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1、(10)申请公布号 CN 102688024 A (43)申请公布日 2012.09.26 CN 102688024 A *CN102688024A* (21)申请号 201210123091.9 (22)申请日 2012.04.24 A61B 5/021(2006.01) (71)申请人 北京大学 地址 100871 北京市海淀区颐和园路 5 号 (72)发明人 段晓辉 梁博 焦秉立 黄安鹏 (74)专利代理机构 北京君尚知识产权代理事务 所 ( 普通合伙 ) 11200 代理人 余功勋 (54) 发明名称 一种血压无创测量方法 (57) 摘要 本发明涉及一种血压无创测量方法， 其步骤 包括。
2、 ： 1) 在被测者身上设置一脉搏传感装置， 所 述脉搏传感装置用来测量被测者的脉搏波， 该脉 搏传感装置连接一单片机检测装置 ； 2) 在所述被 测者心脏到手指末端的任意一脉搏波传递路径上 设定两个测量点， 其中一测量点离心脏的距离大 于另一测量点离心脏的距离 ； 3) 上传所述测量点 脉搏传感器装置测量值至所述单片机检测装置， 得到两路脉搏波测量曲线 ； 4) 根据所述两路脉搏 波曲线在相同时段内波峰或波谷传导时间差值得 到测量血压值。本发明方法是直接测量两路从心 脏到指尖上任意两点的两路脉搏信号， 并根据脉 搏波波传导时间和动脉血压之间存在线性关系， 得出血压值。 (51)Int.Cl.。
3、 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 5 页 附图 4 页 1/1 页 2 1. 一种血压无创测量方法， 其步骤包括 ： 1) 在被测者身上设置一脉搏传感装置， 所述脉搏传感装置用来测量被测者的脉搏波， 该脉搏传感装置连接一单片机检测装置 ； 2) 在所述被测者心脏到手指末端的任意一脉搏波传递路径上设定两个测量点， 其中一 测量点离心脏的距离大于另一测量点离心脏的距离 ； 3) 上传所述测量点脉搏传感器装置测量值至所述单片机检测装置， 得到两路脉搏波测 量曲线 ； 4) 根据所述两路脉搏波曲线。
4、在相同时段内波峰或波谷传导时间差值得到测量血压值。 2. 如权利要求 1 所述的血压无创测量方法， 其特征在于， 所述波峰或波谷时间差为脉 搏波上升或下降幅度的 25点的脉搏波时差。 3. 如权利要求 1 所述的血压无创测量方法， 其特征在于， 所述步骤 4) 中通过传导时间 差值得到测量血压为其中 T1-T2即两路脉搏波传导时间的 差值 (VT)，均为常数， 可通过有限次实验求得。 4. 如权利要求 3 所述的血压无创测量方法， 其特征在于， 所述中 A1、 A2、 B1、 B2均为常数且满足 P A*T+B， 其中， T 代表脉搏波传导时间， P 是动脉血压。 5. 如权利要求 1 所述的。
5、血压无创测量方法， 其特征在于， 所述脉搏传感可为透射式血 氧探头或者反射式血氧探头脉， 该脉搏波传感装置是一光电传感器。 6. 如权利要求 5 所述的血压无创测量方法， 其特征在于， 所述反射式血氧探头包括发 光管和 / 或光电二极管。 7. 如权利要求 1 所述的血压无创测量方法， 其特征在于， 所述单片机检测装置包括， 自 相关处理器、 低通滤波器、 公式运算器、 血压显示器、 PC 机。 8. 如权利要求 1 所述的血压无创测量方法， 其特征在于， 所述上传的测量值需要提取 出脉搏波光电电流后通过电流电压转换、 干扰滤波、 信号放大后进入 PC 机。 9. 如权利要求 1 所述的血压无。
6、创测量方法， 其特征在于， 为了减少血氧探头测量的偏 差， 需要对传导时间差值进行多次测量取平均值。 10. 如权利要求 1 所述的血压无创测量方法， 其特征在于， 所述传感器装置同时对测量 点进行脉搏波测量。 权 利 要 求 书 CN 102688024 A 2 1/5 页 3 一种血压无创测量方法 技术领域 0001 本发明涉及一种测量血压的装置， 利用测量从心脏到指端的任意两点的脉搏波即 可测量血压的方法和装置。 背景技术 0002 自血液循环理论创立以来， 有关血液的神秘面纱被逐层揭开， 血液是生物体赖以 生存的重要组成部分， 而血液循环更是关系到整个生物体新陈代谢和生老病死的机能， 。
7、现 如今， 血液研究受到人们越来越多的重视。 0003 长久以来人类一直在寻求测量血压的有效手段， 从开始于十九世纪的直接测量技 术的研究， 到目前广泛使用的间接测量方法， 对于血压这一人体重要生理参数的测量日臻 才成熟及完善， 但是， 上述提到的测量方法仍有不足之处。 0004 直接测量技术虽然是目前非常成熟和可靠的技术， 该方法不仅能够测量动脉压， 还可以测量和监护中心静脉压、 肺动脉和肺毛细血管慕锲入压和左心房、 右心室的压力。 但 是， 这种测量方式的有创性却给病人和临床应用带来不便和不安全因素。 0005 无创血压测量最常用的血压检查方法包括汞柱血压计和利用示波法的电子血压 计。不过。
8、这些被广泛应用于临床和家庭的测量方法仍然有自身的缺点。柯氏听音法由于每 个医生的听力反应速度不一样， 有时因血压读数没有在测量时立即记下而存在较大误差， 同时， 每个医生的测量也会产生误差。 而电子血压计则由于目前的技术原因， 在测量结果上 存在较大误差， 无法进行精确测量。 而更为重要的是， 血压受诸多因素， 例如身体状况、 情绪 环境条件和生理韵律等得影响， 因而单次测量血压存在较大差别。 所以， 断续测量缺乏实际 意义。 0006 专利申请公开号为 CN 101664307 一种用于听诊发测血压的柯式音信息的获取处 理方法和装置， 其方法包括用听诊器头获取柯式声音信号， 用测量传声器和模。
9、拟数字转换 器把听诊头获取的柯式声音信号的瞬时声压采集到计算机保存， 并设定阀值， 减少听诊这 主观因素对血压测量结果的影响。柯式听音还是无法根本的解决测量不准确的问题， 测量 根源就存在不准确的问题。 0007 专利申公开号为 CN 101548883 一种血压测量方法采用气体汞， 将袖套自动充气， 调整充气舒张压和收缩压判断方法并在放气时使用光脉搏检测设备和声音检测设备， 修正 收缩压， 提高汞柱测量的准确性。 0008 专利申请公开号是 CN 1098277 一种无创血压测量方法及装置， 该方法利用指尖 平均血容积在气袖放气过程中发生的变化来识别动脉和静脉的血流状态， 并使用脉搏波传 感。
10、器将指 尖血容积转变为电信号， 进行脉搏信号的处理。 其缺陷在于不能进行连续的血压 测量， 能测量静脉压， 但装置也较为复杂， 操作上有不便。 0009 针对以上种种方法的缺点， 实现血压的无创连续测量显得尤为重要。有学者提出 运用张力法和血管无负载法来连续测量血压， 但是他们对测量的位置和角度都有严格要 求， 这些成为了他们的使用局限。 说 明 书 CN 102688024 A 3 2/5 页 4 0010 利用脉搏波速度 (PWV) 测量血压是另一种无创连续测量方法， 此方法利用脉搏波 参数 PTT 与血压之间的关系， 来间接推断血压的变化。 0011 脉搏传递时间 PTT(Pulse T。
11、ransit Time-PTT)， 是指动脉脉搏从心脏收缩开始 (ECG 检出 QRS 波 ) 传到某一分支动脉血管之间的时间差， 也就是脉搏压力从主动脉瓣传导 到周围的时间间隔 ( 在计算时， 一般将 ECG 的 R 波的峰值处作为 PTT 的开始时刻， 脉搏波起 始处上升之幅度的 25处作为 PTT 的结束时刻 )。 0012 心电图 (ECG) 是 PTT 测量中的重要指标之一。心脏本身的生物电变化通过心脏周 围的到点组织和体液， 反映到身体表面上来， 是身体各部位在每一心动周期中也都发生有 规律的电变化活动。将测量电极放置在人体表面的一定部位记录出来的心脏电变化曲线， 就是目前临床上常。
12、规记录的心电图 ( 用 ECG 表示 )。 0013 1957 年 Lansdown 提出在一定范围内， 脉搏波传导时间和动脉血压之间呈线性相 关， 而且这种关系在某一个个体身上、 在一段时期内是相对稳定的。 目前在计算脉搏波传导 时间时一般提取心电图 (ECG) 的 R 波的峰值处到脉搏波上升幅度的 25处的时间差， 在运 用信号处理方法求取血压信号值， 实现血压的连续测量， 但是这种方法需要分别提取被测 人员的心电信号及脉搏波信号， 在实际应用中会有不便因素。 发明内容 0014 本发明针对现有技术中何氏听音法存在受被测人员身体状况和情绪环境的影响， 所测量单侧血压存在较大差异无法进行连续。
13、测量等问题 ； 基于脉搏波传导时间的测量方法 所存在需要测量被测者心电信号和脉搏波两路信号的不方便因素， 为了解决上述问题， 本 发明血压测量方法如下 ： 0015 1) 在被测者身上设置一脉搏传感装置， 所述脉搏传感装置用来测量被测者的脉搏 波， 该脉搏传感装置连接一单片机检测装置 ； 0016 2) 在所述被测者心脏到手指末端的任意一脉搏波传递路径上设定两个测量点， 其 中一测量点离心脏的距离大于另一测量点离心脏的距离 ； 0017 3) 上传所述测量点脉搏传感器装置测量值至所述单片机检测装置， 得到两路脉搏 波测量 曲线 ； 0018 4) 根据所述两路脉搏波曲线在相同时段内波峰或波谷传。
14、导时间差值得到测量血 压值。 0019 所述波峰或波谷时间差为脉搏波上升或下降幅度的 25点的脉搏波时差。 0020 所 述 步 骤 4) 中 通 过 传 导 时 间 差 值 得 到 测 量 血 压 为 其 中 T1-T2即 两 路 脉 搏 波 传 导 时 间 的 差 值 (VT)， 均为常数， 可通过有限次实验求得。 0021 所述 中 A1、 A2、 B1、 B2均为常数且满足 P A*T+B， 其中， T 代 表脉搏波传导时间， P 是动脉血压。 0022 所述脉搏传感可为透射式血氧探头或者反射式血氧探头脉， 该脉搏波传感装置是 说 明 书 CN 102688024 A 4 3/5 页 。
15、5 一光电传感器。 0023 所述反射式血氧探头包括发光管和 / 或光电二极管。 0024 所述单片机检测装置包括， 自相关处理器、 低通滤波器、 公式运算器、 血压显示器、 PC 机。 0025 所述上传的测量值需要提取出脉搏波光电电流后通过电流电压转换、 干扰滤波、 信号放大后进入 PC 机。 0026 为了减少血氧探头测量的偏差， 需要对传导时间差值进行多次测量取平均值。 0027 所述传感器装置同时对测量点进行脉搏波测量。 0028 本发明的有益效果是 ： 0029 现有脉搏波测量都是需要心电图和两路脉搏波的， 本发明提出的方法不需要测量 心电图， 是直接测量两路从心脏到指尖山任意两点。
16、的两路脉搏信号， 并根据脉搏波波传导 时间和动脉血压之间存在线性关系， 得出血压值。 0030 测量原理 0031 欲介绍利用手指端两路脉搏波时间差求取血压的测量原理， 首先说明目前比较常 见的运用脉搏波传导时间测量血压的基本方法 ： 0032 脉搏波传导时间 (PWTT) 一般指动脉脉搏从心脏收缩开始传到某一分支动脉血管 之间的时间差， 一般取心电图(ECG)的R波的峰值处到脉搏波上升幅度的25处的时间差， 见图 1 0033 依据 Moens-Korteweg 方程及弹性模量和血压的指数关系， 联立以下三个方程 ： 0034 E E0ep 0035 其中， v 是脉搏波速度， g 是重力加。
17、速度， E 是血管壁的弹性模量， a 是血管壁厚度， 是血液密度， d 是血管内径， E0是压力为零时的弹性模量， P 是动脉血压， 以上三式联立方 程组， 可以导出 0036 0037 将 (2) 式中的 P 在 T 0 处进行泰勒展开， 并忽略高次方项， 可以得到 ： 0038 P A*T+B (3) 0039 其中， A， B 为常数， T 代表脉搏波传导时间， 这说明， 人体血压与脉搏波传导时间存 在近似的比例关系， 只要通过大量实验测得 AB 的数值， 即可通过脉搏波传导时间求得血压 值。 0040 在得到 (3) 式的基本关系后， 在手指的两个端点 ( 例如指梢及指末 )， 可得 。
18、： 0041 P A1*T1+B1 P A2*T2+B2 (4) 0042 其中， A1、 A2、 B1、 B2均为常数， 求解 (4) 式， 可推导出 ： 0043 0044 其中， 均为常数， 可通过大量实验求得， T1-T2即手指上的 两个点的两路脉搏波传导时间的差值 (VT)， 其含义见图 2。 说 明 书 CN 102688024 A 5 4/5 页 6 0045 通过以上的推导， 我们可以知道， 使用两个脉搏血氧探头探测出从心脏到指端的 任意两点的脉搏波， 通过做固定点(例如两点脉搏波的波峰或波谷)的时间差即可通过(5) 式计算得出人体血压， 从而实现对血压的连续测量。 附图说明 。
19、0046 图 1 是测量脉搏波及心电图 R 波的峰值比较。 0047 图 2 是本发明测量血压方法的脉搏波差值示意图。 0048 图 3 是本发明测量血压装置的透射式血氧探头示意图。 0049 图4是本发明测量血压方法运用图3中透射式血氧探头进行血压测量示的意图。 0050 图 5 是本发明中反射式血氧探头测量血压装置示意图。 0051 图 6 是本发明测量血压方法应用透射和反射式两种不同装置的测量示意图。 0052 图 7 本发明测量血压方法对测得的脉搏信号进行处理示意图。 图 8 是本发明测量血压方法通过光电传感器得到血压值的流程示意图。 具体实施方式 0053 本发明的血压测量方法根据如。
20、图 1 所示的心电图与脉搏波波形的脉搏波波形图 中一般取心电图(ECG)的R波的峰值处到脉搏波上升幅度的25处的时间差来求脉搏波的 传导时间 (PWTT) 来推到计算得到脉搏波。 0054 图 8 是由电压信号驱动光电传感器得到两路光电流信号， 通过电流电压转换电 路、 放大电路及滤波电路通过NI USB-6211数据采集器进入电脑中， 通过做自相关处理等信 号处理运算得到最终血压。 0055 如图 3 是本发明一种血压无创测量方法中使用的投射式血氧探头， 即现有的血氧 探头， 含发光管和光电二极管， 在接头处提取出光电电流后通过电流电压转换、 滤波、 放大 后经过数据采集器采入 PC 机中。。
21、 0056 在图 4 中是本发明血压无创测量方法使用血氧探头进行血压测量不仅限于手掌， 只要是心脏到手指末端的一条脉搏波通路即可， 譬如手臂等也可完成。 0057 实施例 1 0058 下面以图 6 为例， 详细说明本发明测量血压的方法， 1) 被测者保持平稳坐姿在被 测者身上设置一脉搏传感装置， 脉搏传感装置通为投射式血氧探头图如 5 和反射式血氧探 头如图 3， 将脉搏传感装置通电用来测量被测者的脉搏波， 该脉搏传感装置连接一单片机检 测装置通过 NI USB-6211 数据采集器进入电脑中 ； 2) 在被测者心脏到手指末端的任意一脉 搏波传递路径上设定两个测量点， 其中一测量点离心脏的距。
22、离大于另一测量点离心脏的距 离 ； 两个测量点分别为 ： 一投射式传感器夹于食指指尖处和一反射式传感器设置在被测者 的手腕处 ； 3) 根据图 8 所示的上传方式， 将测量点脉搏传感器装置测量值上传至 MCU/CPU 中即单片机检测装置， 通过低通滤波、 自相关处理、 公式运算得到两路脉搏波测量血压值。 其中在得到脉搏波波形图后根据所述两路脉搏波曲线在相同时段内波峰或波谷传导时间 差值得到测量血压值如图 2 所示。 0059 尽管为说明目的公开了本发明的具体实施例和附图， 其目的在于帮助理解本发明 的内容并据以实施， 但是本领域的技术人员可以理解 ： 在不脱离本发明及所附的权利要求 的精神和范。
23、围内， 各种替换、 变化和修改都是可能的。因此， 本发明不应局限于最佳实施例 说 明 书 CN 102688024 A 6 5/5 页 7 和附图所公开的内容， 本发明要求保护的范围以权利要求书界定的范围为准。 说 明 书 CN 102688024 A 7 1/4 页 8 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 102688024 A 8 2/4 页 9 图 3 图 4 图 5 说 明 书 附 图 CN 102688024 A 9 3/4 页 10 图 6 图 7 说 明 书 附 图 CN 102688024 A 10 4/4 页 11 图 8 说 明 书 附 图 CN 102688024 A 11 。