RU2565804C1 - Method for computer-aided remote estimation of pulse wave velocity - Google Patents

Method for computer-aided remote estimation of pulse wave velocity Download PDF

Info

Publication number
RU2565804C1
RU2565804C1 RU2014126015/14A RU2014126015A RU2565804C1 RU 2565804 C1 RU2565804 C1 RU 2565804C1 RU 2014126015/14 A RU2014126015/14 A RU 2014126015/14A RU 2014126015 A RU2014126015 A RU 2014126015A RU 2565804 C1 RU2565804 C1 RU 2565804C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pulse wave
recorded
pulsograms
arteries
video
Prior art date
Application number
RU2014126015/14A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леся Николаевна Анищенко
Original Assignee
Леся Николаевна Анищенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Леся Николаевна Анищенко filed Critical Леся Николаевна Анищенко
Priority to RU2014126015/14A priority Critical patent/RU2565804C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2565804C1 publication Critical patent/RU2565804C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: pulsograms of two pulsating body surface areas above the examined arteries are recorded; a distance of these two areas and a wave travel time are measured; a pulse wave velocity is calculated. The pulsating body surface areas are recorded simultaneously by a video camera detecting video images in the visible or infrared electromagnetic wavelength band. The pulse wave travel time is determined by a cardiac cycle diagram shift of the recorded pulsograms.
EFFECT: method enables increasing the reliability of the pulse wave velocity estimation that is ensured by avoiding the use of a contact sensor affecting a vascular wall and providing the proper positioning of the sensors with respect to the examined arteries.
3 cl, 5 dwg, 1 ex

Description

1. Область техники1. The technical field

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способам и устройствам для функциональной бесконтактной диагностики состояния сердечно-сосудистой системы человека путем оценки скорости распространения пульсовой волны.The invention relates to medical equipment, and in particular to methods and devices for functional non-contact diagnosis of the state of the human cardiovascular system by assessing the propagation speed of a pulse wave.

2. Уровень техники2. The level of technology

Скорость распространения пульсовой волны является важной оценкой состояния артерий сердечно-сосудистой системы. Как известно, для ряда заболеваний сосудов характерны изменения в морфологии сосудистой стенки (жесткости сосудистой стенки). Повышение данного параметра, связанное с возрастными изменениями или обусловленное различного рода патологиями (атеросклероз, гипертрофия мышечной оболочки), приводит к повышению риска основных сердечно-сосудистых осложнений (Francesco U.S. Mattace-Raso, Tischa J.M. van der Cammen, Albert Hofman, et al. Arterial Stiffness and Risk of Coronary Heart Disease and Stroke: The Rotterdam Study. Epidemiology, Circulation. 2006; 113:657-663). Таким образом, оценивая скорость распространения пульсовой волны в магистральных артериях возможно сделать вывод о выраженности морфологических изменений в исследуемом сосуде, а также принять профилактические меры для предотвращения ухудшения состояния пациента.The pulse wave velocity is an important assessment of the state of the arteries of the cardiovascular system. As is known, a number of vascular diseases are characterized by changes in the morphology of the vascular wall (stiffness of the vascular wall). An increase in this parameter due to age-related changes or due to various pathologies (atherosclerosis, muscle hypertrophy) leads to an increased risk of major cardiovascular complications (Francesco US Mattace-Raso, Tischa JM van der Cammen, Albert Hofman, et al. Arterial Stiffness and Risk of Coronary Heart Disease and Stroke: The Rotterdam Study. Epidemiology, Circulation. 2006; 113: 657-663). Thus, evaluating the propagation velocity of the pulse wave in the main arteries, it is possible to conclude that the morphological changes in the test vessel are severe and take preventive measures to prevent the patient from deteriorating.

Известен способ оценки скорости распространения пульсовой волны, основанный на регистрации тонов сердца при помощи микрофона, закрепленного над областью сердца, и пульсограммы (патент EP 1273262). Для регистрации пульсограммы используется фотоэлектрический датчик, фиксируемый на пальце испытуемого. Скорость распространения пульсовой волны при этом определяется расстоянием между областью регистрации тонов сердца микрофоном и фотоэлектрическим датчиком и интервалом времени между первым тоном сердца, зарегистрированным при помощи микрофона, и передним фронтом пульсовой волны, зарегистрированным фотоплетизмографом. Недостатком данного метода является необходимость использования дополнительной регистрации тонов сердца при помощи микрофона.A known method for estimating the propagation velocity of a pulse wave based on the registration of heart sounds with a microphone mounted over the region of the heart and a pulsogram (patent EP 1273262). To register the pulsogram, a photoelectric sensor is used, fixed on the finger of the subject. In this case, the pulse wave propagation speed is determined by the distance between the region of registration of heart sounds by the microphone and the photoelectric sensor and the time interval between the first heart tone recorded by the microphone and the leading edge of the pulse wave recorded by the photoplethysmograph. The disadvantage of this method is the need to use additional registration of heart sounds using a microphone.

Австралийской компанией AtCor Medical Pty. Ltd. предложен метод оценки скорости распространения пульсовой волны, которая регистрируется при помощи плетизмографической манжеты, накладываемой на бедро пациента, и сфигмографического датчика, регистрирующего пульс на сонной артерии. Скорость распространения пульсовой волны при этом определяется расстоянием между точкой регистрации пульсовой волны сфигмографом на сонной артерии и плетизмографическим датчиком, расположенным на бедре, и интервалом времени между передними фронтами пульсовых волн, зарегистрированных обоими датчиками. Недостатком данного метода является необходимость удерживания рукой оператора сфигмографического датчика над областью залегания сонной артерии.Australian company AtCor Medical Pty. Ltd. A method for estimating the propagation velocity of a pulse wave, which is recorded using a plethysmographic cuff placed on the patient’s thigh, and a sphygmographic sensor detecting the pulse on the carotid artery, is proposed. In this case, the pulse wave propagation speed is determined by the distance between the pulse wave registration point by the sphygmograph on the carotid artery and the plethysmographic sensor located on the hip and the time interval between the leading edges of the pulse waves recorded by both sensors. The disadvantage of this method is the need to hold the operator's hand with a sphygmographic sensor over the area of the carotid artery.

Известны также устройства для измерения скорости пульсовой волны при помощи двух СВЧ датчиков, накладываемых на области поверхностного залегания артерий. Так, например, предложено использовать доплеровские датчики для измерения скорости распространения пульсовой волны (патент EP 1921987). В состав устройства входят два датчика, при помощи которых осуществляется регистрация сигналов пульсовой волны в двух точках тела, после чего проводится расчет скорости распространения пульсовой волны. Каждый из датчиков излучает сигнал на частоте из диапазона от 400 МГц до 5 ГГц, а в принимаемом сигнале оценивает изменение частоты, вызванное доплеровским сдвигом, который обусловлен пульсацией стенок артерий. Достоинством устройства является отсутствие необходимости непосредственного плотного контакта датчика с телом пациента. Однако требуется точное позиционирование датчика по отношению к областям залегания артериальных сосудов и относительная неподвижность испытуемого. Недостатком такого рода устройств является влияние внешних помех на результаты измерений. Известны методы повышения помехозащищенности таких устройств за счет использования в составе датчиков несимметричных полосковых линий передачи (патент RU 126257), а также за счет того, что каждый датчик выполняется в виде электропроводящего экрана, установленного на электропроводящем заземленном слое и образующем замкнутую структуру вокруг печатной дорожки рабочего канала датчика (патент RU 137720).Also known are devices for measuring the speed of a pulse wave using two microwave sensors superimposed on the surface area of the arteries. For example, it is proposed to use Doppler sensors to measure the propagation velocity of a pulse wave (patent EP 1921987). The device consists of two sensors, with which the pulse wave signals are recorded at two points in the body, after which the pulse wave propagation velocity is calculated. Each of the sensors emits a signal at a frequency from the range from 400 MHz to 5 GHz, and in the received signal evaluates the frequency change caused by the Doppler shift, which is caused by pulsation of the artery walls. The advantage of the device is the absence of the need for direct tight contact of the sensor with the patient’s body. However, accurate positioning of the sensor with respect to the areas of occurrence of arterial vessels and relative immobility of the test subject are required. The disadvantage of such devices is the influence of external noise on the measurement results. Known methods for increasing the noise immunity of such devices due to the use of asymmetric strip transmission lines as part of the sensors (patent RU 126257), and also due to the fact that each sensor is made in the form of an electrically conductive screen mounted on an electrically conductive grounded layer and forming a closed structure around the printing track of the worker sensor channel (patent RU 137720).

Известны способы определения скорости распространения пульсовой волны, для осуществления которых используются плетизмографические датчики различных типов, регистрирующие колебательные изменения объема прилегающих к датчику тканей, которые обусловлены пульсациями артериального притока крови. При этом оценка скорости распространения пульсовой волны может осуществляться несколькими способами.Known methods for determining the propagation velocity of the pulse wave, for the implementation of which are used plethysmographic sensors of various types, recording oscillatory changes in the volume of tissues adjacent to the sensor, which are caused by pulsations of arterial blood flow. In this case, the pulse wave propagation velocity can be estimated in several ways.

С помощью плетизмографических датчиков регистрируют сигналы пульсовых волн для двух участков поверхности тела над обследуемыми магистральными артериями и оценивают время запаздывания (Δt) между пульсовыми волнами, соответствующим двум выбранным участкам. Измеряют расстояние между этими участками (L). Скорость распространения пульсовой волны между двумя рассматриваемыми участками рассчитывается как V=L/Δt. В случае, если сигналы с плетизмографических датчиков регистрируются последовательно, для корректного определения времени запаздывания Δt используется сигнал электрокардиограммы, зарегистрированный параллельно с плетизмограммой [US 6120456]. Скорость распространения пульсовой волны при этом определяется расстоянием между областью регистрации ЭКГ и плетизмографическим датчиком и интервалом времени между R-зубцом ЭКГ и передним фронтом пульсовой волны, зарегистрированной плетизмографическим датчиком. Недостатком данного способа является необходимость использования дополнительной регистрации ЭКГ.Using plethysmographic sensors, pulse wave signals for two sections of the body surface above the examined arterial arteries are recorded and the lag time (Δt) between the pulse waves corresponding to the two selected sections is estimated. Measure the distance between these sections (L). The propagation velocity of the pulse wave between the two sections under consideration is calculated as V = L / Δt. In the event that signals from plethysmographic sensors are recorded sequentially, to correctly determine the delay time Δt, an electrocardiogram signal recorded in parallel with the plethysmogram is used [US 6120456]. The propagation velocity of the pulse wave is determined by the distance between the ECG recording area and the plethysmographic sensor and the time interval between the R-wave of the ECG and the leading edge of the pulse wave detected by the plethysmographic sensor. The disadvantage of this method is the need to use additional registration of the ECG.

В случае, когда регистрация сигналов двумя плетизмографическими датчиками осуществляется параллельно, необходимость в дополнительном датчике ЭКГ для синхронизации данных о пульсовых волнах, зарегистрированных для двух различных участков тела испытуемого, отсутствует. Скорость распространения пульсовой волны при этом определяется расстоянием между двумя плетизмографическими датчиками и временем запаздывания пульсовых волн, которое определяется как интервал между абсолютными положительными экстремумами графиков кардиоциклов (патент RU 2511453). Этот способ является наиболее близким аналогом (прототипом), так как основан на синхронной регистрации сигналов пульсовой волны, регистрируемых в двух различных участках тела испытуемого, и не требует дополнительной синхронизации данных. Недостатком прототипа является контактный характер съема информации. В случае использования плетизмографических манжет для регистрации пульсовых волн необходимо подбирать типоразмер манжет с учетом обхвата плеча (или бедра) испытуемого, что также усложняет процедуру и повышает затраты на проведение тестирования, так как требует проведения дополнительных замеров обхвата плеча испытуемого и закупки плетизмографических манжет нескольких типоразмеров.In the case when the registration of signals by two plethysmographic sensors is carried out in parallel, there is no need for an additional ECG sensor to synchronize the data on pulse waves recorded for two different parts of the subject's body. The propagation velocity of the pulse wave is determined by the distance between the two plethysmographic sensors and the delay time of the pulse waves, which is defined as the interval between the absolute positive extrema of the cardiac cycle graphs (patent RU 2511453). This method is the closest analogue (prototype), as it is based on the synchronous registration of pulse wave signals recorded in two different parts of the body of the subject, and does not require additional data synchronization. The disadvantage of the prototype is the contact nature of the information retrieval. In the case of using plethysmographic cuffs for registering pulse waves, it is necessary to select the cuff size taking into account the girth of the subject’s shoulder (or thigh), which also complicates the procedure and increases testing costs, since it requires additional measurements of the girth of the subject’s shoulder and the purchase of plethysmographic cuffs of several sizes.

3. Перечень фигур, чертежей и иных материалов3. The list of figures, drawings and other materials

Фиг. 1 - схема осуществления предлагаемого способа при оценке скорости распространения пульсовой волны в сегменте верхней конечности.FIG. 1 is a diagram of the implementation of the proposed method in assessing the propagation velocity of a pulse wave in a segment of the upper limb.

Фиг. 2 - схема алгоритма оценки скорости распространения пульсовой волны при помощи устройства, реализующего способ.FIG. 2 is a diagram of an algorithm for estimating the propagation velocity of a pulse wave using a device that implements the method.

Фиг. 3, 4, 5 - графики фиксируемых сигналов.FIG. 3, 4, 5 - graphs of recorded signals.

4. Сущность изобретения4. The invention

4.1. Задача4.1. A task

Техническая задача состоит в устранении указанного недостатка, за счет упрощения процедуры оценки скорости распространения и устранения влияния контактных датчиков на регистрируемые профили пульсовых волн, а именно: в отсутствии необходимости применения каких-либо контактных датчиков, оказывающих влияние на подлежащие сосуды, и их точного позиционирования относительно мест залегания магистральных артерий, для которых проводится регистрация профиля пульсовой волны.The technical problem is to eliminate this drawback, by simplifying the procedure for assessing the propagation speed and eliminating the influence of contact sensors on the recorded pulse wave profiles, namely: in the absence of the need to use any contact sensors that affect the underlying vessels, and their exact positioning relative to places of occurrence of the main arteries for which the pulse wave profile is recorded.

4.2. Отличительные признаки4.2. Features

Технический результат достигается тем, что в отличие от известного способа, включающего в себя регистрацию пульсограмм с двух (или более) пульсирующих участков поверхности тела над обследуемыми артериями, определение расстояния L между этими участками, времени Δt пробега пульсовой волны между ними и вычисление скорости V распространения пульсовой волны по формуле V=L/Δt, с двух (или более) пульсирующих участков поверхности тела над обследуемыми артериями регистрируют одновременно две (или более) пульсограммы при помощи одной видеокамеры, регистрирующей видеоизображение в видимом или инфракрасном диапазоне длин электромагнитных волн, при этом время пробега пульсовой волны Δt определяют по сдвигу графиков кардиоциклов двух (или более) пульсограмм.The technical result is achieved in that, in contrast to the known method, which includes recording pulsograms from two (or more) pulsating sections of the body surface above the arteries under investigation, determining the distance L between these sections, the travel time Δt of the pulse wave between them and calculating the propagation velocity V a pulse wave according to the formula V = L / Δt, two (or more) pulsograms are simultaneously recorded from two (or more) pulsating parts of the body surface above the arteries being examined using one video camera, p recording video in the visible or infrared range of electromagnetic wavelengths, while the travel time of the pulse wave Δt is determined by the shift of the graphs of cardiocycles of two (or more) pulsograms.

Способ, отличающийся тем, что пульсограммы для двух (или более) участков тела человека формируются путем обработки видеопоследовательности, зарегистрированной при помощи видеокамеры, на которой выделяются фрагменты, соответствующие выбранным участкам поверхности тела человека. Пульсограмма формируется путем обработки видеосигнала при помощи алгоритма Эйлера, который заключается в рассмотрении временных рядов значений цветов в любом пространственном положении и усилении значения цветов пикселей в диапазоне частот, соответствующем частотным параметрам пульсовой волны.A method characterized in that pulsograms for two (or more) parts of the human body are formed by processing a video sequence recorded using a video camera on which fragments corresponding to selected parts of the surface of the human body are highlighted. The pulsogram is formed by processing the video signal using the Euler algorithm, which consists in examining the time series of color values in any spatial position and amplifying the pixel color values in the frequency range corresponding to the frequency parameters of the pulse wave.

5. Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения5. Information confirming the possibility of carrying out the invention

Изображения поверхности участков тела над залегающими близко к поверхности артериями регистрируются при помощи камеры, фиксирующей видеоизображение в видимом или инфракрасном диапазоне. На зарегистрированном видеоизображении пользователь выделяет интересующие его области, соответствующие участкам поверхности тела над магистральными артериями. Например, в случае оценки скорости распространения пульсовой волны в артериях верхней конечности характерные участки видеопоследовательности, выделяемые для дальнейшего анализа, приведены на фиг. 1. Для выбранных участков оценивается расстояние между ними L. Для выделенных участков видеопоследовательности алгоритм оценки скорости распространения пульсовой волны состоит из следующих этапов (фиг. 2).Images of the surface of body sections above the arteries lying close to the surface are recorded using a camera capturing a video image in the visible or infrared range. On the recorded video image, the user selects the areas of interest to him, corresponding to parts of the body surface above the main arteries. For example, in the case of estimating the propagation velocity of a pulse wave in the arteries of the upper limb, the characteristic sections of the video sequence allocated for further analysis are shown in FIG. 1. For the selected sections, the distance L between them is estimated. For the selected sections of the video sequence, the algorithm for estimating the pulse wave propagation velocity consists of the following steps (Fig. 2).

1. Разложение видеоряда на составляющие, соответствующие различным частотным диапазонам, путем построения пирамиды Лапласа. На данном этапе к кадрам из видеопоследовательности применяется пространственный фильтр низких частот (фильтр Гаусса) и производится децимация изображения (построение пирамиды Гаусса); затем на каждом уровне пирамиды Гаусса размытое изображение вычитается из исходного, полученный остаток является новым уровнем пирамиды Лапласа.1. The decomposition of the video into components corresponding to different frequency ranges, by constructing the Laplace pyramid. At this stage, a spatial low-pass filter (Gaussian filter) is applied to frames from the video sequence and the image is decimated (construction of the Gauss pyramid); then, at each level of the Gauss pyramid, the blurred image is subtracted from the original one; the resulting residue is a new level of the Laplace pyramid.

2. Частотная фильтрация движений в видеосигналах (попиксельная временная обработка). На каждом выделенном пространственном диапазоне выполняется временная обработка: применяется полосовой фильтр для извлечения интересующей группы частот (для задачи усиления колебательных движений поверхности тела, обусловленных пульсом, выбираются частоты в интервале 0,7-2,0 Гц, что соответствует 42-120 ударам в минуту). Временная обработка одна и та же для всех пространственных уровней и для всех пикселей на каждом уровне. Затем извлеченный сигнал умножается на коэффициент, регулирующий усиление выделяемых колебательных движений. Далее усиленный сигнал добавляется к оригиналу, после чего происходит сложение уровней пространственной пирамиды для получения конечного результата. Поскольку естественные видеозаписи являются гладкими по пространству и времени, а фильтрация выполняется равномерно по пикселям, то метод сохраняет пространственно-временную гладкость видео.2. Frequency filtering of movements in video signals (pixel-by-pixel temporal processing). Temporal processing is performed on each selected spatial range: a band-pass filter is used to extract a group of frequencies of interest (for the task of amplifying the vibrational movements of the body surface due to the pulse, frequencies are selected in the range 0.7-2.0 Hz, which corresponds to 42-120 beats per minute ) Temporal processing is the same for all spatial levels and for all pixels at each level. Then, the extracted signal is multiplied by a coefficient that regulates the amplification of the emitted vibrational movements. Next, the amplified signal is added to the original, after which the levels of the spatial pyramid are added to obtain the final result. Since natural video recordings are smooth in space and time, and filtering is performed uniformly in pixels, the method preserves the spatio-temporal smoothness of the video.

3. Реконструкция изображения пульсовой волны. На данной стадии выполнения алгоритма проводится суммирование значений интенсивностей пикселей для каждой из выделенных областей видеоизображения; затем строится функциональная зависимость значений светового потока заданной области по времени.3. Reconstruction of the image of the pulse wave. At this stage of the algorithm, summing the values of pixel intensities for each of the selected areas of the video image is performed; then, the functional dependence of the luminous flux values of a given region in time is built.

4. Низкочастотная фильтрация полученных реализаций пульсовых волн для выбранных участков поверхности тела. Для каждой из полученных реализаций пульсовых волн применяется Фурье преобразование и полосно-пропускающий фильтр, для выделения основной частотной характеристики видеопотока, соответствующей колебанию поверхности участка тела над артерией. Результатом данной стадии алгоритма является получение гладкой кривой пульсовой волны на заданном участке, соответствующей изменению интенсивности пикселей на видеоизображении во времени.4. Low-pass filtering of the obtained pulse wave realizations for selected sections of the body surface. For each of the obtained implementations of the pulse waves, a Fourier transform and a band-pass filter are used to select the main frequency response of the video stream corresponding to the fluctuation of the surface of the body over the artery. The result of this stage of the algorithm is to obtain a smooth pulse wave curve in a given section, corresponding to a change in the intensity of pixels in the video image over time.

5. Определение на кривых пульсовой волны положений локальных максимумов, которые соответствуют пиковым значениям притока крови к областям тела, выделенным для анализа.5. The determination on the pulse wave curves of the positions of local maxima that correspond to the peak values of blood flow to areas of the body allocated for analysis.

6. Определение времени запаздывания распространения пульсовой волны Δt между двумя (или более) выбранными участками.6. Determination of the propagation delay time of the pulse wave Δt between two (or more) selected sections.

7. Расчет скорости распространения пульсовой волны V=L/Δt для всех локальных максимумов пульсовых волн, зарегистрированных в течение интервала времени, на котором велась видеозапись. Расчет среднего значения скорости распространения пульсовой волны на выбранном участке и среднего квадратичного отклонения.7. Calculation of the pulse wave propagation velocity V = L / Δt for all local maximums of pulse waves recorded during the time interval during which the video was recorded. Calculation of the average value of the pulse wave propagation velocity in the selected area and the standard deviation.

8. Отображение результатов8. Display of results

Пример реализации способаAn example implementation of the method

Испытуемый располагался в положении сидя на стуле с оголенной правой рукой от плечевого сустава до кисти, на расстоянии 1 м от него устанавливалась на штатив и направлялась на не закрытую одеждой правую руку камера, регистрирующая изображение в видимом диапазоне длин воли. Схема проведения эксперимента приведена на фиг. 1. Запись видеоизображения камерой велась в течение 10-20 секунд, в течение данного промежутка времени испытуемый не должен был двигаться.The subject was in a sitting position with his bare right hand from the shoulder joint to the hand, at a distance of 1 m from it was mounted on a tripod and aimed at the camera, which was not covered by clothing, recording the image in the visible range of wavelengths. The experimental design is shown in FIG. 1. The video image was recorded by the camera for 10-20 seconds, during this period of time, the test subject was not supposed to move.

На фиг. 3 приведена выделенная при помощи предложенного способа кривая пульсовой волны до фильтрации для участка тела на запястье над лучевой артерией. На фиг. 4 приведена соответствующая ей кривая пульсовой волны после фильтрации. На фиг. 5 приведены пульсовые волны, выделенные при помощи предложенного способа для участков на запястье над лучевой артерией и внутренней стороне локтевого сгиба над локтевой артерией, для выделенных пульсовых волн оценивалось время запаздывания как интервал между ближайшими локальными максимумами для кривых пульсовых волн для выбранных участков (для случая на фиг. 5 Δt=0,04 с). Измеренные расстояния между выбранными участками, для которых регистрировались пульсовые волны, L=0,295 м. Скорость распространения пульсовой волны между выбранными участками составила V=L/Δt=0,295 м/0,04 c=7,2 м/с.In FIG. Figure 3 shows the pulse wave curve extracted using the proposed method before filtering for a portion of the body on the wrist above the radial artery. In FIG. 4 shows the corresponding curve of the pulse wave after filtering. In FIG. Figure 5 shows the pulse waves extracted using the proposed method for the sections on the wrist above the radial artery and the inner side of the elbow bend above the ulnar artery; for the selected pulse waves, the delay time was estimated as the interval between the nearest local maximums for the pulse wave curves for the selected sections (for the case of Fig. 5 Δt = 0.04 s). The measured distances between the selected sections for which pulse waves were recorded, L = 0.295 m. The propagation velocity of the pulse wave between the selected sections was V = L / Δt = 0.295 m / 0.04 s = 7.2 m / s.

Аналогичным образом, регистрируя камерой изображение участков тела над магистральными артериями нижних конечностей или сонной артерией, может быть оценена скорость распространения пульсовой волны по магистральным артериям нижних конечностей и аорте.Similarly, by recording with the camera an image of body sections above the main arteries of the lower extremities or the carotid artery, the propagation velocity of the pulse wave along the main arteries of the lower extremities and the aorta can be estimated.

Анализ, проведенный заявителем по известному ему уровню техники, показал, что предлагаемое изобретение, обладающее новизной и промышленной применимостью, отвечает в отношении совокупности его существенных признаков требованию критерия «изобретательский уровень». Из уровня техники не известен также механизм достижения технического результата, раскрытого в материалах заявки.The analysis carried out by the applicant according to the prior art, showed that the proposed invention, having novelty and industrial applicability, meets the requirements of the criterion of "inventive step" with respect to the totality of its essential features. The prior art also does not know the mechanism for achieving the technical result disclosed in the application materials.

Claims (3)

1. Способ определения скорости распространения пульсовой волны артериального давления крови, включающий регистрацию пульсограмм с двух пульсирующих участков поверхности тела над обследуемыми артериями, определение расстояния L между этими участками, времени пробега пульсовой волны Δt между ними и вычисление скорости V распространения пульсовой волны по формуле V=L/Δt, отличающийся тем, что с двух или более пульсирующих участков поверхности тела над обследуемыми артериями регистрируют одновременно две или более пульсограммы при помощи одной видеокамеры, регистрирующей видеоизображение в видимом или инфракрасном диапазоне длин электромагнитных волн, при этом время пробега пульсовой волны Δt определяют по сдвигу графиков кардиоциклов двух или более пульсограмм.1. A method for determining the propagation velocity of a pulse wave of blood pressure, including recording pulsograms from two pulsating parts of the body surface above the arteries under investigation, determining the distance L between these sections, the travel time of the pulse wave Δt between them and calculating the velocity V of the pulse wave propagation using the formula V = L / Δt, characterized in that from two or more pulsating parts of the body surface above the examined arteries, two or more pulsograms are simultaneously recorded using the bottom of the video camera recording the video image in the visible or infrared range of electromagnetic wavelengths, while the travel time of the pulse wave Δt is determined by the shift of the graphs of cardiocycles of two or more pulsograms. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пульсограммы двух или более участков тела человека формируются путем обработки видеопоследовательности, зарегистрированной при помощи видеокамеры, на которой выделяются фрагменты, соответствующие выбранным участкам поверхности тела человека.2. The method according to p. 1, characterized in that pulsograms of two or more parts of the human body are formed by processing a video sequence recorded using a video camera on which fragments corresponding to selected parts of the surface of the human body are highlighted. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пульсограмма формируется путем обработки видеосигнала при помощи алгоритма Эйлера, который заключается в рассмотрении временных рядов значений цветов в любом пространственном положении и усилении значения цветов пикселей в диапазоне частот, соответствующем частотным параметрам пульсовой волны. 3. The method according to claim 1, characterized in that the pulsogram is generated by processing the video signal using the Euler algorithm, which consists in examining the time series of color values in any spatial position and amplifying the pixel color values in the frequency range corresponding to the frequency parameters of the pulse wave.
RU2014126015/14A 2014-06-27 2014-06-27 Method for computer-aided remote estimation of pulse wave velocity RU2565804C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014126015/14A RU2565804C1 (en) 2014-06-27 2014-06-27 Method for computer-aided remote estimation of pulse wave velocity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014126015/14A RU2565804C1 (en) 2014-06-27 2014-06-27 Method for computer-aided remote estimation of pulse wave velocity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2565804C1 true RU2565804C1 (en) 2015-10-20

Family

ID=54327367

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014126015/14A RU2565804C1 (en) 2014-06-27 2014-06-27 Method for computer-aided remote estimation of pulse wave velocity

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2565804C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2242919C2 (en) * 2002-03-20 2004-12-27 Журавлев Владимир Федорович Method for studying functional state of cardio-vascular system
WO2011096198A1 (en) * 2010-02-08 2011-08-11 Canon Kabushiki Kaisha Photoacoustic imaging apparatus and photoacoustic imaging method
RU2511453C2 (en) * 2012-07-09 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный центр сердца, крови и эндокринологии имени В.А. Алмазова" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации Method for determining pulse wave velocity of arterial blood pressure and device for implementing it

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2242919C2 (en) * 2002-03-20 2004-12-27 Журавлев Владимир Федорович Method for studying functional state of cardio-vascular system
WO2011096198A1 (en) * 2010-02-08 2011-08-11 Canon Kabushiki Kaisha Photoacoustic imaging apparatus and photoacoustic imaging method
RU2511453C2 (en) * 2012-07-09 2014-04-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Федеральный центр сердца, крови и эндокринологии имени В.А. Алмазова" Министерства здравоохранения и социального развития Российской Федерации Method for determining pulse wave velocity of arterial blood pressure and device for implementing it

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АНИЩЕНКО Л.Н. Разработка технологии программно-аппаратного комплекса биорадиолокационного мониторинга двигательной активности и пульса. Автореф. дисс., М., 2009, с. 8-20. АНИЩЕНКО Л.Н. и др. Технология биолокационного мониторинга двигательной активности, дыхания и пульса человека. Технологии живых систем. 2009, 3, с. 50-58. KIM J.Y. et al. Blood characteristics effect on pulse wave velocity. Clin Hemorheol Microcirc. 2013;55(1):193-203 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11771381B2 (en) Device, system and method for measuring and processing physiological signals of a subject
Sugita et al. Techniques for estimating blood pressure variation using video images
EP3102100B1 (en) Apparatuses for determining blood pressure
US10292602B2 (en) Blood flow index calculating method, blood flow index calculating apparatus, and recording medium
EP3073905B1 (en) Device and method for obtaining pulse transit time and/or pulse wave velocity information of a subject
Secerbegovic et al. Blood pressure estimation using video plethysmography
US9351649B2 (en) System and method for determining video-based pulse transit time with time-series signals
Huang et al. Image based contactless blood pressure assessment using Pulse Transit Time
US20170354334A1 (en) Method and apparatus for measuring and displaying a haemodynamic parameter
CN111386071B (en) Biological information measuring device and recording medium
Nabeel et al. Methodological and measurement concerns of local pulse wave velocity assessment
US20170333006A1 (en) A system and a method for measuring arterial parameters
Liu et al. Assessment of stroke volume from brachial blood pressure using arterial characteristics
RU2565804C1 (en) Method for computer-aided remote estimation of pulse wave velocity
Ebrahim et al. Systolic blood pressure estimation using wearable radar and photoplethysmogram signals
CN109475314B (en) High resolution blood perfusion imaging using camera and pulse oximeter
Schuurman et al. Feasibility of laser doppler vibrometry as potential diagnostic tool for patients with abdominal aortic aneurysms
Tchameni et al. Radar Based Heartbeat Estimation in Time Domain
Antolinos et al. Pulse Wave Velocity Monitoring Using A mmWave Radar Network
Buxi et al. Systolic time interval estimation at the sternum using continuous wave radar with body-contact antennas
Dias et al. Exploring the limitations of blood pressure estimation using the photoplethysmography signal
He Signal Enhancement Applied to Pulse Transit Time Measurement
Singh et al. Measurement of Local Pulse Wave Velocity using Fast Ultrasound Imaging
CN117137456A (en) Non-contact blood pressure measurement method based on visible light vision
Veye et al. Possibility of non-invasive blood pressure estimation by measurements of force and arteries diameter

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20170628