基于智能手机的无袖带血压测量方法

摘要

高血压是一种常见的慢性心血管疾病，也是心血管病（CVD）最重要的危险因素。对动脉血压进行定期且及时有效的检查测量，尽早发现高血压症状并进行治疗，可以减轻患者痛苦，并降低高血压造成相关并发症的风险。目前医院与家庭对动脉血压测量一般采用科氏音法或示波法。这类方法虽然能够得到比较准确的动脉血压值，但对患者而言，到医院定期检查支出的时间成本较高，家庭自测则需要购买专门的血压测量仪。随着智能手机进入千家万户，将智能多种手机传感模块与强大计算能力相结合的移动医疗检测方法的相关研究得到了广泛关注。直接利用智能手机作为血压监测仪器，可以降低血压检查的经济成本，方便家庭进行定期血压监测，提高血压检查的普及率；同时可以随时随地进行血压测量，使高血压患者及时知晓可能出现的危险情况，对高血压的防治工作有着重要意义。　　本文通过分析现有无袖带测量方法，认为基于脉搏波波速测定法的脉搏波传导时间血压估计方法适合应用在智能手机上进行血压测量。在此基础之上，本文提出了一种利用智能手机摄像头及话筒分别采集指尖脉搏波及心音信号，将指尖脉搏波信号的峰值点以及心音信号的极值点作为特征点，通过计算特征点时间差作为脉搏波传播时间（PTT），通过脉搏波传播时间与人体血压的线性关系进行人体血压值估计。研究中针对指尖脉搏波信号在采取不同滤波算法进行处理特征点存在差异，从而影响血压估计结果的情况，分别采用小波滤波、中值滤波以及经验算法对指尖脉搏波信号进行处理，通过测量结果比对各种滤波方法的优劣。同时针对脉搏波传导时间估计血压方法需要对人体特征参数进行标定的特点，提出一种适用于手机的简易的个体特征值标定方案，提高测量精度。　　本文设计了重复性实验、运动实验及跟踪实验三种方案对利用智能手机估计人体血压方法进行测试，实验结果表明：采用小波算法对指尖脉搏波信号进行处理，实验结果误差相对较小，优于其他两种算法，但这一结果并不适用于每次实验。重复性实验及跟踪实验的测量结果与对比血压计测量结果具有较好的一致性，其准确度符合AAMI标准，可用于日常血压值估计。

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