的參數(shù)； 4) 通過對得到的PIT數(shù)據(jù)和由電子血壓計記錄的血壓數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析及線性回歸 分析，確定參數(shù)a和b，從而建立PTT對血壓的回歸方程，通過測量PTT，間接得到血壓值。
[0017] 本發(fā)明在Ξ種不同體位下進行PTT數(shù)據(jù)的采集和血壓的測量，流體靜壓力使血管 內(nèi)壓力變化，從而引起運段血管內(nèi)的脈搏波波速發(fā)生改變，最終導致脈搏波傳導時間的變 化，因此能夠在血管壁特性的不改變的情況下獲取Ξ組相互獨立的數(shù)據(jù)，有效地提高了連 續(xù)血壓檢測的準確度。
[0018] 如圖1所示，本發(fā)明所述的基于脈搏波傳播時間的無創(chuàng)連續(xù)血壓監(jiān)測裝置，包括： 屯、電信號檢測單元，用于檢測被測試者標準Π 導聯(lián)的ECG信號； 容積脈搏波信號檢測單元，用于檢測被測試者的PPG信號； 微處理器單元，用于接收ECG信號和PPG信號并與上位機通信； 上位機信號處理單元，用于實現(xiàn)ECG信號和PPG信號的波形顯示及計算脈搏波的傳播 時間PTT; 供電系統(tǒng)，用于向上述各部件提供電源。
[0019] 其中，屯、電信號檢測單元采用TI公司推出的?？跒橥?、電信號測量推出的集成模擬 前端ADS1298,它集成了 8路24位精度的delta-sigma模/數(shù)轉(zhuǎn)換器、右腿驅(qū)動電路、威爾遜中 屯、終端(WCT)等，采樣頻率可在250SPS~32KSPS范圍內(nèi)。屯、電信號在進入ADS1298之前要對 信號預(yù)處理，預(yù)處理電路由截止頻率為lOOHz的二階低通濾波電路和截止頻率為0.3Hz的一 階高通濾波器組成。預(yù)處理電路主要用于硬件濾除采集到的屯、電信號所包含的低頻和高頻 干擾信號，在提高信號的信噪比的同時，抑制由于人體運動等導致的信號基線漂移。預(yù)處理 后的信號連接至ADS1298信號輸入端口，ADS1298內(nèi)部的模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將其轉(zhuǎn)換為數(shù)字信 號，最終通過其上的SPI接口將信號傳輸至單片機。
[0020] 容積脈搏波信號檢測單元采用TI公司的集成脈搏血氧模擬前端AFE4400,它是一 款專口針對脈搏血氧飽和度應(yīng)用的高集成度模擬前端忍片。它包含22位高精度集成模數(shù)轉(zhuǎn) 換模塊構(gòu)成的信號接收通道，可編程增益控制，由Η橋或推挽式構(gòu)成的Lm)驅(qū)動模塊，光敏二 極管和發(fā)光二極管故障診斷模塊，SPI通訊接口及環(huán)境光檢測消除機制等組成。
[0021 ] 微處理器單元采用意法半導體公司的STM32F107系列單片機作為核屯、處理單元， 分別將容積脈搏波信號檢測單元和屯、電信號檢測單元得到的脈搏波信號PPG和屯、電信號 ECG進行的特定算法處理并將ECG和PPG信號經(jīng)串口發(fā)送到上位機信號處理單元。
[0022] 上位機信號處理單元采用上下截止頻率為n=0.03Hz，f 2=100化的IIR己特沃斯 帶通濾波器對屯、電信號濾波處理;采用截止頻率為巧=4甜Z的IIR己特沃斯低通濾波對脈搏 波信號濾波處理。利用一維多尺度連續(xù)墨西哥帽小波變換對屯、電信號進行基線整平，并識 別出QRS波群，然后利用差分闊值提取R波;利用最大值函數(shù)在兩個RR之間找出脈搏波最大 值即脈搏波的波峰。計算R波峰值點與脈搏波的峰值點對應(yīng)的時間差PTT，如圖2所示。對得 到的PTT數(shù)據(jù)和由歐姆龍電子血壓計記錄血壓數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析及線性回歸分析，確定 卵=式中的參數(shù)a和b，建立PTT對血壓的回歸方程，期望通過測量PTT，間接得到 血壓值。
[0023] 供電系統(tǒng)由電池供電模塊和220V市電組成，其中電池供電模塊分別與屯、電信號檢 測單元、容積脈搏波信號檢測單元和微處理器單元電連接;所述220V市電用于向上位機信 號處理單元供電。
[0024] 本發(fā)明的工作模式如下： 必電信號檢測單元采集被測試者標準採導聯(lián)的必電信號ECG，必電信號ECG經(jīng)過放大濾 波預(yù)處理后通過SPI接口傳送給微處理器單元。容積脈搏波信號檢測單元采集被測試者的 脈搏波信號PPG，然后將獲取的脈搏波信號PPG通過SPI傳送給微處理器單元。微處理器單元 實時同步接收ECG信號和PPG信號并將ECG信號和PPG信號發(fā)送至上位機信號處理單元。上位 機信號處理單元接收由微處理器單元發(fā)送的ECG信號和PPG信號并進一步的濾波處理，然后 利用LabVIEW顯示ECG信號和PPG信號的波形，并調(diào)用MATLAB算法檢測ECG信號的R波峰值點 及PPG信號的特征點，然后計算兩點之間的時間差PIT并將其儲存。
[002引本發(fā)明由于設(shè)計采用具有集成ECG前端的8通道24位模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADS1298和集成脈 搏血氧模擬前端的AFE4400,大大簡化了硬件結(jié)構(gòu)，提高了連續(xù)血壓監(jiān)測的便攜性，適合對 患者進行長時間監(jiān)測。而且，上位機信號處理單元處理算法簡單，為后期實時血壓監(jiān)測提供 可能。
[0026]本發(fā)明是通過實施例來描述的，但并不對本發(fā)明構(gòu)成限制，參照本發(fā)明的描述，所 公開的實施例的其他變化，如對于本領(lǐng)域的專業(yè)人±是容易想到的，運樣的變化應(yīng)該屬于 本發(fā)明權(quán)利要求限定的范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種基于脈搏波傳播時間的無創(chuàng)連續(xù)血壓監(jiān)測方法，其特征在于:包括以下步驟： 1) 按照標準心電π導聯(lián)貼好心電電極，并連接好心電導聯(lián)線； 2) 將PPG傳感器夾在被測試者的食指指端； 3) 在被測試者的仰臥、站立手臂豎直舉起、彎腰三種體位下，利用心電信號檢測單元檢 測ECG信號的同時，利用容積脈搏波信號檢測單元檢測食指指端的PPG信號，并通過測量ECG 信號的R波峰值點與PPG信號的特征點之間的時間差作為脈搏波的傳播時間PTT，由托馬 斯?楊和莫恩思波速公式得出血壓與PTT之間的沂似關(guān)系式為：其中，BP為血壓;a、b為兩個待定的參數(shù)； 4) 通過對得到的PTT數(shù)據(jù)和由電子血壓計記錄的血壓數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析及線性回歸 分析，確定參數(shù)a和b，從而建立PTT對血壓的回歸方程，通過測量PTT，間接得到血壓值。2. -種基于脈搏波傳播時間的無創(chuàng)連續(xù)血壓監(jiān)測裝置，該裝置應(yīng)用于上述權(quán)利要求1 所述的方法中，其特征在于:包括 心電信號檢測單元，用于檢測被測試者標準Π 導聯(lián)的ECG信號； 容積脈搏波信號檢測單元，用于檢測被測試者的PPG信號； 微處理器單元，用于接收ECG信號和PPG信號并與上位機通信； 上位機信號處理單元，用于實現(xiàn)ECG信號和PPG信號的波形顯示及計算脈搏波的傳播 時間PTT; 供電系統(tǒng)，用于向上述各部件提供電源； 其中，所述心電信號檢測單元檢測到的ECG信號是經(jīng)過放大濾波預(yù)處理及模數(shù)轉(zhuǎn)換后 再傳送給微處理器單元； 所述上位機信號處理單元是對接收到微處理器單元發(fā)送過來的ECG信號和PPG信號作 進一步的濾波處理后，利用LabVIEW顯示ECG信號和PPG信號的波形，同時調(diào)用MATLAB算法檢 測ECG信號的R波峰值點及PPG信號的特征點，并計算兩點之間的時間差作為脈搏波的傳播 時間PTT并將其儲存。
【專利摘要】一種基于脈搏波傳播時間的無創(chuàng)連續(xù)血壓監(jiān)測方法及裝置，其特點是：在被測試者的仰臥、站立手臂豎直舉起、彎腰三種體位下，利用心電信號檢測單元檢測被測試者標準Ⅱ?qū)?lián)的ECG信號的同時，利用容積脈搏波信號檢測單元檢測食指指端的PPG信號，并通過上位機信號處理單元測量ECG信號的R波峰值點與PPG信號的特征點之間的時間差作為脈搏波的傳播時間PTT，通過對得到的PTT數(shù)據(jù)和由電子血壓計記錄的血壓數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析及線性回歸分析，建立PTT對血壓的回歸方程，通過測量PTT，間接得到血壓值。本發(fā)明能有效地提高連續(xù)血壓檢測的準確度及被測試者的舒適感，能夠?qū)崿F(xiàn)長時間無創(chuàng)連續(xù)的血壓測量，而且設(shè)備的便攜性高，給檢查操作帶來了很大的方便，且易于實現(xiàn)血壓值的實時檢測。
【IPC分類】A61B5/021, A61B5/0402
【公開號】CN105595979
【申請?zhí)枴緾N201610040135
【發(fā)明人】張征, 蔣慶, 劉飏, 劉官正
【申請人】中山大學
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2016年1月21日