● 摘要
血压是反映人体循环系统机能的重要生理参数,连续的血压估测对于高血压的正确诊断以及冠心病、心衰等严重心血管疾病的预防和控制均具有关键作用。穿戴式血压估测系统是获取连续血压的理想实现方案之一,也是连续血压估测系统未来重要的发展方向。
本文研究了一种穿戴式血压估测方法和系统。具体血压估测方法如下:收缩压的估测基于脉搏波传播时间(pulse transit time, PTT,定义为从心电信号R波到肢端容积脉搏波起始点之间的时间延迟)法,并用脉搏波波形参数(如上升沿时间等)对估测方程进行修正,提高了估测精度。在舒张压估测方面,我们采用收缩压减去脉压的思路,并在脉压估测中通过脉搏波波形中主波与第三反射波之间的时间差T13进行动态补偿。血压校准方法采用流体静压法。在流体静压法的抬手实验中,采用另一只手的脉搏波信号作为参考,并将手臂上的血压变化换算成全身的血压变化,从而得到更精确的血压估测校准参数。
在血压估测方法研究的基础上,本文搭建了血压校准实验平台和信号随身采集系统,并完成了30个人的运动实验,用以验证本研究中血压估测算法的有效性。实验结果表明,本文提出的新型收缩压和舒张压估测方法在运动恢复验证情况下,对收缩压和舒张压的估测误差分别为-2.17±3.71mmHg和1.22±6.15mmHg,其精度均满足美国血压计行业AAMI标准所要求的误差范围(误差≤5±8mmHg)。且我们提出的改进普遍使得估测精度提高,证明了本研究血压估测方法的有效性。
最后,我们改进了随身信号采集硬件系统和上位机的软件算法,开发了穿戴式的血压估测系统。该系统采用电子织物胸带进行心电信号的采集,采用腰带上的随身装置(长9cm×宽6cm×高2.5cm)进行信号预处理和无线发射,通过编写基于手机Android平台的应用软件进行信号和血压估测结果的显示以及保存。我们在两名被试身上对该系统进行了12小时的穿戴式体验,并完成了一系列的性能测试。测试结果表明,本文所开发的穿戴式连续血压估测系统具有一定的稳定性及可重复性,未来在家庭穿戴式血压估测方面可能具有较好的应用前景。
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