[发明专利]一种基于脉搏解析的动脉弹性功能评估装置

摘要

一种基于脉搏解析的动脉弹性功能评估装置，包括用于采集受试者的双侧肢体脉搏信号并与模拟数字转换模块连接的左右通道脉搏信号检测模块、计算机以及用于存储受试者脉搏信号及生成的动脉弹性功能评估报告的数据存储卡，模拟数字转换模块、数据存储卡和打印机均与计算机连接，计算机用于脉搏信号的实时分析、显示与存储、打印控制，完成脉搏信号质量评估、脉搏信号归一化、脉搏模板生成及模板解析、子波特征参数调整、动脉弹性功能评估和生成评估报告。该装置可实现对受试者左右侧不同采集位置脉搏信号的实时采集与分析处理，准确评估受试者左右侧肢体的动脉弹性功能。

主权项

一种基于脉搏解析的动脉弹性功能评估装置，其特征是，包括以下部分：（1）左通道脉搏信号检测模块：与模拟数字转换模块连接，用于采集受试者的左侧脉搏信号，并完成左侧脉搏信号的滤波、去噪和放大；包括依次连接的左通道脉搏传感器、左通道低通滤波器、左通道高通滤波器和左通道信号放大电路；左通道脉搏传感器置于下列四个位置中的一个：左侧中指、左侧桡动脉、左侧耳垂和左侧大脚拇趾，分别采集左侧中指脉搏信号、左侧桡动脉脉搏信号、左侧耳垂脉搏信号和左侧大脚拇趾脉搏信号；（2）右通道脉搏信号检测模块：与模拟数字转换模块连接，用于采集受试者的右侧脉搏信号，并完成右侧脉搏信号的滤波、去噪和放大；包括依次连接的右通道脉搏传感器、右通道低通滤波器、右通道高通滤波器和右通道信号放大电路；右通道脉搏传感器置于下列四个位置中的一个：右侧中指、右侧桡动脉、右侧耳垂和右侧大脚拇趾，分别采集右侧中指脉搏信号、右侧桡动脉脉搏信号、右侧耳垂脉搏信号和右侧大脚拇趾脉搏信号；（3）模拟数字转换模块：与计算机连接，用于实现模拟信号到数字信号的转换；（4）数据存储卡：与计算机连接，用于存储受试者的脉搏信号和生成的评估报告；（5）计算机：与模拟数字转换模块和数据存储卡连接，用于完成脉搏信号分析和报告存储；上述装置，首先分别利用左通道脉搏信号检测模块和右通道脉搏信号检测模块采集受试者的左侧和右侧脉搏信号，采集时间为T分钟，T≥2，采集到的脉搏信号进入模拟数字转换模块，经模拟数字转换后进入计算机进行脉搏信号分析，信号分析包括脉搏信号质量评估、脉搏信号归一化、脉搏模板生成及模板解析、子波特征参数调整、动脉弹性功能评估和评估报告生成，具体过程如下；①脉搏信号质量评估：对左右通道采集的脉搏信号分别进行质量评估，生成信号质量指数Index，依据信号质量指数Index将每一通道脉搏信号质量分为以下三类中的一类：质量良好、质量一般和质量差；②脉搏信号归一化：对左右通道采集的脉搏信号分别进行模板归一化，首先使用基于抛物线权重的峰值检测法确定脉搏信号上升支峰值点位置；然后以脉搏信号上升支峰值点位置为参考，确定脉搏信号上升支起点位置，上升支起点位置即为一个心动周期脉搏信号的起始时刻；然后依据脉搏信号上升支起点位置将T分钟脉搏信号分割为若干个单一心动周期内的脉搏波形，对每个心动周期脉搏波形进行时间和幅度归一化处理；③脉搏模板生成及模块解析：使用相干平均法对步骤②获得的经过时间和幅度归一化的所有单一心动周期内脉搏信号进行相干平均，得到脉搏模板；然后定义M个高斯函数代表有明确生理意义的脉搏子波，3≤M≤5，使用M个高斯函数的叠加之和拟合脉搏模板，并用平均绝对值误差MAE衡量拟合精度，使用粒子群算法对高斯函数的特征参数向量进行寻优，确定各子波的特征参数值；④子波特征参数调整：动脉弹性功能评估需要使用第1个高斯函数和第2个高斯函数的特征参数，第1个高斯函数代表前向波，第2个高斯函数代表主反射波，所以根据受试者的年龄和血压值对步骤③获得的前向波和主反射波的特征参数进行调整，降低不同年龄、血压 因素对动脉弹性功能评估准确性的影响；⑤动脉弹性功能评估：利用步骤④获得的前向波和主反射波的特征参数对动脉弹性功能进行评估，根据采集的信号是左右侧中指脉搏信号、左右侧桡动脉脉搏信号、左右侧耳垂脉搏信号还是左右侧大脚拇趾脉搏信号，选取评估准则；⑥评估报告生成：生成受试者左右侧肢体动脉弹性功能无创评估报告。