[发明专利]基于振荡式血压计信号的中心动脉压检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种生物医疗信息处理技术领域的系统及方法，具体是一种通过处理振荡式血压计信号来无创估测中心动脉压的系统及方法。

背景技术

中心动脉压是诊断患者是否患有高血压及其严重程度，以及监测药物治疗效果的金标准，同时也是心血管结构损伤、病变和临床预后的强预测因子，在临床上具有重要的意义。

然而，中心动脉压不能通过无创方法直接测得。目前在临床上测量中心动脉压的方法主要有直接测量法和间接测量法。直接测量法采用左心导管直接测量升主动脉血压，这种方法测量结果准确，并可提供血压波形的连续记录，但属于创伤性的方法，而且价格昂贵，技术要求较高，不适用于对普通患者的检测和对大量人群的长期随访以及动态监测。间接测量法通常通过分析颈动脉或桡动脉等外周血管的脉搏波来无创地估测中心动脉压，根据具体的分析手段可分为替代法、目测法以及合成法三种方法。替代法用颈动脉压力波近似替代升主动脉压力波，但由于中心动脉与颈动脉间脉波传递现象的存在，估测误差一般较大；目测法通过目测桡动脉压力波的迟发收缩期波形改变来分析中心动脉压，属于半定量法，对中心动脉压的定量化测量价值有限；合成法的基本原理是通过传递函数转换触压式压力探头测得的桡动脉压力波来合成中心动脉压力波，但其潜在缺点是中心动脉压的校准取决于桡动脉压测量的精确程度，同时受压力采集器的工作压力影响较大，并且对检查部位的选择要求十分严格。另外，虽然多数现存方法在基于大量人群的统计学研究中体现出一定的可行性，但对具体受检者个体的测量精度仍不明确。鉴于存在的各种问题，这些测量方法目前在临床上仍没有普及。

近年来，研究人员提出了一些新的中心动脉压无创测量方法。专利文献US20090287097提出利用振荡法血压计在高工作压状态下(高于肱动脉收缩压)测量上臂肱动脉压力波来估测中心动脉压的方法。但是该技术中仅指出血压计袖带工作压力高于收缩压，未对袖带的具体工作压力有明确的说明，血压计袖带下的上臂肱动脉部分闭锁，造成该处的压力波反射系数为0～1之间的某一数值，引入测量结果的不确定误差较大。此外，在该技术中，上臂肱动脉闭锁处与锁骨下中心动脉间的压力波传播时间采用由人群样本统计得到的平均数，无法真实反映受检者的个体差异。专利文献WO2011138683A2提出了基于肱动脉压力波，运用转换函数估测中心动脉压的构想，但其采用的转换函数结构复杂，而且对中心动脉压力波重构有时间及波形范围等限制，使其准确性和实用性有待验证。此外，部分无创测量中心动脉压的仪器已在小范围临床研究中得到了初步应用，主要有日本的欧姆龙HEM-9000AI和澳大利亚的SphygmoCor。这两种仪器都是通过分析在外周血管测量的血压及脉搏波来估测中心动脉压，但相关临床研究发现，HEM-9000AI测量的中心动脉收缩压较真实中心动脉收缩压高；相反，SphygmoCor测得的中心动脉收缩压偏低。虽然对数据进一步分析发现两者的测量结果高度相关，但是两种设备的测量结果存在明显差异的原因仍不清楚。另外，HEM-9000AI和SphygmoCor的设计、校准和验证以人群统计学数据为基础，患者个体化测量的精确性和可靠性也有待考证。

经过对现有技术的检索发现，中国专利文献号CN101513344，公开日2009-08-26，公开一种用于改进无创血压估计的自适应频域滤波，该技术包括用于处理来自多个压力步幅38a-u的示波数据以确定患者血压的系统10。连接到患者14的心率监视器32获得患者的心率。时域到频域转换器54接收示波数据并将示波数据转换到频域。谐波频率计算器68连接到心率监视器32并至少推导出心率基频。滤波器62连接到时域到频域转换器54以及谐波频率计算器68，其产生滤波器频域示波信号。重构计算器70接收已滤波频域示波信号并重构时域示波信号。该技术虽然可以通过改进滤波处理并引入心率信息提高外周动脉血压测量的稳定性和可靠性，但无法利用血压计在外周血管所测示波信息估测中心动脉压。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于振荡式血压计信号的中心动脉压检测系统及方法，通过解析和转换函数对信号进行分析处理，从而快速无创地估测中心动脉压，并且信号处理过程更充分地考虑患者的个体因素，使患者个体化测量的精确性相对于现存方法有了进一步的提高，从而获得相比现有技术更加准确的个体化检测结果。

本发明是通过以下技术方案实现的：