CN111317460A - 用于血压测量的充放气控制方法、控制系统及装置 - Google Patents

Abstract

本申请充放气控制方法用于血压测量的过程中，在对袖带充气的同时实时采集袖带的原始压力信号，并根据该原始压力信号实时判定是否满足血压计算条件。若确定到原始压力信号满足血压计算条件，则计算血压值后立即对袖带放气；若确定到原始压力信号不满足血压计算条件，则对袖带进行放气并采用降压法测量血压。本申请方法不需要设置统一的充气压力值，而是在袖带压力状态满足血压计算条件后即时对袖带放气，或以降压测量法来作为补充环节来保证测量数据的有效性。本申请充放气控制方法可以缩短血压测量的时间，提高被测者的舒适性。本申请还涉及执行本控制方法的相关装置和充放气控制系统。

Description

用于血压测量的充放气控制方法、控制系统及装置

技术领域

本申请涉及医疗设备技术领域，尤其涉及一种用于血压测量的充放气控制方法，执行此方法的医疗设备和计算机可读存储介质，以及一种血压测量充放气控制系统、血压测量仪、插件式参数测量模块和监护仪。

背景技术

电子血压计是当前较为常见的血压测量装置，其工作原理按测量方式可分为升压测量法(也称充气测量)和降压测压法(也称放气测量)。升压测量法使用气泵对袖带进行充气加压，利用充气袖带压迫动脉血管，随着袖带压力的上升，动脉血管呈现全开-半闭-完全闭塞的变化过程。在升压过程中，压力传感器采集袖带内压力振幅变化，通过A/D采样转化为数字信号送入MCU计算得出人体的舒张压、收缩压和平均压。该方法主要优点是放气速度较快，能提高被测者的舒适性，但抗干扰能力较弱；降压测压法主要使用气泵对袖带进行充气加压，利用充气袖带压迫动脉血管，使动脉血管处于闭塞状态后，再开启放气阀，使袖带内压力缓慢下降。随着袖带内压力的下降，动脉内血管呈完全阻闭-渐开-全开的变化过程。在降压过程中，压力传感器采集大小变化的袖带内压力，通过A/D采样转化为数字信号送入MCU计算得出人体的舒张压、收缩压和平均压，该方法主要优点是准确性较高，抗干扰能力强，缺点是测量时间长，被测者的舒适性较差。

现有的电子血压计采用升压测量或降压测量的过程中，都需预先确定一个充气压力值。该充气压力值通常是基于之前测量的收缩压结果来确定的，当充气高于目标压力后才停止充气并对袖带进行放气。该充放气模式存在以下缺点:(1)当被测者血压高于当前充气压力值时，不能满足血压的测量需要，导致一次或多次反复充放气的动作，增加了测量时间，给患者带来额外的不适,甚至导致测量失败；(2)当被测者呈低血压表现，其当前血压较大幅度低于该充气压力值时，充气压力值设置过高，会导致被测者承受过多不必要的压力负荷，容易造成身体不适，同时增加了被测者的测量时间。以上情况在被测者血压波动较大时(例如手术期间)尤为明显。

发明内容

本申请提出一种在血压测量过程中充放气结合的气压控制方法、装置和控制系统，可有效缩短充放气时间的同时保证测压数据的可靠，具体包括如下技术方案：

第一方面，本申请涉及的一种用于血压测量的充放气控制方法，包括以下步骤：

对袖带充气并实时采集所述袖带的原始压力信号，所述原始压力信号至少包括脉搏波信号和袖带压力信号；

若确定到所述原始压力信号满足血压计算条件，则基于所述原始压力信号计算血压值后，对所述袖带放气；

若确定到所述原始压力信号不满足所述血压计算条件，则对所述袖带放气并采用降压法测量血压。

其中，确定到所述原始压力信号不满足所述血压计算条件，包括：

设置目标压力值；

若当前袖带压力信号大于所述目标压力值，则确定为所述原始压力信号不满足所述血压计算条件。

其中，所述设置目标压力值，包括：

根据所述脉搏波信号和/或所述袖带压力信号判断被测者是否为新生儿或幼儿；

若判定被测者为新生儿或幼儿，则调低所述目标压力值。

其中，确定到所述原始压力信号满足所述血压计算条件，包括：

若在所述脉搏波信号中搜索到预设数量个数的脉搏波，则确定为所述原始压力信号满足所述血压计算条件。

其中，所述预设数量个数脉搏波大于等于4个。

其中，确定到所述原始压力信号满足所述血压计算条件，还包括：

查找所述预设数量个数脉搏波中的脉搏波的波峰值；

若满足条件：Ac＜Am1*Ks1，则确定为所述原始压力信号满足所述血压计算条件；

其中，Ac为当前脉搏波的波峰幅值，Am1为所述预设数量个数脉搏波中的最大波峰值，Ks1为第一经验系数。

其中，基于所述原始压力信号计算血压值，包括：

基于所述脉搏波信号构建包络曲线；

查找所述包络曲线的最大幅值，定义所述最大幅值对应的所述袖带压力信号的幅值为平均压；

计算Am2*Ks2＝As2，定义所述包络曲线在As2位置上对应的所述袖带压力信号的幅值为舒张压；

计算Am2*Kd2＝Ad2，定义所述包络曲线在Ad2位置上对应的所述袖带压力信号的幅值为收缩压；

其中，Am2为所述包络曲线的最大幅值，Ks2为第二经验系数，Kd2为第三经验系数。

其中，所述基于所述脉搏波信号构建包络曲线，包括：

根据所述脉搏波信号采用线性拟合、三次样条拟合或者最小均方拟合进行曲线拟合以构建所述包络曲线。

其中，所述第一经验系数、所述第二经验系数和所述第三经验系数与所述目标压力值具备对应关系。

其中，在基于所述原始压力信号计算血压值之后，所述方法还包括：

对所述血压值进行有效性判定；

若判定所述血压值有效，则输出所述血压值；

若判定所述血压值无效，则对所述袖带放气并采用降压法测量血压。

其中，所述对袖带充气的方式为线性充气方式。

本申请血压测量的充放气控制方法，通过对袖带充气的过程中进行实时监控，收集到所述袖带的原始压力信号，并从所述原始压力信号中确定出脉搏波信号和袖带压力信号。本方法还通过所述脉搏波信号和所述袖带压力信号来判定收集到的所述原始压力信号是否满足血压计算条件，进而在满足所述血压计算条件后及时对所述袖带进行放气，从而缩短血压测量过程中的充气时间，提高被测者的舒适度。同时，本申请方法还针对当前收集的所述原始压力信号不满足所述血压计算条件时，对所述袖带放气并采用降压法测量血压。利用所述降压法来应对充气过程中没能有效测量到血压值的情况，保证通过一次测量过程能够采集到有效的血压值。本申请充放气控制方法在大多数场景下都可以缩短血压测量的充放气时间，并在被测者血压相对较高，采用传统测压方法时会造成反复测压才能获得准确血压值的情况下只采用一次血压测量即可获得准确的血压测量结果，且测量的时长至多与降压法测量所耗费的时长一致。在提高被测者舒适度的基础上保证了收集到的血压值有效性。

第二方面，本申请还涉及一种医疗设备，包括存储器和处理器；

所述存储器，用于存储计算机程序；

所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现第一方面所述的血压测量的充放气控制方法。

第三方面，本申请还涉及一种计算机可读存储介质，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现第一方面所述的血压测量的充放气控制方法。

第四方面，本申请涉及的一种血压测量充放气控制系统，包括MCU、充放气控制模块和压力检测模块，所述MCU控制所述充放气控制模块对袖带充气，所述压力检测模块用于实时检测所述袖带的原始压力信号，并将所述原始压力信号传输给所述MCU，所述MCU对所述原始压力信号进行实时分析，当所述MCU接收到的所述原始压力信号满足血压计算条件后，所述MCU控制所述充放气控制模块对所述袖带进行放气。

其中，所述MCU包括ADC转换单元，所述ADC转换单元用于将所述压力检测模块检测到的所述原始压力信号由模拟信号转换为数字信号，以便于所述MCU对所述数字信号进行处理。

其中，所述MCU包括压力处理单元，所述压力处理单元接所述ADC转换单元传输的所述原始压力信号后，在所述原始压力信号中确定袖带压力信号和脉搏波信号，以便于所述MCU对所述袖带压力信号和所述脉搏波信号分别进行处理。

其中，所述MCU包括过压保护单元，所述过压保护单元内设第一保护压力阈值，所述过压保护单元接所述ADC转换单元传输的所述原始压力信号并与所述第一保护压力阈值进行对比，以判定是否控制所述充放气控制模块对所述袖带进行放气。

其中，所述血压测量充放气控制系统包括ADC转换模块，所述ADC转换模块连接于所述压力检测模块和所述MCU之间，所述ADC转换模块用于将所述压力检测模块检测到的所述原始压力信号由模拟信号转换为数字信号并传输给所述MCU。

其中，所述血压测量充放气控制系统包括压力处理模块，所述压力处理模块连接于所述ADC转换模块和所述MCU之间，所述压力处理模块用于在所述原始压力信号中确定袖带压力信号和脉搏波信号并传输给所述MCU。

其中，所述血压测量充放气控制系统包括过压保护模块，所述过压保护模块连接于所述压力检测模块和所述MCU之间，所述过压保护模块内设第二保护压力阈值，所述过压保护模块用于将所述压力检测模块测得的所述原始压力信号与所述第二保护压力阈值进行对比，以判定是否控制所述充放气控制模块对所述袖带进行放气。

第五方面，本申请涉及一种血压测量仪。所述血压测量仪包括袖带，以及第四方面所述的充放气控制系统。

第六方面，本申请涉及一种用于插件式监护仪的参数测量模块。所述插件式监护仪包括袖带，所述参数测量模块包括有第四方面所述的充放气控制系统。

第七方面，本申请涉及一种监护仪。所述监护仪包括袖带，以及第四方面所述的充放气控制系统。

可见，在上述各个方面，在血压测量的充放气控制过程中，都可以通过实时对原始压力信号的监测和分析判断，来缩短血压测量的时间，提升被测者的舒适度。其中，本申请第四方面涉及的所述血压测量充放气控制系统，通过所述MCU的控制，首先使得所述充放气控制模块启动对所述袖带的充气动作，再通过所述压力检测模块在所述袖带的充气过程中实时获取原始压力信号，并将所述原始压力信号传回至所述MCU，得以通过本申请第一方面的控制方法来缩短血压测量的时间。

附图说明

图1是本申请充放气控制方法的流程图；

图2是图1另一实施例的流程图；

图3是本申请所述原始压力信号的示意图；

图4是本申请所述包络曲线的示意图；

图5是本申请充放气控制方法的逻辑顺序图；

图6是本申请医疗设备的示意图；

图7是本申请血压测量充放气控制系统的示意图；

图8是图7另一实施例的示意图；

图9是图7再一实施例的示意图；

图10是本申请血压测量仪的示意图；

图11是本申请参数测量模块的示意图；

图12是本申请监护仪的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

请参阅图1所示的用于血压测量的充放气控制方法，包括以下步骤：

S10.对袖带200充气并实时采集袖带200的原始压力信号，该原始压力信号至少包括脉搏波信号和袖带压力信号。

具体的，在被测者佩戴好用于测压的袖带200后，对袖带200进行充气，并同时采用压力传感器之类的元件对袖带200的实时压力进行测量，以得到原始压力信号。该原始压力信号包括有袖带压力信号，以及被测者的脉搏波信号。在本方法的实施例中，可以采用存储元件对该原始压力信号进行存储。对原始压力信号的存储方式可以将同一时刻的脉搏波信号和袖带压力信号配对存储，或者将脉搏波信号与对应的袖带压力信号直接配对存储，以备后续步骤的计算和查询等使用。

S20.若确定到原始压力信号满足血压计算条件，则基于原始压力信号计算血压值后，对所述袖带放气。

具体的，在得到原始压力信号后，实时对原始压力信号进行分析，判断当前得到的原始压力信号是否满足预设的血压计算条件。若当前得到的原始压力信号满足血压计算条件，则可以通过原始压力信号计算出被测者的血压值，即当前袖带200的气压状态已经足够得到测量结果。在原始压力信号满足血压计算条件并基于该原始压力信号计算出血压值后，停止对袖带200继续充气，可以立即转入对袖带200的放气过程，从而缩短了血压测量的耗时。可以理解的，此处基于原始压力信号对血压值的计算，可以对原始压力信号进行计算而得出血压值，也可以对脉搏波信号和袖带压力信号分别进行计算而得出血压值。本申请血压测量的充放气控制方法，因为在对袖带200充气的阶段利用得到的原始压力信号来计算血压值，其测压场景与升压测压法的测压场景类似，因此本申请充放气控制方法的血压计算过程也可以借鉴升压测压法的血压计算过程来开展。

S30.若确定到原始压力信号不满足血压计算条件，则对袖带200放气并采用降压法测量血压。

具体的，根据预设的血压计算条件来判定当前得到的原始压力信号是否能够计算出血压值，以及根据原始压力信号来计算血压值，都是在持续对袖带200进行充气的过程中开展的。如果在持续长的时段内没能获得满足血压计算条件的原始压力信号，则袖带200内的压力会持续增加。如果袖带200内的压力增加到降压测压法所需的压力值之后，仍然没有计算出有效的血压值，则可以停止对袖带200的充气，并直接进入降压测压法来完成对被测者血压的测量。

本申请用于血压测量的充放气控制方法，通过预设的血压值计算条件来判定充气时长以及放气的模式(快速放气模式或降压测压法的放气模式)。相较于现有技术中的降压测压法设定固定的充气压力值来进行测量，可以在被测者血压相对较低的场景下有效缩短血压测量的时间，提高被测者的舒适度。而在被测者血压相对较高，固定的充气压力值不满足测压需求时，能够通过适当延长充气时间，在相对平稳的充气方式下完成对被测者血压值的测量，同样可以提高被测者的舒适度。因为本申请充放气控制方法在充气过程中的测压方式类似于升压测压法，因此预设的血压值计算条件，可以参考现有的升压测压法来进行设定，诸如脉搏波信号的个数、通过脉搏波信号计算血压值、通过计算得到的血压值与经验数据进行比对判定等，都可以设置为本申请的血压计算条件。进一步的，若当前袖带200内的压力已经满足降压法测量血压值的压力，则可以直接通过降压法来完成对被测者血压值的测量。因为降压法测量血压相对于升压法测量血压的抗干扰能力更强，因此转入降压测压法对被测者进行测量还可以获得更可靠的测量结果。因为没有设定固定的充气压力值，因此本申请血压测量的充放气控制方法在测压过程中的总耗时，最多只会与降压测压法的耗时相持平。在得到的原始压力信号满足预设血压计算条件之后立即对袖带200放气，还可以缩短血压的测量耗时，提升被测者的舒适度。同时，因为预设了血压计算条件，因此本申请血压测量充放气控制方法在充气过程中测得的血压值可靠性相对更高，可以弥补升压测压法在充气过程中测量得到的血压值抗干扰能力较弱的缺陷。

一种可选的实施例请同时参见图2和图5，在确定原始压力信号是否满足血压计算条件时，还包括：

S21.设置目标压力值。

若当前袖带压力信号大于目标压力值，则确定为原始压力信号不满足血压计算条件。

具体的，因为本申请充放气控制方法的测压总耗时最多只会与降压测压法的耗时持平，因此可以设定袖带200内压力满足降压测压法的压力值为目标压力值作为血压计算条件，并在袖带200内的压力达到该目标压力值时判定得到的原始压力数据不满足血压计算条件，进而对袖带200放气，并采用降压测压法对被测者进行血压测量。也即将血压计算条件设定为：袖带200的压力值小于目标压力值。在袖带200充气的过程中，当袖带200的压力值小于目标压力值时，实时根据原始压力信号判定是否满足血压计算条件，一旦满足条件后立即对袖带200进行放气。当袖带200的压力值达到目标压力值后，则判定原始压力信号不满足血压计算条件，转而采用降压法测量血压。可以理解的，在本实施例中，目标压力值可以设置为与现有降压法类似的压力值，即160mmHg左右，以便于在袖带200进入降压测压法的过程中保证测量得到的血压值有效。另一方面，在一些特殊情况下，可能因为被测者血压过高，或者被测者处于非静止状态、袖带200佩戴移位等原因，造成袖带200的压力需求增大，需要高于160mmHg等压力条件才能获得被测者的准确血压值。此时，如果采用传统的降压测压法，也需要至少两次测量才能获得准确的血压值。因此，本申请还可以适当调高目标压力值，例如180mmHg、220mmHg等，可以保证本申请充放气控制方法只通过一次血压测量的过程就能保证获得可靠的血压检测结果。设置较高的目标压力值可能会造成充气时长超过正常的降压测压法的测量时长，但根据对血压计算条件的判断，在正常情况下，本申请充放气控制方法的测量时长仍然低于现有测量方法的时长，保证在判断血压计算条件达到之后及时放气。而在正常降压法测量无法满足血压测量需要，即需要二次调整充气压力值再次进行测量的情况下，本申请充放气控制方法因为设置了高于降压测压法的目标压力值，因而可以避免二次测量，只通过一次充放气过程就能获得可靠的血压测量结果，其总时长依然得到了压缩，使得本申请在特殊情况下依然能相较于现有测量方式缩短测量时长。

还有一种实施例，本申请充放气控制方法还可以根据已得到的原始压力信号，来实时评价被测者的身体状态或血压值范围，进而实时调整目标压力值以保证测量结果的有效性和缩短测量时间。以新生儿或幼儿为例，在设置目标压力值的过程中，本申请充放气控制方法还包括：

S22.根据脉搏波信号和/或袖带压力信号判断被测者是否为新生儿或幼儿。

若判定被测者为新生儿或幼儿，则调低目标压力值。

具体的，因为新生儿或幼儿的血压值较低，同时新生儿的脉压差较之于成年人存在明显的差异。因此，在得到被测者的原始压力信号后，根据对脉搏波信号和/或袖带压力信号的分析，则可以判定被测者为新生儿或幼儿。通常，降压测压法中对新生儿的充气压力值设置于90mmHg左右，对幼儿的充气压力值设置于140mmHg左右。相应的，本申请充放气控制方法在判定被测者为新生儿或幼儿之后，也可以将目标压力值调整为与之对应的90mmHg或140mmHg。进一步，出于前述中应对特殊情况的描述，本申请充放气控制方法也可以在此基础上适当提高目标压力值。在针对不同的被测者年龄或身体状态调整目标压力值之后，可以进一步缩短新生儿或幼儿的血压测量耗时，同时减轻新生儿或幼儿在测量过程中的不适感受。当然，本实施例只是通过被测者为新生儿或幼儿进行举例。在其余实施例中，通过对不同被测者的血压各项指数不断优化细分，还可以根据脉搏波信号来进一步判定被测者的身体状态或年龄等参数，进而调整相应的目标压力值。本申请目标压力值的引入，与现有技术中升压测压法或降压测压法中的固定的充气压力值存在区别。即本申请充放气控制方法中确定的目标压力值，可以针对不同的被测者来进行实时的调节，且调节时机可以在血压测量之前通过医护人员对被测者的判断来进行，也可以在测量过程中通过实时得到的脉搏波信号来进行，因而可以适应不同的测压场景，针对不同的被测者体质来相应的缩短血压测量时间和得到更准确的测量结果，拓宽了本申请充放气控制方法的适用性。

一种可选的实施例，确定到原始压力信号满足血压计算条件，还包括：

S23.若在脉搏波信号中搜索到预设数量个数的脉搏波，则确定为原始压力信号满足血压计算条件。

具体的，在计算被测者血压值的过程中，需要通过得到的脉搏波信号来对被测者的血压值进行计算。在得到的脉搏波信号中会包含多个脉搏波，每个脉搏波都包含有一个波峰和一个波谷。血压值计算需要对连续的多个脉搏波进行分析。因此在血压计算条件中包含有获得脉搏波信号中的预设数量个数脉搏波，其中预设数量个数脉搏波为连续的预设数量个数脉搏波。一种实施例，预设数量个数的脉搏波需要大于等于4个。在一些采用包络曲线来计算血压值的实施例中，4个连续的脉搏波才能构建出有效的包络曲线用于计算。因此可以视作4个连续个数的脉搏波为计算血压值的基础条件。当然为了获得更精确的血压值计算结果，还可以适当提高预设数量脉搏波的个数，利用更多的脉搏波来进行血压值的测量，提高测量结果的精度。

一种可选的实施例，确定到原始压力信号满足血压计算条件，还包括：

S24.查找预设数量个数脉搏波中的脉搏波的峰值Am1。

具体的，根据脉搏波信号中搜索到的预设数量个数脉搏波，寻找该预设数量个数的脉搏波中的峰值Am1。也可以描述为每个脉搏波都对应包括一波峰和一波谷，对多个脉搏波的波峰进行比较之后，将数值最大的波峰认定为该预设数量个数脉搏波中的脉搏波峰值Am1。

S25.若满足条件：Ac＜Am1*Ks1 (1)，则确定为原始压力信号满足血压计算条件。

其中，Ac为当前脉搏波的波峰幅值，Ks1为第一经验系数。

具体的，在一些采用包络曲线来计算血压值的实施例中，对于预设数量个数的脉搏波，需要满足上述公式(1)的条件才能构建出有效的包络曲线用于血压值计算。请参看图3，在本充放气控制方法的充气阶段，脉搏波的波形随着袖带200的气压上升的过程中，呈现先扬后抑的变化。通常，脉搏波信号中的波峰值会接近被测者的平均压，在脉搏波信号到达平均压之前根据经验数据可以推导出被测者的舒张压，在脉搏波信号迈过平均压之后根据经验数据可以推导出被测者的收缩压。收缩压与脉搏波的峰值具备一定的对应关系，本申请实施例中提及的第一经验系数Ks1是血压测量中较为通用的经验系数，通过第一经验系数Ks1与当前脉搏波的波峰幅值Ac、脉搏波峰值Am1一起，可以判断当前得到的脉搏波信号在先扬后抑的脉搏波波形中是否已经通过其对应收缩压的位置。即第一经验系数Ks1是通过对当前脉搏波波峰幅值Ac与Am1的数值关系，来确定袖带200中的充气压力是否能够计算出收缩压。在采用包络曲线来计算血压值的实施例中，会根据脉搏波信号中搜索到的预设个数脉搏波构建包络曲线，然后基于包络曲线来完成对血压值的计算。若当前对袖带200的充气程度还不足以通过对应收缩压的时间点或袖带压力点，则构建的包络曲线中不会包含收缩压所对应的脉搏波信号，由此也无法计算得到被测者的血压值。通过公式(1)的条件计算之后，可以确定当前袖带200的充气程度已经通过了收缩压所对应的时间点或袖带压力点，从而确定当前搜索到的预设个数脉搏波满足了血压计算的条件。

可以理解的，在袖带200内的压力在通过对应收缩压的时间点或袖带压力点之前，依然可以在脉搏波信号中搜索到预设个数的脉搏波。但基于图3可以看出，此时的当前脉搏波波峰幅值Ac不会满足公式(1)中的条件。因此，在基于包络曲线来完成血压值计算的实施例中，可以确定随着时间或者袖带压力的增加，只有在被测者的收缩压对应的时间段或袖带压力点被包含在预设数量个数的脉搏波内之后，公式(1)的条件才能成立。而在公式(1)的条件成立之前，需要反复根据公式(1)来搜索脉搏波信号中的预设个数脉搏波并进行判定。

一种可选的实施例，基于原始压力信号计算血压值，可以包括：

S26.基于脉搏波信号构建包络曲线；

S27.查找该包络曲线的最大幅值，定义最大幅值对应的袖带压力信号的幅值为平均压；

计算Am2*Ks2＝As2 (2)，定义包络曲线在As2位置上对应的袖带压力信号的幅值为舒张压；

计算Am2*Kd2＝Ad2 (3)，定义包络曲线在Ad2位置上对应的袖带压力信号的幅值为收缩压；

其中，Am2为该包络曲线的最大幅值，Ks2为第二经验系数，Kd2为第三经验系数。

具体的，在搜索到的脉搏波信号中预设个数脉搏波满足公式(1)的条件后，能够成功的构建出包络曲线(见图4)，并根据该包络曲线来计算被测者的血压值。Am2为包络曲线的最大幅值，该最大幅值通常高于预设数量个数的脉搏波中的峰值Am1。对于第二经验系数Ks2和第三经验系数Kd2，也同样是血压测量中较为通用的经验系数。对应包络曲线的最大幅值Am2，可以利用公式(2)和公式(3)来完成对被测者舒张压和收缩压的计算。需要提出的是，因为包络曲线的包络特性，在公式(2)和公式(3)的计算结果中，同一计算结果在包络曲线上会存在分别位于最大幅值Am2的两侧的两个对应结果。结合舒张压的形成时间，即舒张压形成于最大幅值Am2之前，则需要取包络曲线位于上升阶段对应的计算结果来作为舒张压的血压值；相应的，收缩压形成于最大幅值Am2之后，因此收缩压的计算结果需要选取包络曲线位于下降阶段对应的数值来确定。另一方面，在构建包络曲线时，其纵坐标都选用脉搏波信号来形成，但对于横坐标的确定包括有两种：时间坐标或袖带压力信号坐标。当包络曲线的横坐标选用时间坐标时，根据公式(2)和公式(3)计算得到的结果，需要回到袖带压力信号中对应查找出该结果时间点所对应的袖带压力值来确定被测者的舒张压和收缩压；而在充气过程中时间与袖带压力信号存在对应关系，因此还可以直接采用袖带压力信号作为横坐标。根据公式(2)和公式(3)计算得到的结果直接对应于被测者的袖带压力值，由此可以省去一次根据时间点来对应查找的步骤，可以缩短本申请充放气控制方法的耗时。

一种可选的实施例，基于脉搏波信号构建包络曲线，还包括：

S261.根据脉搏波信号采用线性拟合、三次样条拟合或者最小均方拟合的算法来进行曲线拟合以构建包络曲线。

具体的，脉搏波信号在构建包络曲线的过程中，可以采用现有技术中较为常见的线性拟合、三次样条拟合以及最小均方拟合等算法来进行构建。本申请方法并不对此进行严格限定。

一种可选的实施例，第一经验系数Ks1、第二经验系数Ks2和第三经验系数Kd2与目标压力值具备对应关系。由前述可知，对于不同的测试场景，或对应不同的被测者，其测压过程中使用到的目标压力值，通常会出现相应的调整。相应的，在对应不同测试场景和不同被测者的时候，其计算血压值的过程中，相应的经验系数也需要做出一定的调整，才能保证血压值计算的可靠性。为了使得各个经验系数之间更具关联性，保证血压测量结果的有效，可以将第一经验系数Ks1、第二经验系数Ks2和第三经验系数Kd2同时分别与目标压力值设定对应关系，从而在根据脉搏波信号判断被测者信息从而确定目标压力值的时候，完成对第一经验系数Ks1、第二经验系数Ks2以及第三经验系数Kd2的统一设定工作。将各经验系数对应目标压力值来设定，即对应不同的测试场景，对应调整各经验系数的数值，可以提高测压结果的可靠性，同时缩短本充放气控制方法的耗时。

一种可选的实施例，在基于原始压力信号计算血压值之后，本方法还包括：

S28.对血压值进行有效性判定。

若判定血压值有效，则输出血压值。

若判定血压值无效，则对袖带200放气并采用降压法测量血压。

本申请充放气控制方法还可以包括在计算得出血压值之后的判定过程，用以保证血压测量得到的结果有效。并在血压值测量结果明显无效的情况下，转而通过降压测压法来检测血压值。降压测压法的抗干扰能力强、数据可信度高，可以始终作为本申请控制方法的补充测量方式而存在。而对血压值有效性的判定，可以采用现有技术中常用的判定方法，如检查原始压力信号的质量、计算血压值结果中收缩压和舒张压的差值等方式来进行。

一种可选的实施例，为配合前述中提到“袖带压力信号与时间存在对应关系”这一设定，因此本申请充放气控制方法在对袖带200进行充气的过程中，还包括：

S11.对袖带200采用线性方式充气。

具体的，在线性充气的方式下，袖带压力信号与充气时间严格匹配，可以减小最后血压值计算结果的偏差。当然，在其余一些实施例中，为了更进一步的缩短血压检测的时间，还可以在充气的初期对袖带200进行较为快速的充气，当袖带200压力值达到或接近舒张压的检测区域之后，再通过平稳的线性充气来得到可用于血压值计算的原始压力信号，即采用分段充气的方式来对袖带200进行充气，也可以实现本申请充放气控制方法要缩短血压测量时间，提高被测者舒适度的效果。

请参见图6，本申请还涉及一种医疗设备300。该医疗设备300包括存储器301和处理器302。其中存储器301用于存储计算机程序，处理器302用于当执行计算机程序时，执行上述的血压测量的充放气控制方法操作，具体包括：

对袖带200充气并实时采集袖带200的原始压力信号，原始压力信号至少包括脉搏波信号和袖带压力信号；

若确定到原始压力信号满足血压计算条件，则基于原始压力信号计算血压值后，对袖带200放气；

若确定到原始压力信号不满足血压计算条件，则对袖带200放气并采用降压法测量血压。

可以理解的，本申请医疗设备300，在通过处理器302执行存储于存储器301中的计算机程序时，因为采用了本申请所述的用于血压测量的充放气控制方法，因而在对被测者进行血压测量的过程中，可以缩短血压测量的耗时，同时保证测得的血压值结果可靠性，还提升了被测者在血压测量过程中的舒适度。

一种可选的实施例，处理器302在确定原始压力信号是否满足血压计算条件时，执行以下操作：

设置目标压力值；

若当前袖带压力信号大于目标压力值，则确定为原始压力信号不满足血压计算条件。

一种可选的实施例，在设定目标压力值的过程中，处理器302还执行以下操作：

根据脉搏波信号和/或袖带压力信号判断被测者是否为新生儿或幼儿；

若判定被测者为新生儿或幼儿，则调低目标压力值。

一种可选的实施例，处理器302在确定到原始压力信号满足血压计算条件时，执行以下操作：

若在脉搏波信号中搜索到预设数量个数的脉搏波，则确定为原始压力信号满足血压计算条件。

一种可选的实施例，处理器302在确定原始压力信号满足血压计算条件时，执行以下操作：

将预设数量个数的脉搏波设置为大于或等于4个。

一种可选的实施例，处理器302在确定原始压力信号满足血压计算条件时，执行以下操作：

查找预设数量个数脉搏波中的脉搏波的波峰值；

若满足条件：Ac＜Am1*Ks1 (1)，则确定为原始压力信号满足血压计算条件；

其中，Ac为当前脉搏波的波峰幅值，Am1为预设数量个数脉搏波中的最大波峰值，Ks1为第一经验系数。

一种可选的实施例，处理器302在基于原始压力信号计算血压值时，执行以下操作：

基于脉搏波信号构建包络曲线；

查找包络曲线的最大幅值，定义最大幅值对应的袖带压力信号的幅值为平均压；

计算Am2*Ks2＝As2 (2)，定义包络曲线在As2位置上对应的袖带压力信号的幅值为舒张压；

计算Am2*Kd2＝Ad2 (3)，定义包络曲线在Ad2位置上对应的袖带压力信号的幅值为收缩压；

其中，Am2为该包络曲线的最大幅值，Ks2为第二经验系数，Kd2为第三经验系数。

一种可选的实施例，处理器302在基于脉搏波信号构建包络曲线时，还执行以下操作：

根据脉搏波信号采用线性拟合、三次样条拟合或者最小均方拟合进行曲线拟合以构建包络曲线。

一种可选的实施例，处理器302在设置目标压力值时，执行以下操作：

设定第一经验系数、第二经验系数和第三经验系数与目标压力值具备对应关系。

一种可选的实施例，在基于原始压力信号计算血压值之后，处理器302还执行以下操作：

对血压值进行有效性判定；

若判定血压值有效，则输出血压值；

若判定血压值无效，则对袖带200放气并采用降压法测量血压。

一种可选的实施例，处理器302控制对袖带200充气的方式为线性充气方式。

存储器301可以包括易失性存储器(volatile memory)，例如随机存取存储器(random-access memory，RAM)；存储器301也可以包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如快闪存储器(flash memory)，固态硬盘(solid-state drive，SSD)等；存储器301还可以包括上述种类的存储器的组合。

处理器302可以是中央处理器(central processing unit，CPU)。该处理器302还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。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。

本申请还涉及一种计算机可读存储介质，该存储介质上存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，实现上述图1或图2所示的血压测量的充放气控制方法。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random AccessMemory，RAM)等。

请参看图7，本申请涉及的一种血压测量充放气控制系统100。控制系统100包括MCU10、充放气控制模块20和压力检测模块30。本申请充放气控制系统100通过测压接口等形式与测量血压的袖带200连通。其中，充放气控制模块20电性连接于袖带200的气泵或充放气阀等元件，充放气控制模块20用于控制袖带200的充气和放气动作。压力检测模块30电性连接于袖带200的压力传感器等元器件上，压力检测模块30用于检测袖带200的压力。在血压测量的过程中，MCU10首先控制充放气控制模块20对袖带200进行充气，同时MCU10还控制压力检测模块30实时检测袖带200，并采集袖带200的原始压力信号。压力检测模块20将采集到的原始压力信号传输给MCU10。MCU10接收到原始压力信号后，对原始压力信号进行实时分析，以判定接收到的原始压力信号是否满足血压计算条件。当MCU10判定接收到的原始压力信号满足血压计算条件后，MCU10控制充放气控制模块20对袖带200进行放气。

本申请血压测量充放气控制系统100，通过MCU10对充放气控制模块20的控制，可以对袖带200进行充气或放气的控制，即控制了袖带200内的气体压力。本申请控制系统100还通过MCU10对压力检测模块30的控制，来实时采集袖带200内的原始压力信号。进一步，MCU10还对接收到的原始压力信号进行实时分析判定，一旦判定接收到的原始压力信号满足血压计算条件后，MCU10就控制充放气控制模块20停止对袖带200的充气，转而对袖带200放气以完成血压测量过程。本申请充放气控制系统100对袖带200内压力的控制，使得血压测量过程无需设定固定的充气目标值，而是通过实时分析当前接收到的原始压力信号是否满足血压计算条件来控制放气的时间。相较于现有的控制系统，本申请控制系统100对袖带200内压力的实时监测和分析，使得血压测量的过程可以在满足血压计算条件后迅速对袖带200进行放气，进而缩短了血压测量的耗时，提高了被测者的舒适度。

可以理解的，本申请控制系统100对血压计算条件的判定，可以采用图1或图2中的充放气控制方法中的血压计算条件来进行。本申请控制系统100对血压值的计算，也可以采用图1或图2中的血压计算方式来完成。因为图1或图2中的血压计算条件可以适用不同的测量场景，以及不同身体状态的被测者，因此采用该血压计算条件做判定标准的本申请控制系统100也具备了较为宽泛的场景兼容能力。同时因为图1或图2中的血压计算条件对用于计算血压值的多个脉搏波设置了筛选条件，还根据不同的测试场景调整了目标压力值，因此采用图1或图2血压计算方式的本申请控制系统100也得以保证血压测量结果的可靠性。进一步，因为图1或图2中的血压计算完成后还对血压计算结果进行了有效性判断，因此本申请控制系统100血压测量的结果可靠性可以进一步提升。

可以理解的，本申请充放气控制系统100，在预设目标压力值后，在MCU10接收到的原始压力信号不满足血压计算条件时，MCU10还能够基于目标压力值控制充放气控制模块20对袖带200进行放气，并同时采用降压测压法对被测者进行血压测量。因此本申请充放气控制系统100在一次血压测量的控制过程中，其最大的血压测量耗时相当于现有的降压测压法的耗时。即本申请充放气控制系统100在一次血压测量过程中的耗时小于或等于降压测压法的耗时，这一有益效果可以提升被测者的舒适度。进一步的，本申请充放气控制系统100还通过上述的血压计算条件，以及采用降压测压法作为最后的补充测量方式，可以确保只通过一次血压测量，就能实现对被测者血压值的有效采集，提高了血压测量的效率。

请参看图8所示的本申请充放气控制系统100另一实施例。在图8的实施例中，MCU10还包括有ADC转换单元11。ADC转换单元11用于将压力检测模块30检测到的原始压力信号由模拟信号转换为数字信号，以便于MCU10对数字信号的原始压力信号进行处理。通常的，压力检测模块30获得的原始压力信号为模拟信号，而MCU10对原始压力信号的处理需要将其转换为数字信号才能完成。因此，MCU10通过内置ADC转换单元11的方式来完成这一转换步骤，有助于MCU10对血压计算条件的准确判断。在另一种实施例中，参见图9，本申请充放气控制系统100还可以设置单独的ADC转换模块40。ADC转换模块40连接于压力检测模块30与MCU10之间，ADC转换模块同样用于将压力检测模块30获得的原始压力信号由模拟信号转换为数字信号。

一种实施例，MCU10包括压力处理单元12。压力处理单元12设置于ADC转换单元11之后，压力处理单元12在接ADC转换单元11传输的原始压力信号后，在原始压力信号中确定袖带压力信号和脉搏波信号，以便于MCU10对袖带压力信号和脉搏波信号分别进行处理。可以理解的，因为本申请控制系统100在采用图1或图2的方法对袖带200内压力进行控制时，需要在原始压力信号中确定脉搏波信号并搜索预设数量个数的脉搏波，还要在构建包络曲线和计算血压值的过程中使用到袖带压力信号，因此MCU10通过内设压力处理单元12，可以对原始压力信号进行处理并确定出对应的脉搏波信号和袖带压力信号，同样有助于MCU10对血压计算条件的准确判断。另一种实施例，控制系统100也可以设置单独的压力处理模块50，压力处理模块50连接于ADC转换模块40与MCU10之间，压力处理模块50同样用于在原始压力信号中确定袖带压力信号和脉搏波信号。

一种实施例，MCU10还包括过压保护单元13。过压保护单元13内设第一保护压力阈值，过压保护单元13同压力处理单元12一样连接于ADC转换单元11之后。过压保护单元13接ADC转换单元11传输的原始压力信号后，将该原始压力信号与第一保护压力阈值进行对比，以判定是否控制充放气控制模块20对袖带200进行放气。在本实施例中，过压保护单元13中内设的第一保护压力阈值用于限制袖带200中的压力不超过一定的限度，以保护被测者不会在测压过程中因为充放气控制模块20或其它元器件失效而造成的袖带200压力持续上升的伤害。可以理解的，第一保护压力阈值需要高于目标压力值，同时也要高于降压测压法所需要的压力值。在一种实施例中，可以参考相关法规的要求，将第一保护压力阈值设置为300mmHg或者315mmHg，一旦袖带200内的压力超过第一保护压力阈值，过压保护单元13则立即控制充放气控制模块20对袖带200进行放气。过压保护单元13可以通过MCU10来发出放气指令，也可以直接对充放气控制模块20发出放气指令。

另一种实施例，本申请控制系统100还可以包括过压保护模块60。过压保护模块60连接于压力检测模块50和MCU10之间，过压保护模块60内设第二保护压力阈值，过压保护模块60用于将压力检测模块30测得的原始压力信号与第二保护压力阈值进行对比，以判定是否控制充放气控制模块20对袖带200进行放气。同样的，过压保护模块60的第二保护压力阈值，也用于保证袖带200内的压力在充放气控制模块20或其它元器件失效而造成的袖带200压力持续上升时及时对袖带200进行放气，从而保护被测者不会受到高出第二保护压力阈值的气压伤害。且本实施例中，过压保护模块60和过压保护单元13可以同时存在，对本申请控制系统100形成双保险的作用，使得本申请控制系统100的压力保护功能更加可靠。可以理解的，第一保护压力阈值与第二保护压力阈值可以设置为相同，也可以将二者设为不同。只要在相关法规的要求范围之内，第一保护压力阈值和第二保护压力阈值的具体数值满足目标压力值和降压测压法的压力值要求即可保证本申请控制系统100的有效工作。

另一方面，过压保护模块60也可以设置于压力检测模块30和充放气控制模块20之间，当过压保护模块60检测到原始压力信号大于第二保护压力阈值之后，直接对充放气控制模块20发出指令而对袖带200进行放气，省去了MCU10作为指令中转过程中造成的时间损失，可以对被测者实施更及时有效的保护。

图10为本申请涉及的血压测量仪400。血压测量仪400包括有袖带200和上述的充放气控制系统100。血压测量仪400在采用本申请控制系统100之后，可以缩短血压测量过程的耗时，保证正常血压测量过程中的最高压力不超过降压测压法的压力，提高被测者的舒适度。同时，本申请血压测量仪400还可以保证在一次测量过程中就能获得可靠的血压测量结果，减少了血压值计算出现异常后再次测量血压的多余步骤。

图11为本申请涉及的一种用于插件式监护仪的参数测量模块500。参数测量模块500包括有袖带200和上述的充放气控制系统100。参数测量模块500插入插件式监护仪之后，通过数据接口与袖带200进行连接，使得插件式监护仪也获得了类似本申请血压测量仪400的优点，可以快速、准确的测量被测者的血压值，提高被测者的舒适度。图12为本申请涉及的一种监护仪600。监护仪600内包括有袖带200和上述的充放气控制系统100。可以理解的，监护仪600在采用本申请充放气控制系统100后，在监护仪600进行血压测量的过程中也可以缩短测量耗时，并获得可靠的血压值测量结果，提高被测者的舒适度。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (23)

1.一种用于血压测量的充放气控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

对袖带充气并实时采集所述袖带的原始压力信号，所述原始压力信号至少包括脉搏波信号和袖带压力信号；

若确定到所述原始压力信号满足血压计算条件，则基于所述原始压力信号计算血压值后，对所述袖带放气；

若确定到所述原始压力信号不满足所述血压计算条件，则对所述袖带放气并采用降压法测量血压。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定到所述原始压力信号不满足所述血压计算条件，包括：

设置目标压力值；

若当前袖带压力信号大于所述目标压力值，则确定为所述原始压力信号不满足所述血压计算条件。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述设置目标压力值，包括：

根据所述脉搏波信号和/或所述袖带压力信号判断被测者是否为新生儿或幼儿；

若判定被测者为新生儿或幼儿，则调低所述目标压力值。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，确定到所述原始压力信号满足所述血压计算条件，包括：

若在所述脉搏波信号中搜索到预设数量个数的脉搏波，则确定为所述原始压力信号满足所述血压计算条件。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设数量个数脉搏波大于等于4个。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定到所述原始压力信号满足所述血压计算条件，还包括：

查找所述预设数量个数脉搏波中的脉搏波的波峰值；

若满足条件：Ac＜Am1*Ks1，则确定为所述原始压力信号满足所述血压计算条件；

其中，Ac为当前脉搏波的波峰幅值，Am1为所述预设数量个数脉搏波中的最大波峰值，Ks1为第一经验系数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，基于所述原始压力信号计算血压值，包括：

基于所述脉搏波信号构建包络曲线；

查找所述包络曲线的最大幅值，定义所述最大幅值对应的所述袖带压力信号的幅值为平均压；

计算Am2*Ks2＝As2，定义所述包络曲线在As2位置上对应的所述袖带压力信号的幅值为舒张压；

计算Am2*Kd2＝Ad2，定义所述包络曲线在Ad2位置上对应的所述袖带压力信号的幅值为收缩压；

其中，Am2为所述包络曲线的最大幅值，Ks2为第二经验系数，Kd2为第三经验系数。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述基于所述脉搏波信号构建包络曲线，包括：

根据所述脉搏波信号采用线性拟合、三次样条拟合或者最小均方拟合进行曲线拟合以构建所述包络曲线。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一经验系数、所述第二经验系数和所述第三经验系数与所述目标压力值具备对应关系。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在基于所述原始压力信号计算血压值之后，所述方法还包括：

对所述血压值进行有效性判定；

若判定所述血压值有效，则输出所述血压值；

若判定所述血压值无效，则对所述袖带放气并采用降压法测量血压。

11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对袖带充气的方式为线性充气方式。

12.一种医疗设备，其特征在于，包括存储器和处理器；

所述存储器，用于存储计算机程序；

所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如权利要求1～11任一项所述的血压测量的充放气控制方法。

13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1～11任一项所述的血压测量的充放气控制方法。

14.一种血压测量充放气控制系统，其特征在于，包括MCU、充放气控制模块和压力检测模块，所述MCU控制所述充放气控制模块对袖带充气，所述压力检测模块用于实时检测所述袖带的原始压力信号，并将所述原始压力信号传输给所述MCU，所述MCU对所述原始压力信号进行实时分析，当所述MCU接收到的所述原始压力信号满足血压计算条件后，所述MCU控制所述充放气控制模块对所述袖带进行放气。

15.根据权利要求14所述的血压测量充放气控制系统，其特征在于，所述MCU包括ADC转换单元，所述ADC转换单元用于将所述压力检测模块检测到的所述原始压力信号由模拟信号转换为数字信号，以便于所述MCU对所述数字信号进行处理。

16.根据权利要求15所述的血压测量充放气控制系统，其特征在于，所述MCU包括压力处理单元，所述压力处理单元接所述ADC转换单元传输的所述原始压力信号后，在所述原始压力信号中确定袖带压力信号和脉搏波信号，以便于所述MCU对所述袖带压力信号和所述脉搏波信号分别进行处理。

17.根据权利要求14所述的血压测量充放气控制系统，其特征在于，所述MCU包括过压保护单元，所述过压保护单元内设第一保护压力阈值，所述过压保护单元接所述ADC转换单元传输的所述原始压力信号并与所述第一保护压力阈值进行对比，以判定是否控制所述充放气控制模块对所述袖带进行放气。

18.根据权利要求14所述的血压测量充放气控制系统，其特征在于，所述血压测量充放气控制系统包括ADC转换模块，所述ADC转换模块连接于所述压力检测模块和所述MCU之间，所述ADC转换模块用于将所述压力检测模块检测到的所述原始压力信号由模拟信号转换为数字信号并传输给所述MCU。

19.根据权利要求18所述的血压测量充放气控制系统，其特征在于，所述血压测量充放气控制系统包括压力处理模块，所述压力处理模块连接于所述ADC转换模块和所述MCU之间，所述压力处理模块用于在所述原始压力信号中确定袖带压力信号和脉搏波信号并传输给所述MCU。

20.根据权利要求14所述的血压测量充放气控制系统，其特征在于，所述血压测量充放气控制系统包括过压保护模块，所述过压保护模块连接于所述压力检测模块和所述MCU之间，所述过压保护模块内设第二保护压力阈值，所述过压保护模块用于将所述压力检测模块测得的所述原始压力信号与所述第二保护压力阈值进行对比，以判定是否控制所述充放气控制模块对所述袖带进行放气。

21.一种血压测量仪，其特征在于，所述血压测量仪包括袖带，以及权利要求14～20任一项所述血压测量充放气控制系统。

22.一种用于插件式监护仪的参数测量模块，其特征在于，所述插件式监护仪包括袖带，所述测量模块包括权利要求14～20任一项所述血压测量充放气控制系统。

23.一种监护仪，其特征在于，所述监护仪包括袖带，以及权利要求14～20任一项所述血压测量充放气控制系统。

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