基于光电检测脉搏波的多功能电子血压计

专利名称：基于光电容积脉搏波的无创连续血压测量方法专利类型：发明专利
发明人：李晓风,李皙茹,谭海波,许金林,吕波,元沐南,程龙乐,潘婉苏
申请号：CN201710546746.6
申请日：20170706
公开号：CN107157461A
公开日：
20170915
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及血压测量技术领域，具体地说，涉及一种基于光电容积脉搏波的无创连续血压测量方法。

其包括以下步骤：步骤一、采集测量对象的容积脉搏波，获取数字容积脉搏波；步骤二、提取数字容积脉搏波的最大幅值Hp、最小幅值Ht和心脏搏动周期T，进而获取数字容积脉搏波在一个心脏搏动周期T中的脉搏波波形面积Aarea和脉搏波平均幅值Have；步骤三、获取二阶微分容积脉搏波，提取二阶微分容积脉搏波在一个心脏搏动周期T中的第一上升支点P1和第二上升支点P2，进而获取脉搏波传导时间PWTT，脉搏波传导时间PWTT为第一上升支点P1和第二上升支点P2间的时间差；步骤四、获取脉压差DP；步骤五、获取收缩压SBP；步骤六、获取舒张压。

本发明测量精度高且测量简便。

申请人：中国科学院合肥物质科学研究院
地址：230001 安徽省合肥市蜀山湖路350号科学岛
国籍：CN
代理机构：北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：汤东凤
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脉搏波技术：电子血压计应采用脉搏波技术，提高测量准确性引言随着科技的发展和人们对健康意识的增强，电子血压计作为一种便捷准确测量血压的设备越来越受到人们的关注和使用。

然而，由于传统电子血压计采用的振动法测量技术存在一定的局限性，测量结果有时会受到多种因素的影响，从而导致测量准确性降低。

因此，将脉搏波技术引入电子血压计，有望提高其测量准确性。

本文将从脉搏波技术和其在电子血压计中的应用角度进行探讨，以期为电子血压计的改进提供参考。

什么是脉搏波技术？脉搏波技术是一种通过观察和记录人体动脉脉搏波形来分析血压状况的方法。

人体的动脉脉搏波形是由心脏收缩和血液通过动脉时产生的一系列脉搏所组成的。

通过测量和分析脉搏波形，可以获得许多与血压相关的参数，如收缩压、舒张压和脉压等。

脉搏波技术的优势与传统的振动法测量技术相比，脉搏波技术具有以下几个优势：1.直接测量血压参数：脉搏波技术可以直接测量动脉脉搏波形，从而直接获得与血压相关的参数，而不需要经过计算和转换。

2.提供更多信息：脉搏波技术可以提供更为详细的血压参数，如脉搏波形的上升时间、下降时间和面积等，这些参数可以提供更准确和全面的血压信息。

3.减小干扰影响：脉搏波技术对外界干扰的敏感性相对较低，可以减小外部因素对测量结果的影响，从而提高测量准确性。

4.适用性广泛：脉搏波技术适用于各种人群，无论是正常人群还是患有心血管疾病的患者，都可以通过脉搏波技术获取准确的血压参数。

脉搏波技术在电子血压计中的应用由于脉搏波技术的优势，越来越多的电子血压计开始采用脉搏波技术来提高测量准确性。

通过使用脉搏波技术，电子血压计可以获得更准确的血压测量结果，并且可以提供更多相关的血压参数。

脉搏波技术的应用使电子血压计在以下几个方面得到了改进：1.准确性提高：脉搏波技术直接测量脉搏波形，避免了传统振动法测量中可能存在的误差，从而提高了测量准确性。

2.自动化测量：脉搏波技术可以实现电子血压计的自动化测量，无需人工干预，减少了操作的不确定性，提高了测量的一致性和可重复性。

脉搏波法无创电子自动血压计检定规程1 范围本规程适用于脉搏波法原理的无创电子自动血压计[以下简称血压计，包括无创血压监护仪、多参数监护仪(无创血压部分)及电子血压计]的首次检定、后续检定和使用中检查。

2 引用文件本规程引用下列文件：JJG 692-2010 无创自动测量血压计YY 0670-2008 无创自动测量血压计IEC 60601-2-30:2009 医用电气设备—第2-30部分：自动无创伤性血压计的基本安全和基本性能的专用要求ISO81060-2：2013 无创血压计—第2部分：自动测量型血压计临床验证试验（OIML）R16-2 无创自动血压计凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本规程,凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有修改单）适用于本规程。

3 术语和计量单位3.1 术语3.1.1 脉搏波pulse wave脉搏波是心脏的搏动(振动)沿动脉血管和血流向外周传播而形成的波。

3.1.2 舒张压 diastolic blood pressure由血液循环系统中心脏（室）舒张结果产生的动脉血压的最小值。

3.1.3 收缩压 systolic blood pressure由血液循环系统中心脏（室）收缩结果产生的动脉血压的最大值。

3.1.4 袖带 cuff由气囊和套带组成的部件，缠绕于病人肢体上使用；气囊是袖带内的可充气部件，套带是包围气囊的无弹性部分。

3.1.5 血压模拟器 non-invasive blood pressure simulator，NIBP simulator模拟脉搏波法充气和放气过程中袖带脉搏波的设备。

3.1.6 无创血压监护仪 non-invasive blood pressure monitor，NIBP一种可自动定时启动血压测量和记录人体血压的无创自动测量血压计。

3.1.7 脉率 pulse rate动脉波动的频率。

3.2 计量单位采用的计量单位有：千帕斯卡（kPa）、毫米汞柱（mmHg）、秒（s）。

电子血压计的手腕式与上臂式要求研究引言血压是衡量人体心血管功能的重要指标之一。

随着科技的发展，电子血压计已经成为了现代医疗设备中不可或缺的一部分。

而电子血压计的两种主要形式是手腕式和上臂式。

本文将对这两种形式的电子血压计进行研究，探讨它们的要求和区别。

1. 手腕式电子血压计手腕式电子血压计是一种基于脉搏波测量血压的设备。

它通常由一个带有传感器的手环和一个显示屏组成。

使用手腕式电子血压计时，用户将手环戴在手腕上，如同佩戴手表一样，然后按下启动按钮以开始测量。

1.1 基本要求手腕式电子血压计的基本要求如下：•准确性: 手腕式电子血压计应该能够准确测量出用户的血压值。

因此，它的传感器和算法需要具备高精度。

•可靠性: 手腕式电子血压计应该能够长时间稳定工作，并能够在多次使用后仍然保持准确性。

•舒适性: 手腕式电子血压计直接接触用户的皮肤，因此应该具备舒适的佩戴感受，不会给用户带来不适或疼痛。

1.2 优点与缺点手腕式电子血压计相较于上臂式电子血压计具有以下优点：•便携性: 手腕式电子血压计体积小巧，便于携带，用户可以在不同的场合和时间随时进行血压测量。

•灵活性: 手腕式电子血压计使用方便，用户只需要将手环戴在手腕上，按下启动按钮即可完成测量，省去了繁琐的穿脱步骤。

•易读性: 手腕式电子血压计通常配备了一个清晰易读的显示屏，用户可以直接在显示屏上看到自己的血压数据。

然而，手腕式电子血压计也存在一些缺点：•受运动影响: 手腕式电子血压计的准确性易受到用户行为的影响，如移动、抖动等因素会干扰血压测量结果。

•定位不准确: 相较于上臂式电子血压计，手腕式电子血压计的位置相对不稳定，使用者可能难以确保准确的位置和角度。

2. 上臂式电子血压计上臂式电子血压计是另一种常见的电子血压计形式。

它通常由一个袖带和一个显示屏组成。

使用上臂式电子血压计时，用户将袖带套在上臂上，然后按下启动按钮以开始测量。

2.1 基本要求上臂式电子血压计的基本要求如下：•准确性: 上臂式电子血压计应该能够准确测量出用户的血压值。

基于光电容积脉搏波的无创血压连续测量研究进展
叶青;章祎枫;沙金亮;方桦;余瑛
【期刊名称】《科学技术与工程》
【年(卷),期】2024(24)5
【摘要】在临床诊断过程中,血压能够反映患者血液流动、身体体征变化等生理信息,是诊断组织器官健康状态的重要参考数据。

由于传统血压测量方法存在有创、间断等局限性,利用光电容积脉搏波描记法(photo plethysmo graphy, PPG)实现血压的无创连续检测成为当前血压测量的热门研究领域。

为此,首先简要介绍了PPG的理论背景与技术原理;其次阐述了利用PPG进行血压预测的具体流程,包括公开数据集、评估标准、预处理方法、特征提取与模型建立,并就不同方法的优缺点进行了对比分析;最后,总结了基于PPG实现无创血压连续测量的挑战与未来研究方向,为今后的研究提供参考。

【总页数】19页(P1756-1774)
【作者】叶青;章祎枫;沙金亮;方桦;余瑛
【作者单位】江西中医药大学计算机学院;江西中医药大学中医人工智能重点研究室;南昌大学教育技术与教学资源中心
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.基于光电容积脉搏波的无创血糖测量研究
2.基于光电容积脉搏波描记法的无创连续血压测量
3.基于脉搏波相位差的无创连续血压测量方法
4.基于多波长光电容积脉搏波采集系统的连续血压测量方法
5.基于光电容积脉搏波的无袖带血压测量技术研究进展
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基于光电容积脉搏波描记法的无创连续血压测量
李章俊;王成;朱浩;金凡;马俊领
【期刊名称】《中国生物医学工程学报》
【年(卷),期】2012(031)004
【摘要】为了摆脱传统血压计充气袖带的束缚、实现长期连续的血压监测,很多学者开展了基于PPG实现无创、连续血压监测的研究.阐述基于光电容积脉搏波描记法( PPG)实现无创、连续血压测量的基本原理.将当前基于PPG无创血压监测的研究分为3类,分别为心电(ECG)与PPG结合的血压测量技术、两路PPG结合的血压测量技术、脉搏波特征参数血压测量技术,分析这3类技术的基本测量原理、测量精度及其优缺点.在此基础上,论述基于PPG实现无创、连续监测血压的发展方向.【总页数】8页(P607-614)
【作者】李章俊;王成;朱浩;金凡;马俊领
【作者单位】上海理工大学医疗器械与食品学院,上海 200093;上海理工大学医疗器械与食品学院,上海 200093;上海理工大学医疗器械与食品学院,上海 200093;上海理工大学医疗器械与食品学院,上海 200093;上海理工大学医疗器械与食品学院,上海 200093
【正文语种】中文
【中图分类】R318
【相关文献】
1.基于SWT和ANN的无创连续血压测量方法研究 [J], 吴育东;钟舜聪;沈耀春
2.基于光电容积脉搏波描记法的反射型PPG信号传感器的设计 [J], 周一峰;刘超英;黄虎;郭一鸣;邹林方
3.基于脉搏波特征参数的无创连续血压测量研究进展 [J], 郑嘉强;程云章;边俊杰
4.基于BP神经网络的无创连续血压测量模型 [J], 成刚;查晓俊
5.基于示波法和光电容积脉搏波描记法的动脉顺应性动态检测仪 [J], 赵安;吴宝明因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于心电信号－光电容积脉博波信号多特征参数无创血压监测系统设计佚名【摘要】针对传统血压计袖带使用给患者带来的不便以及现有的利用单一脉搏波传导时间( pulse wave translation time,PWTT)进行无创血压监测稳定性较差等问题,本研究提出基于心电信号(electrocardiograph, ECG)－电容积脉搏波信号( photoplethysmo graphy ,PPG)多特征参数融合的无创血压监测、检测方法,并设计相应的血压监测系统.系统通过采集ECG和PPG提取特征并建立血压计算模型.模型以PPG传导时间PWTT、PPG上升支时间与PPG周期之比λ和PPG峰峰值φ为自变量,实测血压值为因变量进行回归分析,得到收缩压(systolic blood pressure ,SBP)和舒张压( diastolic blood pressure ,DBP)回归方程,实现无袖带血压连续监测、检测.利用该方法对30名志愿者进行验证实验,结果显示,本系统所测SBP与实测SBP绝对误差均值Ed＝2.3067 mmHg,标准差SD＝1.4633 mmHg;DBP绝对误差均值Ed＝2.4133 mmHg,标准差Sd＝1.9894 mmHg,符合AAMI推荐标准.通过Bland－Altman一致性分析,本系统与水银血压计所测SBP、DBP相关系数分别为0.9878、0.9730,一致性界限分别为(－4.9300,5.6770)、(－6.1950,6.0620).实验结果证明,通过本方法可以实现无袖带血压的连续监测、检测,为便携式可穿戴设备血压实时监测及临床无袖带血压检测提供了可参考的实施方法.【期刊名称】《生物医学工程研究》【年(卷),期】2018(037)004【总页数】7页(P447-453)【关键词】心电信号－光电容积脉博波信号;血压监测;无袖带;单一脉博波传导时间;无创;Bland－Altman【正文语种】中文【中图分类】R318;O657.331 前言血压(blood pressure，BP)是心血管功能评估的重要指标[1]。

基于IPPG的非接触式血压测量随着人们对健康的关注日益增加，血压成为一个重要的健康指标。

传统的血压测量方法需要使用充气袖带，这种方法存在着不便捷、痛苦和感染的风险。

因此，研究人员一直在寻找一种更为便捷和非接触的血压测量方法。

基于IPPG（脉搏波形变量）的非接触式血压测量技术应运而生。

IPPG是通过光电检测技术测量皮肤血流量的一种方法。

这种方法使用光电传感器将光电信号转化为电信号，通过分析电信号的变化来获得心脏搏动引起的血流量变化。

而血压则是通过心脏搏动引起的动脉血流量变化而产生的。

基于IPPG的非接触式血压测量技术的优势在于它无需直接接触人体，避免了传统袖带测量的不便和痛苦。

此外，由于不需要使用袖带，也减少了感染的风险。

这种技术不仅适用于成年人，还适用于婴儿和儿童，具有广泛的应用前景。

然而，基于IPPG的非接触式血压测量技术也存在一些挑战。

首先，由于光电传感器的灵敏度有限，测量结果可能受到环境光的干扰。

其次，由于人体的生理和心理状态会对血压值产生影响，因此需要进行个性化的校准。

此外，由于心脏搏动引起的血流量变化是微弱的，需要使用高灵敏度的光电传感器和精确的算法来进行测量和分析。

近年来，随着光电传感器和算法的不断改进，基于IPPG的非接触式血压测量技术已经取得了一些重要的进展。

研究人员利用机器学习和人工智能的方法，可以通过分析血流量变化和心脏搏动的特征，准确地预测血压值。

这为基于IPPG的非接触式血压测量技术的应用提供了更加可行的可能性。

综上所述，基于IPPG的非接触式血压测量技术是一种具有潜力的血压监测方法。

它可以避免传统袖带测量的不便和痛苦，同时也减少了感染的风险。

虽然目前还存在一些挑战，但随着技术的进步和应用的推广，基于IPPG的非接触式血压测量技术有望在未来得到广泛应用。