[发明专利]一种基于PPG信号实现连续血压的监测系统

说明书

本发明公开了一种基于PPG信号实现连续血压的监测系统。信号采集模块用于获取被监测者的基本信息，并将基本信息传送至服务器，通过服务器将基本信息传送至数据分析模块；使用设备实时获得PPG信号，在数据分析模块中进行去除PPG干扰信号，并将基本信息和PPG信号作为输入进行血压预测；服务器将预测结果在UI交互端进行显示。数据分析模块中包括基于神经网络或其他机器学习方法得到训练模型。数据分析模块中提出了基于连续多个周期PPG信号作为输入预测血压值，同时在数据预处理过程中，能够实施实时的数据输入进行预测。可以解决使用之前方法存在的不足，即相邻两个周期预测的血压数据相互独立，并通过多个预测值求平均后从而进一步提高测试精度。

技术领域

本发明涉及心或血管压力的测量技术领域，具体涉及一种基于PPG信号实现连续血压的监测系统。

背景技术

随着生活水平提高，工作、学习节奏加快，高血压人群正有扩大化、年轻化趋势，那么对高血压人群的筛查、监护、预防，成为医疗电子的热门课题。高血压是最常见的心血管疾病之一，也是导致充血性心力衰竭、脑卒中、冠心病、肾功能衰竭、主动脉瘤的发病率和病死率升高的主要危险因素。

心脏是人体血液循环的中心，承担着使人体各器官正常运转的重任。血压是由心脏产生的人体非常重要的物理信号之一，正常人的血压在多种因素的调节下保持稳定；而对于老人或者病人来说，血压的波动往往会超出正常范围，而这种血压的非正常波动，对于判断一个人的生理状态十分有帮助。因此，如何有效地测量血压在医疗和日常生活中具有重要意义。在日常生活中，目前最常用的血压测量设备是电子血压计，其原理是基于柯氏音和示波法，在使用电子血压计的过程中，需要对被测者施加压力，这种方法操作繁琐、不能连续监测，而且容易对被测者造成不适，所以有必要研究出更好的方法来进行无创连续的血压监测。得益于传感器技术的发展，人们可以很容易的获取人体脉搏的Photoplethysmogram(PPG)信号，很多研究也都基于PPG信号进行了血压的预测。因为PPG信号是一组连续波动的波形数据，通过从PPG信号的波形中提取出与血压显著相关的特征，然后对这些提取到的特征建立回归模型，从而预测出血压。

目前，基于PPG信号预测连续血压信号的方法可分为两大类：第一种是通过提取PPG信号的相关特征点，包括博峰值、波谷值、重博波波峰、波谷值、收缩与舒张周期的时间等作为输入搭建数学模型(如机器学习、深度学习等)进行预测，这种方法一般称之为feature_based；第二种是将PPG整个周期的信号作为输入进行预测，一般称之为whole_based。

上述第一种技术(feature_based)存在的缺点：(1)随着人的年龄增长，血管有可能发生硬化等病理现象，PPG信号的部分特征将有可能消失，如重博波变得不明显甚至消失，将导致PPG信号将缺少部分特征，因此数学模型的输入不能统一，将无法进行预测；(2)PPG信号的特征提取过程麻烦，需要花费大量时间和精力；(3)无法考虑相邻血压周期的连续性。

上述第二种技术(whole_based)存在的缺点：虽然不需要提取PPG信号的特征，但一般相邻两个脉搏周期的血压值不会波动很大，以现有研究技术将单个周期的脉搏信号预测血压仍然无法考虑相邻周期血压的连贯性(或关联)。

发明内容

(一)解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种基于PPG信号实现连续血压的监测系统，使用whole_based的方法，考虑到血压相邻周期的连续性，通过输入多个周期的脉搏信号预测相邻多个血压值，从而提高预测准确性。

(二)技术方案