一种改进的连续血压算法研究

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血压是重要的人体生理指标之一,随着现代社会人们生活节奏的加快,生活压力增大以及生活方式和饮食结构的改变等因素的影响,世界高血压患者逐年增多,高血压已经成为当今世界引发严重心血管问题最重要的因素之一,随时获得血压的准确数值,对于预防高血压,检测身体健康状况尤为重要。  本文通过基于脉搏传输时间的方法测量人体连续血压。人体连续血压值的测量可以利用脉搏波传输速度来进行计算,即通过测量心电信号(ECG)和光电容积脉搏波信号(PPG)中对应特征点之间的时间差获得脉搏传输时间(PTT)或脉搏传输速度(PWV),进而计算出血压。血压值的准确性直接与 PPG信号特征点的选取位置相关。  本文针对不同的光电容积脉搏波特征点对血压测量准确度的影响,提出在测量脉搏传输时间时,通过对光电容积脉搏波波峰和起始点的结果进行融合,改进血压测量精度。根据光电容积脉搏波波峰和起始点的特点设计波形质量指数,依据波形质量指数对分别通过光电容积脉搏波波峰和起始点得到的脉搏传输时间计算的人体动脉血压准确性进行估计,当波形质量指数较低时,卡尔曼滤波结果较为依赖估计值,当波形质量指数较高时,较为依赖直接测量值。进而根据卡尔曼滤波残差对两种方法得到的动脉血压进行融合,有效改善了结果准确度。  最后,利用麻省理工学院MIMIC数据库中包含完整血压,心电以及脉搏波信号记录的连续监护数据和利用无线体域网系统采集的实验数据对本文提出的通过脉搏传输时间测量血压方法的改进进行验证。实验结果表明,本文提出的方法可以有效减少血压估计中出现的极端误差数量,并提高测量的稳定性。将本文算法与采用单一脉搏波特征点的方法进行对比,结果显示本文算法的准确度较高,并且极端误差数量较少,均方根误差较小。  本文对通过脉搏传输时间测量人体连续血压的算法进行改进,有效改善了脉搏波信号存在干扰的情况下的连续血压测量准确度。
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