本發明屬于生物醫學檢測技術領域，具體涉及一種融合心電信號和脈沖波形態定量評估的新型血壓計，其融合心電信號的新型血壓計的軟、硬設計。

背景技術：

在生物醫學測量中，血壓是一種常用而重要的指標，它反映心臟泵血功能，血管外周阻力和全身血容量指標的重要參數。

電子血壓計是利用現代電子技術與血壓間接測量原理進行血壓測量的醫療設備，已經成為家庭自測血壓的主要工具。在發達國家，血壓計已成為家庭的必備品。示波計量法是一種臨床認可的，也是最為通用的血壓測量方式。

至今，基于示波計量法的血壓計只是竇性心律時才能得到較為準確的收縮壓（SBP）, 舒張壓（DB）以及脈率（PR）三個參數。原因在于：收縮壓和舒張壓的計算公式是基于規則心律的圖形。如歐姆龍血壓計、松下血壓計、魚躍血壓計以及其它品牌血壓計。

現今，心律失常的患者，尤其是心房顫動（AF）患者逐漸增多。與竇性心律不同的是，AF時心室搏動毫無規律，若依據竇性心律時獲得的計算公式，不可能算出準確SBP, DB和PR。我們利用同時記錄袖帶脈沖波圖形的儀器，觀察到竇性心律患者的脈沖波圖形呈“梭型”形態。在AF時，HR較為緩慢時脈沖波圖形仍基本保留“梭型”的特征；而HR快速時，脈沖波圖形背離“梭型”的特點。這些結果表明，AF患者，尤其是HR快速的患者，血壓計測定SBP和DBP的結果存在缺陷。

與此同時， 現有的血壓計依據袖帶的脈沖波來計算PR。在竇性心律情況下，PR與HR相等。我們新近的研究發現，AF患者，尤其是HR快時，由于袖帶中的一些脈沖波細小，不能被儀器檢測到，血壓計報告的PR明顯少于實際的HR。例如，甚至HR為130次/分的患者，血壓計報告的PR可能僅為60次/分。這種不準確的數據可能誤導醫生和患者，影響到治療。

鑒于存在以上問題，需要設計相應的血壓計來實現心律失常情況下能夠更好的評價血壓計血壓和心率數據。

技術實現要素：

本發明的目的是針對以上問題，提供一種能融合心電信號并能優化血壓表征結果的新型血壓計。該血壓計能同步采集心電信號和脈沖波信號，通過對心電數據和脈沖波進行分析，得出包括收縮壓SBP、舒張壓DBP，脈沖波與自建模型在形態上的相關性，以及心率，R-R間期等血壓參數集。這些定量參數能給出較為準確的心率及血壓評估結果，對心臟急診的患者有重要的應用價值；對于合并心律失常，尤其是對陣發性心律失常的患者具有重要的診斷價值。

本發明的設計基于如下考慮：

1 、在脈沖波的基礎上，引入心電信號；依據心電信號，可以診斷心律失常，尤其是心房顫動； 同時依據心電圖信號來計算HR（而不是以袖帶中脈沖波來計算PR），提高HR的報告準確性。

2、引入袖帶的脈沖波形態評估參數，在竇性心律狀態下，建立標準的脈沖波的形態模型；依據這一模型，比對實際測量的袖帶的脈沖波的形態，獲得相似度的指標。并依據相似度的水平，來評價不同心律失常狀態下的收縮壓和舒張壓測量的可靠程度分級。

本發明的技術基礎是目前成熟的嵌入式技術和傳感器技術。下面是采用嵌入式技術實現的本發明技術方案。

為實現上述目的，本發明提供的技術方案是，一種融合心電信號和脈沖波形態定量評估的新型血壓計，包括心電信號采集模塊、血壓信號采集模塊、數據處理模塊和顯示模塊；其特征在于，心電信號采集模塊與血壓信號采集模塊同步工作，同步采集心電信號和脈沖波信號，心電信號采集模塊與血壓信號采集模塊均采用先對小信號進行放大、濾波調理，最后完成A/D采樣的工作模式，心電信號采樣結果和血壓信號采樣結果都送入數據處理模塊；數據處理模塊根據心電信號采集模塊采樣的心電數據和血壓信號采集模塊采樣的脈沖波數據，分析得出脈沖波特征參數和心電數據特征參數，并對脈沖波形態定量評估，然后結合心電信號和脈沖波計算出融合脈沖波形態特征參數和心電數據特征的參數，最終由顯示模塊輸出融合脈沖波形態特征參數和心電數據特征的參數集。

所述心電信號采集模塊通過電極采集心電信號；所述血壓數據采集模塊通過氣體壓力傳感器對脈沖波進行采集，經過信號調理電路得到脈沖波數值以及袖帶壓。

進一步的，上述的脈沖波形態定量評估，是用自建立模型與實測的脈沖波形態進行相似度比較，并評價不同心律失常狀態下血壓測量可靠程度。

進一步的，上述的脈沖波形態特征參數，是由脈沖波計算得出的參數，包括收縮壓SBP、舒張壓DBP，以及脈沖波與自建模型在形態上的相關性。

進一步的，上述的心電數據特征參數，是指根據心電波計算得出的參數，包括心率和R-R間期。

本發明與現有技術對比：

與一種智能心率心律心電血壓計（CN201610010873.X）相比。該血壓計能實現心率和心律的測量和顯示，并能實現存儲和通訊管理。盡管其參數能展現心率及心律。但這些信息并沒有與示波法的脈沖波進行有機結合，用于評價收縮壓和舒張壓測值準確性的評估。

與一種新型電子血壓計（CN2707188）相比。該專利主要闡述了心電信號的采集。利用采集得到的心電信號實現脈沖波的準確提取，從而實現更為準確、可靠的血壓測量。最終血壓參數未能體現心電信號相關參數的特征。

本發明的有益效果是：本發明融合了心電信號和脈沖波信號，結合脈沖波特征值和心電數據特征值對患者血壓進行表征，參數結果能更科學的表征實際血壓結果，使血壓測量結果對臨床更有指導意義。具體表現為：

1、 將心電圖信息與脈沖波的信息有機結合在一起，在一些復雜情況下，能夠提供更為準確的血壓和HR信息。

2 、引入袖帶的脈沖波形態評定參數，雖然不能明顯提高心房顫動時的血壓測量準確性，但可以對不同患者收縮壓和舒張壓測量的可靠程度分級。對于不可靠的測量數據，醫生可以采用其他的補救措施。現有其他類型的電子血壓計不具備這種功能，醫生不能確定血壓計報告的現有和心率數據是否可靠，簡單采用容易導致誤診。

3、該血壓計同時具有記錄3導心電圖的功能屬性，對于合并心律失常，尤其是陣發性心律失常的患者具有重要的診斷價值，等于家庭中配備了一臺簡易的心電圖記錄儀。能提供心電圖和血壓信息，對心臟急診的患者有重要的應用價值。

附圖說明

圖1為本發明的結構框圖；

圖2為血壓采集模塊的硬件結構圖；

圖3為心電信號采集模塊的硬件結構圖；

圖4為同步采集的心電信號與脈沖波形圖；

圖5為脈沖波與自建模型在形態上的相關性分析示意圖。

在圖中，1、血壓采集模塊；2、心電信號采集模塊；3、數據處理模塊；6、顯示模塊；21、袖帶導管；22、壓力傳感器；23、低噪放大器；24、高通濾波器；25、A/D采樣單元；31、心電導聯電極；32、儀表放大器；33、濾波器；34、放大器；35、A/D采樣單元；41、心電信號波形；42、脈沖波波形；51、自建脈沖波形態標準模型；52、脈沖波形態。

具體實施方式

下面結合附圖及實施例對本發明作進一步描述：

如圖1、圖2所示，本發明提供的這種融合心電信號的新型血壓計，它由血壓采集模塊1、心電信號采集模塊2、數據處理模塊3以及顯示模塊6共同構成。本實施例中，血壓采集模塊1使用了壓電傳感器22的型號為MPS20N0040D。血壓測量過程中，將該傳感器與受測手臂袖帶導管21相連；袖帶由血壓采集模塊1內置氣泵完成加壓。當壓力加到一定數值（如200mmHg時），由血壓采集模塊1中電子氣閥緩慢對袖帶進行放氣（放氣速度保持為2mmHg/s），同時通過壓電傳感器MPS20N0040D采集袖帶實時氣壓，由壓電傳感器MPS20N0040D實時將壓力轉換為電信號。得到轉換的電信號之后，血壓采集模塊1再對壓電信號進行信號調理。調理電路主要由低噪放大器23實現小信號放大，再由高通濾波器24完成信號濾波、低噪放大器23再放大處理后輸出調理之后的信號，血壓采集模塊1還需要實現實時信號的，最后由A/D采樣單元25，采樣速度設定為5kHz，最終，血壓采集模塊1將所得實時的袖帶壓和脈沖波傳輸至數據處理模塊3，完成血壓信號的數值化采樣和傳輸。

結合圖1、圖3所示，本實施例中，心電信號采集模塊2通過心電導聯電極31與受測者雙手相連，實現心電的采集。采集所得心電信號由心電信號采集模塊2中的儀表放大器32、濾波器33、放大器34、A/D采樣單元35依次處理后，完成信號處理，輸出心電信號波形41。具體是：信號調理電路首先由儀表放大器實現小信號放大；之后再完成信號的高通和低通濾波；再對信號進行后級放大；心電信號采集模塊2還需對處理后的心電信號進行A/D采樣，采樣速度設定為5kHz。最終，心電信號采集模塊2將所得采樣結果以及心率傳輸至數據處理模塊3。

結合圖1、圖4、圖5所示，本實施例中，數據處理模塊3的程序實現脈沖波波形42的準確提取；程序再根據現有的示波法原理，計算出收縮壓SBP、舒張壓DBP。同時對不同患者收縮壓和舒張壓測量的脈沖波形態52與自建脈沖波形態標準模型51在形態上的相關性進行計算，并給出可靠程度分級結果。所述自建脈沖波形態標準模型51是通過對大量竇性心律狀態下，脈沖波51數據樣本分析得到的數學模型。同時，數據處理模塊還對心電信號波形41形態進行處理，計算得出包括心率，R-R間期的心電特征參數。

當然以上僅是本發明的一種具體應用范例，對本發明的保護范圍不構成任何限制。除上述實施例外，本發明還可以有其它實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術方案，均落在本發明所要求保護的范圍之內。