基于心电脉搏信号的无创血压算法研究_洋洋.pdf

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1、应用案例CasesofApplication基于心电脉搏信号的无创血压算法研究洋洋，陈小惠(南京邮电大学自动化学院，江苏南京210023)摘要:针对人体血压无创检测问题，提出了一种基于心电信号(Electrocardiogram，ECG)与光电容积脉搏波(Photoplethysmo-graph，PPG)的血压测量算法。通过脉搏波传递时间(PlusewaveTransitTime，PTT)计算出收缩压;将弹性腔模型与脉搏波特征K值模型相结合，计算人体舒张压。实验中，对采集到的心电信号和指尖脉搏信号进行数字滤波，采用自适应特征提取方法对信号波形进行准确地

2、分析计算，实现血压的无创连续监测，且计算结果与标准仪器测量结果相比平均误差小于5mmHg。关键词:光电容积脉搏波;脉搏波传导时间;弹性腔模型;特征K值中图分类号:TP216+．1文献标识码:A文章编号:1674-7720(2016)05-0094-04引用格式:洋洋，陈小惠．基于心电脉搏信号的无创血压算法研究［J］．微型机与应用，2016，35(5):94-97，100．ＲesearchonnoninvasivebloodpressuremeasurementbasedonECGandPPGsignalYangYang，ChenXiaohui(Coll

3、egeofAutomation，NanjingUniversityofPostsandTelecommunications，Nanjing210023，China)Abstract:AfeasibleandeffectivemeasurementmothedbasedontheECGandthePPGsignalwasproposedandimplementedtosolvetheprob-lemofnoninvasivedetectionofbloodpressure．Inaccordancewiththetemporalrelationbetwee

4、nECGandPPGsignal，thesystolicbloodpres-surevaluecouldbededuced．ThediastolicbloodpressuremeasurementwasachievedbythecharacteristicvalueKanalysisandparametercal-culationonbloodvesselsingleelasticchambermodel．Duringtheexperiment，throughdigitalfilteringandadaptivefeatureextraction，bl

5、oodpressuremeasurementcouldbeaccuratelycalculated．Thecalculatedresultswerecomparedwiththeresultsofstandardinstrument．Theaver-agemarginoferrorislessthan5mmHg．Keywords:photoplethysmograph;pulsewavetransittime;elasticchambermodel;characteristicvalueK0引言法，计算出脉搏波传递时间，推算PTT与收缩压回归分析血压是

6、人体极为重要的生理参数，分为收缩压和舒张方程。利用弹性腔模型和脉搏波特征K值准确地计算出压两部分，能够直观反映出人体心血管功能状态。在临床舒张压，实现血压的连续无创检测。医学上常用的血压测量方法主要分为有创检测和无创检1基本原理［1］测。有创血压检测技术主要使用在心脏以及其他重大1．1信号测量原理手术中，优点在于实时性好、准确性高，缺点则是对人体有脉搏波波速法等同于测量同一距离内脉搏波传导时一定伤害且不适于日常检测。在日常检测中，一般使用无间，通常情况下使用一路ECG信号和一路PPG信号来测创血压检测技术，常见的方法有动脉张力测定法和脉搏波量。心脏在每

7、个心动周［2］波速法。动脉张力测定法是根据传感器与动脉血液中期中，由起搏点、心房、心的压力成正比，换算得到收缩压和舒张压，虽然换算简单，室相继兴奋伴随着生物但是该方法需要借助袖带充气来完成，受外界因素影响较电变化，通过心电描记从大，无法连续测量。脉搏波波速法则是根据动脉血传递的体表引出多种形式的电图1ECG信号示意图速度来换算血压，人体的各个部位都能进行检测。与动脉位变化图形，得到图1所张力法相比，脉搏波波速法测量简便，准确性较高，同时具示心电图。有对血压进行长时间连续监测的特点，因此该方法具有广在进行无创血压测量时，血管中血液容积的变化通过泛的应用前

8、景。PPG信号来表现。当一束特定波长的光照射到手指上时，本文以波速法为理论基础，前端采集使用型