基于指尖脉搏波传导时间的连续血压测量装置.pdf

《基于指尖脉搏波传导时间的连续血压测量装置.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于指尖脉搏波传导时间的连续血压测量装置.pdf（9页完成版）》请在专利查询网上搜索。

1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)实用新型专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201920973814.1 (22)申请日 2019.06.26 (73)专利权人 广西师范大学 地址 541004 广西壮族自治区桂林市育才 路15号 (72)发明人 闫哲胡维平张自豪吴磊 (74)专利代理机构 桂林市华杰专利商标事务所 有限责任公司 45112 代理人 杨雪梅 (51)Int.Cl. A61B 5/021(2006.01) (54)实用新型名称 一种基于指尖脉搏波传导时间的连续血压 测量装置 (57)摘要 本实用新型公开了一种基于指尖脉搏波传 导时间的连续血。

2、压测量装置， 包括依次连接的 PPG信号采集模块、 调理电路、 数据处理单元和显 示模块； PPG信号采集模块采集人体指尖部位的 脉搏波信号， 并将采集到的脉搏波信号传输至调 理电路， 调理电路将处理后信号数据传递至数据 处理单元， 经过数据处理单元的处理后得到血压 值， 并在显示模块显示； 所述调理电路包括依次 连接的低通滤波器和高通滤波器， 构造一个截止 频率为0.5Hz的高通滤波器和一个截止频率为 10Hz的低通滤波器， 用于除去0.5Hz-10Hz范围外 的噪声； 所述的PPG信号采集模块， 为Pluse sensor心率脉搏传感器。 该装置具有连续血压测 量的功能， 可实时的监测血压。

3、变化， 设备结构简 洁， 操作简单， 测量结果准确。 权利要求书1页 说明书4页 附图3页 CN 211022624 U 2020.07.17 CN 211022624 U 1.一种基于指尖脉搏波传导时间的连续血压测量装置， 其特征在于， 包括依次连接的 PPG信号采集模块、 调理电路、 数据处理单元和显示模块； PPG信号采集模块采集人体指尖部 位的脉搏波信号， 并将采集到的脉搏波信号传输至调理电路， 调理电路将处理后信号数据 传递至数据处理单元， 经过数据处理单元的处理后得到血压值， 并在显示模块显示； 所述调理电路包括依次连接的低通滤波器和高通滤波器， 构造一个截止频率为0.5Hz 的高。

4、通滤波器和一个截止频率为10Hz的低通滤波器， 用于除去0.5Hz-10Hz范围外的噪声； 所述的PPG信号采集模块， 为Pluse sensor心率脉搏传感器。 2.根据权利要求1所述的一种基于指尖脉搏波传导时间的连续血压测量装置， 其特征 在于， 所述的低通滤波器， 作用是将脉搏波中的高频噪声滤除， 截止频率为10Hz； 包括第一 电阻、 第二电阻、 第三电阻、 第四电阻、 第一电容、 第二电容和第一运算放大器； 第一电阻一 端接地， 另一端分别与电阻的一端、 第一运算放大器的负输入端连接； 第二电阻另一端与第 一电容的一端连接； 第三电阻一端与PPG信号采集模块的输出引脚连接， 另一端分。

5、别与第一 电容的另一端、 第四电阻的一端连接； 第四电阻的另一端分别与第二电容的一端、 第一运算 放大器正输入端连接； 第二电容的另一端接地。 3.根据权利要求1所述的一种基于指尖脉搏波传导时间的连续血压测量装置， 其特征 在于， 所述的高通滤波器， 作用是将脉搏波中的低频噪声滤除， 截止频率为0.5Hz； 包括第五 电阻、 第六电阻、 第七电阻、 第八电阻、 第三电容、 第四电容和第二运算放大器； 第五电阻一 端接地， 另一端分别与第六电阻的一端、 第二运算放大器负输入端连接； 第六电阻的另一端 与第七电阻的一端连接； 第七电阻的另一端分别与第三第四电容的一端、 第四电容的一端 连接； 第四。

6、电容的另一端分别与第八电阻的一端、 第二运算放大器的正输入端连接； 第八电 阻的另一端接地； 第三电容的另一端与第一运算放大器的信号输出端连接； 第二运算放大 器的信号输出端与数据处理单元的输入端连接。 4.根据权利要求2或3所述的一种基于指尖脉搏波传导时间的连续血压测量装置， 其特 征在于， 所述的第一运算放大器、 第二运算放大器， 为LM324型的放大器。 5.根据权利要求1所述的一种基于指尖脉搏波传导时间的连续血压测量装置， 其特征 在于， 所述的数据处理单元， 是基于STM32F103C8T6为主控芯片的数据处理单元。 6.根据权利要求1所述的一种基于指尖脉搏波传导时间的连续血压测量装。

7、置， 其特征 在于， 所述的显示模块， 用于将数据处理单元计算得到的血压数据， 通过显示屏显示， 便于 测量人员观察记录。 权利要求书 1/1 页 2 CN 211022624 U 2 一种基于指尖脉搏波传导时间的连续血压测量装置 技术领域 0001 本发明涉及一种血压测量装置， 具体是一种基于指尖脉搏波传导时间的连续血压 测量装置。 背景技术 0002 血压是人体非常重要的生理参数， 能够反应出人体心脏和血管的功能状况。 血压 的连续性测量具有重要的意义。 首先， 连续血压测量对于高血压的预防、 诊断和治疗具有非 常重要的意义。 其次， 对血压进行连续测量可了解其变化规律， 对突发性心血管疾。

8、病的预防 具有非常重要的意义。 0003 血压的自动连续测量在医学上有重大的实际意义， 尤其是在重症监护过程中可以 对血压进行连续监控， 从而能够在病人出现意外的第一时间采取有效的救护措施。 目前常 用的血压检测方法是听诊法和示波器法， 这两种方法都要使用袖带充气增压， 这会给测量 对象带来不适， 而且有很大的可能会导致血压升高造成误判， 并且也不能实现连续血压测 量。 0004 脉搏波传导时间法对传感器定位要求低， 测量方便舒适， 是一种比较理想的无创 连续血压测量方法。 现有的技术使用心电信号和脉搏信号共同来测量传导时间， 由于静电 干扰严重并且设备复杂， 需要多个传感器同时工作， 基于两。

9、路脉搏波信号测量传导时间， 从 而计算血压的方法也需要两个甚至多个传感器， 同时在不同位置进行信号采集， 这两种方 法的采集设备均比较复杂， 采集部位一般选取在心脏、 肱动脉 （肘关节） 、 桡动脉 （手腕处） 等 位置给使用者带来了诸多不便。 0005 同时， 随着人们的养生保健意识不断提升， 人们对各项体征参数测量的要求也越 来越高， 现有装置或设备使用不便， 设备复杂， 或者不能摆脱充气袖带的束缚， 不能实时连 续测量监测血压的变化。 实用新型内容 0006 本实用新型的目的在于克服现有技术的不足， 而提供一种基于指尖脉搏波传导时 间的连续血压测量装置， 本装置使用Pluse senso。

10、r心率脉搏传感器在指尖处实时采集人体 脉搏波信号， 然后通过数据处理单元对信号进行计算处理得到测量对象的血压， 该装置具 有连续血压测量的功能， 可实时的监测血压变化， 设备结构简洁， 操作简单， 测量结果准确， 对心血管疾病患者有着重要的作用。 0007 实现本实用新型目的的技术方案是： 0008 一种基于指尖脉搏波传导时间的连续血压测量装置， 包括依次连接的PPG信号采 集模块、 调理电路、 数据处理单元和显示模块； PPG信号采集模块采集人体指尖部位的脉搏 波信号， 并将采集到的脉搏波信号传输至调理电路， 调理电路将处理后信号数据传递至数 据处理单元， 经过数据处理单元的处理后得到血压值。

11、， 并在显示模块显示； 0009 所述调理电路包括依次连接的低通滤波器和高通滤波器， 构造一个截止频率为 说明书 1/4 页 3 CN 211022624 U 3 0.5Hz的高通滤波器和一个截止频率为10Hz的低通滤波器， 用于除去0.5Hz-10Hz范围外的 噪声， 有助于数据处理单元对信号进行特征提取计算得到脉搏波传导时间， 进而计算得到 血压值。 0010 所述的PPG信号采集模块， 为Pluse sensor心率脉搏传感器。 0011 所述的低通滤波器， 作用是将脉搏波中的高频噪声滤除， 截止频率为10Hz； 包括第 一电阻、 第二电阻、 第三电阻、 第四电阻、 第一电容、 第二电容。

12、和第一运算放大器； 第一电阻 一端接地， 另一端分别与电阻的一端、 第一运算放大器的负输入端连接； 第二电阻另一端与 第一电容的一端连接； 第三电阻一端与PPG信号采集模块的输出引脚连接， 另一端分别与第 一电容的另一端、 第四电阻的一端连接； 第四电阻的另一端分别与第二电容的一端、 第一运 算放大器正输入端连接； 第二电容的另一端接地。 0012 所述的高通滤波器， 作用是将脉搏波中的低频噪声滤除， 截止频率为0.5Hz； 包括 第五电阻、 第六电阻、 第七电阻、 第八电阻、 第三电容、 第四电容和第二运算放大器； 第五电 阻一端接地， 另一端分别与第六电阻的一端、 第二运算放大器负输入端连。

13、接； 第六电阻的另 一端与第七电阻的一端连接； 第七电阻的另一端分别与第三第四电容的一端、 第四电容的 一端连接； 第四电容的另一端分别与第八电阻的一端、 第二运算放大器的正输入端连接； 第 八电阻的另一端接地； 第三电容的另一端与第一运算放大器的信号输出端连接； 第二运算 放大器的信号输出端与数据处理单元的输入端连接。 0013 所述的第一运算放大器、 第二运算放大器， 为LM324型的放大器。 0014 所述的数据处理单元， 是基于STM32F103C8T6为主控芯片的数据处理单元， 接收经 过调理电路滤波处理的信号并使用小波变换对信号进行运算处理去除基线漂移的干扰， 通 过对原始信号连续。

14、两次微分识别出特征点， 并计算出特征点之间的时间差定义为脉搏波传 导时间 （PTT） ， 然后通过推导的数学模型计算得到血压值。 0015 所述的显示模块， 用于将数据处理单元计算得到的血压数据， 通过显示屏显示， 便 于测量人员观察记录。 0016 本实用新型提供了一种基于脉搏波传导时间的连续血压测量装置。 本装置通过获 取脉搏波传导时间 （PTT） 然后计算出血压值。 传感器可以实时采集人体脉搏波信号， 通过单 片机对信号进行处理和一系列的计算即可得到收缩压 （SBP） 和舒张压 （DBP） ， 其具有连续测 量的功能， 且测量精度进一步提高， 可实时的监测血压变化提前预防血压异常。 附图。

15、说明 0017 图1为基于脉搏波传导时间的血压测量硬件结构框图； 0018 图2为低通滤波器电路图； 0019 图3为高通滤波器电路图； 0020 图4为本装置与电子血压计的收缩压 （SBP） 测量结果数据对比图； 0021 图5为本装置与电子血压计的舒张压 （DBP） 测量结果数据对比图。 具体实施方式 0022 下面结合附图和实施例对本实用新型内容做进一步阐述， 但不是对本实用新型的 限定。 说明书 2/4 页 4 CN 211022624 U 4 0023 实施例： 0024 如图1所示： 一种基于指尖脉搏波传导时间的连续血压测量装置， 包括依次连接的 PPG信号采集模块1、 调理电路2。

16、、 数据处理单元3和显示模块4； PPG信号采集模块1采集人体 指尖部位的脉搏波信号， 并将采集到的脉搏波信号传输至调理电路2， 调理电路2将处理后 信号数据传递至数据处理单元3， 经过数据处理单元3的处理后得到血压值， 并在显示模块4 中显示。 0025 所述的PPG信号采集模块1， 为Pluse sensor心率脉搏传感器， 在人体指尖处采集 人体脉搏波信号并对信号进行预处理， 有利于除去周围光线对波形的毛刺干扰。 0026 所述调理电路2是将Pluse sensor心率脉搏传感器采集得到的原始信号进行滤波 处理， 去除噪声得到较为完整的波形； 调理电路2包括依次连接的低通滤波器和高通滤波。

17、 器， 构造一个截止频率为0.5Hz的高通滤波器和一个截止频率为10Hz的低通滤波器， 用于除 去0.5Hz-10Hz范围外的噪声， 除外界光源和肌肉抖动、 呼吸等生理活动带来的频率干扰， 从 而减少噪声干扰， 有助于数据处理单元对信号进行特征提取计算得到脉搏波传导时间， 进 而计算得到血压值。 0027 所述的低通滤波器， 作用是将脉搏波中的高频噪声滤除， 截止频率为10Hz； 如图2 所示， 包括第一电阻R1、 第二电阻R2、 第三电阻R3、 第四电阻R4、 第一电容C1、 第二电容C2和 第一运算放大器U1； 第一电阻R1一端接地， 另一端分别与电阻R2的一端、 第一运算放大器U1 的负。

18、输入端连接； 第二电阻R2另一端与第一电容C1的一端连接； 第三电阻R3一端与PPG信号 采集模块的输出引脚连接， 另一端分别与第一电容C1的另一端、 第四电阻R4的一端连接； 第 四电阻R4的另一端分别与第二电容C2的一端、 第一运算放大器U1正输入端连接； 第二电容 C2的另一端接地。 0028 所述的高通滤波器， 作用是将脉搏波中的低频噪声滤除， 截止频率为0.5Hz； 如图3 所示， 包括第五电阻R5、 第六电阻R6、 第七电阻R7、 第八电阻R8、 第三电容C3、 第四电容C4和 第二运算放大器U2； 第五电阻R5一端接地， 另一端分别与第六电阻R6的一端、 第二运算放大 器U2负输。

19、入端连接； 第六电阻R6的另一端与第七电阻R7的一端连接； 第七电阻R7的另一端 分别与第三第四电容C3的一端、 第四电容C4的一端连接； 第四电容的另一端分别与第八电 阻R8的一端、 第二运算放大器U2的正输入端连接； 第八电阻R8的另一端接地； 第三电容C3的 另一端与第一运算放大器U1的信号输出端连接； 第二运算放大器U2的信号输出端与数据处 理单元的输入端连接。 0029 所述的第一运算放大器、 第二运算放大器， 为LM324型的放大器。 0030 所述的数据处理单元3， 是基于STM32F103C8T6为主控芯片的数据处理单元， 接收 经过调理电路滤波处理的信号并使用小波分解对信号进。

20、行运算处理处理基线漂移的干扰， 通过识别出特征点并计算出特征点之间的时间差定义为脉搏波传导时间 （PTT） ， 然后通过 推导的数学模型计算得到血压值。 0031 所述的显示模块4， 使用OLED显示屏将数据处理单元计算得到的血压数据， 通过显 示屏显示， 便于被测对象直观的了解血压信息， 由于是连续血压测量， 所以显示屏的数据会 一直小范围波动变化。 0032 使用本装置对6位不同对象进行实验测试， 测量结果与使用电子血压计测量的结 果对照， 数据如图4、 图5所示。 说明书 3/4 页 5 CN 211022624 U 5 0033 在测量过程中被测人员需要静坐2-3分钟， 待心率平稳以后。

21、即可测量； 电子血压计 使用的是小米IHealth； 测量时本装置和电子血压计分别在左右手同时测量以保证数据的 真实性， 每组数据测量三次取其平均值， 每次测量时间间隔要在15秒以上。 0034 通过测量结果对比发现， 收缩压最大误差为4.1mmHg,舒张压最大误差为4.6mmHg， 误差均在可接受范围， 符合国际规定中5mmHg的误差范围。 0035 本装置只需使用一个Pluse sensor传感器获取一路PPG信号， 即可较为准确的测 量得到收缩压 （SBP） 和舒张压 （DBP） ， 从而一定程度的降低了信号采集的难度， 同时也提升 了测量的便捷性， 可以不受限制的随时随地测量血压， 真正意义上的摆脱了袖带的束缚， 实 现高精度的连续血压监测。 说明书 4/4 页 6 CN 211022624 U 6 图1 说明书附图 1/3 页 7 CN 211022624 U 7 图2 图3 说明书附图 2/3 页 8 CN 211022624 U 8 图4 图5 说明书附图 3/3 页 9 CN 211022624 U 9 。