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摘要：心血管疾病是当前人类面临的首要健康威胁，血压能够反应出人体心脏和血管的功能状况，是临床上诊断疾病、观察治疗效果、进行预后判断的重要依据。现有血压测量方法可以分为有创测量和无创测量两类。相较于有创测量，无创血压测量方法对患者造成的痛苦更小、有更高的舒适度，是临床应用和基础医学中常见的测量方法。本文基于专利数据，从专利申请的角度出发，对无创血压测量领域的研究现状进行了分析。
关键词：无创血压测量，专利技术
【中图分类号】R443+.5 【文献标识码】A 【文章编号】1673-9026（2021）08-364-01
1.引言
相较于有创测量，无创血压测量方法具有无痛、便捷、操作简单等优点，在家用医疗以及临床上广泛应用。无创血压测量的方法主要包括听诊法、示波法、动脉张力法、容积补偿法以及光电容积脉搏波法等[1]。
2. 无创血压测量的研究现状
在无创血压测量的专利申请中，外国申请人的申请量的前三位为欧姆龙株式会社、皇家飞利浦电子股份有限公司、三星电子株式会社，中国申请人的申请量的前三位为京东方科技集团股份有限公司、深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司、广东乐心医疗电子股份有限公司，其中，欧姆龙是全球中最为领先的申请人，并且在各个方面都基本上掌握了最为前沿的核心技术，国内的申请人则相对分散，且核心技术与外国的主要申请人也有一定差距。
2.1聽诊法
听诊法将袖带绑缚在上臂位置处，充气至动脉血管被压迫而导致血液停止流动，再缓慢放气，血液会发出冲击血管的冲击音，通过听诊器对不同冲击音检测得到血压。在专利申请方面，近年的专利申请主要集中在自动识别柯氏音替代人工听取柯氏音，申请CN2015108282208通过对柯氏音振动信号的连续采集、对心动周期波形的检测、对固定带压力信号的提取，能准确有效的识别人体柯氏音振动信号与心动周期的函数关系，从而准确判定人体血压的精准值。申请CN2017100222392将血压值的测量简化为分类问题，采用应用最广泛的深度学习方法，卷积神经网络来对采集到的听诊器音频数据进行分类，即判断听诊器数据中的信号是不是柯式音信号，测量结果较为精确、可靠。
2.2示波法
示波法通过对袖带进行充气，使袖带阻塞血管，再缓慢均匀地放气，检测袖带内的气体压力并提取微弱的脉搏波来测量收缩压和舒张压。目前市场上的大多数电子血压计都是基于示波法测量血压，基于示波法的血压测量结果相比于听诊法更为准确，是临床和家用医疗中广泛应用的血压测量装置，具有操作简便、测量结果更为直观、抗干扰能力较强等优点。申请CN2013103848516通过多次测量判断电子血压计的收缩压和舒张压是否稳定在一个设定的范围内，以实现对示波法电子血压计进行示值重复性校准，结构紧凑，校准精度高，校准操作方便，适应范围广，安全可靠。申请2016102835300气囊袖带的气泵气体接口和传感器气体接口分别设置不同的气囊上，检测到气体压力经气囊缓冲滤波，且由于至少两层的气囊增大了体积，可保证气囊内压力线性增加，从而提高了血压测量的准确性和稳定性。
2.3光电容积脉搏波法
光电容积脉搏波法是通过光源发出特定波长的光束照射到人体上，由于人体的皮肤、血液等组织成分吸收和反射光束，光检测器接收到的返回光束的强度不同，根据光束的强度计算获取血压值。光电容积脉搏波法是近年来血压测量领域中的研究热点和重点，其具有操作简便、无创无痛、便携性、抗干扰性强等优点，并且可以用于长时间连续的血压测量。光电容积脉搏波法主要包括基于脉搏波传导时间计算收缩压和舒张压以及基于提取的脉搏波参数以估算血压值，其中，基于脉搏波传导时间的血压测量方法又分为基于心电信号和脉搏波信号、基于双路脉搏波信号以及基于单路脉搏波信号。
基于心电信号和脉搏波信号是通过计算心电中的R波到PPG信号的特征点之间的时间间隔来估计血压，该方法便捷准确，但采集装置较为复杂且心电信号抗干扰能力较差。申请CN2017113305779基于新提出的一种非线性血压计算模型，通过实时获取受试者的心跳信号（或心电信号）和光电容积脉搏波信号的同步信号，即可实现血压的实时连续性监测，具有较高的精确度。申请CN2016111688086提出通过相关性分析采集的人体心电信号和光电脉搏波信号获取脉搏波传导时间的方法，选取的心电信号和光电脉搏波一段区域，而不是单个的特征点计算脉搏波传导时间，提高了脉搏波传导时间测量的准确性。
基于双路脉搏波信号是在人体的不同部位采集两路脉搏波信号，通过计算两路脉搏波中的两个相邻波峰之间的时间间隔来估计血压。申请CN2016111237452采用双脉搏波信号的方式，消除了静电干扰，采用脉搏波信号的特征点到另一脉搏波信号的特征点的时间间隔减去缩小若干倍后的心动周期定义脉搏波传导时间，提高了血压测量的精度。
基于单路脉搏波信号是只采集一路脉搏波信号，通过对脉搏波信号进行二阶微分处理得到二阶微分脉搏波，通过计算二阶微分脉搏波的两个特征点之间的时间间隔获取脉搏波传导时间。申请CN2017105467466仅需要采集单点光电容积脉搏波信号，即可较佳地获取收缩压和舒张压，从而大大降低了信号获取难度、较佳地提升了测量舒适度，而且预测模型结果精度较高，从而很好地实现了连续血压监测。
3.探讨与结语
无创血压的测量方法的基本技术已经相对成熟，未来的研究应该侧重于血压测量算法的优化和针对测量位置、环境等外界因素带来的测量误差的修正，对该领域的专利布局应该引起国内申请人的重视。
参考文献：
[1]吕晨阳.基于指端光电容积脉搏波的血压检测算法研究[D].西安电子科技大学，2020.
关键词：无创血压测量，专利技术
【中图分类号】R443+.5 【文献标识码】A 【文章编号】1673-9026（2021）08-364-01
1.引言
相较于有创测量，无创血压测量方法具有无痛、便捷、操作简单等优点，在家用医疗以及临床上广泛应用。无创血压测量的方法主要包括听诊法、示波法、动脉张力法、容积补偿法以及光电容积脉搏波法等[1]。
2. 无创血压测量的研究现状
在无创血压测量的专利申请中，外国申请人的申请量的前三位为欧姆龙株式会社、皇家飞利浦电子股份有限公司、三星电子株式会社，中国申请人的申请量的前三位为京东方科技集团股份有限公司、深圳迈瑞生物医疗电子股份有限公司、广东乐心医疗电子股份有限公司，其中，欧姆龙是全球中最为领先的申请人，并且在各个方面都基本上掌握了最为前沿的核心技术，国内的申请人则相对分散，且核心技术与外国的主要申请人也有一定差距。
2.1聽诊法
听诊法将袖带绑缚在上臂位置处，充气至动脉血管被压迫而导致血液停止流动，再缓慢放气，血液会发出冲击血管的冲击音，通过听诊器对不同冲击音检测得到血压。在专利申请方面，近年的专利申请主要集中在自动识别柯氏音替代人工听取柯氏音，申请CN2015108282208通过对柯氏音振动信号的连续采集、对心动周期波形的检测、对固定带压力信号的提取，能准确有效的识别人体柯氏音振动信号与心动周期的函数关系，从而准确判定人体血压的精准值。申请CN2017100222392将血压值的测量简化为分类问题，采用应用最广泛的深度学习方法，卷积神经网络来对采集到的听诊器音频数据进行分类，即判断听诊器数据中的信号是不是柯式音信号，测量结果较为精确、可靠。
2.2示波法
示波法通过对袖带进行充气，使袖带阻塞血管，再缓慢均匀地放气，检测袖带内的气体压力并提取微弱的脉搏波来测量收缩压和舒张压。目前市场上的大多数电子血压计都是基于示波法测量血压，基于示波法的血压测量结果相比于听诊法更为准确，是临床和家用医疗中广泛应用的血压测量装置，具有操作简便、测量结果更为直观、抗干扰能力较强等优点。申请CN2013103848516通过多次测量判断电子血压计的收缩压和舒张压是否稳定在一个设定的范围内，以实现对示波法电子血压计进行示值重复性校准，结构紧凑，校准精度高，校准操作方便，适应范围广，安全可靠。申请2016102835300气囊袖带的气泵气体接口和传感器气体接口分别设置不同的气囊上，检测到气体压力经气囊缓冲滤波，且由于至少两层的气囊增大了体积，可保证气囊内压力线性增加，从而提高了血压测量的准确性和稳定性。
2.3光电容积脉搏波法
光电容积脉搏波法是通过光源发出特定波长的光束照射到人体上，由于人体的皮肤、血液等组织成分吸收和反射光束，光检测器接收到的返回光束的强度不同，根据光束的强度计算获取血压值。光电容积脉搏波法是近年来血压测量领域中的研究热点和重点，其具有操作简便、无创无痛、便携性、抗干扰性强等优点，并且可以用于长时间连续的血压测量。光电容积脉搏波法主要包括基于脉搏波传导时间计算收缩压和舒张压以及基于提取的脉搏波参数以估算血压值，其中，基于脉搏波传导时间的血压测量方法又分为基于心电信号和脉搏波信号、基于双路脉搏波信号以及基于单路脉搏波信号。
基于心电信号和脉搏波信号是通过计算心电中的R波到PPG信号的特征点之间的时间间隔来估计血压，该方法便捷准确，但采集装置较为复杂且心电信号抗干扰能力较差。申请CN2017113305779基于新提出的一种非线性血压计算模型，通过实时获取受试者的心跳信号（或心电信号）和光电容积脉搏波信号的同步信号，即可实现血压的实时连续性监测，具有较高的精确度。申请CN2016111688086提出通过相关性分析采集的人体心电信号和光电脉搏波信号获取脉搏波传导时间的方法，选取的心电信号和光电脉搏波一段区域，而不是单个的特征点计算脉搏波传导时间，提高了脉搏波传导时间测量的准确性。
基于双路脉搏波信号是在人体的不同部位采集两路脉搏波信号，通过计算两路脉搏波中的两个相邻波峰之间的时间间隔来估计血压。申请CN2016111237452采用双脉搏波信号的方式，消除了静电干扰，采用脉搏波信号的特征点到另一脉搏波信号的特征点的时间间隔减去缩小若干倍后的心动周期定义脉搏波传导时间，提高了血压测量的精度。
基于单路脉搏波信号是只采集一路脉搏波信号，通过对脉搏波信号进行二阶微分处理得到二阶微分脉搏波，通过计算二阶微分脉搏波的两个特征点之间的时间间隔获取脉搏波传导时间。申请CN2017105467466仅需要采集单点光电容积脉搏波信号，即可较佳地获取收缩压和舒张压，从而大大降低了信号获取难度、较佳地提升了测量舒适度，而且预测模型结果精度较高，从而很好地实现了连续血压监测。
3.探讨与结语
无创血压的测量方法的基本技术已经相对成熟，未来的研究应该侧重于血压测量算法的优化和针对测量位置、环境等外界因素带来的测量误差的修正，对该领域的专利布局应该引起国内申请人的重视。
参考文献：
[1]吕晨阳.基于指端光电容积脉搏波的血压检测算法研究[D].西安电子科技大学，2020.