無創(chuàng)連續(xù)血壓測量方法及系統(tǒng)研究.pdf

1、心臟射血使心血管系統(tǒng)內(nèi)血液充盈，心臟周期性收縮和舒張使血液在血管內(nèi)向前傳播，血管外周阻力、血管壁彈性等綜合作用產(chǎn)生血壓。血壓是人體最重要的生理參數(shù)之一，血壓的變化也受多種因素綜合影響。在不同的工作、生活條件下，無創(chuàng)連續(xù)血壓測量有助于隨時(shí)掌握心臟以及血液循環(huán)系統(tǒng)的總體變化規(guī)律及重要機(jī)能指標(biāo)，提供有效數(shù)據(jù)幫助人們預(yù)防和控制高血壓、突發(fā)性心腦血管等疾病。因此，無創(chuàng)連續(xù)血壓測量方法及系統(tǒng)的研究意義重大。
　　本研究的主要工作體現(xiàn)在以下幾方

2、面：
　?、俦容^詳盡地說明了無創(chuàng)連續(xù)血壓測量的重要意義，分析總結(jié)了現(xiàn)有數(shù)種無創(chuàng)血壓測量基本方法及現(xiàn)狀。探究說明了脈搏波波形特征以及基于脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間連續(xù)測量血壓的相關(guān)原理。
　　②設(shè)計(jì)了一套基于脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間的無創(chuàng)血壓測量系統(tǒng)。前端硬件部分主要包括電源管理電路、脈搏傳感器選擇、濾波電路、加法放大電路、主控處理電路和串行數(shù)據(jù)通訊電路。脈搏信號(hào)依次通過濾波電路、加法放大電路后接入MSP430G2553單片機(jī)A/D模擬輸入采樣通道

3、，上位機(jī)發(fā)送指令控制數(shù)據(jù)地采集及傳輸，當(dāng)上位機(jī)接收數(shù)據(jù)后再對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。
　?、墼O(shè)計(jì)了下位機(jī)采集程序和上位機(jī)圖形用戶界面。完成了單片機(jī)對脈搏波信號(hào)的A/D采樣及串口通訊程序。使用Matlab對信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理和特征點(diǎn)識(shí)別，計(jì)算出脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間，擬合脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間與動(dòng)脈血壓間的關(guān)系模型，在LinuxUbuntu10.04操作系統(tǒng)下，使用QtCreator設(shè)計(jì)開發(fā)GUI：最終實(shí)現(xiàn)了數(shù)字信號(hào)波形顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、用戶信息新建及保存、參

4、數(shù)分析、回調(diào)數(shù)據(jù)以及與下位機(jī)串口實(shí)時(shí)通訊等功能。
　?、茉O(shè)計(jì)不同生理信號(hào)組合方法用于血壓無創(chuàng)連續(xù)測量的可行性研究實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行相關(guān)系數(shù)及配對T檢驗(yàn)分析，得出準(zhǔn)確度相對較高，可行性最大的實(shí)驗(yàn)方案，再基于此方案，對利用本系統(tǒng)測量得到的計(jì)算血壓值與利用歐姆龍血壓計(jì)（HEM-6131）測得的標(biāo)準(zhǔn)血壓值做誤差分析，計(jì)算兩者的絕對誤差及其標(biāo)準(zhǔn)差。同時(shí)還探討分析系統(tǒng)的精確性、通用性和推廣性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：基于PPG與ECG處特征值和基于ECG與橈動(dòng)

5、脈處特征值用于無創(chuàng)血壓連續(xù)測量的方案可行性最高。同時(shí)基于此法使用本系統(tǒng)進(jìn)行血壓測試時(shí)，當(dāng)受試者實(shí)際收縮壓值在90-120mmHg之間，舒張壓值小于80mmHg時(shí)，系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)血壓計(jì)測量結(jié)果的絕對誤差值和其標(biāo)準(zhǔn)差符合AAMI的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)受試者收縮壓過高（一般大于130mmHg），計(jì)算值與標(biāo)準(zhǔn)值之間的絕對誤差和其標(biāo)準(zhǔn)差不能滿足AAMI的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)受試者舒張壓過高（一般大于90mmHg）或較低（一般小于60mmHg），計(jì)算值與標(biāo)準(zhǔn)值之間的絕