心血管参数无损伤检测及其装置属于人体参数检测领域。 心血管参数无损伤检测法一般以桡动脉的脉搏为主要信息来构成脉图，根据描记的脉图，识别出一些特定的标志点，再用常规测得的左肱动脉血压的收缩压及舒张压 这些志点的值进行标定，然后通过临床经验参数和一系列计算公式而求出的。例如：AZN Ⅱ型心血管功能测试仪是以bc和be的振幅值（毫米）、T1、T2和T时间值（秒）等五个特征点作为其标志点的（见图1），其中，c点是主动脉最高压力点，e1点是左心室舒张降压点，T是脉搏波的周期，T1是血压由c点降到e1点的时间，T2是血压由e1点降至最低点的时间。这些标志点的值都是由人工从心电图仪上描得的，都要通过用常规方法测得的左肱动脉的收缩压和舒张压来标定。这种装置的优点是无损伤性的，安全而无危险性，但其缺点是：在方法上标志点取得过多，在装置上是不能克服由于脉图上下浮动和人工取点所带来的测量误差（见参考文献1）。为了克服这个缺点，本发明提供了一种新的心血管参数无损伤检测法。其特征是：除了以舒张压和收缩压作标定用地特征点（或称标志点）以外，只取了一个与人体外周阻力、血管壁弹性和血液粘性这些生理因素有关的、相当于血压波形脉动分量的平均值和最大值之比的血液波形系数K作为标志点（见图2），K可以通过下式求出：
K=Pm-PdPS-Pd]]>
其中：Ps收缩压;Pd舒张压;Pm平均动脉压＝ 1/(T) ∫rop（t）dt
T 脉搏波的周期值。
由此可见，K值的大小与Ps，Pd的绝对值无关，完全取决于血压波的形状，而血压波形又和人体的外周阻力、血管壁弹性以及血液粘性等生理因素有关，不同的K值可以代表不同的心血管生理状态。如对于健康的青年人和中年人，由于其外周阻力较小，血管弹性较好，K值一般在0.35～0.40之间，而对于健康的中老年人，随着年龄的增加其外周阻力增大，血管弹性变差，其K值一般将增至0.4～0.45左右。如果是老年性高血压病人，其K值甚至达到0.5以上。据此，可以由K值通过计算的方法去求出心血管的各项血液参数。
心血管血流参数主要包括以下几项指标：收缩压Ps，舒张压Pd，脉压差Ps-Pd，平均动脉压Pm，心率HR，心搏出量（每搏血流）SV心输出量（每分钟流量）CO，心搏指数SI，心脏指数CI，外周阻力TPR和血管顺应性AC等11项，它们都可以由血压与血流二个参数分别导出。由脉搏压力推算出心搏出量的方法早在六十年代已有人开始研究。1983年WesseLing在前人基础上提出一个计算心输出量的弹性管模型理论，成功地研究出一个心输出量计算装置（见参考文献2），但只适合年青的健康人，不能反映出外周阻力，血管弹性和血液粘性等生理因素对心搏出量的影响。而且，这些方法还要用有损伤的其它方法对它标定，因此在临床上无法应用。本发明在上述基础上作了进一步的补充和修正，在血液密度、脉搏波速度和弹性管横截面假设已知的条件下，推出了上列二个公式（见参考文献3）：
心搏出量SV=0.28K2T(PS-Pd)(mL)]]>
心输出量CO=17K2(PS-Pd) (ml/M)]]>
T 脉搏波周期值。
上述公式表明：人体心输出量大小和脉压差（Ps-Pd）成正比，和血压波形系数K的平方成反比。其中脉压差（Ps-Pd）代表心脏的射血能力，K代表血管阻力，管壁弹性与血液粘性等生理因素对心脏射血的限制。它表明：脉压差高，心脏射血能力提高，心输出量也大，但它受K值的制约，如对一些老年高血压重度病人，虽然脉压差很大，但血管阻力大，血管壁弹性差，血液粘度也大，因而K值很大，使心输出量减少。根据上述公式计算出的各种不同生理状态下的心输出量的变化参见参考文献3。
心血管参数无损伤检测装置属于人体血流参数检验领域。这种装置可以由传感器，心电图仪，键盘，计算装置和输出打印装置构成，标志点的值是人工由心电图仪上描记并由键盘键入计算机的（见参考文献1），其缺点是：不能连续取点来求波形，误差也大。为此，本发明提出了一种心血管血流参数无损伤检测系统，其特征在于，它由传感器，A/D转换器，中央控制器，固定存贮器（ROM），随机存贮器（RAM），键盘和输出打印装置构成，采用总线式结构，见图3。其中：
1-传感器，采用半导体应变式压力传感器;
2-A/D转换器，采用ADC0809芯片;
3-显示终端，绿色12″;
4-输出打印装置，μP40微型打字机;
5-Z80总线;
6-CPU，采用Z80A;
7-ROM，采用两片2764芯片;
8-RAM，采用6264静态RAM;
9-键盘。
其逻辑原理图见图4。
10-接口，采用74LS245;
11-译码器，采用74LS138;
12-与门，采用74LS21;
13-医用前置放大器;
14-触发器，采用74LS74;
15-或门，采用74LS02。
装置工作原理如下：
开机后，装置在监控程序管理下提示必要的信息。操作者利用用户命令，键入检测软件的名称HBPD01后，装置即进入心血管参数检测状态，在该状态下，操作者按系统提示要求键入各种参数后，系统开始采集脉搏波并存放于RAM中，采集完后，装置立即对采集波判别，分离，即将采集的各个脉搏波分离为以一个一个完整周期为单元的单幅脉图。随后，以单幅脉图为基础，完成全部参数的分析，计算，然后取六次计算结果的平均值即得出最后结果并打印输出。
本仪器在将采集来的一组脉搏波逐个地进行分离时采用了自适应分离方法，其基本思想为：不管各种波形的形状、周期、幅值有多大差异，一律以采集波形本身的特征为依据，以达到分离全部波形的目的。其具体方法是：以跟踪采集波形时判得的某一波形的最小值为起点，在最小值上加一增量，随后沿时间轴增加方向，检索所有波形读数值，一直到小于该增量值时停止检索，这时得到一段时间区间，在该区间中必有一最大值，求出该值，然后，将该区间值乘2，实际上这就是自适应相乘，又得一扩展区间，再在其中得出最小值，这样就得到了反映一个波形特征的二个最小值，一个最大值及周期值。实践证明，其适应性很强。一次取六个波，求平均值，使得数据比较可靠。
此外，本装置还采取了交互工作方式，操作员使用很方便;又可以在微型打印机上以一次打印八个图点，使打印速度比平常提高一倍以上，特别适用于要求快速检测的场合。
参考文献：
1、AEN-Ⅱ型血管功能测试仪;中国科学院合肥智能机械研究所，1986年1月。
2、K H WesseLing“A SimpLe Device for the Continuous Measurement of Cardiac Output”AdV Cardiovasc Phys，VO1.5（PartⅡ），PP16～52（Karger，BaseL1983）
3、心血管血流参数无损伤检测系统研制报告（原理部份）（实施部份）
北京工业大学生物医学工程研究室
罗志昌 程桂馨 王丽娟 杨爱东
北京工业大学电子厂 费开明