考电压；高精度温度传感单元利用温度传感器，分别输出与体温及环境温度成比例的电压，并送入微处理器控制单元；无线收发单元用于实现无线通讯；触摸式LCD液晶显示单元用于实现各种输入和各种信息的显示；滤波处理单元II为低通滤波器，用于对D/A转换的输出进行滤波，得到相对稳定的可控的电压；模拟选择器单元用于将控制电压送入到LED驱动及LED单元中对应波长的LED灯的亮度控制端；LED驱动及LED单元用于实现对不同波长的LED灯的驱动；光敏元件及前级放大器单元用于将通过人体的透射光强转化为成比例的电压输出；滤波处理单元III主要包括低通滤波电路和50Hz陷波电路，用于实现滤除各种干扰信号的功能；数控放大单元II用于实现对不同波长光的透射光强的高精度测量；接口单元主要实现电子血压采集模块和光学血压采集模块的连接。
进一步的，充放气控制单元用于输出控制信号控制电磁阀的开口大小控制放气的速度以及控制充气泵实现充气；气带及压力传感器单元主要由气带和压力传感器组成，用于获取气带内的压力数据；数控放大器I单元在微处理器控制单元的控制下，根据输入电压的大小选择相应的放大倍数进行放大；滤波处理单元主要滤除高频干扰。
有益效果：本发明充分发挥了光学测量脉搏波和气带充放气测量血压的各自优势，将两者优势进行了综合可大大减少利用脉搏波方法的个体差异的影响，提高血压的测量精度，能真正实现血压的无创在体实时连续检测。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步的详细描述，其中：
图1为个体化在体血压实时无创检测方法的流程框图；
图2为个体化在体血压实时无创检测装置的原理框图。
具体实施方式
以下将具体实施例，对本发明的优选实施例进行详细的描述；应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
一种无创血压检测装置，包含以下步骤：
(1)确定一种或多种波长的测量光；
(2)利用确定的测量光，测量在手指或耳垂处相应波长透射光强与入射光强的比值的变化情况，计算出透射和入射光强比值在多个脉动周期的最大值的平均值、最小值的平均值，并从相应光获取的脉搏波信号中第一次提取特征参数；
(3)获取体温、环境温度，同时用充放气方法获取被测者当前的血压值；
(4)分析出实际在体血压与及测量相应波长光获取的脉搏波的特征参数值，再一次提取脉搏波的特征参数；
(5)利用上述获取的数据和偏最小二乘法进行数据拟合，计算出拟合血压。
步骤(1)所述确定一种或多种测量光的具体方法为：通过实际测量高血压患者、健康人、糖尿病患不同人群，在一定300nm-3000nm波长范围内选取测量光1-4种，要求测量光的透射光强与入射光强的比值及脉搏波信号变化与在体血压的相关性大于95％以上。
步骤(2)中所述脉动周期为2-50个。
步骤(4)中所述再一次提取脉搏波的特征参数即提取与在体血压相关性大于95％的脉搏波的特征参数1-5个。
步骤(5)所述拟合血压表达式为：
式中：M取值为1-4种波长获取的脉搏波的特征参数总个数；c0表示拟合计算系数；c2i-1表示第i个特征参数的计算系数；Pi表示第i个特征参数的值；Rmaxj、Rminj分别表示第j种波长入射光和透射光比值在2-50个脉动周期的最大值的平均值、最小值平均值的常用对数值；k2j-1、l2j-1分别表示Rmaxj、Rminj的一次方的计算系数；k2j、l2j分别表示Rmaxj、Rminj的二次方的计算系数；Tb表示测量时的体温；cTb表示对体温T的一次方的计算系数，cTb'表示对体温T的二次方的计算系数；Tc表示测量时的环境温度；cTc表示对环境温度的一次方的计算系数，cTc'表示对环境温度的二次方的计算系数。
进行无创血压检测装置，包含光学血压采集模块和电子血压采集模块及供电单元，光学血压采集模块与电子血压采集模块连接；所述光学血压采集模块利用测量光照射人体进行脉搏波信号的采集，并对采集到的信号进行参数提取及参数修正；所述电子血压采集模块用于控制气带的放气速度及检测气带内的压力变化，并对压力信号进行数字化处理及修正，并采集人体温度及环境温度；由光学血压采集模块的微处理器控制单元综合分析后得出相应的特征血压。
所述光学血压采集模块包括微处理器控制单元、高精度参考电压单元、高精度温度传感单元、无线收发单元、触摸式LCD液晶显示单元、滤波处理单元II、模拟选择器单元、LED驱动及LED单元、光敏元件及前级放大器单元、滤波处理单元III、数控放大单元II及接口单元。
所述电子血压采集模块包括充放气控制单元、气带及压力传感器单元、数控放大器单元I及滤波处理单元I。
高精度参考电压单元为模数转换的修正提供一个高精度的参考电压；高精度温度传感单元利用温度传感器，分别输出与体温及环境温度成比例的电压，并送入微处理器控制单元；无线收发单元用于实现无线通讯；触摸式LCD液晶显示单元用于实现各种输入和各种信息的显示；滤波处理单元II为低通滤波器，用于对D/A转换的输出进行滤波，得到相对稳定的可控的电压；模拟选择器单元用于将控制电压送入到LED驱动及LED单元中对应波长的LED灯的亮度控制端；LED驱动及LED单元用于实现对不同波长的LED灯的驱动；光敏元件及前级放大器单元用于将通过人体的透射光强转化为成比例的电压输出；滤波处理单元III主要包括低通滤波电路和50Hz陷波电路，用于实现滤除各种干扰信号的功能；数控放大单元II用于实现对不同波长光的透射光强的高精度测量；接口单元主要实现电子血压采集模块和光学血压采集模块的连接。
充放气控制单元用于输出控制信号控制电磁阀的开口大小控制放气的速度以及控制充气泵实现充气；气带及压力传感器单元主要由气带和压力传感器组成，用于获取气带内的压力数据；数控放大器I单元在微处理器控制单元的控制下，根据输入电压的大小选择相应的放大倍数进行放大；滤波处理单元主要滤除高频干扰。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (5)

1.一种无创血压检测装置，其特征在于：包含光学血压采集模块和电子血压采集模块及供电单元，光学血压采集模块与电子血压采集模块连接；所述光学血压采集模块利用测量光照射人体进行脉搏波信号的采集，利用确定的测量光，测量在手指或耳垂处相应波长透射光强与入射光强的比值的变化情况，计算出透射和入射光强比值在多个脉动周期的最大值的平均值、最小值的平均值，并从相应光获取的脉搏波信号中提取特征参数,并对采集到的信号进行特征参数修正，并采集人体温度及环境温度；
所述电子血压采集模块用于控制气带的放气速度及检测气带内的压力变化，并对压力信号进行数字化处理及修正，由光学血压采集模块的微处理器控制单元综合分析后得出相应的拟合血压；
利用获取的数据和偏最小二乘法进行数据拟合，计算出拟合血压，拟合血压表达式为：
表达式中，N表示1-4种波长入射光和透射光比值的总个数；M取值为1-4种波长获取的脉搏波的特征参数总个数；c0表示拟合计算系数；c2i-1表示第i个特征参数的计算系数；Pi表示第i个特征参数的值；Rmaxj、Rminj分别表示第j种波长入射光和透射光比值在2-50个脉动周期的最大值的平均值、最小值平均值的常用对数值；k2j-1、l2j-1分别表示Rmaxj、Rminj的一次方的计算系数；k2j、l2j分别表示Rmaxj、Rminj的二次方的计算系数；Tb表示测量时的体温；cTb表示对体温T的一次方的计算系数，cTb'表示对体温T的二次方的计算系数；Tc表示测量时的环境温度；cTc表示对环境温度的一次方的计算系数，cTc'表示对环境温度的二次方的计算系数。
2.如权利要求1所述的无创血压检测装置，其特征在于：所述光学血压采集模块包括，
微处理器控制单元，高精度参考电压单元、高精度温度传感单元、无线收发单元、触摸式LCD液晶显示单元、滤波处理单元II、模拟选择器单元、LED驱动及LED单元、光敏元件及前级放大器单元、滤波处理单元III、数控放大单元II及接口单元。
3.如权利要求2所述的无创血压检测装置，其特征在于：所述电子血压采集模块包括充放气控制单元、气带及压力传感器单元、数控放大器单元I及滤波处理单元I。
4.如权利要求3所述的无创血压检测装置，其特征在于：
高精度参考电压单元为模数转换的修正提供一个高精度的参考电压；高精度温度传感单元利用温度传感器，分别输出与体温及环境温度成比例的电压，并送入微处理器控制单元；无线收发单元用于实现无线通讯；触摸式LCD液晶显示单元用于实现各种输入和各种信息的显示；滤波处理单元II为低通滤波器，用于对D/A转换的输出进行滤波，得到相对稳定的可控的电压；模拟选择器单元用于将可控的电压送入到LED驱动及LED单元中对应波长的LED灯的亮度控制端；LED驱动及LED单元用于实现对不同波长的LED灯的驱动；光敏元件及前级放大器单元用于将通过人体的透射光强转化为成比例的电压输出；滤波处理单元III主要包括低通滤波电路和50Hz陷波电路，用于实现滤除各种干扰信号的功能；数控放大单元II用于实现对不同波长光的透射光强的高精度测量；接口单元主要实现电子血压采集模块和光学血压采集模块的连接。
5.如权利要求4所述的无创血压检测装置，其特征在于：充放气控制单元用于输出控制信号控制电磁阀的开口大小控制放气的速度以及控制充气泵实现充气；气带及压力传感器单元主要由气带和压力传感器组成，用于获取气带内的压力数据；数控放大器I单元在微处理器控制单元的控制下，根据输入电压的大小选择相应的放大倍数进行放大；滤波处理单I元主要滤除高频干扰。
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Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105943005B (zh) * 2016-06-01 2019-08-06 合肥芯福传感器技术有限公司 基于光电绿光脉搏与心电图混合的无创血压检测装置
CN105997104B (zh) * 2016-06-14 2019-07-05 重庆医科大学 一种基于多光纤束的在体实时无创生理参数采集方法及装置
CN106880347A (zh) * 2017-03-08 2017-06-23 深圳瑞光康泰科技有限公司 多参数血压测量装置
CN106805953A (zh) * 2017-03-08 2017-06-09 深圳瑞光康泰科技有限公司 与数据平台连接的多参数血压测量装置
CN107582040B (zh) * 2017-09-29 2023-08-08 佛山科学技术学院 一种心律监测方法和装置
EP3566641A1 (en) * 2018-05-08 2019-11-13 Koninklijke Philips N.V. Apparatus for determining a blood pressure measurement
CN111904404B (zh) * 2020-08-06 2021-06-18 苏州国科医工科技发展(集团)有限公司 含闭环监测的基于耳迷走神经刺激的血压调控设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101229058A (zh) * 2007-01-26 2008-07-30 香港中文大学 脉搏波传输时间法测量动脉血压的初始校准装置
CN102008296A (zh) * 2010-12-24 2011-04-13 吉林大学 基于脉搏波信号和心电信号测量动脉血压装置及测量方法
CN104921715A (zh) * 2015-06-09 2015-09-23 上海华旌科技有限公司 一种多参数生命体征测量装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1698536A (zh) * 2004-05-20 2005-11-23 香港中文大学 采用自动补偿的无袖带式连续血压测量方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101229058A (zh) * 2007-01-26 2008-07-30 香港中文大学 脉搏波传输时间法测量动脉血压的初始校准装置
CN102008296A (zh) * 2010-12-24 2011-04-13 吉林大学 基于脉搏波信号和心电信号测量动脉血压装置及测量方法
CN104921715A (zh) * 2015-06-09 2015-09-23 上海华旌科技有限公司 一种多参数生命体征测量装置

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