的參數； 4) 通過對得到的PIT數據和由電子血壓計記錄的血壓數據進行相關性分析及線性回歸 分析，確定參數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] 本發明在Ξ種不同體位下進行PTT數據的采集和血壓的測量，流體靜壓力使血管 內壓力變化，從而引起運段血管內的脈搏波波速發生改變，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組相互獨立的數據，有效地提高了連 續血壓檢測的準確度。
[0018] 如圖1所示，本發明所述的基于脈搏波傳播時間的無創連續血壓監測裝置，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，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公司推出的專口為屯、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/數轉換器、右腿驅動電路、威爾遜中 屯、終端(WCT)等，采樣頻率可在250SPS~32KSPS范圍內。屯、電信號在進入ADS1298之前要對 信號預處理，預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。預處理 后的信號連接至ADS1298信號輸入端口，ADS1298內部的模數轉換模塊將其轉換為數字信 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用的高集成度模擬前端忍片。它包含22位高精度集成模數轉 換模塊構成的信號接收通道，可編程增益控制，由Η橋或推挽式構成的Lm)驅動模塊，光敏二 極管和發光二極管故障診斷模塊，SPI通訊接口及環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信號經串口發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的時間差PTT，如圖2所示。對得 到的PTT數據和由歐姆龍電子血壓計記錄血壓數據進行相關性分析及線性回歸分析，確定 卵=式中的參數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的必電信號ECG，必電信號ECG經過放大濾 波預處理后通過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引本發明由于設計采用具有集成ECG前端的8通道24位模數轉換器ADS1298和集成脈 搏血氧模擬前端的AFE4400,大大簡化了硬件結構，提高了連續血壓監測的便攜性，適合對 患者進行長時間監測。而且，上位機信號處理單元處理算法簡單，為后期實時血壓監測提供 可能。
[0026]本發明是通過實施例來描述的，但并不對本發明構成限制，參照本發明的描述，所 公開的實施例的其他變化，如對于本領域的專業人±是容易想到的，運樣的變化應該屬于 本發明權利要求限定的范圍之內。
【主權項】
1. 一種基于脈搏波傳播時間的無創連續血壓監測方法，其特征在于:包括以下步驟： 1) 按照標準心電π導聯貼好心電電極，并連接好心電導聯線； 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之間的沂似關系式為：其中，BP為血壓;a、b為兩個待定的參數； 4) 通過對得到的PTT數據和由電子血壓計記錄的血壓數據進行相關性分析及線性回歸 分析，確定參數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連續血壓監測裝置，該裝置應用于上述權利要求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，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信號是經過放大濾波預處理及模數轉換后 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連續血壓監測方法及裝置，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導聯的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數據和由電子血壓計記錄的血壓數據進行相關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。本發明能有效地提高連續血壓檢測的準確度及被測試者的舒適感，能夠實現長時間無創連續的血壓測量，而且設備的便攜性高，給檢查操作帶來了很大的方便，且易于實現血壓值的實時檢測。
【IPC分類】A61B5/021, A61B5/0402
【公開號】CN105595979
【申請號】CN201610040135
【發明人】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