TW201827005A - 計算血壓的方法及其裝置 - Google Patents

Abstract

本發明公開一種計算血壓的方法及其裝置，包括：採集複數不同受測者的心電訊號和光電容積脈博訊號；建立收縮壓公式：ＳＢＰ＝ａ１×ＰＷＶ＋ｂ１×ＢＭＩ＋ｃ１，其中，ＰＷＶ為血液流速，ＰＷＶ＝身高／（２×ＰＴＴ），ＰＴＴ為受測者心電訊號與光電容積脈博訊號相應特徵點的時間間隔；使用一元線性回歸分析法的預測模型求出ａ１、ｂ１和ｃ１；計算出當前使用者的心電訊號與光電容積脈博訊號相應特徵點的時間間隔，將當前使用者的各項數值代入收縮壓公式並可計算出當前使用者的收縮壓數值；使用該收縮壓數值直接計算出當前使用者的舒張壓數值。本發明計算血壓的方法及其裝置無需使用充氣袖帶、能長時間佩帶且能連續無創檢測並記錄受測者的血壓值。

Description

計算血壓的方法及其裝置

本發明涉及一種計算人體生理訊息的方法，尤其涉及一種計算血壓的方法及其裝置。

按，心血管疾病是當前人類面臨的首要健康威脅，血壓能夠反應出人體心臟和血管的功能狀況，是臨床上診斷疾病、觀察治療效果、進行預後判斷的重要依據。人體血壓是指心臟收縮時血液流經血管對血管壁產生的側壓力，是心室射血和外周阻力共同作用的結果。血壓分為動脈壓與靜脈壓，通常說的血壓指的是動脈壓，它和心臟功能及外周血管的狀況有密切聯繫。血壓在每個心動周期都有連續變化，心室收縮，血液從心室流入動脈，血液對動脈的壓力最高，此時的壓力稱為收縮壓；心室舒張，動脈血管彈性回縮，血液仍慢慢繼續向前流動，但血壓下降，此時的壓力稱為舒張壓。

由於血壓參數受身體狀況、環境條件及生理韻律等諸多因素的影響，單次測量或斷續測量的結果存在較大差別。連續測量方法可在每個心動周期測量血壓，在臨床和醫學研究中具有更重要的意義。

習知連續血壓測量方法可以分為有創測量和無創測量兩類。動脈插管法是一種有創的連續血壓測量方法，該方法是血壓測量中的“金標準”，但是該測量方法準備時間長，容易引起併發症，所以除危重患者及大手術前的血壓測量外，一般不採用。無創血壓測量法是臨床應用和基礎醫學中常見的測量方法。無創血壓測量的方法主要有聽診法、示波法、動脈張力法、容積補償法等。其中絕大部分無創血壓測量方法都需要使用充氣袖帶，而使用充氣袖帶產生的不舒適感和充氣時間則會給連續血壓測量帶來困難，袖帶以及充氣壓力給被測者帶來的刺激也會影響測量結果。

目前，各種無創測量方法中使用充氣袖帶的方法較多，無法實現連續血壓測量，袖帶以及充氣壓力給被測者帶來的刺激也會影響測量結果。

因此，有必要提供一種無需使用充氣袖帶、能長時間佩帶且能連續無創檢測並記錄受測者血壓值的計算血壓的方法及其裝置。

本發明的目的是針對習知技術存在的缺陷和不足提供一種無需使用充氣袖帶、能長時間佩帶且能連續無創檢測並記錄受測者血壓值的計算血壓的方法及其裝置。

為實現上述目的，本發明之計算血壓的方法，包括： 　　步驟1、採集複數不同受測者的心電訊號和光電容積脈博訊號並存儲； 　　步驟2、用血壓計量測各受測者的血壓得到複數收縮壓和舒張壓數值； 步驟3、對各受測者的心電訊號和光電容積脈博訊號進行訊號同步，計算出各受測者的心電訊號與光電容積脈博訊號相應特徵點的時間間隔； 步驟4、建立收縮壓數值的計算公式：ＳＢＰ＝ａ１×ＰＷＶ＋ｂ１×ＢＭＩ＋ｃ１其中，ＳＢＰ為受測者收縮壓數值，ＰＷＶ為血液流速，ＰＷＶ＝身高／（２×ＰＴＴ），ＰＴＴ為受測者心電訊號與光電容積脈博訊號相應特徵點的時間間隔，身高為各受測者的身高，ＢＭＩ為各受測者的身體質量指數，ａ１和ｂ１分別為二個不同的系數，ｃ１為常數； 　　步驟5、藉由獲取的大量不同受測者的收縮壓、ＰＴＴ、身高和ＢＭＩ的數值使用一元線性回歸分析法的預測模型求出ａ１、ｂ１和ｃ１； 　　步驟6、建立舒張壓數值的計算公式：ＤＢＰ＝ｄ１×ＳＢＰ＋ｅ１，其中ＤＢＰ為受測者的舒張壓數值，ＳＢＰ為受測者的收縮壓數值，ｄ１和ｅ１分別為二個不同的系數； 　　步驟7、藉由獲取的大量不同受測者的收縮壓和舒張壓數值使用一元線性回歸分析法的預測模型求出ｄ１和ｅ１； 　　步驟8、採集當前使用者的心電訊號和光電容積脈博訊號並存儲，對當前使用者的心電訊號和光電容積脈博訊號進行訊號同步，計算出當前使用者的心電訊號與光電容積脈博訊號相應特徵點的時間間隔，將當前使用者的身高、ＢＭＩ和心電訊號與光電容積脈博訊號相應特徵點的時間間隔代入收縮壓公式中並可計算出當前使用者的收縮壓數值； 　　步驟9、計算出當前使用者的收縮壓數值後，將當前使用者的收縮壓數值代入舒張壓數值的計算公式中直接計算出當前使用者的舒張壓數值。

為實現上述目的，本發明之計算血壓的裝置，包括： 一微處理器； 　　一光體積感測器，受微處理器控制以感測受測者的光電容積脈博訊號； 一心電訊號感測器，受微處理器控制以感測受測者的心電訊號； 一第一模數轉換器，與微處理器和光體積感測器相連接，光體積感測器所感測到受測者的光電容積脈博訊號經第一模數轉換器轉換為數位訊號； 　　一第二模數轉換器，與微處理器及心電訊號感測器相連接，心電訊號感測器所感測到的受測者的心電訊號經第二模數轉換器轉換為數位訊號； 　　一存儲器，與微處理器、第一模數轉換器和第二模數轉換器相連接，經第一模數轉換器轉換後之受測者的光電容積脈博訊號的數位訊號和經第二模數轉換器轉換後之受測者的心電訊號的數位訊號分別傳輸至存儲器存儲。

如上所述，本發明計算血壓的方法及其裝置無需使用充氣袖帶、能長時間佩帶且能連續無創檢測並記錄受測者的血壓值。

為詳細說明本發明之技術內容、構造特徵、所達成的目的及功效，以下茲例舉實施例並配合圖式詳予說明。

請參閱第二圖，一種計算血壓的裝置，包括：一微處理器１０、一光體積感測器２０、一心電訊號感測器３０、一第一模數轉換器４０、一第二模數轉換器５０、一存儲器６０和顯示終端７０等元件。其中，所述光體積感測器２０受微處理器１０控制用以感測受測者的光電容積脈博訊號（ＰＰＧ訊號）。所述第一模數轉換器４０與微處理器１０和光體積感測器２０相連接，光體積感測器２０所感測到的光電容積脈博訊號經第一模數轉換器４０轉換為數位訊號。

請續參閱第二圖，所述心電訊號感測器３０受微處理器１０控制用以感測受測者的心電訊號。所述第二模數轉換器５０與微處理器１０及心電訊號感測器３０相連接，心電訊號感測器３０所感測到的受測者的心電訊號經第二模數轉換器５０轉換為數位訊號。

請續參閱第二圖，所述存儲器６０與微處理器１０、第一模數轉換器４０和第二模數轉換器５０相連接。經第一模數轉換器４０轉換後之受測者的光電容積脈博訊號的數位訊號和經第二模數轉換器５０轉換後之受測者的心電訊號的數位訊號分別傳輸至存儲器６０存儲。

請參閱第一圖至第五圖，本發明計算血壓的方法，其演算步驟如下： 　　步驟１：光體積感測器２０採集複數不同受測者（樣本）的光電容積脈博訊號經第一模數轉換器４０轉換後存儲至存儲器６０內，心電訊號感測器３０採集複數不同受測者的心電訊號經第二模數轉換器５０轉換後存儲至存儲器６０內，在本實施例中，光體積感測器２０採集的位置為受測者的手腕； 　　步驟２：用血壓計量測各受測者的血壓得到複數收縮壓數值和舒張壓數值； 　　步驟３：對各受測者的心電訊號和光電容積脈博訊號進行訊號同步，計算出各受測者的心電訊號與光電容積脈博訊號相應特徵點的時間間隔，本實施例中，心電訊號與光電容積脈博訊號相應特徵點的時間間隔為心電訊號與光電容積脈博訊號同步時量測出的心電訊號中的Ｒ波峰值和光電容積脈博波峰值的時間間隔； 　　步驟４：藉由受測者的收縮壓與血液流速和身體質量指數線性相關，建立收縮壓數值的計算公式：ＳＢＰ＝ａ１×ＰＷＶ＋ｂ１×ＢＭＩ＋ｃ１，其中，ＳＢＰ為受測者收縮壓數值，ＰＷＶ為血液流速，ＰＷＶ＝身高／（２×ＰＴＴ），身高／2為心臟到受測者手腕的距離，ＰＴＴ為受測者心電訊號與光電容積脈博訊號相應特徵點的時間間隔，身高為各受測者的身高，ＢＭＩ為各受測者的身體質量指數，ａ１和ｂ１分別為二個不同的系數，ｃ１為常數； 　　步驟５：藉由獲取的大量不同受測者的收縮壓、ＰＴＴ、身高和ＢＭＩ的數值使用一元線性回歸分析法的預測模型求出ａ１、ｂ１和ｃ１，求出ａ１、ｂ１和ｃ１後將公式ＳＢＰ＝ａ１×ＰＷＶ＋ｂ１×ＢＭＩ＋ｃ１寫入微處理器１０中，其中ＳＢＰ為未知數，ａ１、ｂ１、ｃ１為已知數； 　　步驟6：建立舒張壓數值的計算公式：ＤＢＰ＝ｄ１×ＳＢＰ＋ｅ１，其中ＤＢＰ為受測者的舒張壓數值，ＳＢＰ為受測者的收縮壓數值，ｄ１和ｅ１分別為二個不同的系數； 步驟7、藉由獲取的大量不同受測者的收縮壓和舒張壓數值使用一元線性回歸分析法的預測模型求出ｄ１和ｅ１，求出ｄ１和ｅ１後將公式ＤＢＰ＝ｄ１×ＳＢＰ＋ｅ１寫入微處理器１０中，其中ＳＢＰ和ＤＢＰ為未知數，ｄ１和ｅ１為已知數； 　　步驟8：光體積感測器２０採集當前使用者的光電容積脈博訊號並存儲，心電訊號感測器３０採集當前使用者的心電訊號並存儲，對當前使用者的心電訊號和光電容積脈博訊號進行訊號同步，計算出當前使用者的心電訊號與光電容積脈博訊號相應特徵點的時間間隔，即心電訊號中的Ｒ波峰值和光電容積脈博波峰值的時間間隔，將當前使用者的身高和ＢＭＩ數值輸入至裝置，微處理器１０結合當前使用者心電訊號與光電容積脈博訊號相應特徵點的時間間隔代入收縮壓公式中並可計算出當前使用者的收縮壓數值； 　　步驟9：計算出當前使用者的收縮壓數值後，將當前使用者的收縮壓數值代入舒張壓數值的計算公式中，微處理器１０結合當前使用者的收縮壓數值直接計算出當前使用者的舒張壓數值。

計算出的當前使用者的收縮壓數值和舒張壓數值傳輸至顯示終端７０進行顯示。在本實施例中，該計算血壓的裝置所取得的收縮壓數值和舒張壓數值在顯示終端上進行顯示，顯示終端７０可為自帶顯示器的裝置本身或手機等智能裝置，顯示終端７０不限於視覺顯示裝置，也可以是音頻顯示裝置等。

如上所述，本發明計算血壓的方法及其裝置藉由設置光體積感測器２０和心電訊號感測器３０並建立收縮壓數值的計算公式SBP＝ａ１×ＰＷＶ＋ｂ１×ＢＭＩ＋ｃ１和舒張壓數值的計算公式ＤＢＰ＝ｄ１×ＳＢＰ＋ｅ１，藉由獲取大量不同受測者的收縮壓、舒張壓、ＰＴＴ、身高和ＢＭＩ的數值使用一元線性回歸分析法的預測模型求出ａ１、ｂ１、ｃ１、ｄ１和ｅ１，將公式ＳＢＰ＝ａ１×ＰＷＶ＋ｂ１×ＢＭＩ＋ｃ１和公式ＤＢＰ＝ｄ１×ＳＢＰ＋ｅ１寫入微處理器１０中，採集當前使用者的光電容積脈博訊號及心電訊號，計算出當前使用者的心電訊號與光電容積脈博訊號相應特徵點的時間間隔，將當前使用者的身高和ＢＭＩ數值輸入至裝置，微處理器１０並可計算出當前使用者的收縮壓數值，然後，藉由舒張壓數值的計算公式使用該收縮壓數值直接計算出當前使用者的舒張壓數值。本發明計算血壓的方法及其裝置無需使用充氣袖帶、能長時間佩帶且能連續無創檢測並記錄受測者的血壓值。

１０‧‧‧微處理器
２０‧‧‧光體積感測器
３０‧‧‧心電訊號感測器
４０‧‧‧第一模數轉換器
５０‧‧‧第二模數轉換器
６０‧‧‧存儲器
７０‧‧‧顯示終端

第一圖係本發明計算血壓的方法及其裝置計算血壓數值步驟之流程示意圖。 第二圖係本發明計算血壓的方法及其裝置所採用的裝置之內部構造示意圖。 第三圖係用血壓計量測的複數不同受測者的收縮壓和舒張壓數值的數據表。 第四圖係本發明計算血壓的方法及其裝置之使用一元線性回歸分析法的預測模型計算舒張壓數值公式中的ｄ１和ｅ１數值的示意圖。 第五圖係本發明計算血壓的方法及其裝置之計算ＰＰＴ數值之示意圖。

Claims (4)

1. 一種計算血壓的方法，包括： 　　步驟1、採集複數不同受測者的心電訊號和光電容積脈博訊號並存儲； 　　步驟2、用血壓計量測各受測者的血壓得到複數收縮壓和舒張壓數值； 　　步驟3、對各受測者的心電訊號和光電容積脈博訊號進行訊號同步，計算出各受測者的心電訊號與光電容積脈博訊號相應特徵點的時間間隔； 　　步驟4、建立收縮壓數值的計算公式：ＳＢＰ＝ａ１×ＰＷＶ＋ｂ１×ＢＭＩ＋ｃ１其中，ＳＢＰ為受測者收縮壓數值，ＰＷＶ為血液流速，ＰＷＶ＝身高／（２×ＰＴＴ），ＰＴＴ為受測者心電訊號與光電容積脈博訊號相應特徵點的時間間隔，身高為各受測者的身高，ＢＭＩ為各受測者的身體質量指數，ａ１和ｂ１分別為二個不同的系數，ｃ１為常數； 　　步驟5、藉由獲取的大量不同受測者的收縮壓、ＰＴＴ、身高和ＢＭＩ的數值使用一元線性回歸分析法的預測模型求出ａ１、ｂ１和ｃ１； 　　步驟6、建立舒張壓數值的計算公式：ＤＢＰ＝ｄ１×ＳＢＰ＋ｅ１，其中ＤＢＰ為受測者的舒張壓數值，ＳＢＰ為受測者的收縮壓數值，ｄ１和ｅ１分別為二個不同的系數； 　　步驟7、藉由獲取的大量不同受測者的收縮壓和舒張壓數值使用一元線性回歸分析法的預測模型求出ｄ１和ｅ１； 　　步驟8、採集當前使用者的心電訊號和光電容積脈博訊號並存儲，對當前使用者的心電訊號和光電容積脈博訊號進行訊號同步，計算出當前使用者的心電訊號與光電容積脈博訊號相應特徵點的時間間隔，將當前使用者的身高、ＢＭＩ和心電訊號與光電容積脈博訊號相應特徵點的時間間隔代入收縮壓公式中並可計算出當前使用者的收縮壓數值； 　　步驟9、計算出當前使用者的收縮壓數值後，將當前使用者的收縮壓數值代入舒張壓數值的計算公式中直接計算出當前使用者的舒張壓數值。
2. 如申請專利範圍第1項所述之計算血壓的方法，其中所述心電訊號與光電容積脈博訊號相應特徵點的時間間隔為心電訊號與光電容積脈博訊號同步時量測出的心電訊號中的Ｒ波峰值和光電容積脈博波峰值的時間間隔。
3. 一種計算血壓的裝置，包括： 　　一微處理器； 　　一光體積感測器，受微處理器控制以感測受測者的光電容積脈博訊號； 　　一心電訊號感測器，受微處理器控制以感測受測者的心電訊號； 　　一第一模數轉換器，與微處理器和光體積感測器相連接，光體積感測器所感測到受測者的光電容積脈博訊號經第一模數轉換器轉換為數位訊號； 　　一第二模數轉換器，與微處理器及心電訊號感測器相連接，心電訊號感測器所感測到的受測者的心電訊號經第二模數轉換器轉換為數位訊號； 　　一存儲器，與微處理器、第一模數轉換器和第二模數轉換器相連接，經第一模數轉換器轉換後之受測者的光電容積脈博訊號的數位訊號和經第二模數轉換器轉換後之受測者的心電訊號的數位訊號分別傳輸至存儲器存儲。
4. 如申請專利範圍第3項所述之計算血壓的裝置，其可進一步包括一顯示終端，該微處理器所取得的收縮壓數值和舒張壓數值在顯示終端上進行顯示。