[发明专利]一种基于心冲击信号的连续血压测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种基于心冲击信号的连续血压测量装置，其特征在于，包括心冲击信号采集装置、模数转换模块及PC端；所述心冲击信号采集装置采集心冲击模拟信号，然后传输给模数转换模块将心冲击模拟信号转换为心冲击数字信号，最后PC端通过心冲击数字信号提取心冲击信号的传导时间，并利用传导时间获得血压值；

其中，心冲击信号采集装置包括压电薄膜传感器、电荷放大模块、电压放大模块、低通滤波模块及工频陷波模块；其中，所述压电薄膜传感器将振动信号转化成电荷信号，并且输出电荷与压电薄膜传感器所受的压力成正比；电荷放大模块将压电薄膜传感器中采集到的电荷信号作为输入，转换为电压信号输出；电荷放大器模块输出的电压信号传输到电压放大模块，经电压放大模块放大，然后经过低通滤波模块将高频噪声去除，最后经过工频陷波模块将工频干扰滤除。

2.如权利要求1所述的一种基于心冲击信号的连续血压测量装置，其特征在于，所述的低通滤波模块由两个二阶低通滤波器级联组成，该模块在阻带内以80dB衰减，单个二阶低通滤波器通带增益为2，级联后模块整体增益为4，模块截止频率为15Hz。

3.如权利要求1所述的一种基于心冲击信号的连续血压测量装置，其特征在于，所述的工频陷波模块的中心频率为50Hz。

4.如权利要求1所述的一种基于心冲击信号的连续血压测量装置，其特征在于，所述PC端通过心冲击数字信号提取心冲击信号的传导时间，具体的是提取两路心冲击信号对应的同一周期中信号特征点的时间差，该时间差即为当前心冲击信号的传导时间；其中，所述的特征点为一个周期内的峰值点。

5.如权利要求1所述的一种基于心冲击信号的连续血压测量装置，其特征在于，所述的利用传导时间获得血压值，具体的是以传导时间为自变量，按照下面的幂函数多项式分别计算出血压的收缩压(SBP)与舒张压(DBP)：

SBP＝a_nTⁿ+a_n-1T^n-1+…+a₁T+a₀

DBP＝b_nTⁿ+b_n-1T^n-1+…b₁T+b₀

其中，n为多项式阶数，n值根据实际的测量精度要求而定；a₀-a_n和b₀-b_n分别为两个n阶多项式的系数。

6.如权利要求1所述的一种基于心冲击信号的连续血压测量装置的测量方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)、通过双路心冲击信号采集装置，在人体的不同位置同时获取两路心冲击信号；

(2)、将步骤(1)获得的两路心冲击信号的模拟量通过模数转换模块转化成数字量并保存；

(3)、利用步骤(2)中获得的两路心冲击信号的数字量，提取出两路心冲击信号对应的同一周期中信号特征点的时间差，所述的特征点为一个周期内的峰值点，时间差即为当前心冲击信号的传导时间T；其中，传导时间根据公式T＝采样点差值×1/f计算，f为数模转换电路的采样频率，将选取的连续若干周期的传导时间取平均值，作为当前采样的最终传导时间；

(4)、以步骤(3)得到的最终传导时间为自变量，可按照下面的幂函数多项式分别计算出血压的收缩压(SBP)与舒张压(DBP)：

SBP＝a_nTⁿ+a_n-1T^n-1+…+a₁T+a₀

DBP＝b_nTⁿ+b_n-1T^n-1+…+b₁T+b₀。

7.如权利要求6所述的一种基于心冲击信号的连续血压测量装置的测量方法，其特征在于，所述的系数a₀-a_n和b₀-b_n在测量血压之前根据充足的测量样本数据拟合得到，在后续的连续血压测量中直接利用这两个多项式计算即可获得血压值；

多项式系数a₀-a_n和b₀-b_n的获取过程具体如下：

(1)、通过双路心冲击信号采集装置分别于人体的不同部位，比如背部与臀部，测得双路心冲击信号；

(2)、通过双路心冲击信号计算出心冲击信号的传导时间T；

(3)、在测量心冲击信号传导时间后，使用标准血压计对其进行收缩压(SBP)与舒张压(DBP)测量；

(4)、将同一测试个体的心冲击信号传导时间T，与对应的收缩压(SBP)及舒张压(DBP)看作一条数据记录；多次测量同一个体需要在不同时间的收缩压(SBP)及舒张压(DBP)，以获得多条数据记录。

(5)、选择不同测试个体在不同时间下重复以上四步测量，获得多组对于不同个体的数据记录样本；

(6)、分别将收缩压(SBP)与心冲击信号传导时间T，舒张压(DBP)与心冲击信号传导时间T进行拟合，确定系数a₀-a_n和b₀-b_n。