[发明专利]一种无创精确的动脉功能测量装置

摘要

一种无创精确的动脉功能测量装置，包括心电采集单元、绑缚于被测者四肢的袖带、袖带压力控制模块、协调充气控制模块、踝臂血压比测量单元、脉搏波传播速度测量单元、主控模块和显示单元。利用协调充气控制模块控制双侧上肢和双侧下肢袖带的充气速度和充气终点压力值，并通过脉搏波分离模块分离出下肢袖带所采集脉搏波中分别由下肢胫前动脉和胫后动脉造成的脉搏波信号，实现精确的踝臂血压比测量；利用正常搏动标记模块识别出脉搏波传播速度测量时四肢袖带所采集的脉搏波和心电采集单元同步采集的心电信号中的异常心跳并剔除，实现精确的踝臂脉搏波传播速度测量，从而无创无损且精确的检测出反映人体动脉狭窄和硬化的参数。

主权项

1.一种无创精确的动脉功能测量装置，包括：（1）一个用于采集被测者心电的心电采集单元；（2）一个绑缚于被测者右侧上臂的袖带A，一个绑缚于被测者左侧上臂的袖带B，一个绑缚于被测者右侧下肢踝部的袖带C，一个绑缚于被测者左侧下肢踝部的袖带D；（3）一个与袖带A相连控制袖带A充放气和监测袖带压力值的压力控制模块A，一个与袖带B相连控制袖带B充放气和监测袖带压力值的压力控制模块B，一个与袖带C相连控制袖带C充放气和监测袖带压力值的压力控制模块C，一个与袖带D相连控制袖带D充放气和监测袖带压力值的压力控制模块D；（4）一个协调充气控制模块A：与压力控制模块A、压力控制模块B和踝臂血压比测量单元相连，用于踝臂血压比测量单元测量血压时，对袖带A和袖带B的充气速度和充气终点压力进行协调控制；（5）一个协调充气控制模块B：与压力控制模块C、压力控制模块D和踝臂血压比测量单元相连，用于踝臂血压比测量单元测量血压时，对袖带C和袖带D的充气速度和充气终点压力进行协调控制；（6）一个踝臂血压比测量单元：与协调充气控制模块A、协调充气控制模块B、压力控制模块A、压力控制模块B、压力控制模块C和压力控制模块D相连；（7）一个脉搏波传播速度测量单元；与心电采集单元、压力控制模块A、压力控制模块B、压力控制模块C和压力控制模块D相连；（8）一个主控模块：与踝臂血压比测量单元和脉搏波传播速度测量单元相连；（9）一个显示单元：与主控模块、踝臂血压比测量单元和脉搏波传播速度单元相连；其特征是：所述踝臂血压比测量单元，包括：①一个控制模块A：通过控制协调充气控制模块A和协调充气控制模块B，对袖带A、袖带B、袖带C和袖带D按照以下顺序执行一次：阶段S1：协调充气，阶段S2：慢速放气；②一个同步信号滤波模块：接收阶段S2中压力控制模块A、压力控制模块B、压力控制模块C和压力控制模块D输出的压力信号，将该压力信号经低通和带通滤波，从而获得袖带A、袖带B、袖带C和袖带D的平均压力信号和对应绑缚位置处动脉的脉搏波信号；③一个脉搏波分离模块A：接收同步信号滤波模块输出的所述袖带C绑缚位置处动脉的脉搏波信号，分离出分别由右踝部胫前动脉和右踝部胫后动脉造成的脉搏波；④一个脉搏波分离模块B：接收同步信号滤波模块输出的所述袖带D绑缚位置处动脉的脉搏波信号，分离出分别由左踝部胫前动脉和左踝部胫后动脉造成的脉搏波；⑤一个计算模块A：接收同步信号滤波模块输出的所述袖带A和袖带B的平均压力信号和脉搏波信号以及所述袖带C和袖带D的平均压力信号，以及脉搏波分离模块A和脉搏波分离模块B输出的右踝胫前动脉、右踝胫后动脉和左踝胫前动脉、左踝胫后动脉的脉搏波信号，获得左上肢收缩压、右上肢收缩压、左胫前动脉收缩压、左胫后动脉收缩压、右胫前动脉收缩压和右胫后动脉收缩压，并使用公式和公式分别计算被测者左侧和右侧的踝臂血压比，其中，是一个选择函数，表示选择两者中的较大值、较小值或者两者皆选取；所述脉搏波传播速度测量单元，包括：①一个控制模块B：通过控制所述压力控制模块A、压力控制模块B、压力控制模块C和压力控制模块D，对所述袖带A、袖带B、袖带C和袖带D按照以下顺序执行一次：阶段T1：快速充气至某一固定压力值，阶段T2：保持自适应时间秒，阶段T3：快速放气，并控制所述心电采集单元同步采集心电信号；②一个正常搏动标记模块：接收阶段T2中所述压力控制模块A、压力控制模块B、压力控制模块C和压力控制模块D输出的脉搏波信号，和所述心电采集单元同步输出的心电信号，通过规则：标记脉搏波信号中的正常搏动，其中表示阶段T2的某个心动周期，如果该心动周期的，则该心动周期标记为正常搏动，否则标记为非正常搏动，规则为：，为一个表示相似性的函数，为阶段T2中所述心电采集单元输出的心电信号中的第个心动周期QRS波群，为一正常搏动QRS模板，为一常数，规则为：，为一个表示相似性的函数，分别表示阶段T2由所述压力控制模块A、压力控制模块B、压力控制模块C和压力控制模块D输出的所述袖带A、袖带B、袖带C和袖带D对应绑缚位置处动脉的脉搏波，为阶段T2脉搏波的第个心动周期，为阶段T2脉搏波所有心动周期的平均波形，为一常数，③一个计算模块B：接收阶段T2中所述压力控制模块A、压力控制模块B、压力控制模块C和压力控制模块D输出的脉搏波信号、所述心电采集单元同步输出的心电信号和正常搏动标记模块标记的阶段T2的正常搏动序列，使用公式：、、、、和分别计算左心臂脉搏波传播速度、右心臂脉搏波传播速度、左心踝脉搏波传播速度、右心踝脉搏波传播速度、左臂踝脉搏波传播速度和右臂踝脉搏波传播速度，其中、、、和分别为心脏到左上臂、右上臂、左下踝、右下踝和胸骨角到双踝部的体表距离，可通过实际测量或者根据经验公式计算获得，、、和分别表示阶段T2由所述压力控制模块A、压力控制模块B、压力控制模块C和压力控制模块D输出的所述袖带A、袖带B、袖带C和袖带D对应绑缚位置处动脉的脉搏波第个心动周期的起始点位置，表示阶段T2中由所述心电采集单元输出的心电信号中的第个心动周期R波顶点位置，为一固定常数，表示阶段T2中由正常搏动标记模块所标记出的所有正常搏动的个数，其中：所述阶段T2：保持自适应时间秒，的确定是通过以下规则：当所述正常搏动标记模块标记的正常搏动数达到所述固定常数时，所述阶段T2结束，进入所述阶段T3。