CN110477900A - 一种动脉硬化评估方法、装置及动脉硬化检测仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种动脉硬化评估方法、装置以及检测仪,其同步采集目标对象的ECG心电信号以及同一心动周期的脉搏波信号;获取ECG心电信号的R波信号,并检测R波信号的特征点以及与R波信号特征点对应的脉搏波信号的特征点;基于R波信号特征点与趾端脉氧波形的特征点,确定目标对象的脉搏波传导时间ERWPTT;基于脉搏波传导时间与预先获取的传导距离L,确定目标对象的脉搏波传导速度ERPWV;基于脉搏波传导速度确定目标对象的心电R波脉搏波传导指数ERPWI,并基于心电R波脉搏波传导指数ERPWI,该参数可准确的反应动脉粥样硬化情况,以用于目标对象的动脉硬化评价。
Description
技术领域
本发明涉及动脉硬化检测技术领域,尤其是涉及一种动脉硬化程度的评估方法、装置及动脉硬化检测仪。
背景技术
目前心血管疾病已经成为了导致我国人们死亡的主要疾病之一,对人们的身体健康以及生存质量均造成了显著影响。吸烟、高血脂、糖尿病等高危因素通过损伤血管壁的结构和功能参与动脉粥样硬化的发生、发展,相应出现动脉弹性僵硬性改变。动脉管壁弹性及其僵硬度改变是早期心血管疾病发生的基础和关键,检测和评估人体动脉弹性对于心血管疾病的尽早诊断和治疗有着十分重要的意义。而研究发现脉搏波传导速度(PWV)是反映血管弹性的经典指标。脉搏波在动脉的传导速度被称为脉搏波传导速度,PWV的测定是通过测量脉搏波在动脉系统两个点之间的传导时间和两个点间的距离求得,计算公式为PWV(m/s)=L/t,L是两个测定点间的距离,t为同一个脉搏波在两个测定点间传播的时间差。
在动脉粥样硬化多种危险因素作用下,动脉僵硬度增加,则PWV明显增加。测量PWV的方法有颈股脉搏波速度(BaPWV)、踝臂指数(ABI)及心踝指数(CAVI)等。但其主要是对中大动脉进行检测而忽略了小动脉弹性的变化,且需要特定的昂贵仪器完成,使其广泛应用受到了限制。针对现有方法对动脉管壁弹性及其僵硬度的检测方法均较为复杂的问题,目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
本发明的目的是提供一种动脉硬化评估方法、装置及动脉硬化检测仪,以解决现有技术存在的问题。
为实现上述目的,本发明提供一种动脉硬化评估方法,包括以下步骤:
同步采集目标对象的ECG心电信号以及同一心动周期的脉搏波信号;
获取所述ECG心电信号的R波信号,并检测所述R波信号的特征点以及与所述R波信号特征点对应的所述脉搏波信号的特征点;
基于所述R波信号特征点与所述趾端脉氧波形的特征点,确定目标对象的脉搏波传导时间ERWPTT(ECG r-wave photoplethysmography time);
基于所述脉搏波传导时间与预先获取的传导距离L,确定所述目标对象的脉搏波传导速度ERPWV(ECG r-wave pulse wave velocity);
基于所述脉搏波传导速度确定目标对象的心电R波脉搏波传导指数ERPWI(ECG r-wave pulse wave index),并基于所述心电R波脉搏波传导指数ERPWI,评估所述目标对象的动脉硬化程度;
ERPWI=ln(Ps/Pd)×2ρ/(Ps-Pd)×(ERPWV)2
其中,Ps为所述目标对象收缩期血压,Pd为所述目标对象舒张期血压,ρ为所述目标对象的血液密度。
优选的,所述ECG心电信号的R波信号获取包括以下步骤:
1)读入ECG信号,对所述ECG信号进行3层小波分解,得到第3层高频小波系数
2)获取所述中的一系列正负极大值对;
3)比较所设阈值与极大值对的关系,同时保留负极小值以及正极大值满足阈值的极大值对;
4)获取所述极大值对的过零点位置或中间点位置,同时获取所述过零点位置或所述中间点位置在所述ECG信号中对应位置,在所述对应位置的左右区间内寻找极大值,所述极大值即为R波位置;
和/或,所述脉搏波信号的主波获取包括以下步骤:
1)读入脉搏波信号,对所述脉搏波信号进行3层小波分解,得到第3层高频小波系数
2)获取所述中的一系列正负极大值对;
3)比较所设阈值与极大值对的关系,同时保留负极小值以及正极大值满足阈值的极大值对;
4)获取所述极大值对的过零点位置或中间点位置,同时获取所述过零点位置或所述中间点位置在所述脉搏波信号中对应位置,在所述对应位置的左右区间内寻找极大值,所述极大值即为主波位置。
优选的,所述R波信号特征点为所述R波信号的波峰,所述脉搏波信号的特征点为趾端脉氧波的波峰。
优选的,经由心电监护仪同步采集目标对象的ECG心电信号以及同一心动周期的脉搏波信号。
优选的,所述传导距离L为目标对象胸骨第二肋到足趾的距离。
进一步的,所述传导距离L=L1+L2+b,所述L1为目标对象胸骨第2肋到肚脐的距离,所述L2为目标对象肚脐到足踝的距离,所述b为目标对象足踝到足拇趾的距离。
本发明还提供了一种动脉硬化评估装置,包括
信号获取模块,用于采集目标对象的ECG心电信号以及同一心动周期的脉搏波信号;
信号预处理模块,用于预处理所述ECG心电信号与所述脉搏波信号;
特征点获取模块,用于检测所述ECG心电信号的R波信号特征点以及与所述R波信号特征点对应的所述脉搏波信号的特征点;
脉搏波传导时间获取模块,基于所述R波信号特征点与所述脉搏波信号的特征点,确定目标对象的脉搏波传导时间ERPTT;
脉搏波传导速度获取模块,用于基于所述脉搏波传导时间与预先获取的传导距离L,确定所述目标对象的脉搏波传导速度ERPWV;
动脉硬化评估模块,用于基于所述脉搏波传导速度确定目标对象的心电R波脉搏波传导指数ERPWI,并基于所述心电R波脉搏波传导指数ERPWI,评估所述目标对象的动脉硬化程度;
ERPWI=ln(Ps/Pd)×2ρ/(Ps-Pd)×(ERPWV)2
其中,Ps为所述目标对象收缩期血压,Pd为所述目标对象舒张期血压,ρ为所述目标对象的血液密度。
优选的,所述信号预处理模块包括:
高频噪声去除子模块,用于对采集的所述ECG信号和所述脉搏波信号中高频噪声去噪;
工频干扰去除子模块,用于除去所述ECG信号和所述PPG信号中工频干扰;
以及基线漂移去除子模块,用于对所述ECG信号和所述PPG信号去除基线漂移。
优选的,所述特征点获取模块包括:
R波位置识别子模块,用于从所述ECG信号中获取并识别所述R波位置;
以及特征点提取子模块,用分别提取同一心动周期内,所述R波信号与所述PCG主波信号的特征点。
优选的,还包括传导距离获取模块,用于获取目标对象取胸骨第二肋间与足趾的距离。
本发明还提供了一种动脉硬化检测仪,包括处理器、心电监护仪;
所述心电监护仪用于采集目标对象的ECG心电信号以及同一心动周期的脉搏波信号;
所述处理器上存储有计算机程序,所述计算机程序在被所述处理器运行时执行前述动脉硬化评估的方法。
本发明所示的一种动脉硬化评估方法、装置及动脉硬化检测仪,通过同步采集心电信号(ECG中R波)和脉搏波信号(即光电容积脉搏波信号)波谷/波峰的时间差,可以获得心电R波-脉搏波传导时间,并计算出心电R波-脉搏波传导速度,在此基础之上进一步获取目标对象的心电R波脉搏波传导指数ERPWI,该指数是不依存血压的血管固有的硬度指标,可准确的反应动脉粥样硬化情况,以用于目标对象的动脉硬化评价。
此外,脉搏波途经大动脉、中动脉、小动脉以及微动脉,最后到足趾,可更准确地反映出全身动脉的弹性强度,从而获得更准确结果。同时本发明所示的一种动脉硬化评估方法主要的检测仪器即心电监护仪,可操作性强,价格经济实惠,更容易在人群中普及。
附图说明
图1为本发明一种动脉硬化评估方法一实施例工作流程示意图;
图2为图1所示方法中传导距离的测量示意图;
图3为本发明一种动脉硬化评估装置一实施例的程序模块示意图;
图4为本发明一种动脉硬化检测仪一实施例的的结构示意图。
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用以解释本发明,并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
由于心电监护仪SPO2血氧饱和度(即脉氧波形)的监测方法是通过光电容积脉搏波描记法(PPG)测得,在脉搏血氧计的测量原理中,准确识别脉搏波以正确划分脉搏波周期,并在相应周期内提取脉搏波峰-峰值,是计算血氧饱和浓度值的基础,故本发明所示的一种动脉硬化评估方法,采用心电监护仪同步监测同一心动周期中心电图R波及脉氧波形信号测出脉搏波波峰的传导时间ERWPTT,同时测量脉搏波传导距离,通过ERPWV=L/ERWPTT算出脉搏波传播速度,并在此基础之上进一步获取目标对象的心电R波脉搏波传导指数ERPWI,心电R波脉搏波传导指数ERPWI为不依存血压的血管固有的硬度指标,与动脉粥样硬化具有显著相关性,可准确的反应动脉粥样硬化情况,以用于目标对象的动脉硬化评价。
如图1所示,本发明所示的一种动脉硬化评估方法,包括以下步骤:
S1同时采集目标对象的ECG心电信号以及同一心动周期的脉搏波信号;
S2获取所述ECG心电信号的R波信号,并检测所述R波信号的特征点以及与所述R波信号特征点对应的所述脉搏波信号的特征点;
S3基于所述R波信号特征点与所述脉搏波信号的特征点,确定目标对象的脉搏波传导时间ERWPTT;
S4基于所述脉搏波传导时间与预先获取的传导距离L,确定所述目标对象的脉搏波传导速度ERPWV;
S5基于所述脉搏波传导速度确定目标对象的心电R波脉搏波传导指数ERPWI,并基于所述心电R波脉搏波传导指数ERPWI,评估所述目标对象的动脉硬化程度;
所述心电R波脉搏波传导指数ERPWI
ERPWI=ln(Ps/Pd)×2ρ/(Ps-Pd)×(ERPWV)2
其中,Ps为所述目标对象收缩期血压,Pd为所述目标对象舒张期血压,ρ为所述目标对象的血液密度,收缩期血压、收缩期血压以及血液密度可通过预先测量获取。
本发明所示的一种动脉硬化评估方法,优化检测方法,通过同步采集心电信号(ECG中R波)和脉搏波信号(光电容积脉搏波信号)波谷/波峰的时间差,可以获得心电R波-脉搏波传导时间,并计算出心电R波-脉搏波传导速度,并在此基础之上获取目标对象的心电R波脉搏波传导指数ERPWI,该参数为不依存血压的血管固有的硬度指标,与动脉粥样硬化具有显著相关性,可准确的反应动脉粥样硬化情况,以用于目标对象的动脉硬化评价。
此外,由于采集的脉搏波途经大动脉、中动脉、小动脉以及微动脉,最后到足趾,可更准确地反映出全身动脉的弹性强度,对动脉弹性强度在心血管疾病中更具有代表性,从而获得更准确结果。同时本发明所示的一种动脉硬化评估方法主要的检测仪器即心电监护仪,可操作性强,价格经济实惠,更容易在人群中普及。
步骤S1中,由于心电监护仪获取SPO2(末梢)血氧饱和度的基础在于需准确识别脉搏波信号,故作为一优选方案,可经由心电监护仪直接获取目标对象的ECG心电信号以及同一心动周期的脉搏波信号;此外,也可经由光电容积脉搏波传感器同步获取目标对象的脉搏波信号即PPG信号。
步骤S2中,可分别使用差分法、小波法分别检测ECG信号R波和脉搏波信号中主波位置。以下以运用小波检测ECG信号R波信号进行说明,脉搏波信号中主波的获取与R波信号步骤相同。
作为一优选方案,ECG心电信号的R波信号获取包括以下步骤:
1)读入ECG信号,对所述ECG信号进行3层小波分解,得到第3层高频小波系数
2)获取所述中的一系列正负极大值对;
3)比较所设阈值与极大值对的关系,同时保留负极小值以及正极大值满足阈值的极大值对;
4)获取所述极大值对的过零点位置或中间点位置,同时获取所述过零点位置或所述中间点位置在所述ECG信号中对应位置,在所述对应位置的左右区间内寻找极大值,所述极大值即为R波位置。
步骤S3中,获取所述目标对象在同一心电周期ECG心电信号的R波信号特征点与脉搏波信号特征点,并将所述R波信号特征点与所述脉搏波信号特征点作为目标对象的脉搏波传导时间的起点和终点,以确定目标对象的脉搏波传导时间;作为一优选方案,本实施例中所述R波信号特征点为所述R波信号的波峰,所述脉搏波信号的特征点为脉搏波信号的起点、一阶微分最大值点、主波峰值点中的一种。
步骤S4中,作为一优选方案,如图2所示,所述传导距离L为目标对象胸骨(即心脏)第二肋到足趾的距离。更进一步的,本实施例中,传导距离L=L1+L2+b,其中L1为目标对象胸骨第2肋到肚脐的距离,L2为目标对象肚脐到足踝的距离,b为目标对象足踝到足拇趾的距离,通过检测目标对象胸骨第二肋到足趾的距离,从而实现途经大动脉、中动脉、小动脉以及微动脉,最后到足趾的脉搏波采集,以更准确地反映出全身动脉的弹性强度,然后通过ERPWV=L/ERWPTT算出脉搏波传播速度。
步骤S5中,由于脉搏波传播速度受血压的影响很大,导致ERPWV在诊断动脉硬化效果欠佳。故本发明所示的一种动脉硬化评估方法,通过引入血管的弹力指数,即心电R波脉搏波传导指数(其不依存血压的血管固有的硬度指标)来评价动脉硬化。且申请人通过ROC曲线进行分析,结果显示ERPWI的曲线下面积大于0.5,P<0.001(统计概率),ERPWI的约登指数最大0.523,对应的ERPWI数值为0.505,所以作为在进行目标对象的动脉硬化程度的评估时,当ERPWI≧0.505时,可作为颈动脉硬化的参考指标,辅助判断存在动脉硬化病变的风险。
实施例二
如图3所示,对于实施例一中所提供的动脉硬化程度的评估方法本发明还公开了一种动脉硬化评估装置10,包括:
信号获取模块11,用于采集目标对象的ECG心电信号以及同一心电周期的脉搏波信号;
信号预处理模块12,用于预处理所述ECG心电信号与所述脉搏波信号;
特征点获取模块13,用于检测所述ECG心电信号的R波信号特征点以及与所R波信号特征点对应的所述脉搏波信号的特征点;
脉搏波传导时间获取模块14,基于所述R波信号特征点与所述脉搏波信号的特征点,确定目标对象的脉搏波传导时间ERPTT;
脉搏波传导速度获取模块15,用于基于所述脉搏波传导时间与预先获取的传导距离L,确定所述目标对象的脉搏波传导速度ERPWV;
动脉硬化评估模块16,用于基于所述脉搏波传导速度确定目标对象的心电R波脉搏波传导指数ERPWI,并基于所述心电R波脉搏波传导指数ERPWI,评估所述目标对象的动脉硬化程度;
所述心电R波脉搏波传导指数ERPWI
ERPWI=ln(Ps/Pd)×2ρ/(Ps-Pd)×(ERPWV)2
其中,Ps为所述目标对象收缩期血压,Pd为所述目标对象舒张期血压,ρ为所述目标对象的血液密度。
作为一优选方案,所示信号获取模块11为心电监护仪。
作为一优选方案,所述信号预处理模块12包括:高频噪声去除子模块,用于对采集的所述ECG信号和所述PPG信号中高频噪声去噪,本实施例中,可通过整系数低通滤波器进行高频噪声的去除;工频干扰去除子模块,用于除去所述ECG信号和所述PPG信号中工频干扰,本实施例中,可通过数字陷波器去除工频干扰;以及基线漂移去除子模块,用于对所述ECG信号和所述PPG信号去除基线漂移,本实施例中,可通过小波滤波法、形态学滤波法、FIR滤波法和中值滤波法进行基线漂移的处理。
作为一优选方案,所述特征点获取模块13包括:
R波位置识别子模块,用于从所述ECG信号中获取并识别所述R波位置;
脉搏波主波位置识别子模块,用于从所述脉搏波信号中识别脉搏波主波位置;
以及特征点提取子模块,用分别提取同一心动周期内,所述R波信号与所述脉搏波主波信号的特征点,本实施例中,所述R波信号特征点为所述R波信号的波峰,所述脉搏波信号的特征点为脉搏波信号的起点、一阶微分最大值点、主波峰值点中的一种。
进一步的,所述R波位置识别子模块包括:
第一小波系数获取单元,用于读入ECG信号,对所述ECG信号进行3层小波分解,得到第3层高频小波系数
第一正负极大值对获取单元,用于获取所述中的一系列正负极大值对;
第一极大值对获取单元,用于比较所设阈值与极大值对的关系,同时保留负极小值以及正极大值满足阈值的极大值对;
以及R波获取单元,用于获取所述极大值对的过零点位置或中间点位置,同时获取所述过零点位置或所述中间点位置在所述ECG信号中对应位置,在所述对应位置的左右区间内寻找极大值,所述极大值即为R波位置。
进一步的,所述脉搏波主波位置识别子模块包括:
第二小波系数获取单元,用于读入脉搏波信号,对所述脉搏波信号进行3层小波分解,得到第3层高频小波系数
第二正负极大值对获取单元,用于获取所述中的一系列正负极大值对;
第二极大值对获取单元,用于比较所设阈值与极大值对的关系,同时保留负极小值以及正极大值满足阈值的极大值对;
以及脉搏波主波获取单元,用于获取所述极大值对的过零点位置或中间点位置,同时获取所述过零点位置或所述中间点位置在所述脉搏波信号中对应位置,在所述对应位置的左右区间内寻找极大值,所述极大值即为脉搏波主波位置。
作为一优选方案,脉搏波传导时间获取模块14通过获取同一心电周期ECG心电信号的R波信号特征点与脉搏波信号特征点,并将所述R波信号特征点与所述脉搏波信号特征点作为目标对象的脉搏波传导时间的起点和终点,以确定目标对象的脉搏波传导时间ERPTT。
作为一优选方案,所述用于评估动脉硬化的装置10还包括传导距离获取模块,用于获取目标对象取胸骨第二肋间与足趾的距离。
本发明所示的一种动脉硬化评估装置,通过心电监护仪同步采集心电信号(ECG中R波)和足趾脉搏波信号(即光电容积脉搏波信号)波谷/波峰的时间差,可以获得心电R波-脉搏波传导时间,以确定心电R波-脉搏波传导速度,并在此基础之上获取目标对象的心电R波脉搏波传导指数ERPWI,该参数为不依存血压的血管固有的硬度指标,可准确的反应动脉粥样硬化情况,以用于目标对象的动脉硬化评估。
此外,脉搏波途经大动脉、中动脉、小动脉以及微动脉,最后到足趾,可更准确地反映出全身动脉的弹性强度,从而获得更准确结果。同时本发明所示的一种动脉硬化评估方法主要的检测仪器即心电监护仪,可操作性强,价格经济实惠,更容易在人群中普及。
实施例三
对应于前述动脉硬化程度的评估方法及装置,本实施例提供了本发明还提供了一种动脉硬化检测仪,包括处理器以及心电监护仪;
所述心电监护仪用于采集目标对象同一心动周期的ECG心电信号以及脉搏波信号;本实施例中,可使用Philips生产的心电监护仪UT4000C-1采集目标对象的ECG心电信号。所述处理器上存储有计算机程序,所述计算机程序在被所述处理器运行时执行如实施例一提供的动脉硬化程度的评估方法。毫无疑问的,上述心电监护仪也可为光电容积脉搏波传感器所替代
图4为本发明实施例提供的一种动脉硬化检测仪的结构示意图,包括:处理器21、存储器22、总线23、处理器21、心电监护仪23和存储器22通过总线23连接;处理器21用于执行存储器72中存储的可执行模块,例如计算机程序。其中,存储器22可能包含高速随机存取存储器(RAM,Random Access Memory),也可能还包括非不稳定的存储(non-volatilememory),例如至少一个磁盘存储器。通过心电监护仪实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接,可以使用互联网,广域网,本地网,城域网等。总线23可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图4中仅用一个双向箭头表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
心电监护仪23可以采集同一心动周期的ECG心电信号以及脉搏波信号,并传递至总线,从而传递给处理器和存储器。其中,存储器22用于存储程序,处理器21在接收到执行指令后,执行上述方法,前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器21中,或者由处理器21实现。
处理器21可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器21中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器21可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(DigitalSignalProcessing,简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit,简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器22,处理器21读取存储器22中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统具体工作过程,可以参考前述实施例中的对应过程,在此不再赘述。
本发明实施例所提供的动脉硬化程度的评估方法、装置及动脉硬化检测仪的计算机程序产品,包括存储了程序代码的计算机可读存储介质,所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法,具体实现可参见方法实施例,在此不再赘述。
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种动脉硬化评估方法,其特征在于,包括以下步骤:
同步采集目标对象的ECG心电信号以及同一心动周期的脉搏波信号;
获取所述ECG心电信号的R波信号,并检测所述R波信号的特征点以及与所述R波信号特征点对应的所述脉搏波信号的特征点;
基于所述R波信号特征点与所述趾端脉氧波形的特征点,确定目标对象的脉搏波传导时间ERWPTT;
基于所述脉搏波传导时间与预先获取的传导距离L,确定所述目标对象的脉搏波传导速度ERPWV;
基于所述脉搏波传导速度确定目标对象的心电R波脉搏波传导指数ERPWI,并基于所述心电R波脉搏波传导指数ERPWI,评估所述目标对象的动脉硬化程度;
ERPWI=ln(Ps/Pd)×2ρ/(Ps-Pd)×(ERPWV)2
其中,Ps为所述目标对象收缩期血压,Pd为所述目标对象舒张期血压,ρ为所述目标对象的血液密度。
2.根据权利要求2所述的用于评估动脉硬化的方法,其特征在于,所述ECG心电信号的R波信号获取包括以下步骤:
1)读入ECG信号,对所述ECG信号进行3层小波分解,得到第3层高频小波系数
2)获取所述中的一系列正负极大值对;
3)比较所设阈值与极大值对的关系,同时保留负极小值以及正极大值满足阈值的极大值对;
4)获取所述极大值对的过零点位置或中间点位置,同时获取所述过零点位置或所述中间点位置在所述ECG信号中对应位置,在所述对应位置的左右区间内寻找极大值,所述极大值即为R波位置;
和/或,所述脉搏波信号的主波获取包括以下步骤:
1)读入脉搏波信号,对所述脉搏波信号进行3层小波分解,得到第3层高频小波系数
2)获取所述中的一系列正负极大值对;
3)比较所设阈值与极大值对的关系,同时保留负极小值以及正极大值满足阈值的极大值对;
4)获取所述极大值对的过零点位置或中间点位置,同时获取所述过零点位置或所述中间点位置在所述脉搏波信号中对应位置,在所述对应位置的左右区间内寻找极大值,所述极大值即为主波位置。
3.根据权利要求1所述的用于评估动脉硬化的方法,其特征在于,经由心电监护仪同步采集目标对象的ECG心电信号以及同一心动周期的脉搏波信号。
4.根据权利要求1所述的用于评估动脉硬化的方法,其特征在于,所述R波信号特征点为所述R波信号的波峰,所述脉搏波信号的特征点为趾端脉氧波的波峰。
5.根据权利要求1所述的用于评估动脉硬化的方法,其特征在于,所述传导距离L为目标对象胸骨第二肋到足趾的距离。
6.一种动脉硬化评估装置,其特征在于,包括
信号获取模块,用于采集目标对象的ECG心电信号以及同一心动周期的脉搏波信号;
信号预处理模块,用于预处理所述ECG心电信号与所述脉搏波信号;
特征点获取模块,用于检测所述ECG心电信号的R波信号特征点以及与所述R波信号特征点对应的所述脉搏波信号的特征点;
脉搏波传导时间获取模块,基于所述R波信号特征点与所述脉搏波信号的特征点,确定目标对象的脉搏波传导时间ERPTT;
脉搏波传导速度获取模块,用于基于所述脉搏波传导时间与预先获取的传导距离L,确定所述目标对象的脉搏波传导速度ERPWV;
动脉硬化评估模块,用于基于所述脉搏波传导速度确定目标对象的心电R波脉搏波传导指数ERPWI,并基于所述心电R波脉搏波传导指数ERPWI,评估所述目标对象的动脉硬化程度;
ERPWI=ln(Ps/Pd)×2ρ/(Ps-Pd)×(ERPWV)2
其中,Ps为所述目标对象收缩期血压,Pd为所述目标对象舒张期血压,ρ为所述目标对象的血液密度。
7.根据权利要求6所述的用于评估动脉硬化的装置,其特征在于,所述信号预处理模块包括:
高频噪声去除子模块,用于对采集的所述ECG信号和所述脉搏波信号中高频噪声去噪;
工频干扰去除子模块,用于除去所述ECG信号和所述PPG信号中工频干扰;
以及基线漂移去除子模块,用于对所述ECG信号和所述PPG信号去除基线漂移。
8.根据权利要求6所述的用于评估动脉硬化的装置,其特征在于,所述特征点获取模块包括:
R波位置识别子模块,用于从所述ECG信号中获取并识别所述R波位置;
以及特征点提取子模块,用分别提取同一心动周期内,所述R波信号与所述PCG主波信号的特征点。
9.根据权利要求6所述的用于评估动脉硬化的装置,其特征在于,还包括传导距离获取模块,用于获取目标对象取胸骨第二肋间与足趾的距离。
10.一种动脉硬化检测仪,其特征在于,包括处理器、心电监护仪;
所述心电监护仪用于采集目标对象的ECG心电信号以及同一心动周期的脉搏波信号;
所述处理器上存储有计算机程序,所述计算机程序在被所述处理器运行时执行如权利要求1至6任一项所述的方法。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112274121A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-29 | 河北工业大学 | 一种基于多路脉搏波的无创动脉硬化检测方法、装置 |
CN113303774A (zh) * | 2020-02-26 | 2021-08-27 | Oppo广东移动通信有限公司 | 一种可穿戴设备 |
CN114176532A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-15 | 北京大学人民医院 | 一种测定cfPWV参数的临床验证方法及其应用系统 |
CN114451873A (zh) * | 2020-10-30 | 2022-05-10 | 华为技术有限公司 | 一种信号处理方法及设备 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060173366A1 (en) * | 2005-02-02 | 2006-08-03 | Motoharu Hasegawa | Vascular stiffness evaluation apparatus, vascular stiffness index calculating program, and vascular stiffness index calculating method |
CN1879554A (zh) * | 2005-06-17 | 2006-12-20 | 福田电子株式会社 | 血管弹性指数随时间变化的报告以及生物信息输出装置 |
CN102440768A (zh) * | 2010-10-13 | 2012-05-09 | 兰州理工大学 | 脉搏波形特征点提取方法 |
CN103385702A (zh) * | 2013-07-26 | 2013-11-13 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种无创血压连续检测装置及方法 |
CN104873186A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-09-02 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 一种可穿戴的动脉检测装置及其数据处理方法 |
CN106333658A (zh) * | 2016-09-12 | 2017-01-18 | 吉林大学 | 一种光电容积脉搏波检测仪及检测方法 |
CN106974631A (zh) * | 2017-03-17 | 2017-07-25 | 深圳大学 | 一种基于脉搏波波形和心电信号的血压测量方法及装置 |
CN109009062A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-12-18 | 苏州小蓝医疗科技有限公司 | 一种新型体重秤及其测量血流速度的方法 |
-
2019
- 2019-08-20 CN CN201910767162.0A patent/CN110477900A/zh active Pending
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20060173366A1 (en) * | 2005-02-02 | 2006-08-03 | Motoharu Hasegawa | Vascular stiffness evaluation apparatus, vascular stiffness index calculating program, and vascular stiffness index calculating method |
CN1879554A (zh) * | 2005-06-17 | 2006-12-20 | 福田电子株式会社 | 血管弹性指数随时间变化的报告以及生物信息输出装置 |
CN102440768A (zh) * | 2010-10-13 | 2012-05-09 | 兰州理工大学 | 脉搏波形特征点提取方法 |
CN103385702A (zh) * | 2013-07-26 | 2013-11-13 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 一种无创血压连续检测装置及方法 |
CN104873186A (zh) * | 2015-04-17 | 2015-09-02 | 中国科学院苏州生物医学工程技术研究所 | 一种可穿戴的动脉检测装置及其数据处理方法 |
CN106333658A (zh) * | 2016-09-12 | 2017-01-18 | 吉林大学 | 一种光电容积脉搏波检测仪及检测方法 |
CN106974631A (zh) * | 2017-03-17 | 2017-07-25 | 深圳大学 | 一种基于脉搏波波形和心电信号的血压测量方法及装置 |
CN109009062A (zh) * | 2018-07-06 | 2018-12-18 | 苏州小蓝医疗科技有限公司 | 一种新型体重秤及其测量血流速度的方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113303774A (zh) * | 2020-02-26 | 2021-08-27 | Oppo广东移动通信有限公司 | 一种可穿戴设备 |
CN112274121A (zh) * | 2020-10-28 | 2021-01-29 | 河北工业大学 | 一种基于多路脉搏波的无创动脉硬化检测方法、装置 |
CN114451873A (zh) * | 2020-10-30 | 2022-05-10 | 华为技术有限公司 | 一种信号处理方法及设备 |
CN114176532A (zh) * | 2021-12-31 | 2022-03-15 | 北京大学人民医院 | 一种测定cfPWV参数的临床验证方法及其应用系统 |
CN114176532B (zh) * | 2021-12-31 | 2023-06-23 | 北京大学人民医院 | 一种测定cfPWV参数的临床验证方法及其应用系统 |
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