血压校准方法、装置、血压测量系统和电子设备

文档序号:1927669 发布日期:2021-12-07 浏览:16次 >En<

阅读说明:本技术 血压校准方法、装置、血压测量系统和电子设备 (Blood pressure calibration method and device, blood pressure measurement system and electronic equipment ) 是由 不公告发明人 于 2021-08-18 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种血压校准方法、装置、血压测量系统和电子设备。其中该方法应用于血压测量系统,该方法包括:通过第一采集子模块向用户的第一部位施压;获取用户的第一部位产生的第一校准信号和用户的第二部位产生的第二校准信号;其中,校准信号为施压过程中,用户产生的脉搏波序列;基于第一校准信号和第二校准信号,融合计算用户的血压校准值。该方式中采用第一校准信号和第一校准信号等多种信号源进行校准,可以提高血压校准的可靠性和精度。(The invention provides a blood pressure calibration method, a blood pressure calibration device, a blood pressure measurement system and electronic equipment. Wherein the method is applied to a blood pressure measuring system, and comprises the following steps: applying pressure to a first part of a user through a first acquisition submodule; acquiring a first calibration signal generated by a first part of a user and a second calibration signal generated by a second part of the user; wherein, the calibration signal is a pulse wave sequence generated by a user in the process of applying pressure; and fusion-calculating the blood pressure calibration value of the user based on the first calibration signal and the second calibration signal. In the method, the calibration is carried out by adopting a plurality of signal sources such as the first calibration signal and the first calibration signal, so that the reliability and the precision of the blood pressure calibration can be improved.)

血压校准方法、装置、血压测量系统和电子设备

技术领域

本发明涉及医疗技术领域,尤其是涉及一种血压校准方法、装置、血压测量系统和电子设备。

背景技术

高血压是最常见的一种心血管疾病,这种疾病越来越受到人们的重视和关注,连续血压测量也成为对高血压病情进行有效监控必不可少的手段。但一般的连续血压测量设备,通常都需要对每个用户在不同时间进行校准,建立测量信号与用户之间的关系。

广泛使用的血压校准方法之一为电子血压计所使用的示波法,通过袖带阻断动脉血流,在充放气过程中,检测源于血管壁的搏动振荡波包迹,并找出包迹与动脉血压之间的固有关系,进而得到校准血压数据。

然而使用单一的信号源进行校准,受到该信号源质量的影响,同时也受到基于该信号源所建立的血压计算方法的精度的影响,导致可靠性不高。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种血压校准方法、装置、血压测量系统和电子设备,以提高血压校准的可靠性和精度。

第一方面,本发明实施例提供了一种血压校准方法,应用于血压测量系统,方法包括:通过第一采集子模块向用户的第一部位施压;获取用户的第一部位产生的第一校准信号和用户的第二部位产生的第二校准信号;其中,校准信号为施压过程中,用户产生的脉搏波序列;基于第一校准信号和第二校准信号,融合计算用户的血压校准值。

在本申请较佳的实施例中,第一部位和第二部位处于同侧手臂或异侧手臂;如果第一部位和第二部位处于同侧手臂,第一部位设置于同侧手臂的近心端动脉血管处,第二部位设置于同侧手臂的远心端动脉血管处;如果第一部位和第二部位处于异侧手臂,第一部位和第二部位分别设置于异侧手臂的动脉血管处。

在本申请较佳的实施例中,基于第一校准信号和第二校准信号,融合计算用户的血压校准值的步骤,包括:如果第一部位和第二部位处于同侧手臂,对第一校准信号和第二校准信号进行双向融合计算,确定用户的血压校准值;如果第一部位和第二部位处于异侧手臂,对第一校准信号和第二校准信号进行单向融合计算,确定用户的血压校准值。

在本申请较佳的实施例中,对第一校准信号和第二校准信号进行单向融合计算的步骤,包括:确定第一校准信号的特征和第二校准信号的特征;其中,特征至少包括:校准信号中每一个脉搏波的主波波峰时刻;基于第一校准信号的特征,删除第一校准信号中的无效脉搏波;基于第二校准信号的特征,删除第二校准信号中的无效脉搏波;如果第一校准信号的第一主波波峰时刻缺失第二主波波峰时刻,基于第一主波波峰时刻前后的多个第二校准信号的特征重构第二主波波峰时刻所对应的缺失特征。

在本申请较佳的实施例中,对第一校准信号和第二校准信号进行双向融合计算的步骤,包括:确定第一校准信号的特征和第二校准信号的特征;特征包括:校准信号中每一个脉搏波的主波波峰时刻、主波振幅、主波起始时刻和主波结束时刻;基于第二校准信号的特征补偿第一校准信号;基于第一校准信号的特征补偿第二校准信号;基于补偿后的第一校准信号的特征和补偿后的第二校准信号的特征计算第一校准信号的第一信号质量和第二校准信号的第二信号质量。

在本申请较佳的实施例中,基于第一校准信号的特征补偿第二校准信号的步骤,包括:如果第一校准信号的第一主波波峰时刻缺失第二主波波峰时刻,基于第一主波波峰时刻前后的多个第二校准信号的特征重构第二主波波波峰时刻所对应的缺失特征;基于第二校准信号的特征补偿第一校准信号的步骤,包括:如果第二校准信号的第二主波波峰时刻缺失第一主波波峰时刻,基于第二主波波峰时刻前后的多个第一校准信号的特征重构第一主波波波峰时刻所对应的缺失特征。

在本申请较佳的实施例中,方法还包括:基于第一校准信号的特征,采用变幅度系数法确定用户的平均压测量值MAP、第一收缩压测量值SBP1和第一舒张压测量值DBP1;如果为双向融合计算,基于第二校准信号的特征计算第二收缩压测量值SBP2;将第二校准信号的特征和平均压测量值MAP输入预设的第二舒张压模型,获得第二舒张压测量值DBP2

在本申请较佳的实施例中,基于第二校准信号的特征计算第二收缩压测量值SBP2的步骤,包括:将充气式测量时的动脉血管阻塞时刻或者放气式测量时的动脉血管打开时刻对应的压力作为第二收缩压测量值SBP2;其中,动脉血管阻塞时刻为第二校准信号的主波振幅随时间从大变小并演变为稳定的稳定起始时刻;动脉血管打开时刻为第二校准信号的主波振幅随时间由稳定演变为从小到大的稳定结束时刻。

在本申请较佳的实施例中,血压校准值包括校准收缩压和校准舒张压;确定用户的血压校准值的步骤,还包括:如果为单向融合计算,将第一收缩压测量值SBP1作为校准收缩压,将第一舒张压测量值DBP1作为校准舒张压;如果为双向融合计算,将第一信号质量和第二信号质量作为权重,将第一收缩压测量值SBP1和第二收缩压测量值SBP2的加权平均值作为校准收缩压,将第一舒张压测量值DBP1和第二舒张压测量值DBP2的加权平均值作为校准舒张压。

在本申请较佳的实施例中,血压校准值包括校准舒张压和校准收缩压,基于第一校准信号和第二校准信号,融合计算用户的血压校准值的步骤之后,方法还包括:获取用户的被校信号;被校信号为用户产生的脉搏波序列;基于被校信号获取用户的生理参数,基于校准舒张压、校准收缩压和生理参数更新用户的生理参数血压模型,生理参数血压模型用于根据生理参数计算用户的当前血压值;生理参数至少包括以下之一:用户的身高、年龄、性别、身体质量指数BMI、臂围、腕围信息,被校信号至少包括以下之一:脉搏波传导速度信息、搏动血容积变化信息或心率信息。

在本申请较佳的实施例中,基于血压校准值和生理参数更新用户的生理参数血压模型的步骤,包括:如果佩戴检测条件和有效校准时间窗口条件均满足,基于血压校准值和生理参数更新用户的生理参数血压模型;其中,佩戴检测条件表征被校信号的直流分量达到预设幅值,并且交流分量的频谱分布匹配预设分布;有效校准时间窗口条件表征被校信号的采集时间与血压校准值的发生时间符合预设的时长关系。

在本申请较佳的实施例中,基于校准舒张压、校准收缩压和生理参数更新用户的生理参数血压模型的步骤,还包括:将脉搏波传导速度信息、搏动血容积变化信息或心率信息中的至少一项参数与用户的生理参数血压模型的同类型参数相比较,得到比较结果;如果比较结果超过预设的参考比例,更新用户的生理参数血压模型。

第二方面,本发明实施例还提供一种血压校准装置,应用于血压测量系统,装置包括:第一部位施压模块,用于通过第一采集子模块向用户的第一部位施压;校准信号获取模块,用于获取用户的第一部位产生的第一校准信号和用户的第二部位产生的第二校准信号;其中,校准信号为施压过程中,用户产生的脉搏波序列;血压校准值计算模块,用于基于第一校准信号和第二校准信号,融合计算用户的血压校准值。

第三方面,本发明实施例还提供一种血压测量系统,包括:校准单元和测量主体;校准单元用于基于多通道脉搏波信号融合计算血压校准值,将血压校准值发送至测量主体;测量主体用于根据血压校准值更新用户的生理参数血压模型,根据更新后的生理参数血压模型和用户的当前生理参数计算用户的当前血压值。

在本申请较佳的实施例中,校准单元包括:校准脉搏波采集模块、校准处理器、校准通信模块和校准存储模块;校准脉搏波采集模块,包括第一采集子模块和第二采集子模块;其中,第一采集子模块包括基于充气式测量或放气式测量的电子血压计,第一采集子模块用于采集第一校准信号;第二采集子模块至少包括以下之一:光电容积描计、激光雷达、光学成像、压电电容感应器,第二采集子模块用于采集第二校准信号;第二采集子模块以无线或有线方式分立于校准单元,并至少包含加速度计或陀螺仪,第二采集子模块还用于判定采集第一校准信号和第二校准信号时用户是否处于平稳状态;校准处理器用于对第一校准信号和第二校准信号进行融合并计算血压校准值;校准通信模块与校准处理器连接,校准通信模块用于向测量主体发送血压校准值、血压校准值的发生时间以及校准指令;校准存储模块与校准处理器连接,校准存储模块用于存储血压校准值和血压校准值的发生时间。

在本申请较佳的实施例中,测量主体,包括:主体脉搏波采集模块、主体处理器、主体存储模块和主体通信模块;

主体脉搏波采集模块至少包括以下之一:光电容积描计、激光雷达、光学成像、压电电容、心电感应器,主体脉搏波采集模块用于获取被校信号;主体脉搏波采集模块至少包含加速度计或陀螺仪,主体脉搏波采集模块用于判定采集被校信号时用户是否处于平稳状态;主体通信模块用于接收血压校准值,向校准单元发送校准指令;主体存储模块用于存储生理参数血压模型,并存储血压校准值,血压校准值的发生时间以及生理参数;主体处理器用于根据血压校准值更新生理参数血压模型;根据更新后的生理参数血压模型和用户的当前生理参数计算用户的当前血压值。

在本申请较佳的实施例中,如果第二采集子模块分立于校准单元,测量主体包括第二采集子模块,用于提供第二校准信号。

本发明实施例带来了以下有益效果:

本发明实施例提供的一种血压校准方法、装置、血压测量系统和电子设备,基于第一部位产生的第一校准信号和第二部位产生的第二校准信号,融合计算用户的血压校准值;基于血压校准值和用户的生理参数更新用户的生理参数血压模型。该方式中采用第一校准信号和第一校准信号等多种信号源进行校准,可以提高血压校准的可靠性和精度。

本公开的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,或者,部分特征和优点可以从说明书推知或毫无疑义地确定,或者通过实施本公开的上述技术即可得知。

为使本公开的上述目的、特征和优点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附附图,作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种血压测量系统的结构示意图;

图2为本发明实施例提供的一种血压测量系统的详细结构示意图;

图3为本发明实施例提供的一种血压校准方法的流程图;

图4为本发明实施例提供的另一种血压校准方法的流程图;

图5为本发明实施例提供的一种血压测量系统的示意图;

图6为本发明实施例提供的另一种血压测量系统的示意图;

图7为本发明实施例提供的另一种血压测量系统的示意图;

图8为本发明实施例提供的一种脉搏波波形示意图;

图9为本发明实施例提供的一种血压校准方法的整体流程示意图;

图10为本发明实施例提供的一种血压校准装置的结构示意图;

图11为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

图标:

301-校正单元;302-第一采集子模块;303-袖带;304-功能按键;305-显示屏;306-微型激光源;307-光电二极管;308-第二采集子模块;309-测量主体;310-微型激光源;311-光电二极管;312-第一电极;313-第二电极;314-第三电极;315-校正单元;316-第一采集子模块;317-袖带;318-气路;319-功能按键;320-显示屏;321-第二采集子模块;323-微型激光源;324-光电二极管;325-心电信号;326-测量主体;327-微型激光源;328-光电二极管;329-第一电极;330-第二电极;331-第三电极;332-校正单元。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

目前血压测量中一般使用单一的信号源进行血压校准,受到该信号源质量的影响,同时也受到基于该信号源所建立的血压计算方法的精度的影响,导致可靠性不高。基于此,本发明实施例提供的一种血压校准方法、装置、血压测量系统和电子设备,具体涉及一种融合多种校准信号的血压校准装置和方法,从而提高血压测量的可靠性,进一步提升血压测量的精度。

为便于对本实施例进行理解,首先对本发明实施例所公开的一种血压校准方进行详细介绍。

实施例一:

本发明实施例提供一种血压测量系统,参见图1所示的一种血压测量系统的结构示意图,该血压测量系统包括:校准单元和测量主体;校准单元用于基于多通道脉搏波信号融合计算血压校准值,将血压校准值发送至测量主体;测量主体用于根据血压校准值更新用户的生理参数血压模型,根据更新后的生理参数血压模型和用户的当前生理参数计算用户的当前血压值。

其中,本实施例的血压测量系统基于个体血压校准以实施血压测量,包括校准单元和测量主体。参见图2所示的一种血压测量系统的详细结构示意图;校准单元包括校准脉搏波采集模块、校准处理器和校准通信模块;其中,校准脉搏波采集模块包括第一采集模块和第二采集模块。

第一采集子模块用于采集第一校准信号。举例来说,第一采集子模块是指充气式或放气式测量的电子血压计。因此第一校准信号是电子血压计的袖带或腕带对用户手臂桡动脉或手腕肱动脉施加压力时,所得到的压力脉搏波信号。

第二采集子模块至少包括以下之一:光电容积描计、激光雷达、光学成像、压电/电容感应器,用于采集第二校准信号;一般情况下,第二采集自模块优选为光电容积描计感应器;因此第二校准信号是光电容积脉搏波描计信号。

第二采集子模块可以无线或有线方式分立于校准单元,并至少包含以下运动感应器之一:加速度计和陀螺仪,用于判定采集第一校准信号和第二校准信号时,用户是否处于平稳状态;一般来说,运动感应器优选为加速度计,基于在采集过程中加速度计所提供的三轴信号中,任意一轴信号每秒的标准差是否超过预先设定的运动量阈值,且超过预先设定的运动量阈值的时长累计至预先设定的不稳定时长,可以停止采集过程;

校准处理器,用于对第一校准信号和第二校准信号进行融合并计算血压校准值;校准通信模块与校准处理器连接,用于向测量主体发送血压校准值。

如图2所示,测量主体包括主体脉搏波采集模块、主体处理器、主体存储模块和主体通信模块;主体脉搏波采集模块至少包括以下之一:光电容积描计、激光雷达、光学成像、压电/电容、心电感应器,用于获取测量被校信号;一般来说,主体脉搏波采集模块包含两种以上传感器。例如,同时包含光电容积描计和心电感应器,同时包含光电容积描计和激光雷达传感器,或者同时两个光电容积描计感器;相应地,被校信号也包含同时测得的两路信号。

主体脉搏波采集模块,至少还包含加速度计和陀螺仪,用于判定采集测量脉搏波信号时,用户处于平稳状态;例如,当用户处于非平稳状态时,提示用户保持正确的测量姿势或终止测量;

主体通信模块用于接收血压校准值;同时,主体通信模块和校准通信模块进行信息交互,由主体通信模块向校准通信模块发送校准指令,或者由校准通信模块向主体通信模块发送校准指令,启动校准过程;

主体存储模块,用于存储生理参数血压模型。作为优选,可以存储最近一次接收的血压校准值,以及该血压校准值的发生时间。主体处理器用于处理被校信号并提取生理参数,根据血压校准值校准生理参数血压模型;根据生理参数血压模型计算血压值。

此外,如果第二采集子模块分立于校准单元,测量主体等效于第二采集子模块,用于提供第二校准信号。

综上,本发明实施例提供的一种血压测量系统,该血压测量系统包括校准单元和测量主体,其中:校准单元基于多通道脉搏波信号融合计算血压校准值,提供于测量主体完成用户血压校准和血压测量;测量主体基于被校信号进行血压测量,根据校准单元提供的血压校准值校准生理参数血压模型,根据生理参数血压模型计算用户血压值。其中,生理参数血压模型校准过程由血压测量系统自动完成,校准后测量主体测量用户的生理参数并根据校正模型计算出血压值,从而实现血压的准确测量,可以提升血压测量的准确率。

实施例二:

本发明实施例提供一种血压校准方法,应用于血压测量系统,参见图3所示的一种血压校准方法的流程图,该血压校准方法包括如下步骤:

步骤S302,通过第一采集子模块向用户的第一部位施压。

本实施例中的血压校准方法可以应用于上述实施例提供的血压校准系统,用于更新血压校准系统的生理参数血压模型。可以将用户的当前生理参数输入更新后的生理参数血压模型,输出用户的当前血压值。

其中,第一采集子模块可以是电子血压计,第一部位可以是用户的近心端动脉血管处,可以使用电子血压计向用户的近心端动脉血管处施加压力。

步骤S304,获取用户的第一部位产生的第一校准信号和用户的第二部位产生的第二校准信号。

本实施例中的校准信号可以为施压过程中,用户产生的脉搏波序列;当第一采集子模块获取施压时,可以采集用户的第一部位产生的第一校准信号;当第二采集子模块获取施压时,可以采集用户的第二部位产生的第二校准信号。

第一部位和第二部位有两种设置方式,分别是同侧手臂设置和异侧手臂设置。不同的设置方式,第一部位和第二部位的设置位置可以不同。

步骤S306,基于第一校准信号和第二校准信号,融合计算用户的血压校准值。

具体地,不同的设置方式,第一校准信号和第二校准信号进行融合计算的方式可以不同,例如:上述融合计算包括单向融合与双向融合;其中,单向融合基于上述异侧手臂设置,双向融合基于上述同侧手臂设置。此外,血压校准可以包括校准收缩压和校准舒张压。

在获取血压校准值之后,可以利用获取的血压校准值更新用户的生理参数血压模型,例如:获取用户的生理参数,基于的血压校准值和生理参数更新用户的生理参数血压模型。

生理参数可以至少包括用户的身高、年龄、性别、身体质量指数BMI、臂围、腕围信息,以及从被校信号中获取的脉搏波传导速度信息、搏动血容积变化信息或心率信息。获取生理参数后,可以根据血压校准值和生理参数更新用户的生理参数血压模型,以使更新后的生理参数血压模型具有更高的血压监测准确率。

本发明实施例提供的一种血压校准方法,基于第一部位产生的第一校准信号和第二部位产生的第二校准信号,融合计算用户的血压校准值;基于血压校准值和用户的生理参数更新用户的生理参数血压模型。该方式中采用第一校准信号和第二校准信号等多种信号源进行校准,可以提高血压校准的可靠性和精度。

实施例三:

本实施例提供了另一种血压校准方法,该方法在上述实施例的基础上实现,如图4所示的另一种血压校准方法的流程图,本实施例中的血压校准方法包括如下步骤:

步骤S402,通过第一采集子模块向用户的第一部位施压。

步骤S404,获取用户的第一部位产生的第一校准信号和用户的第二部位产生的第二校准信号。

具体地,第一部位和第二部位处于同侧手臂或异侧手臂;如果第一部位和第二部位处于同侧手臂,第一部位设置于同侧手臂的近心端动脉血管处,第二部位设置于同侧手臂的远心端动脉血管处;如果第一部位和第二部位处于异侧手臂,第一部位和第二部位分别设置于异侧手臂的动脉血管处。

参见图5所示的一种血压测量系统的示意图,本实施例中的校正单元301中,第一采集子模块302是袖带和主机一体式的臂式电子血压计,可以采用充气式也可以采用放气式测量方式来获取第一校准信号,包含了袖带303、显示屏305和功能按键304。因此,第一校准信号为压力脉搏波信号。第二采集子模块308是光电容积描计感应器,包含了微型激光源306和光电二极管307。这里的第二采集子模块308采用和校正单元一体式的设计,搭载于袖带303的远心端处。因此,第二校准信号为光电容积描计脉搏波信号。

如图5所示,本实施例中的测量主体309是一个腕式设备,内置了光电容积描计感应器和心电感应器。其中,光电容积感应器用于获取光电容积描计脉搏波信号,包含了微型激光源310和光电二极管311。心电感应器在测量主体的机身表面布设了三个电极,分别是第一电极312、第二电极313和第三电极314。其中第一电极312作为驱动电极即RLD电极,第二电极313和第三电极314作为检测电极,分别为LA电极和RA电极。在采集测量脉搏波信号时,用户需要将左手之间按压于RA电极。LA电极、检测电极和光电容积描计感应器会紧贴皮肤。测量主体中的心电信号和光电容积描计脉搏波信号为同步采集,构成被校信号。

用户在测量时,可以由测量主体309发出校准指令,在校正单元301(也可以称为校准单元)获取到血压校准值之后,由校准单元返回到测量主体309。测量主体309根据血压校准值来更新生理参数血压模型。

参见图6所示的另一种血压测量系统的示意图,本实施例中的校正单元315中,第一采集子模块316是袖带和主机分立的电子血压计,可以采用充气式也可以采用放气式测量方式来获取第一校准信号,包含了袖带317、气路318、显示屏320、功能按键319。第二采集子模块321是光电容积描计感应器,包含了微型激光源323和光电二极管324。

在一些情况下,图6所示的方法,可能会因为第一校准信号和第二校准信号同时出现无效脉搏波或无效脉搏波而无法进行互补偿。例如用户测量时的轻微抖动,弱灌注伴随袖带压力加压不足等现象。进一步地,可以加入同步采集到的其它生理信号。例如,心电信号325,不仅可以用于进一步对无效脉搏波或无效脉搏波进行判断,同时也可以配合已有的第二脉搏波信号计算脉搏波传导时间(PWTT)等参数。新增加的参数可以进一步纳入舒张压(DBP)和收缩压(SBP)的计算。

图6所示的测量主体326和图5相同,包括了微型激光源327、光电二极管328、第一电极329、第二电极330和第三电极331。

参考图7所示的另一种血压测量系统的示意图,本实施例中的校正单元332在一些可能的方式中,本实例中的光电容积描计脉搏波信号可以等效为第二校准信号。

步骤S406,基于第一校准信号和第二校准信号,融合计算用户的血压校准值。

具体地,融合计算的方式包含单向融合计算和双向融合计算,融合计算的方式与第一部位和第二部位的位置关系对应。例如:单向融合基于上述异侧手臂设置,双向融合基于上述同侧手臂设置;可以通过下述步骤进行融合计算:

如果第一部位和第二部位处于同侧手臂,对第一校准信号和第二校准信号进行双向融合计算,确定用户的血压校准值;如果第一部位和第二部位处于异侧手臂,对第一校准信号和第二校准信号进行单向融合计算,确定用户的血压校准值。

具体来说,可以通过下述步骤进行单向融合计算:确定第一校准信号的特征和第二校准信号的特征。其中,特征至少包括:校准信号中每一个脉搏波的主波波峰时刻;基于第二校准信号的特征补偿第一校准信号。

这里需要说明的是,校准信号的特征可以包括:校准信号中每一个脉搏波的主波起始时刻、主波波峰时刻、主波振幅、降中峡时刻、重搏波波峰时刻、重搏波振幅、重搏波结束时刻等。

这里的补偿可以理解为删除校准信号中的无效脉搏波,之后使用有效脉搏波重构缺失脉搏波部分的特征。例如:基于第二校准信号的特征补偿第一校准信号的步骤,包括:基于第一校准信号的特征,删除第一校准信号中的无效脉搏波;基于第二校准信号的特征,删除第二校准信号中的无效脉搏波;如果第一校准信号的第一主波波峰时刻缺失第二主波波峰时刻,基于第一主波波峰时刻前后的多个第二校准信号的特征重构第二主波波峰时刻所对应的缺失特征。

判定任意一个脉搏波有效的方法,可以参照但不限于如下公式:

QL-1.5×IQR≤F≤QU+1.5×IQR;

其中,F为该脉搏波的选定特征如主波波峰振幅,QL和QU为所有脉搏波的同类型特征所构成分布的下四分位和上四分位,IQR为四分位距。进一步,可以参考多个特征是否同时满足上述公式。

缺失所参考的依据可以是非无效脉搏波所对应的时刻是否缺少脉搏波。若确定缺失,可以参照但不限于如下公式重构对应脉搏波的特征,以重构t时刻主波振幅A(t)为例:

Δi=A(i)-A(i-1);

双向融合的步骤包含单向融合,并进一步包括基于第一校准信号的特征,补偿第二校准信号。因此,对第一校准信号和第二校准信号进行双向融合计算的步骤,包括:确定第一校准信号的特征和第二校准信号的特征;特征包括:校准信号中每一个脉搏波的主波波峰时刻、主波振幅、主波起始时刻和主波结束时刻;基于第二校准信号的特征补偿第一校准信号;基于第一校准信号的特征补偿第二校准信号;基于补偿后的第一校准信号的特征和补偿后的第二校准信号的特征计算第一校准信号的第一信号质量和第二校准信号的第二信号质量。

具体的,第一校准信号和第二校准信号的信号质量可以根据校准信号的特征和无效占比进行计算,可以参照但不限于如下公式:

ω=Q×CVF

其中,Q为第一校准信号和第二校准信号的无效占比,CVF为选定特征如主波波峰时刻的变异系数,(Fi+1-Fi)为相邻主波波峰时刻的间隔时长,ω代表以相邻主波波峰时刻的间隔时长作为参考的信号质量。

具体地,基于第一校准信号的特征补偿第二校准信号的步骤,包括:如果第一校准信号的第一主波波峰时刻缺失第二主波波峰时刻,基于第一主波波峰时刻前后的多个第二校准信号的特征重构第二主波波波峰时刻所对应的缺失特征;

基于第二校准信号的特征补偿第一校准信号的步骤,包括:如果第二校准信号的第二主波波峰时刻缺失第一主波波峰时刻,基于第二主波波峰时刻前后的多个第一校准信号的特征重构第一主波波波峰时刻所对应的缺失特征。

优选地,可以采用变幅度系数法确定用户的平均压测量值MAP、第一收缩压测量值SBP1和第一舒张压测量值DBP1。不同的融合计算方法时,计算用户的血压校准值的方式也并不相同。例如:如果为双向融合计算,基于第二校准信号的特征计算第二收缩压测量值SBP2;将第二校准信号的特征和平均压测量值MAP输入预设的第二舒张压模型,获得第二舒张压测量值DBP2

其中,可以将充气式测量时的动脉血管阻塞时刻或者放气式测量时的动脉血管打开时刻对应的压力作为第二收缩压测量值SBP2;其中,动脉血管阻塞时刻为第二校准信号的主波振幅随时间从大变小并演变为稳定的稳定起始时刻;动脉血管打开时刻为第二校准信号的主波振幅随时间由稳定演变为从小到大的稳定结束时刻。

例如,在本实例中可以选择第二校准信号的脉搏波的主波振幅趋于稳定后的起始时刻。在该点之后,主波振幅不再出现变化。对于主波振幅不再变化的判定,可以参考但不限于相邻4个主波振幅均满足小于等于过去所有主波振幅的0.1倍;

在本申请较佳的实例中,将第二校准波信号的特征和上述平均压测量MAP,输入预设的第二舒张压模型,获得第二舒张压测量值DBP2;第二舒张压DBP2的计算,可以采用但不限于如下公式:

DBP2=(MAP-a×SBP2)/b;

其中,ts(i)为第i个脉搏波的主波起始时刻至降中峡时刻的时长,一般表示收缩期持续时长,参见图8所示的一种脉搏波波形示意图,即图8中A点(主波起始时刻)至C点(降中峡时刻)的时长。td(i)为第i个脉搏波的降中峡时刻至重搏波结束时刻的时长,一般表示舒张期时长,即图8中C点(降中峡时刻)至E点(重搏波结束时刻)的时长。N为第二脉搏波信号中的脉搏波数量。

此外,血压校准值包含校准收缩压和校准舒张压,如果为单向融合计算,将第一收缩压测量值SBP1作为校准收缩压,将第一舒张压测量值DBP1作为校准舒张压;如果为双向融合计算,将第一信号质量和第二信号质量作为权重,将第一收缩压测量值SBP1和第二收缩压测量值SBP2的加权平均值作为校准收缩压,将第一舒张压测量值DBP1和第二舒张压测量值DBP2的加权平均值作为校准舒张压。

在获取用户的血压校准值之后,可以通过下述步骤更新用户的生理参数血压模型:获取用户的被校信号;被校信号为用户产生的脉搏波序列;基于被校信号获取用户的生理参数,基于血压校准值和生理参数更新用户的生理参数血压模型。

其中,生理参数至少包括以下之一:用户的身高、年龄、性别、身体质量指数BMI、臂围、腕围信息,被校信号至少包括以下之一:脉搏波传导速度信息、搏动血容积变化信息或心率信息。

需要确认佩戴检测条件和有效校准时间窗口条件均满足,才可以更新用户的生理参数血压模型。其中,佩戴检测条件表征被校信号中的直流分量达到预设幅值,并且交流分量的频谱分布匹配预设分布;有效校准时间窗口条件表征脉搏波信号的采集时间与接收血压校准值的发生时间符合预设的时长关系。

生理参数可以包含脉搏波传导速度信息、搏动血容积变化信息或心率信息以及用户的身高、年龄、性别、身体质量指数BMI、臂围、腕围信息。例如:获取用户的生理参数的步骤,包括:从一种或多种脉搏波信号中获取脉搏波传导速度信息、搏动血容积变化信息或心率信息,并包括用户的身高、年龄、性别、身体质量指数BMI、臂围或腕围信息。

由于血压校准值包含校准收缩压和校准收缩压,因此,可以基于校准舒张压、校准收缩压和生理参数更新用户的生理参数血压模型。

具体来说,如果将脉搏波传导速度信息、搏动血容积变化信息或心率信息中的至少一项参数与用户的生理参数血压模型的同类型参数相比较,得到比较结果;如果至少一个上述比较结果超过预设的参考比例,就可以更新用户的生理参数血压模型。

更新后的生理参数血压模型用于根据接收的当前生理参数计算用户的当前血压值。也即,生理参数血压模型更新后,可以采集用户的当前生理参数,并将当前生理参数输入更新后的生理参数血压模型之中,更新后的生理参数血压模型可以输出用户的当前血压值,即用户当前的收缩压测量值和舒张压测量值。

综上,本实施例提供的血压校准方法的整体流程,可以参见图9所示的一种血压校准方法的整体流程示意图,包括:

步骤901,测量主体发起校准过程;

步骤902,测量主体采集测量脉搏波信号;

步骤903,是否满足佩戴检测和活动强度条件。由测量主体确认是否满足佩戴检测和活动强度条件,若不满足提示用户正确测量或保持平稳;

步骤904,是否满足有效时间窗口条件。确认是否满足有效时间窗口条件,若不满足则有校准单元开启校准血压测量;这里的有效窗口条件是指,测量脉搏波信号的采集时间和校准单元存储的最近一次发生的血压测量之间的时间,差异不超过预设的时间窗口长度;如果小于预设的时间窗口长度,一种可能的方式是直接使用校准单元存储的最近一次发生的血压测量值;

步骤905,开启校准血压测量;

步骤906,测量主体发起校准过程,以采集第二校准信号;

步骤907,确认第二校准信号中是否存在真实脉搏波。若否则提示用户采用正确测量方式;

步骤908,提示用户采用正确测量方式。

步骤909,采集第一校准信号和第二校准信号;

步骤910,删除第一校准信号和第二校准信号中的无效脉搏波;

步骤911,重构无效脉搏波。这里存在两种选择,如果用户使用了异侧手臂佩戴,则仅仅需要去重构第一校准信号的无效脉搏波;如果用户使用了同侧手臂佩戴,则重构第一校准信号和第二校准信号的无效脉搏波;

步骤912,获取第一信号质量和第二信号质量;

步骤913,获取第一收缩压和第一舒张压。如果用户使用了异侧手臂佩戴,则输出第一收缩压和第一舒张压作为收缩压校准值和舒张压校准值;

步骤914,获取第二收缩压和第二舒张压。如果用户使用了同侧手臂佩戴,则输出第一收缩压和第二收缩压的加权平均作为收缩压校准值,输出第一舒张压和第二舒张压的加权平均作为舒张压校准值;

步骤915,判断第一信号质量和第二信号质量是否均不满足预设质量条件。

步骤916,提示用户校准血压测量失败。如果第一信号质量和第二信号质量均不满足预设质量条件,则提示用户校准血压测量失败;

步骤917,获取血压校准值;

步骤918,提示用户正确测量或保持平稳;

步骤919,提取生理参数。确认满足有效时间窗口,从测量脉搏波信号中提取脉搏波相关的生理参数;

步骤920,更新生理参数-血压模型;

步骤921,测量主体实施血压测量。测量主体可以根据生理参数-血压模型实施血压测量。

实施例四:

对应于上述方法实施例,本发明实施例提供了一种血压校准装置,应用于血压测量系统,参见图10所示的一种血压校准装置的结构示意图,该血压校准装置包括:

第一部位施压模块1001,用于通过第一采集子模块向用户的第一部位施压;

校准信号获取模块1002,用于获取用户的第一部位产生的第一校准信号和用户的第二部位产生的第二校准信号;其中,校准信号为施压过程中,用户产生的脉搏波序列;

血压校准值计算模块1003,用于基于第一校准信号和第二校准信号,融合计算用户的血压校准值。

本发明实施例提供的一种血压校准装置,基于第一部位产生的第一校准信号和第二部位产生的第二校准信号,融合计算用户的血压校准值;基于血压校准值和用户的生理参数更新用户的生理参数血压模型。该方式中采用第一校准信号和第一校准信号等多种信号源进行校准,可以提高血压校准的可靠性和精度。

上述第一部位和第二部位处于同侧手臂或异侧手臂;如果第一部位和第二部位处于同侧手臂,第一部位设置于同侧手臂的近心端动脉血管处,第二部位设置于同侧手臂的远心端动脉血管处;如果第一部位和第二部位处于异侧手臂,第一部位和第二部位分别设置于异侧手臂的动脉血管处。

上述血压校准值计算模块,用于如果第一部位和第二部位处于同侧手臂,对第一校准信号和第二校准信号进行双向融合计算,确定用户的血压校准值;如果第一部位和第二部位处于异侧手臂,对第一校准信号和第二校准信号进行单向融合计算,确定用户的血压校准值。

上述血压校准值计算模块,用于确定第一校准信号的特征和第二校准信号的特征;其中,特征至少包括:校准信号中每一个脉搏波的主波波峰时刻;基于第一校准信号的特征,删除第一校准信号中的无效脉搏波;基于第二校准信号的特征,删除第二校准信号中的无效脉搏波;如果第一校准信号的第一主波波峰时刻缺失第二主波波峰时刻,基于第一主波波峰时刻前后的多个第二校准信号的特征重构第二主波波峰时刻所对应的缺失特征。

上述血压校准值计算模块,用于确定第一校准信号的特征和第二校准信号的特征;特征包括:校准信号中每一个脉搏波的主波波峰时刻、主波振幅、主波起始时刻和主波结束时刻;基于第二校准信号的特征补偿第一校准信号;基于第一校准信号的特征补偿第二校准信号;基于补偿后的第一校准信号的特征和补偿后的第二校准信号的特征计算第一校准信号的第一信号质量和第二校准信号的第二信号质量。

上述血压校准值计算模块,用于如果第一校准信号的第一主波波峰时刻缺失第二主波波峰时刻,基于第一主波波峰时刻前后的多个第二校准信号的特征重构第二主波波波峰时刻所对应的缺失特征;上述血压校准值计算模块,用于如果第二校准信号的第二主波波峰时刻缺失第一主波波峰时刻,基于第二主波波峰时刻前后的多个第一校准信号的特征重构第一主波波波峰时刻所对应的缺失特征。

上述血压校准值计算模块,还用于基于第一校准信号的特征,采用变幅度系数法确定用户的平均压测量值MAP、第一收缩压测量值SBP1和第一舒张压测量值DBP1;如果为双向融合计算,基于第二校准信号的特征计算第二收缩压测量值SBP2;将第二校准信号的特征和平均压测量值MAP输入预设的第二舒张压模型,获得第二舒张压测量值DBP2

上述血压校准值计算模块,用于将充气式测量时的动脉血管阻塞时刻或者放气式测量时的动脉血管打开时刻对应的压力作为第二收缩压测量值SBP2;其中,动脉血管阻塞时刻为第二校准信号的主波振幅随时间从大变小并演变为稳定的稳定起始时刻;动脉血管打开时刻为第二校准信号的主波振幅随时间由稳定演变为从小到大的稳定结束时刻。

上述血压校准值计算模块,还用于如果为单向融合计算,将第一收缩压测量值SBP1作为校准收缩压,将第一舒张压测量值DBP1作为校准舒张压;如果为双向融合计算,将第一信号质量和第二信号质量作为权重,将第一收缩压测量值SBP1和第二收缩压测量值SBP2的加权平均值作为校准收缩压,将第一舒张压测量值DBP1和第二舒张压测量值DBP2的加权平均值作为校准舒张压。

上述血压校准值包括校准舒张压和校准收缩压,上述装置还包括:生理参数血压模型更新模块,用于获取用户的被校信号;被校信号为用户产生的脉搏波序列;基于被校信号获取用户的生理参数,基于校准舒张压、校准收缩压和生理参数更新用户的生理参数血压模型,生理参数血压模型用于根据生理参数计算用户的当前血压值;生理参数至少包括以下之一:用户的身高、年龄、性别、身体质量指数BMI、臂围、腕围信息,被校信号至少包括以下之一:脉搏波传导速度信息、搏动血容积变化信息或心率信息。

上述生理参数血压模型更新模块,用于如果佩戴检测条件和有效校准时间窗口条件均满足,基于血压校准值和生理参数更新用户的生理参数血压模型;其中,佩戴检测条件表征被校信号的直流分量达到预设幅值,并且交流分量的频谱分布匹配预设分布;有效校准时间窗口条件表征被校信号的采集时间与血压校准值的发生时间符合预设的时长关系。

上述生理参数血压模型更新模块,还用于将脉搏波传导速度信息、搏动血容积变化信息或心率信息中的至少一项参数与用户的生理参数血压模型的同类型参数相比较,得到比较结果;如果比较结果超过预设的参考比例,更新用户的生理参数血压模型。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的血压校准装置的具体工作过程,可以参考前述血压校准方法的实施例中的对应过程,在此不再赘述。

实施例四:

本发明实施例还提供了一种电子设备,用于运行上述血压校准方法;参见图11所示的一种电子设备的结构示意图,该电子设备包括存储器100和处理器101,其中,存储器100用于存储一条或多条计算机指令,一条或多条计算机指令被处理器101执行,以实现上述血压校准方法。

进一步地,图11所示的电子设备还包括总线102和通信接口103,处理器101、通信接口103和存储器100通过总线102连接。

其中,存储器100可能包含高速随机存取存储器(RAM,Random Access Memory),也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory),例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口103(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接,可以使用互联网,广域网,本地网,城域网等。总线102可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图11中仅用一个双向箭头表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

处理器101可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器101中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器101可以是通用处理器,包括中央处理器(Central Processing Unit,简称CPU)、网络处理器(Network Processor,简称NP)等;还可以是数字信号处理器(DigitalSignal Processor,简称DSP)、专用集成电路(Application Specific IntegratedCircuit,简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器100,处理器101读取存储器100中的信息,结合其硬件完成前述实施例的方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质,该计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令,该计算机可执行指令在被处理器调用和执行时,计算机可执行指令促使处理器实现上述血压校准方法,具体实现可参见方法实施例,在此不再赘述。

本发明实施例所提供的血压校准方法、装置、血压测量系统和电子设备的计算机程序产品,包括存储了程序代码的计算机可读存储介质,程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中的方法,具体实现可参见方法实施例,在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统和/或装置的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。

另外,在本发明实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

最后应说明的是:以上所述实施例,仅为本发明的具体实施方式,用以说明本发明的技术方案,而非对其限制,本发明的保护范围并不局限于此,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改、变化或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

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