[发明专利]一种可穿戴设备升压式血压测量计算方法

说明书

本发明公开了一种可穿戴设备升压式血压测量计算方法，包括控制充气阶段和血压计算阶段，其特征在于：所述控制充气阶段包括：快速充气，当压力值低于设置阈值时，通过设定速率阈值对PWM进行开环控制；或者是线性充气，当静压值达到设置阈值时，利用闭环控制调节PWM实现稳定的线性充气过程；本发明提出一种升压式血压测量和计算方法，通过pid控制算法达到稳定的充气过程，充气过程中采集脉搏波信号进行处理，采用幅值系数法初步计算血压值，再通过幅值归一化方法与特征补偿法结合计算血压值，弥补了由于其他因素引起的平均压偏移，避免了降压式血压测量方法带来的不适体验，并提升了测量效率，增加了可穿戴设备血压测量的舒适度和便利性。

技术领域

本发明属于涉及血压检测方法，特别涉及可穿戴设备在升压过程中提取脉搏波信号进行血压检测，同时根据脉搏波计算心率。

背景技术

心血管疾病是世界上十分普遍的疾病之一，并且随着年龄的增加，越来越多的人受到高血压的困扰。血压是反映心血管功能的重要生理参数指标，具有十分重要的临床诊断价值。血压检测方法包括有创血压检测与无创血压检测。有创血压属于直接测量法，尽管现在技术十分成熟，但是会存在一些痛苦，目前应用于危重病人或需要进行手术治疗的病人。因此，无创血压测量方法得到了广泛应用。示波法血压测量具有升压测量和降压测量两种方式。降压测量包含两个阶段，即充气阶段和放气阶段，首先给受测部位进行充气加压至动脉闭合状态，然后在放气阶段采集由动脉脉动产生的压力震荡波信号，对其进行分析完成测量。而升压测量方式则是在加压过程中同时采集震荡波信号并进行实时处理，一旦测试完成立刻快速放气。降压测量方式需要预先设置充气结束的压力值，若预设压力值过高，会增加被测试者的不适感，若预设压力值过低，则测量效率低下。

示波法测量通常是曲线拟合方法配合幅度系数法推算实际血压值，在升压过程中采集脉搏震荡波，然后识别其峰值序列和谷值序列，有的根据峰值序列进行曲线拟合，有的根据幅值序列进行曲线拟合。脉搏波的最大幅值或峰值所对应的压力值则为平均压；然后利用最大幅值与幅值系数推算收缩压幅值与舒张压幅值，再结合拟合曲线找出对应的静压值，即为对应的收缩压与舒张压。如果原始压力值存在偏移，则对于测试结果有一定影响。

发明内容

为了克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种升压式血压测量装置及方法。通过pid控制算法调节气泵PWM达到稳定的充气过程，并在升压过程获取脉搏波信号进行实时分析，利用曲线拟合结合幅值系数法以及补偿方法计算收缩压与舒张压，同时计算心率。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种可穿戴设备升压式血压测量计算方法，包括控制充气阶段和血压计算阶段，其特征在于：所述控制充气阶段包括：

快速充气，当压力值低于设置阈值时，通过设定速率阈值对PWM进行开环控制；

或者是线性充气，当静压值达到设置阈值时，利用闭环控制调节PWM实现稳定的线性充气过程；

所述血压计算阶段包括如下步骤：

S1、获取脉搏震荡波信号，通过巴特沃斯高通滤波与低通滤波相结合，去除基线漂移等噪声，提取出较为纯净的脉搏波信号；同时利用巴特沃斯低通滤波器提取信号中的直流成分作为静压参考值；

S2、峰值/谷值检测，对处理后的脉搏波信号的峰值谷值进行检测，采用逐个查找的方式，对原始脉搏波信号序列进行逐个查找，对序列的上升和下降过程进行判断，若上升过程达到一定长度且幅值达到设定阈值则识别峰值点，开始上升的点为谷值点，二者差值为幅值。峰值点与谷值点、幅值点以及脉搏次数一一对应，同时根据脉搏次数计算心率；

S3、幅值曲线平滑与拟合，利用中值滤波和均值滤波先对幅值曲线进行滤波处理，然后利用线性插值拟合对处理后的幅值曲线进行拟合，得到更加平滑完整的脉搏波幅值曲线；