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一种 血压 测量方法 测量 系统
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摘要
申请专利号:

CN201510364594.9

申请日:

20150626

公开号:

CN104887209A

公开日:

20150909

当前法律状态:

有效性:

失效

法律详情:
IPC分类号: A61B5/0225 主分类号: A61B5/0225
申请人: 京东方科技集团股份有限公司
发明人: 靳小利
地址: 100015 北京市朝阳区酒仙桥路10号
优先权: CN201510364594A
专利代理机构: 北京中博世达专利商标代理有限公司 代理人: 申健
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法律状态
申请(专利)号:

CN201510364594.9

授权公告号:

法律状态公告日:

法律状态类型:

摘要

本发明公开一种血压测量方法和测量系统,涉及医疗技术领域,用于提高血压测量准确性。该血压测量方法包括以下步骤:同时采集被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频,一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频均包括多帧图像;提取每帧图像中一个身体区域的灰度值和另一个身体区域的灰度值;根据每帧图像中一个身体区域的灰度值绘制一个身体区域的脉搏波波形,根据每帧图像中另一个身体区域的灰度值绘制另一个身体区域的脉搏波波形;根据一个身体区域的脉搏波波形和另一个身体区域的脉搏波波形,确定脉搏波的传播时间;根据脉搏波的传播时间与血压之间对应的关系,获取被测者的血压。本发明应用于非接触式血压测量。

权利要求书

1.一种血压测量方法,其特征在于,包括:同时采集被测者的一个身体区域和另一个身体区域的视频,所述一个身体区域的视频和所述另一个身体区域的视频均包括多帧图像;提取每帧图像中所述一个身体区域的灰度值和所述另一个身体区域的灰度值;根据每帧图像中所述一个身体区域的灰度值绘制所述一个身体区域的脉搏波波形,根据每帧图像中所述另一个身体区域的灰度值绘制所述另一个身体区域的脉搏波波形;根据所述一个身体区域的脉搏波波形和所述另一个身体区域的脉搏波波形,确定脉搏波的传播时间;根据所述脉搏波的传播时间与血压之间的对应关系,获取被测者的血压。2.根据权利要求1所述的血压测量方法,其特征在于,同时采集被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频的步骤具体包括:使用一个成像设备对包括被测者脸部和手部的区域进行视频采集。3.根据权利要求1所述的血压测量方法,其特征在于,同时采集被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频的步骤具体包括:使用一个成像设备对被测者的一个身体区域进行视频采集,同时使用另一个成像设备对被测者的另一个身体区域进行视频采集。4.根据权利要求2或3所述的血压测量方法,其特征在于,所述成像设备为成像频率为大于或等于每秒100帧的高速摄像机。5.根据权利要求1所述的血压测量方法,其特征在于,提取每帧图像中所述一个身体区域的灰度值和所述另一个身体区域的灰度值的步骤具体包括:识别每帧图像中的一个身体区域和另一个身体区域;提取每帧图像中的一个身体区域和另一个身体区域中红色通道信号的灰度值。6.根据权利要求1或5所述的血压测量方法,其特征在于,所述一个身体区域的灰度值为每帧图像中所述一个身体区域中任意一个测试点的灰度值,或者,所述一个身体区域中至少两个测试点的灰度值的平均值;所述另一个身体区域的灰度值为每帧图像中所述另一个身体区域中任意一个测试点的灰度值,或者,所述另一个身体区域中至少两个测试点的灰度值的平均值。7.根据权利要求1所述的血压测量方法,其特征在于,根据所述一个身体区域的脉搏波波形和所述另一个身体区域的脉搏波波形,确定脉搏波的传播时间的步骤具体包括:选取所述一个身体区域的脉搏波波形中的一个波峰,选取所述另一个身体区域的脉搏波波形中的与所述一个波峰时间间隔最短的另一个波峰;获取所述一个波峰和所述另一个波峰之间的时间间隔;重复以上步骤多次,以获取多个时间间隔,在重复过程中,依次选取所述一个身体区域的脉搏波波形中连续多个周期中的波峰;计算所述多个时间间隔的平均值,作为所述脉搏波的传播时间。8.根据权利要求1所述的血压测量方法,其特征在于,脉搏波的传播时间与血压之间的关系为:其中,h为血管壁厚度,d为血管内壁直径,S为所述脉搏波的传播距离,ρ为血液粘稠度,E为压力为0时血管的弹性模量,γ为0.016~0.018毫米汞柱,PTT为所述脉搏波的传播时间。9.根据权利要求1所述的血压测量方法,其特征在于,在根据每帧图像中所述一个身体区域的灰度值绘制所述一个身体区域的脉搏波波形,根据每帧图像中所述另一个身体区域的灰度值绘制所述另一个身体区域的脉搏波波形的步骤之后,血压测量方法还包括:对所述一个身体区域的脉搏波波形和所述另一个身体区域的脉搏波波形进行滤波。10.一种血压测量系统,其特征在于,包括:视频采集装置,所述视频采集装置用于采集被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频,所述一个身体区域的视频和所述另一个身体区域的视频均包括多帧图像;灰度值提取装置,所述灰度值提取装置与所述视频采集装置连接,且用于提取每帧图像中所述一个身体区域的灰度值和所述另一个身体区域的灰度值;脉搏波绘制装置,所述脉搏波绘制装置与所述灰度值提取装置连接,且用于根据每帧图像中所述一个身体区域的灰度值绘制所述一个身体区域的脉搏波波形,根据每帧图像中所述另一个身体区域的灰度值绘制所述另一个身体区域的脉搏波波形;脉搏波传播时间确定装置,所述脉搏波传播时间确定装置与所述脉搏波绘制装置连接,且用于根据所述一个身体区域的脉搏波波形和所述另一个身体区域的脉搏波波形,确定脉搏波的传播时间;血压获取装置,所述血压获取装置与所述脉搏波传播时间确定装置连接,且用于根据所述脉搏波的传播时间与血压之间的对应关系,获取被测者的血压。11.根据权利要求10所述的血压测量系统,其特征在于,所述视频采集装置为成像设备,所述成像设备对包括被测者脸部和手部的区域进行视频采集。12.根据权利要求11所述的血压测量系统,其特征在于,所述成像设备为成像频率为大于或等于每秒100帧的高速摄像机。13.根据权利要求10所述的血压测量系统,其特征在于,所述灰度值提取装置具体用于:识别每帧图像中的一个身体区域和另一个身体区域;提取每帧图像中的一个身体区域和另一个身体区域中红色通道信号的灰度值。14.根据权利要求10所述的血压测量系统,其特征在于,所述灰度值提取装置具体用于:提取每帧图像中所述一个身体区域中任意一个测试点的灰度值作为所述一个身体区域的灰度值,或者,提取每帧图像中所述一个身体区域中至少两个测试点的灰度值的平均值作为所述一个身体区域的灰度值;所述灰度值提取装置具体还用于:提取每帧图像中所述另一个身体区域中任意一个测试点的灰度值作为所述另一个身体区域的灰度值,或者,提取每帧图像中所述另一个身体区域中至少两个测试点的灰度值的平均值作为所述另一个身体区域的灰度值。15.根据权利要求10所述的血压测量系统,其特征在于,所述脉搏波传播时间确定装置具体用于,选取所述一个身体区域的脉搏波波形中的一个波峰,选取所述另一个身体区域的脉搏波波形中的与所述一个波峰时间间隔最短的另一个波峰;获取所述一个波峰和所述另一个波峰之间的时间间隔;重复以上步骤多次,以获取多个时间间隔,在重复过程中,依次选取所述一个身体区域的脉搏波波形中连续多个周期中的波峰;计算所述多个时间间隔的平均值,作为所述脉搏波的传播时间。16.根据权利要求10所述的血压测量系统,其特征在于,所述脉搏波的传播时间与血压之间的关系为:其中,h为血管壁厚度,d为血管内壁直径,S为所述脉搏波的传播距离,ρ为血液粘稠度,E为压力为0时血管的弹性模量,γ为0.016~0.018毫米汞柱,PTT为是所述脉搏波的传播时间。17.根据权利要求10所述的血压测量系统,其特征在于,所述血压测量系统还包括滤波装置,所述滤波装置用于对所述脉搏波绘制装置绘制的所述一个身体区域的脉搏波波形和所述另一个身体区域的脉搏波波形进行滤波。

说明书

技术领域

本发明涉及医疗技术领域,尤其涉及一种血压测量方法和测量系统。

背景技术

血压是人体重要的生理参数之一,血压不正?;嵋⒍嘀旨膊?,其中,高血压是严重危害人们健康的最常见疾病之一。因此对血压的测量具有重要的意义。

目前,通常采用水银柱式血压计测量血压。具体为:首先将袖带套在被测者的手臂上,对袖带进行快速充气,然后以恒定速率缓慢放气,在放气的过程中听取柯氏音,得到相应的血压值。采用水银柱式血压计测量血压时,测量误差较大,且袖带需要与手臂接触。在现有技术中,还可以采用电子血压计测量血压。采用电子血压计测量血压时,测量误差较小。但是,采用电子血压计测量血压时,也需要使袖带与手臂接触。

本申请的发明人发现,由于采用上述两种血压计测量血压时,袖带均需要与手臂接触,从而使得手臂中的血管受到压迫,引起被测者身体的不适,进而影响血压测量结果的准确性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种血压测量方法和测量系统,用于解决现有测量血压时,袖带需与被测量者手臂接触所导致的测量准确性差的问题。

为达到上述目的,本发明提供了一种血压测量方法,采用如下技术方案:

一种血压测量方法包括:

同时采集被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频,一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频均包括多帧图像;

提取每帧图像中一个身体区域的灰度值和另一个身体区域的灰度值;

根据每帧图像中一个身体区域的灰度值绘制一个身体区域的脉搏波波形,根据每帧图像中另一个身体区域的灰度值绘制另一个身体区域的脉搏波波形;

根据一个身体区域的脉搏波波形和另一个身体区域的脉搏波波形,确定脉搏波的传播时间;

根据脉搏波的传播时间与血压之间的对应关系,获取被测者的血压。

由于该血压测量方法通过采集被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频,提取图像中的灰度值,再由灰度值绘制脉搏波,确定脉搏波的传播时间,进而根据脉搏波的传播时间与血压之间的关系,获取被测者的血压,从而使得在整个血压测量过程中不需要使用袖带,便可以实现在不接触被测者的皮肤的情况下,即可测量被测者的血压,由于不需要袖带,因此也就不存在袖带与被测者的手臂接触的问题,从而可以避免袖带对被测者手臂中的血管的压迫,进而提高血压测量结果的准确性。此外,由于不需要袖带,对于手臂皮肤有伤口、手臂不便于套袖带的被测者,使用上述血压测量方法也能对被测者的血压进行测量。

此外,本发明还提供了一种血压测量系统包括:

视频采集装置,视频采集装置用于采集被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频,一个身体区域的视频和所述另一个身体区域的视频均包括多帧图像;

灰度值提取装置,灰度值提取装置与视频采集装置连接,且用于提取每帧图像中一个身体区域的灰度值和另一个身体区域的灰度值;

脉搏波绘制装置,脉搏波绘制装置与灰度值提取装置连接,且用于根据每帧图像中一个身体区域的灰度值绘制一个身体区域的脉搏波波形,根据每帧图像中另一个身体区域的灰度值绘制另一个身体区域的脉搏波波形;

脉搏波传播时间确定装置,脉搏波传播时间确定装置与脉搏波绘制装置连接,且用于根据一个身体区域的脉搏波波形和另一个身体区域的脉搏波波形,确定脉搏波的传播时间;

血压获取装置,血压获取装置与脉搏波传播时间确定装置连接,且用于根据脉搏波的传播时间与血压之间的对应关系,获取被测者的血压。

该血压测量系统通过采集被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频,提取图像中的灰度值,再由灰度值绘制脉搏波,确定脉搏波的传播时间,进而根据脉搏波的传播时间与血压之间的关系,获取被测者的血压,从而使得在该血压测量系统中不需要袖带,便可以实现在不接触被测者的皮肤的情况下,即可测量被测者的血压,由于不需要袖带,因此也就不存在袖带与被测者的手臂接触的问题,从而可以避免袖带对被测者手臂中的血管的压迫,进而提高血压测量结果的准确性。此外,由于不需要袖带,对于手臂皮肤有伤口、手臂不便于套袖带的被测者,使用上述血压测量系统也能对被测者的血压进行测量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的血压测量方法的流程图;

图2为本发明实施例绘制的一个身体区域的脉搏波波形和另一个身体区域的脉搏波波形的示意图;

图3为本发明实施例提供的血压测量系统的结构示意图。

具体实施方式

为了解决现有测量血压时,袖带需与被测量者手臂接触所导致的测量准确性差的问题,本发明提供了一种新的技术方案,利用对比被测者的一个身体区域的灰度值和另一个身体区域的灰度值,以及一个身体区域的脉搏波波形和另一个身体区域的脉搏波波形,确定脉搏波的传播时间,进而根据脉搏波的传播时间与血压之间的对应关系,获取被测者的血压。相比于现有技术,在整个血压测量过程中不需要使用袖带,可以实现在不接触被测者的皮肤的情况下,即可测量被测者的血压,由于不需要袖带,因此也就不存在袖带与被测者的手臂接触的问题,从而可以避免袖带对被测者手臂中的血管的压迫,进而提高血压测量结果的准确性。

为了便于理解,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例一

本发明实施例提供一种血压测量方法,如图1所示,该血压测量方法包括以下步骤:

步骤S101、同时采集被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频,一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频均包括多帧图像;

步骤S102、提取每帧图像中一个身体区域的灰度值和另一个身体区域的灰度值;

步骤S103、根据每帧图像中一个身体区域的灰度值绘制一个身体区域的脉搏波波形,根据每帧图像中另一个身体区域的灰度值绘制另一个身体区域的脉搏波波形;

步骤S104、根据一个身体区域的脉搏波波形和另一个身体区域的脉搏波波形,确定脉搏波的传播时间;

步骤S105、根据脉搏波的传播时间与血压之间的对应关系,获取被测者的血压。

上述一个身体区域和另一个身体区域为被测者身体上与心脏之间的距离具有差值的两个身体区域。本发明实施例中优选,上述一个身体区域为被测者的脸部区域,另一个身体区域为被测者的手部区域,如上选择具有以下有益效果:一方面,脸部区域和手部区域的末梢毛细血管密集,测量的准确性高,另一方面,脸部区域和手部区域一直暴露在外,在测量过程中无需进行其他处理,例如脱衣服等步骤,以使得测量过程简单。

下面本发明实施例对上述五个步骤进行详细说明:

执行步骤S101时,为了同时采集被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频,具体实现方式有多种,本发明实施例提供了以下两种具体方式。

第一种方式是:使用一个成像设备对包括有被测者一个身体区域和另一个身体区域的区域进行视频采集。测量血压过程中,被测者需要通过一些动作配合,使一个身体区域和另一个身体区域保持在同一个平面上。例如:当一个身体区域为被测者的脸部区域,另一个身体区域为被测者的手部区域时,被测者举起右手,将右手竖直放在右耳旁边,脸部与右手手掌朝向一致。采用该方式采集视频时,由于一个身体区域与另一个身体区域的视频采集是同时进行,所以二者之间不存在成像时间间隔,使得血压测量的准确性较高。

第二种方式是:使用一个成像设备对被测者的一个身体区域进行视频采集,同时使用另一个成像设备对被测者的另一个身体区域进行视频采集。由于使用两个成像设备分别采集被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频,所以被测者无需通过一些动作配合以使得一个身体区域和另一个身体区域保持在同一个平面上。

但保证一个身体区域与另一个身体区域的视频采集是同时进行是比较困难的,针对此问题,本发明实施例提供的血压测量方法还包括,通过触发信号控制上述两个成像设备,即一个成像设备和另一个成像设备,以使二者同时进行视频采集。这样,被测者无需通过一些动作配合以使得一个身体区域和另一个身体区域保持在同一个平面上。并且保证了一个身体区域与另一个身体区域的视频采集的同时进行,因此二者之间不存在成像时间间隔,使得血压测量的准确性较高。

需要说明的是,本发明实施例提供的血压测量方法对被测者与成像设备之间的距离不做具体限定。只要被测者与成像设备之间的距离,能够保证被测者的一个身体区域和另一个身体区域在成像设备里清晰的成像即可。此外,在被测者的一个身体区域和另一个身体区域成像清晰的前提下,当被测者的一个身体区域和另一个身体区域做前后运动,或者小幅度的转动时,本发明实施例提供的血压测量方法也能够识别每帧图像中的一个身体区域和另一个身体区域的图像。

此外,本发明实施例提供的血压测量方法中使用成像设备同时采集被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频时,该成像设备为成像频率为大于或等于每秒100帧的高速摄像机。本申请发明人在实际应用中发现,由于脉搏波的传播时间大约在百毫秒量级,如果使用普通的摄像机,成像频率一般为每秒25帧,那么相邻两帧图像之间的时间差为40毫秒,导致血压测量的准确性低。如果使用上述高速摄像机,其成像频率大于或等于每秒100帧,那么相邻两帧图像之间的时间差最多为10毫秒,相邻两帧图像之间的时间差较小,从而提高了血压测量的准确性。

执行步骤S102时,为了提取每帧图像中一个身体区域的灰度值和另一个身体区域的灰度值,步骤S102具体包括:首先,识别由步骤S101采集的被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频的每帧图像中的一个身体区域和另一个身体区域;其次,提取每帧图像中的一个身体区域和另一个身体区域的灰度值。由于图像有红、绿、蓝三个通道的信号,该灰度值可以为包括红、绿、蓝三个通道的信号的综合灰度值,也可以为红色通道信号的灰度值。本发明实施例中优选,提取每帧图像中的一个身体区域和另一个身体区域中红色通道信号的灰度值。之所以提取一个身体区域和另一个身体区域图像中红色通道信号的灰度值,其原因在于:红色通道信号的灰度值更能明显的反映血液灌注的周期,因此,提取每帧图像中的一个身体区域和另一个身体区域图像中红色通道信号的灰度值,可以提高血压测量的准确性。

需要说明的是,在步骤S102中提及的一个身体区域的灰度值可以为每帧图像中一个身体区域中任意一个测试点的灰度值,也可以为一个身体区域中至少两个测试点的灰度值的平均值,优选为所有测试点的灰度值的平均值;在步骤S102中提及的另一个身体区域的灰度值可以为每帧图像中另一个身体区域中任意一个测试点的灰度值,也可以为另一个身体区域中至少两个测试点的灰度值的平均值,优选为所有测试点的灰度值的平均值。当一个身体区域的灰度值为每帧图像中一个身体区域中任意一个测试点的灰度值时,优点是:提取一个身体区域的灰度值的操作较为简单,缺点是:误差较大。当一个身体区域的灰度值为每帧图像中一个身体区域中至少两个测试点的灰度值的平均值时,优点是:提取一个身体区域的灰度值的操作较为复杂,缺点是:误差较小。具体选择灰度值时,可根据实际需要选择。类似地,当另一个身体区域的灰度值为每帧图像中另一个身体区域中任意一个测试点的灰度值时,优点是:提取另一个身体区域的灰度值的操作较为简单,缺点是:误差较大。当另一个身体区域的灰度值为每帧图像中另一个身体区域中至少两个测试点的灰度值的平均值时,优点是:提取另一个身体区域的灰度值的操作较为复杂,缺点是:误差较小。具体选择灰度值时,可根据实际需要选择。

需要补充的是,上述测试点可以为每帧图像中一个身体区域或者另一个身体区域的图像上的一个像素,也可以为每帧图像中一个身体区域或者另一个身体区域的图像上的相邻的多个像素。

执行步骤S103和S104时,具体地,通过以下方式绘制脉搏波波形:以步骤S102提取的每帧图像中一个身体区域的灰度值为纵坐标,以时间为横坐标,绘制一个身体区域的脉搏波波形;以步骤S102提取的每帧图像中的另一个身体区域的灰度值为纵坐标,以时间为横坐标,绘制另一个身体区域的脉搏波波形。其中,时间的获取方式如下:定义成像设备的成像频率为f,则相邻两帧图像的时间间隔为1/f秒,选取第1帧图像对应的时间为时间原点,则第n帧图像对应的时间为(n-1)×1/f秒,示例性地,当成像设备的成像频率为每秒100帧时,则相邻两帧图像的时间间隔为10毫秒,第10帧图像对应的时间为90毫秒。

采用上述方式绘制的一个身体区域的脉搏波波形和另一个身体区域的脉搏波波形如图2所示,其中,实线为一个身体区域的脉搏波波形,虚线为另一个身体区域的脉搏波波形。进而,根据一个身体区域的脉搏波波形和另一个身体区域的脉搏波波形,确定脉搏波的传播时间。需要说明的是,脉搏波的传播时间指的是:脉搏波在人体动脉的不同位置传播时,存在的时间延迟。

具体地,根据一个身体区域的脉搏波波形和另一个身体区域的脉搏波波形,确定脉搏波的传播时间的步骤包括:首先,选取一个身体区域的脉搏波波形中的一个波峰A,选取另一个身体区域的脉搏波波形中的另一个波峰B,一个波峰A与另一个波峰B时间间隔最短;其次,获取一个波峰A和另一个波峰B之间的时间间隔;然后,重复以上步骤多次,以获取多个时间间隔,在重复过程中,依次选取一个身体区域的脉搏波波形中连续多个周期中的波峰;最后,计算上一步骤中获取的多个时间间隔的平均值,取该平均值作为脉搏波的传播时间。

在确定脉搏波的传播时间时,当只采用一个周期内,相邻波峰之间的时间间隔作为脉搏波的传播时间时,由于该时间间隔可能存在误差,导致脉搏波的传播时间存在误差,进而影响血压测量的准确性。因此,本发明重复多次上述获取时间间隔的步骤,取上述多个时间间隔的平均值作为脉搏波的传播时间,以便于减小该时间间隔可能存在的误差,进而减小脉搏波的传播时间的误差,以提高血压测量的准确性。需要说明的是,上述多次指两次以及两次以上,本实施例中取为十次。

执行步骤S105时,之所以可以通过脉搏波的传播时间可以得到血压,是由于脉搏波的传播时间可以反映出脉搏波的传播速度。脉搏波的传播时间是指:脉搏波在人体动脉的不同位置传播时,存在时间延迟,这个延迟的时间就是脉搏波的传播时间。

示例性地,根据脉搏波的传播时间与血压之间的关系,获取被测者的血压的过程需要涉及以下三个公式:

v = E h ρ d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 ) ]]>

E = E 0 e γ P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 2 ) ]]>

v = S P T T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 3 ) ]]>

根据公式1、2、3推导出脉搏波的传播时间与血压之间的关系为:

P = 1 γ [ l n ( ρdS 2 E 0 h ) - 2 l n ( P T T ) ] ]]>

其中,v为脉搏波传播速度,E为血管的弹性模量,h为血管壁厚度,d为血管内壁直径,ρ为血液粘稠度,E0为压力为0时血管的弹性模量,γ为0.016~0.018毫米汞柱,S为脉搏波的传播距离,PTT为是所述脉搏波的传播时间。需要说明的是,在脉搏波的传播时间与血压之间的关系中,当测量过程中选取不同的身体区域时,需要对脉搏波的传播距离S进行调节,以保证测量的准确性。示例性地,可以建立包含不同身高,不同性别下,脉搏波在不同身体区域之间的传播距离的数据库,在测量过程中,被测者可以根据自身情况及不同的身体区域选择对应的脉搏波的传播距离S。

此外,为了进一步提高血压测量的准确性,本发明实施例提供的血压测量方法,在步骤S103之后还包括:对一个身体区域的脉搏波波形和另一个身体区域的脉搏波波形进行滤波。示例性地,可采用傅里叶变换带通滤波。通过滤波,能够去除由于呼吸信号和身体应激反应等引起的抖动等其他干扰信号,进而提高血压测量的准确性。

从上述实施例可知,采用本发明实施例提供的血压测量方法,使得在整个血压测量过程中不需要使用袖带,便可以实现在不接触被测者的皮肤的情况下,即可测量被测者的血压,由于不需要袖带,因此也就不存在袖带与被测者的手臂接触的问题,从而可以避免袖带对被测者手臂中的血管的压迫,进而提高血压测量结果的准确性。此外,由于不需要袖带,对于手臂皮肤有伤口、手臂不便于套袖带的被测者,使用上述血压测量方法也能对被测者的血压进行测量。

实施例二

本发明实施例还提供一种血压测量系统,如图3所示,该血压测量系统包括:视频采集装置301;与视频采集装置301连接的灰度值提取装置302;与灰度值提取装置302连接的脉搏波绘制装置303;与脉搏波绘制装置303连接的脉搏波传播时间确定装置304;与脉搏波传播时间确定装置304连接的血压获取装置305。

该血压测量系统的工作过程是:先由视频采集装置301采集被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频,并将采集的视频传输至灰度值提取装置302;灰度值提取装置302提取灰度值,并将灰度值传输至脉搏波绘制装置303;脉搏波绘制装置303绘制一个身体区域和另一个身体区域的脉搏波波形,并将脉搏波波形传输至脉搏波传播时间确定装置304;脉搏波传播时间确定装置304确定脉搏波的传播时间,并将脉搏波的传播时间传输至血压获取装置305;血压获取装置305根据脉搏波的传播时间与血压之间的对应关系,获取被测者的血压。

上述一个身体区域和另一个身体区域为被测者身体上与心脏之间的距离具有差值的两个身体区域。本发明实施例中优选,上述一个身体区域为被测者的脸部区域,另一个身体区域为被测者的手部区域,如上选择具有以下有益效果:一方面,脸部区域和手部区域的末梢毛细血管密集,测量的准确性高,另一方面,脸部区域和手部区域一直暴露在外,在测量过程中无需进行其他处理,例如脱衣服等步骤,以使得测量过程简单。

下面本发明实施例对上述5个装置进行详细说明:

视频采集装置301,用于采集被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频,一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频均包括多帧图像。该视频采集装置包括成像设备。

示例性地,视频采集装置301采集被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频,本发明实施例提供了以下两种具体方式。

第一种方式是:使用一个成像设备对包括有被测者一个身体区域和另一个身体区域的区域进行视频采集。测量血压过程中,被测者需要通过一些动作配合,使一个身体区域和另一个身体区域保持在同一个平面上。例如:当一个身体区域为被测者的脸部区域,另一个身体区域为被测者的手部区域时,被测者举起右手,将右手竖直放在右耳旁边,脸部与右手手掌朝向一致。采用该方式采集视频时,由于一个身体区域与另一个身体区域的视频采集是同时进行,所以二者之间不存在成像时间差,使得血压测量的准确性较高。

第二种方式是:使用一个成像设备对被测者的一个身体区域进行视频采集,同时使用另一个成像设备对被测者的另一个身体区域进行视频采集。由于使用两个成像设备分别采集被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频,所以被测者无需通过一些动作配合以使得一个身体区域和另一个身体区域保持在同一个平面上。

但保证一个身体区域与另一个身体区域的视频采集是同时进行是比较困难的,针对此问题,本发明实施例提供的血压测量系统,还包括触发信号控制装置,通过该触发信号控制装置发出的触发信号控制上述两个成像设备,即一个成像设备和另一个成像设备,以使二者同时进行视频采集。这样,被测者无需通过一些动作配合以使得一个身体区域与另一个身体区域保持在同一个平面上。并且保证了一个身体区域与另一个身体区域的视频采集的同时进行,因此二者之间不存在成像时间间隔,使得血压测量的准确性较高。

需要说明的是,本发明实施例提供的血压测量系统对被测者与成像设备之间的距离不做具体限定,只要被测者与成像设备之间的距离,能够保证被测者的一个身体区域和另一个身体区域在成像设备里清晰的成像即可。此外,在被测者的一个身体区域和另一个身体区域成像清晰的前提下,当被测者的一个身体区域和另一个身体区域做前后运动,或者小幅度的转动时,本发明实施例提供的血压测量系统也能够识别每帧图像中的一个身体区域和另一个身体区域的图像。

此外,本发明实施例提供的血压测量系统中的视频采集装置包括成像设备,该成像设备为成像频率为大于或等于每秒100帧的高速摄像机。本申请发明人在实际应用中发现,由于脉搏波的传播时间大约在百毫秒量级,如果使用普通的摄像机,成像频率一般为每秒25帧,那么相邻两帧图像之间的时间差为40毫秒,导致血压测量的准确性低。如果使用上述高速摄像机,其成像频率大于或等于每秒100帧,那么相邻两帧图像之间的时间差最多为10毫秒,相邻两帧图像之间的时间间隔较小,从而提高了血压测量的准确性。

具体地,使用灰度值提取装置302提取每帧图像中一个身体区域的灰度值和另一个身体区域的灰度值的步骤具体包括:首先,识别由视频采集装置301采集的被测者的一个身体区域的视频和另一个身体区域的视频中的每帧图像中的一个身体区域和另一个身体区域;其次,提取每帧图像中的一个身体区域和另一个身体区域的灰度值。由于图像有红、绿、蓝三个通道的信号,该灰度值可以为包括红、绿、蓝三个通道的信号的综合灰度值,也可以为红色通道信号的灰度值。本发明实施例中优选,提取每帧图像中的一个身体区域和另一个身体区域中红色通道信号的灰度值。之所以提取一个身体区域和另一个身体区域图像中红色通道信号的灰度值,其原因在于:红色通道信号的灰度值更能明显的反映血液灌注的周期,提取每帧图像中红色通道信号的灰度值,可以提高血压测量的准确性。

需要说明的是,灰度值提取装置302可以提取每帧图像中一个身体区域中任意一个测试点的灰度值作为一个身体区域的灰度值,也可以提取一个身体区域中至少两个测试点的灰度值的平均值作为一个身体区域的灰度值,优选所有测试点的灰度值的平均值作为一个身体区域的灰度值;灰度值提取装置302可以提取每帧图像中另一个身体区域中任意一个测试点的灰度值作为另一个身体区域的灰度值,也可以提取另一个身体区域中至少两个测试点的灰度值的平均值作为另一个身体区域的灰度值,优选所有测试点的灰度值的平均值作为另一个身体区域的灰度值。

当一个身体区域的灰度值为每帧图像中一个身体区域中任意一个测试点的灰度值时,优点是:提取一个身体区域的灰度值的操作较为简单,缺点是误差较大。当一个身体区域的灰度值为每帧图像中一个身体区域中至少两个测试点的灰度值的平均值时,优点是:提取一个身体区域的灰度值的操作较为复杂,缺点是:误差较小。具体选择灰度值时,可根据实际需要选择。类似的,当另一个身体区域的灰度值为每帧图像中另一个身体区域中任意一个测试点的灰度值时,优点是:提取另一个身体区域的灰度值的操作较为简单,缺点是:误差较大。当另一个身体区域的灰度值为每帧图像中另一个身体区域中至少两个测试点的灰度值的平均值时,优点是:提取另一个身体区域的灰度值的操作较为复杂,缺点是:误差较小。具体选择灰度值时,可根据实际需要选择。

需要补充的是,上述测试点可以为每帧图像中一个身体区域或者另一个身体区域的图像上的一个像素,也可以为每帧图像中一个身体区域或者另一个身体区域的图像上的相邻的多个像素。

具体地,脉搏波绘制装置303用于根据每帧图像中一个身体区域的灰度值绘制一个身体区域的脉搏波波形,根据每帧图像中另一个身体区域的灰度值绘制另一个身体区域的脉搏波波形。

具体地,使用脉搏波绘制装置303可以通过以下方式绘制脉搏波波形:以灰度值提取装置302提取的每帧图像中一个身体区域的灰度值为纵坐标,以时间为横坐标,绘制一个身体区域的脉搏波波形;以灰度值提取装置302提取的每帧图像中的另一个身体区域的灰度值为纵坐标,以时间为横坐标,绘制另一个身体区域的脉搏波波形。其中,时间的获取方式如下:定义成像设备的成像频率为f,则相邻两帧图像的时间间隔为1/f秒,选取第1帧图像对应的时间为时间原点,则第n帧图像对应的时间为(n-1)×1/f秒,示例性地,当成像设备的成像频率为每秒100帧时,则相邻两帧图像的时间间隔为10毫秒,第10帧图像对应的时间为90毫秒。采用上述方式绘制的一个身体区域的脉搏波波形和另一个身体区域的脉搏波波形如图2所示,其中,实线为一个身体区域的脉搏波波形,虚线为另一个身体区域的脉搏波波形。

具体地,脉搏波传播时间确定装置304用于根据一个身体区域的脉搏波波形和另一个身体区域的脉搏波波形,确定脉搏波的传播时间。

需要说明的是,上述脉搏波的传播时间指的是:脉搏波在人体动脉的不同位置传播时,存在的时间延迟,这个延迟的时间就是脉搏波的传播时间。

本发明实施例提供的血压测量系统中,如图2所示,使用脉搏波时间确定装置304根据一个身体区域的脉搏波波形和另一个身体区域的脉搏波波形,确定脉搏波的传播时间的步骤具体包括:

首先,选取一个身体区域的脉搏波波形中的一个波峰A,选取另一个身体区域的脉搏波波形中的另一个波峰B,一个波峰A与另一个波峰B时间间隔最短;

其次,获取一个波峰A和另一个波峰B之间的时间间隔;

然后,重复以上步骤多次,以获取多个时间间隔,在重复过程中,依次选取一个身体区域的脉搏波波形中连续多个周期中的波峰;

最后,计算上一步骤中获取的多个时间间隔的平均值,取该平均值作为脉搏波的传播时间。

在确定脉搏波的传播时间时,当只采用一个周期内,相邻波峰之间的时间间隔作为脉搏波的传播时间时,由于该时间间隔可能存在误差,导致脉搏波的传播时间存在误差,进而影响血压测量的准确性。因此,本发明重复多次上述获取时间间隔的步骤,取上述多个时间间隔的平均值作为脉搏波的传播时间,以便于减小该时间间隔可能存在的误差,进而减小脉搏波的传播时间的误差,以提高血压测量的准确性,需要说明的是,上述多次指两次以及两次以上,本实施例中取为十次。

具体地,血压获取装置305用于根据脉搏波的传播时间与血压之间的关系,获取被测者的血压。之所以可以通过脉搏波的传播时间可以得到血压,是由于脉搏波的传播时间可以反映出脉搏波的传播速度。脉搏波的传播时间是指:脉搏波在人体动脉的不同位置传播时,存在时间延迟。

示例性地,根据脉搏波的传播时间与血压之间的关系,获取被测者的血压的过程需要涉及以下三个公式:

v = E h ρ d . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 1 ) ]]>

E = E 0 e γ P . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 2 ) ]]>

v = S P T T . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ( 3 ) ]]>

根据公式1、2、3推导出脉搏波的传播时间与血压之间的关系为:

P = 1 γ [ l n ( ρdS 2 E 0 h ) - 2 l n ( P T T ) ] ]]>

其中,v为脉搏波传播速度,E为血管的弹性模量,h为血管壁厚度,d为血管内壁直径,ρ为血液粘稠度,E0为压力为0时血管的弹性模量,γ为0.016~0.018毫米汞柱,S为脉搏波的传播距离,PTT为是所述脉搏波的传播时间。需要说明的是,在脉搏波的传播时间与血压之间的关系中,当测量过程中选取不同的身体区域时,需要对脉搏波的传播距离S进行调节,以保证测量的准确性。示例性地,可以建立包含不同身高,不同性别下,脉搏波在不同身体区域之间的传播距离的数据库,在测量过程中,被测者可以根据自身情况及不同的身体区域选择对应的脉搏波的传播距离S。

根据实际使用的需要,如图3所示,本发明实施例提供的血压测量系统还可以包括测量结果显示装置306,用于显示血压测量结果,以便于被测者直观地了解自己的血压测量结果。示例性地,测量结果显示装置306可选为液晶显示器。

此外,为了进一步提高血压测量的准确性,本发明实施例提供的血压测量系统,还包括滤波装置。滤波装置对由脉搏波绘制装置303绘制的一个身体区域的脉搏波波形和另一个身体区域的脉搏波波形进行滤波。示例性地,滤波装置可采用傅里叶变换带通滤波对一个身体区域的脉搏波波形和另一个身体区域的脉搏波波形进行滤波。通过滤波,能够去除由于呼吸信号和身体应激反应等引起的抖动等其他干扰信号,进而提高血压测量的准确性。

从上述实施例可知,采用本发明实施例还提供的血压测量系统,,使得在整个血压测量过程中不需要使用袖带,便可以实现在不接触被测者的皮肤的情况下,即可测量被测者的血压,由于不需要袖带,因此也就不存在袖带与被测者的手臂接触的问题,从而可以避免袖带对被测者手臂中的血管的压迫,进而提高血压测量结果的准确性。此外,由于不需要袖带,对于手臂皮肤有伤口、手臂不便于套袖带的被测者,使用上述血压测量系统也能对被测者的血压进行测量。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其,对于系统实施例而言,由于其基本相似于方法实施例,所以描述得比较简单,相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的?;し段Р⒉痪窒抻诖?,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的?;し段е?。因此,本发明的?;し段вσ运鋈ɡ蟮谋;し段?。

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