[发明专利]一种中心动脉压推算方法及装置

权利要求书

1.一种中心动脉压推算装置，其特征在于，所述中心动脉压推算装置包括：

仿真单元，用于根据预存储的初始敏感参数，并利用预建立的初始人体循环模型进行仿真获得初始模拟血压波形，其中，所述初始人体循环模型包含一维动脉网络模型、心脏模型以及动脉末端模型，所述一维动脉网络模型的入口与所述心脏模型耦合，所述一维动脉网络模型的出口与所述动脉末端模型耦合；

参数调整单元，用于以获取的实测血压波形为基准，利用预设定的修正算法不断调整所述初始敏感参数以获得当前模拟血压波形，直至所述当前模拟血压波形满足预设条件为止；

所述仿真单元还用于利用实际人体循环模型仿真获得模拟中心动脉压，其中，所述实际人体循环模型的实际敏感参数为所述当前模拟血压波形满足所述预设条件时对应的敏感参数；

所述实测血压波形包含N个第一采样点，所述初始模拟血压波形包含N个第二采样点，所述N个第一采样点与所述N个第二采样点一一对应，所述初始敏感参数为M个；

所述参数调整单元用于基于在所述N个第一采样点采集到的实测血压及在所述N个第二采样点采集到的初始模拟血压得到N个血压差；

所述参数调整单元还用于将所述M个初始敏感参数逐一扩大预设倍数，并分别仿真获得对应的M个第一当前模拟血压波形，每个所述第一当前模拟血压波形均包含N个第三采样点，所述N个第三采样点与所述N个第二采样点一一对应；

所述参数调整单元还用于基于在所述M个第一当前模拟血压波形的N个第三采样点采集到的第一当前模拟血压及在所述N个第二采样点采集到的初始模拟血压得到M×N个误差变化率；

所述参数调整单元还用于基于所述N个血压差、所述M×N个误差变化率，并利用Levenberg-Marquardt算法确定M个敏感参数调节量；

所述参数调整单元还用于利用基于所述M个敏感参数调节量调节所述M个初始敏感参数后得到的人体循环模型仿真获得第二当前模拟血压波形；

所述参数调整单元还用于计算所述第二当前模拟血压波形与所述实测血压波形的均方差；

所述参数调整单元还用于若所述均方差小于或等于预设定的第一阈值，则将所述第二当前模拟血压波形确定为所述当前模拟血压波形，否则，重新以所述实测血压波形为基准，利用预设定的修正算法不断调整所述第二当前模拟血压波形对应的敏感参数以获得当前模拟血压波形，直至所述当前模拟血压波形与所述实测血压波形的均方差小于或等于预设定的第一阈值为止。

2.根据权利要求1所述的中心动脉压推算装置，其特征在于，所述一维动脉网络模型是基于流体控制方程及弹性腔方程建立的；

其中，所述流体控制方程为：

所述弹性腔方程为：

其中，A为血管横截面积，U为血液流动速度，P为血液压强，z为沿着血管长轴的方向的位置信息，ρ为血液密度，K_R为粘性系数，P₀为预设定的参考血压，A₀为预设定的参考血压P₀下的血管横截面积，r₀为血管横截面积A₀对应的半径，E为弹性模量，h为血管厚度，σ为泊松比。

3.根据权利要求1所述的中心动脉压推算装置，其特征在于，所述心脏模型的控制方程为：P_LV＝E(t)V_LV，其中，P_LV为左心房压力，E(t)时变弹性，V_LV为左心室容积。

4.根据权利要求1所述的中心动脉压推算装置，其特征在于，所述动脉末端模型的控制方程为：

其中，P为血液压强，Q为血流量，R_p及R_d为预设定的阻抗，C为预设定的容抗。

5.根据权利要求4所述的中心动脉压推算装置，其特征在于，所述基于所述N个血压差、所述M×N个误差变化率，并利用Levenberg-Marquardt算法确定M个敏感参数调节量的步骤包括：

通过算式[J^TJ+λdiag(J^TJ)]δP＝J^TΔy计算M个敏感参数调节量；其中，J为基于N个误差变化率确定的变化量矩阵，J^T为J的转置矩阵，δ为表征M个敏感参数调节量的调节量矩阵，Δy为基于N个血压差确定的矩阵，λ为预设定的衰减系数。