CN201492415U - 一种血管健康程度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种血管健康程度检测装置，包括：用于保存用户信息以及对应于各用户的影响因素信息的数据库；用于对所述数据库中保存的用户信息以及对应于各用户的影响因素信息进行操作的数据库管理模块；用于提取用户的生物信号特征的提取模块；用于保存生物信号特征和影响因素信息与检测结论之间的对应关系、以及根据用户的所述生物信号特征、影响因素信息和该对应关系，得到该用户血管健康程度的检测结论的判断模块。本实用新型能够提高血管健康检测的全面性，整合信息，结构简单。

Description

一种血管健康程度检测装置

技术领域

本实用新型涉及信息系统，具体涉及一种血管健康程度检测装置。

背景技术

血管性疾病是导致全身重要脏器病变，包括急性心肌梗死、脑卒中、肾血管病、外周血管病等的主要原因，具有很高的致死率和致残率。但上述疾病本身不是心脏或大脑器官发生病变，而是供应上述脏器的血管发生了粥样硬化和局部阻塞所致。有关数据显示，在我国每年死于心脑血管疾病的人有300多万，占我们国家每年总死亡人数的50％，而幸存下来的患者75％不同程度丧失了劳动能力，4％重残。尽管心脑血管疾病的诊治水平不断提高，病死率不断降低，但不容忽视的是，我国所面临的疾病负担仍然在逐步增加。因此，从根本上降低上述疾病导致的致死和致残后果，不仅要重视和治疗严重血管事件，如急性心肌梗死采取溶栓，介入及搭桥手术治疗；脑血管疾病处理；外周动脉疾病的介入和手术治疗等，这些措施有利于挽救患者生病，但与其相比，血管健康的维护和血管病变早期检测更为重要。

专家指出，踝臂指数(ABI)是诊断和评价下肢闭塞性动脉硬化症的有效依据，是诊断外周动脉缺血的最佳无创指标。踝臂指数(ABI)的定义是踝部动脉收缩压与双侧肱动脉收缩压得最高值之比，其公式如下：ABI＝脚踝收缩压÷上臂收缩压。

在评价动脉的无创检查方法中，脉搏波速度(PWV)测量广泛用作动脉弹性和硬度得指标，这是基于物理学原理即脉搏波的传导速度与动脉壁的僵硬度具有相关关系：动脉的僵硬度越高或顺应性越差，则脉搏波传导速度越快，反之动脉的僵硬度越低或顺应性越好，脉搏波传导速度越慢。具体计算公式如下：

PWV＝L/PTT

其中L为血管长度，PTT为脉搏波传递时间。

目前，国内已有不少无创动脉血管功能检测系统，例如，采用踝臂指数ABI和踝臂脉搏波速度baPWV评价下肢血管阻塞和大血管硬度的仪器，或者采用颈股脉搏波速度cfPWV等用以诊断人体深浅动脉硬化的有无及轻重程度的系统。这些系统给出的结果评价通常只考虑了患者的性别、年龄、种族等非可变危险因素，而实际上影响血管健康的因素有很多明确的可变危险因素，例如有无高血压、糖尿病、冠心病等病史；是否吸烟饮酒，即生活方式是否健康；有无头晕、心悸等症状等等，这些因素都会导致测量参数的变化，从而影响评价结论。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种血管健康程度检测装置，能够提高血管健康检测的全面性，整合信息，结构简单。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种血管健康程度检测装置，包括：

用于保存用户信息以及对应于各用户的影响因素信息的数据库；

用于对所述数据库中保存的用户信息以及对应于各用户的影响因素信息进行操作的数据库管理模块；

用于提取用户的生物信号特征的提取模块；

用于保存生物信号特征和影响因素信息与检测结论之间的对应关系、以及根据用户的所述生物信号特征、影响因素信息和该对应关系，得到该用户血管健康程度的检测结论的判断模块。

进一步地，所述的装置还包括：

用于保存不同检测结论所对应的健康指导信息，以及根据用户的检测结论查找到对应的健康指导信息的信息提供模块。

输出模块，与所述判断模块相连，将所述用户的检测结论及健康指导信息以显示或打印等方式输出给用户。

进一步地，所述提取模块具体包括：

用于采集用户的生物信号的信号采集子模块；所述生物信号包括心电、心音和四肢血压值；

用于保存所采集的生物信号的存储子模块；

用于对所保存的生物信号进行特征点提取的计算子模块，根据所述生物信号计算踝臂指数ABI和检测脉搏波在血管内的传导时间PWV，其中ABI＝脚踝收缩压÷上臂收缩压；PWV＝L/PTT；L为血管长度，PTT为脉搏波传递时间。

进一步地，所述信号采集子模块具体包括：若干个用于采集生物信号的采集传感器，与采集传感器一一对应连接的放大器、硬件控制器和输入接口；

各所述采集传感器一端与用户相连，一端通过对应连接的放大器与所述控制器相连；

所述硬件控制器监测、控制各采集传感器的工作，并将采集传感器采集的生物信号通过所述输入接口发送给所述计算子模块。

进一步地，所述采集传感器具体包括：

心电信号采集传感器、心音信号采集传感器、四肢血压采集传感器以及颈动脉、桡动脉、股动脉和足背动脉脉搏采集传感器，以及脚趾血压采集传感器。

进一步地，所述四肢血压采集传感器包括：

两个脚踝小袖带、两个脚踝大袖带，两个上臂袖带，与上述6个袖带一一对应连接的气泵，与上述6个袖带一一对应连接的慢放气气阀，与两个脚踝大袖带和两个上臂袖带一一对应连接的快放气气阀。

进一步地，所述硬件控制器与6个袖带、6个慢放气气阀及4个快放气气阀相连，从6个袖带接收压力信号，并根据所接收的压力信号相应控制6个气泵充气/停止，以及控制10个气阀打开/闭合。

进一步地，所述颈动脉、桡动脉、股动脉和足背动脉脉搏采集传感器为感压面附在体表动脉处的多点压力传感器。

进一步地，所述计算子模块具体包括：

用于对读入的脉搏振动波动信号去噪的滤波器；

信号处理模块用于对去噪后的信号进行基线漂移处理，再找脉搏波极大值点，提取脉搏振动波动信号幅值的包络曲线，如果没有出现包络线特征点，则返回读取脉搏信号波，重复进行上述包络线特征点的选择，如果出现包络线特征点，则进行血压参数的计算，确定脚踝收缩压和上臂收缩压。

进一步地，所述数据库管理模块具体包括：

分别用于创建、修改、查询、及删除用户信息和/或影响因素信息的创建子模块、修改子模块、查询子模块、及删除子模块。

本实用新型的技术方案通过记录影响患者血管健康因素的各项内容，结合采集的四肢血压脉搏信号、心电和心音信号，提取脉搏波的特征参数，从而计算出脉搏波传导速度PWV和踝臂指数ABI，确定血管健康程度，进而帮助早期血管功能的检测。

附图说明

图1是实施例一的血管健康程度检测装置的总体框图；

图2是实施例一中信号采集子模块的示意框图。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型的技术方案进行更详细的说明。

实施例一，一种血管健康程度检测装置，如图1所示，包括：

用于保存用户信息以及对应于各用户的影响因素信息的数据库；本实施例中，所述影响因素信息包括以下任一项或其任意组合：目前所用的药物、职业、文化程度、婚姻、血型、身体残疾、血压、脉搏；病史(高血压病、糖尿病、下肢动脉疾病、冠心病、高脂血病、高尿酸血症、脑梗塞、脑出血等)、生活方式(吸烟、被动吸烟、饮酒、近5-10年饮食情况、运动、睡眠等)、婚育史、症状(头晕、头痛、晕厥、心悸、胸闷、胸痛、气短等)、家族史、生活自理情况、生活满意度、与家人关系、情绪是否低落等；

用于对所述数据库中保存的用户信息以及对应于各用户的影响因素信息进行操作的数据库管理模块；所述操作包括创建、修改、查询、及删除等；

用于提取用户的生物信号特征的提取模块；

用于保存生物信号特征和影响因素信息与检测结论之间的对应关系、以及根据用户的所述生物信号特征、影响因素信息和该对应关系，得到该用户血管健康程度的检测结论的判断模块。

所述判断模块所保存的对应关系的内容是生物信号特征和影响因素信息中的全部或部分所对应的检测结论；比如可以是：

PWV＜PWV*＜1400cm/s时，对应的检测结论为“肱动脉-中动脉血管弹性正常，且比同龄健康男性(女性)好”；

PWV＞PWV*＞1400cm/s时，对应的检测结论为“疑似肱动脉-中动脉血管有硬化”；

PWV＞PWV*但PWV＜1400cm/s时，对应的检测结论为“肱动脉-中动脉血管弹性正常，但与同龄健康男性(女性)相比偏硬”；

所述PWV*＝a*年龄²+b*年龄+c；其中a、b和c为预设系数，可根据试验或经验值得到，可以不同性别设置不同的a、b和c。

再比如也可以是：

27＜BMI＜30，病史为高血压或高血脂，ABI＜0.9时，对应的检测结论为“体重属轻度肥胖，并疑似下肢一处阻塞”等。

实际应用时，可以根据经验或试验得到其它的对应关系。

本实施例中，所述数据库管理模块包括创建子模块、修改子模块、查询子模块、及删除子模块，分别用于创建、修改、查询、及删除用户信息或影响因素信息。

本实施例中，所述系统还可以进一步包括一用于保存不同检测结论所对应的健康指导信息，以及根据用户的检测结论查找到对应的健康指导信息的信息提供模块，与所述判断模块相连。

本实施例中，所述系统还可以进一步包括一输出模块，与所述判断模块相连，将所述用户血管健康程度以显示或打印等方式输出给用户，供随诊和存档之用；如果存在所述信息提供模块，则也与信息提供模块相连，将所述健康指导信息也以显示或打印等方式输出给用户。

本实施例中，所述提取模块具体包括：

用于采集用户的心电、心音和四肢血压值等生物信号的信号采集子模块；

用于保存所采集的生物信号的存储子模块；

用于对所保存的生物信号进行特征点提取的计算子模块，根据所述生物信号计算踝臂指数ABI和检测脉搏波在血管内的传导时间PWV，其中ABI和PWV由下式给出：ABI＝脚踝收缩压÷上臂收缩压；PWV＝L/PTT；其中，L为血管长度，PTT为脉搏波传递时间。

本实施例中，所述信号采集子模块如图2所示，具体包括若干个采集传感器，与采集传感器一一对应连接的放大器、硬件控制器和输入接口；

各所述采集传感器一端与用户相连，一端通过对应连接的放大器与所述控制器相连，主要用来采集心电、心音、四肢血压等生物信号；

所述硬件控制器监测、控制各采集传感器的工作，并将采集传感器采集的生物信号通过所述输入接口发送给所述计算子模块。

本实施例中，所述硬件控制器可以但不限于为一单片机，所述输入接口可以但不限于为一USB口。

本实施例中，所述采集传感器进一步包括心电信号采集传感器、心音信号采集传感器、四肢血压采集传感器以及颈动脉、桡动脉、股动脉和足背动脉脉搏采集传感器，以及脚趾血压采集传感器。

其中，所述四肢血压采集传感器可以但不限于包括：两个脚踝小袖带、两个脚踝大袖带，两个上臂袖带，与上述6个袖带一一对应连接的气泵(共6个)，与上述6个袖带一一对应连接的慢放气气阀(共6个)，与两个脚踝大袖带和两个上臂袖带一一对应连接的快放气气阀(共4个)。

所述硬件控制器与6个袖带、6个慢放气气阀及4个快放气气阀相连，从6个袖带接收压力信号，并根据所接收的压力信号相应控制6个气泵充气/停止，以及控制10个气阀打开/闭合。

具体来说：当两个脚踝小袖带充气到人体平均压时，所述硬件控制器停止与这两个袖带对应连接的两个气泵，即小袖带停止充气，同时小袖带连接的气阀仍然闭合，小袖带处于憋气状态。当气泵充气达到最大充气量，即左右上臂袖带截断血流，臂下部无脉搏信号，双脚踝的大袖带截断血流，小袖带无脉搏信号，此时所述硬件控制器停止6个气泵，系统停止充气，同时所述硬件控制器打开6个慢放气气阀，4个快放气气阀仍然处于闭合状态，系统进入慢放气状态。当放气到能够检测到脉搏信号时，此时袖带内压力为人体的收缩压。当放气到脉搏从较大变化变为平缓时，此时袖带内压力为人体的舒张压。此时，所述硬件控制器停止打开4个快放气气阀，系统进入快放气状态，完成一次检测。

目前体表动脉(颈动脉、股动脉、桡动脉及足背动脉)的生物信号提取常采用高品质压力传感器的笔形探头，在很小的压力敏感区域范围内，从体表动脉处获得连续的动脉压力波形，称为平面压力波测定。这种方法操作非常不方便，需要操作人员具备很强的专业能力来查找体表动脉，而且靠操作人员用手固定传感器，对信号引入了不必要的干扰。本实施例中，采用高精度多点压力传感器，将传感器的感压面附在体表动脉处，并像戴手表一样将其固定，传感器即可自动寻找最强的动脉搏动点，采集压力波信号，自创为“多点压力波测量法”。

本实施例中，所述计算子模块采用示波法原理实现无创血压的自动检测，具体包括：

用于对读入的脉搏振动波动信号去噪的滤波器；

信号处理器，用于对去噪后的信号进行基线漂移处理，再找脉搏波极大值点，提取脉搏振动波动信号幅值的包络曲线，如果没有出现包络线特征点，则返回读取脉搏信号波，重复进行上述包络线特征点的选择，如果出现包络线特征点，则进行血压参数的计算，确定脚踝收缩压和上臂收缩压。

当然，本实用新型还可有其他多种实施例，在不背离本实用新型精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本实用新型作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本实用新型的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种血管健康程度检测装置，其特征在于，包括：

用于保存用户信息以及对应于各用户的影响因素信息的数据库；

用于对所述数据库中保存的用户信息以及对应于各用户的影响因素信息进行操作的数据库管理模块；

用于提取用户的生物信号特征的提取模块；

用于保存生物信号特征和影响因素信息与检测结论之间的对应关系、以及根据用户的所述生物信号特征、影响因素信息和该对应关系，得到该用户血管健康程度的检测结论的判断模块。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括：

用于保存不同检测结论所对应的健康指导信息，以及根据用户的检测结论查找到对应的健康指导信息的信息提供模块。

输出模块，与所述判断模块相连，将所述用户的检测结论及健康指导信息以显示或打印等方式输出给用户。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述提取模块具体包括：

用于采集用户的生物信号的信号采集子模块；所述生物信号包括心电、心音和四肢血压值；

用于保存所采集的生物信号的存储子模块；

用于对所保存的生物信号进行特征点提取的计算子模块，根据所述生物信号计算踝臂指数ABI和检测脉搏波在血管内的传导时间PWV，其中ABI＝脚踝收缩压÷上臂收缩压；PWV＝L/PTT；L为血管长度，PTT为脉搏波传递时间。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述信号采集子模块具体包括：若干个用于采集生物信号的采集传感器，与采集传感器一一对应连接的放大器、硬件控制器和输入接口；

各所述采集传感器一端与用户相连，一端通过对应连接的放大器与所述控制器相连；

所述硬件控制器监测、控制各采集传感器的工作，并将采集传感器采集的生物信号通过所述输入接口发送给所述计算子模块。

5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，所述采集传感器具体包括：

心电信号采集传感器、心音信号采集传感器、四肢血压采集传感器以及颈动脉、桡动脉、股动脉和足背动脉脉搏采集传感器，以及脚趾血压采集传感器。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述四肢血压采集传感器包括：

两个脚踝小袖带、两个脚踝大袖带，两个上臂袖带，与上述6个袖带一一对应连接的气泵，与上述6个袖带一一对应连接的慢放气气阀，与两个脚踝大袖带和两个上臂袖带一一对应连接的快放气气阀。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于：

所述硬件控制器与6个袖带、6个慢放气气阀及4个快放气气阀相连，从6个袖带接收压力信号，并根据所接收的压力信号相应控制6个气泵充气/停止，以及控制10个气阀打开/闭合。

8.如权利要求5所述的装置，其特征在于：

所述颈动脉、桡动脉、股动脉和足背动脉脉搏采集传感器为感压面附在体表动脉处的多点压力传感器。

9.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述计算子模块具体包括：

用于对读入的脉搏振动波动信号去噪的滤波器；

信号处理模块用于对去噪后的信号进行基线漂移处理，再找脉搏波极大值点，提取脉搏振动波动信号幅值的包络曲线，如果没有出现包络线特征点，则返回读取脉搏信号波，重复进行上述包络线特征点的选择，如果出现包络线特征点，则进行血压参数的计算，确定脚踝收缩压和上臂收缩压。

10.如权利要求1到9中任一项所述的装置，其特征在于，所述数据库管理模块具体包括：

分别用于创建、修改、查询、及删除用户信息和/或影响因素信息的创建子模块、修改子模块、查询子模块、及删除子模块。

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