1.本发明涉及血压测量领域，特别涉及一种血压测量优化方法、系统及介质。
背景技术：
2.血液在血管内流动时，对血管壁的侧压力称为血压，血压通常指动脉血压或者体循环血压，是重要的生命体征。血压对于愈后康复观察，治疗效果反馈、疾病的判定等都起着至关重要的作用。
3.当前血压的测量方法可以分为两大类，有创测量法和无创测量法，有创测量法是血压测量的金标准但是由于其操作复杂、可重复性差、操作成本高并且在血压测量过程中容易使得被测者出现伤口感染、出血、疼痛、形成血栓与气栓等后果不被大众所推崇。当前除了在某些特殊的情况下使用有创法，其余都是采用无创血压测量方法，当前医用或者家用的电子血压计以示波法为主，其主要原理就是先将人体动脉压闭，然后再采用阶梯放气的形式在每一个放气台阶获取至少两搏有效脉搏信号，再通过包络拟合将脉搏信号的幅度趋势构造出来，最终通过拟合包络曲线完成血压的计算。
4.传统血压计算的方式都是先对于袖带进行加压然后在放气过程中进行测量，该种方式有两个缺点：(1)血压测量周期长；(2)测量舒适性差。
5.示波法在进行血压计算的过程中主要分成两个部分：(1)加压阻断血流；(2)减压测量血压。
6.在加压过程中系统会初始化或者根据上一次的血压测量结果设定一个目标压力，如果是首次测量其初始化的目标压力值为160mmhg-180mmhg，如果已经测量出了血压结果，那么下一次的充气压力目标设定值为上一次的收缩压加30mmhg-40mmhg,此种方式我们将其称为目标压力硬阈值设定方式。采用此种方式在以下几种情况下进行血压测量会使得其测量效率降低：(1)如果在初始过程中被测试者血压相对较低，那么采用目标压力硬阈值的设定方式使血压测量效率降低的同时还会影响被试者的感受——初始过程误加压；
7.(2)在医院进行血压测量的过程中，血压测量装置与病人一般都是一对多的，目标压力硬阈值设定方式无法在不同病人切换之间进行快速响应——无法进行差异化设定；
8.(3)在进行血压测量的过程中，如果被试出现运动，那么此时系统有可能会将运动干扰识别为脉搏信号进而系统此时会认为当前压力值未能够将动脉完全压闭进而出现误加压的情况——抗运动性差。
9.在减压测量过程中如果出现运动情况那么会导致血压测量精度下降。下面我们就按照运动出现的位置进行分析：
10.(1)袖带压》实际收缩压阶段，此时运动会产生类脉搏信号，这样就使得系统误以为此时有脉搏信号出现进而使得计算出的收缩压偏大；
11.(2)袖带压介于收缩压与平均压之间阶段，此时运动的出现会使得平均压计算偏高进而影响收缩压和舒张压的测量精度；
12.(3)袖带压介于舒张压与平均压之间阶段，此时运动的出现会使得平均压计算偏
低进而影响收缩压和舒张压的测量精度；
13.(4)袖带压小于舒张压阶段，此时运动出现会使得舒张压计算偏低。
技术实现要素：
14.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种血压测量优化方法，能够提高血压测量精度。
15.本发明还提出一种血压测量优化系统。
16.本发明还提出一种实施上述血压测量优化方法的计算机可读存储介质。
17.根据本发明的第一方面实施例的血压测量优化方法，包括以下步骤：在充气过程中获取压力混合曲线，提取所述压力混合曲线中的脉搏信号，并经过处理得到脉搏信号变化趋势的包络曲线；基于所述包络曲线进行血压计算得到血压值；基于所述脉搏信号进行分析得到脉搏信号的质量评估系数；将所述质量评估系数与设定阈值进行比较，确定是否使用本次加压计算出的所述血压值和是否对目标压力值进行软阈值设定；将所述质量评估系数与设定阈值进行比较，确定是否进行减压法血压计算。
18.根据本发明实施例的血压测量优化方法，至少具有如下有益效果：本发明实施例在充气阶段通过信号处理等相关方式完成对于血压的计算并且完成对于脉搏信号的质量评估，最终根据质量评估因数与阈值之间的比较确定是否需要再通过放气测量的方式计算血压值，并使用目标压力软阈值的设定方式进行目标压力设定，达到对于充气目标压力的精确控制，提高血压测量的效率。
19.根据本发明的一些实施例，将所述质量评估系数与设定阈值进行比较，确定是否使用本次加压计算出的所述血压值和是否对目标压力值进行软阈值设定包括：通过所述质量评估系数得到两个设定阈值，包括第一阈值和第二阈值，其中第一阈值小于第二阈值；当所述质量评估系数小于所述第一阈值，对目标压力值进行硬阈值设定；当所述质量评估系数大于等于所述第一阈值且小于等于所述第二阈值，对目标压力值进行软阈值设定；当所述质量评估系数大于所述第二阈值，对目标压力值进行软阈值设定且输出加压计算出的所述血压值作为血压测量结果。
20.根据本发明的一些实施例，当所述质量评估系数小于等于所述第二阈值，确定进行减压法血压计算，包括：在放气过程中获取脉搏信号，并基于所述脉搏信号分析得到减压法测量的血压值。
21.根据本发明的一些实施例，所述减压法血压计算包括：在放气过程中，对运动干扰采用抗运动策略，包括：若运动信号出现在脉搏被完全压闭的状态、收缩压与舒张压之间或平均压与舒张压之间，给出运动提示提示被试者停止运动，然后继续进行放气，并且将所述运动信号识别为无效信号不作为后续血压计算的依据；若运动信号出现的位置小于舒张压，将所述运动信号识别为无效信号不作为后续血压计算的依据，并且直接结束血压测量输出血压计算结果。本实施例提高放气阶段的血压测量精度，由于在充气阶段通过相关信号处理的方式已经计算出了血压值，因此在后续放气阶段可以直接反推出脉搏信号是否为运动产生，进而提升放气阶段血压测量的准确度。
22.根据本发明的一些实施例，所述软阈值设定包括：将所述血压值反馈给压力控制系统，所述压力控制系统根据所述血压值对目标压力值进行设定。本实施例使用目标压力
软阈值的设定方式进行目标压力设定，提高血压测量的效率。实际上示波法测量血压又可以分成加压阶段测量和减压阶段测量，减压阶段测量就是我们所说的传统放气测量方式，为了能够保证每一次都能精确的将目标充气压力确定，我们在充气阶段采用相关信号处理手段将脉搏信号提取出来，首先对于提取出来的脉搏信号进行质量判断，然后通过幅度系数法、定性法、压力包络线拐点法确定血压值，将此时计算出的血压值反馈给压力控制系统，最终完成对于目标压力值的设定，进而达到对于充气目标压力的精确控制，提高血压计算的效率。
23.根据本发明的一些实施例，所述方法还包括在充气过程中排除运动干扰，包括：在未达到目标压力值时出现运动并且产生类脉搏信号，通过此时出现类脉搏信号的位置，以及所述脉搏信号的强度确定其信号类型；如果是脉搏信号则继续进行后续测量步骤；如果是运动信号，给出相应的运动提示信息并发出运动提醒，然后判断此时压力是否已经达到了通过软阈值方式设定的目标压力，如果是则通过此时质量评估系数所属的范围确定直接使用加压方式计算的血压值或转放气测量；如果还没有达到通过软阈值设定的目标压力则继续进行充气然后再进行后续的测量操作。本实施例在充气过程中提高系统的抗运动能力，首先通过加压的方式对于血压值进行计算，然后判断类脉搏波出现的位置，然后再进行判断该脉搏波是否为真实的脉搏波，然后系统再进行下一步操作确定是否要进行下一步充气，还是直接进行放气阶段的血压测量。
24.根据本发明的一些实施例，提取所述压力混合曲线中的脉搏信号，并经过处理得到脉搏信号变化趋势的包络曲线包括：采用相关时域或频域的方式提取所述混合压力曲线中的脉搏信号，得到脉搏信号后，使用时域或者频域或者时域频域相结合的计算方式提取脉搏信号的时域和频域特征；采用线性或者非线性的插值方式对于所述脉搏信号的特征进行操作最终得到脉搏信号变化趋势的包络曲线。
25.根据本发明的一些实施例，基于所述脉搏信号进行分析得到脉搏信号的质量评估系数包括：通过时域或频域或时域频域相结合的方式分析；其中，时域的方式包括：通过对脉搏信号的脉搏特征进行分析，分别计算出其峰值幅度变异度、谷值幅度变异度、峰谷幅度变异度、峰峰间隔变异度、谷谷间隔变异度、峰谷间隔变异度，并给出信号质量的得分；频域的方式包括：通过对脉搏信号进行幅频特性分析，通过判断最大幅值对应的频率与脉率是否一致以及计算最大峰值和次峰值的比值，给出信号质量的得分。时域频域相结合的方式根据时域计算的信号质量得分和频域计算的信号质量得分，以及各自对应的权重，计算给出最终的信号质量得分。
26.根据本发明的第二方面实施例的血压测量优化系统，包括：脉搏信号提取模块，用于提取压力混合曲线中的脉搏信号，并经过处理得到脉搏信号变化趋势的包络曲线；血压计算模块，用于基于所述包络曲线进行血压计算得到血压值；信号质量评估模块，用于基于所述脉搏信号进行分析得到脉搏信号的质量评估系数；判定模块，将所述质量评估系数与设定阈值进行比较，确定是否使用本次加压计算出的所述血压值和是否对目标压力值进行软阈值设定；将所述质量评估系数与设定阈值进行比较，确定是否进行减压法血压计算。
27.根据本发明实施例的血压测量优化系统，至少具有如下有益效果：本发明实施例在充气阶段通过信号处理等相关方式完成对于血压的计算并且完成对于脉搏信号的质量评估，最终根据质量评估因数与阈值之间的比较确定是否需要再通过放气测量的方式计算
血压值，并使用目标压力软阈值的设定方式进行目标压力设定，达到对于充气目标压力的精确控制，提高血压测量的效率。
28.根据本发明的一些实施例，所述系统还包括压力控制系统，用于根据计算出的血压值完成对于目标压力值的设定。本实施例达到对于充气目标压力的精确控制，提高血压计算的效率。
29.根据本发明的第三方面实施例的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明的第一方面实施例中任一项的方法。
30.由于本发明实施例的计算机可读存储介质上存储有用于执行如本发明第一方面中任一项所述的血压测量优化方法的计算机可执行指令，因此具有本发明第一方面的所有有益效果。
31.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
32.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
33.图1为本发明实施例的方法的流程示意图；
34.图2为本发明实施例的加压方式血压测量流程示意图；
35.图3为本发明实施例的目标压力控制方法设定流程示意图；
36.图4为本发明实施例的减压法测量过程中抗运动策略示意图；
37.图5为本发明实施例的系统的模块示意框图。
具体实施方式
38.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
39.在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个及两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
40.参照图1，本发明实施例的方法包括以下步骤：在充气过程中获取压力混合曲线，提取压力混合曲线中的脉搏信号，并经过处理得到脉搏信号变化趋势的包络曲线；基于包络曲线进行血压计算得到血压值；基于脉搏信号进行分析得到脉搏信号的质量评估系数；将质量评估系数与设定阈值进行比较，确定是否使用本次加压计算出的血压值和是否对目标压力值进行软阈值设定；将质量评估系数与设定阈值进行比较，确定是否进行减压法血压计算。本实施例在充气阶段通过信号处理等相关方式完成对于血压的计算并且完成对于脉搏信号的质量评估，最终根据质量评估因数与阈值之间的比较确定是否需要再通过放气测量的方式计算血压值。
41.参照图2，本实施例中通过加压法计算血压值，在进行充气的过程中，压力传感器
可以获取到压力混合曲线，压力混合曲线是由充气压力信号和脉搏信号构成，因此为了能够将脉搏信号与压力信号进行对应，我们需要采用相关时域或频域的方式提取混合压力曲线中的脉搏信号；得到脉搏信号后，使用时域或者频域或者时域频域相结合的计算方式提取脉搏信号的时域和频域特征，其特征主要包括峰值幅度及其位置、谷值幅度及其位置等、脉搏信号的幅频特性。为了获取得到相关脉搏信号的包络曲线，采用线性或者非线性的插值方式(线性插值、二次插值、拉格朗日插值、三次样条插值等)对于上述脉搏信号特征进行操作最终得到脉搏信号变化趋势的包络曲线；采用压力包络线拐点法、幅度系数法进行血压计算。
42.上述压力包络线拐点法为对于从静压力曲线中提取到的脉搏信号进行分析计算血压值的一种方法，以最大峰值点为起点记作t，其对应的峰值幅度为qt，分别向前向后采用相邻峰值幅度的比值找到其变异的最大值点，前向幅度变异的最大波形位置对应的压力值为舒张压，后向幅度变异的最大波形位置对应的压力值为收缩压。上述幅度系数法为对于脉搏信号变化趋势的包络曲线进行分析计算血压的一种方法，由于上述我们已经对于得到的包络曲线进行了归一化，又由于人体一般收缩压的系数为0.46-0.64，舒张压的幅度系数为0.43-0.73，因此我们分别在上述的系数范围内分别确定一个收缩压系数s和舒张压系数d然后以包络线的最大值为起点向前找到压力系数为d的点，此时与其对应的压力值即为舒张压。以包络线的最大值为起点向后找到压力系数为s的点，此时与其对应的压力值即为收缩压，最终完成血压的计算。
43.对于上述脉搏特征以及脉搏信号进行相关时域、频域分析或者时域和频域相结合的方式分析得出脉搏信号的质量评估系数(sqi)，最终将sqi与设定阈值进行比较，最终判断血压计算结果是否直接采用加压方式。下面分别对于时域信号质量分析和频域信号质量分析进行描述，时域信号质量分析：提取从静压力曲线中提取出来的脉搏信号特征其中包括但不局限于其峰值点及其位置和谷值点及其位置。然后通过对于得到的脉搏特征进行分析，分别计算出其峰值幅度变异度(20分)、谷值幅度变异度(20分)、峰谷幅度变异度(10分)、峰峰间隔变异度(20分)、谷谷间隔变异度(20分)、峰谷间隔变异度等(10分)。其中幅值变异度用以分析脉搏信号纵向的稳定性。间隔变异度用以分析脉搏信号的宽窄是否均匀。上述的分析结果均是脉搏信号形态学特征的一部分，因此我们可以基于此对于信号的质量进行判定。并最终给出信号质量的得分。
44.信号质量频率分析策略：对于得到的脉搏信号进行幅频特性分析，例如此时得到的脉率为n，那么此时其对应的频率1/n所对应的幅度应该为最大值。其判断策略为，如果最大幅值对应的频率与脉率一致并且最大峰值/次峰值》1000那么认为此时为100分；如果最大幅值对应的频率与脉率一致并且最大峰值/次峰值《1000那么认为此时为60分；如果上述的两个条件均不满足那么认为此时为20分。
45.进行信号质量评估(sqi)可以使用时域方式也可以采用频域的方式，如果采用时域或者频域的方式那么二者采用百分制进行计算，如果采用时域频域相结合也的方式，那么时域频域分别乘以权重系数0.5。
46.在一些实施例中，通过质量评估系数得到两个设定阈值，包括第一阈值和第二阈值，其中第一阈值小于第二阈值；当质量评估系数小于第一阈值，对目标压力值进行硬阈值设定；当质量评估系数大于等于第一阈值且小于等于第二阈值，对目标压力值进行软阈值
设定；当质量评估系数大于第二阈值，对目标压力值进行软阈值设定且输出加压计算出的血压值作为血压测量结果。
47.具体的，参照3，通过sqi的计算我们会得到两个阈值t1、t2，t1为60，t2为80，小于t1、(t1、t2)、大于t2三个阈值区间对于当前采用加压方式得到的血压值进行评估，首先当信号质量＜t1时，不使用本次加压法计算出的血压值，并且不对于目标压力值进行软阈值设定方式；如果此时信号质量在t1和t2之间，不使用本次加压法计算出的血压值，但是对于目标压力值进行软阈值设定；如果信号质量大于t2，使用加压方式计算的血压结果并且使用目标压力软阈值的方式进行设定。
48.如果此时sqi》t1，在未达到目标压力值时出现运动并且产生类脉搏信号，通过此时出现类脉搏信号的位置，以及该信号的强度确定其信号类型，如果是脉搏信号则继续进行后续测量步骤；如果是运动信号，那么系统首先会给出相应的运动提示信息并发出运动提醒，用以阻止被试者进一步的运动，然后判断此时压力是否已经达到了通过软阈值方式设定的目标压力，如果是可以直接通过此时sqi所属的范围确定是直接使用加压方式计算的血压值还是转放气测量；如果还没有达到通过软阈值设定的目标压力那么此时继续进行充气然后再进行后续的测量操作。本实施例在充气过程中提高系统的抗运动能力，首先通过加压的方式对于血压值进行计算，然后判断类脉搏波出现的位置，然后再进行判断该脉搏波是否为真实的脉搏波，然后系统再进行下一步操作确定是否要进行下一步充气，还是直接进行放气阶段的血压测量。
49.参照图4，如果sqi属于(t1，t2)，在脉搏被完全压闭的状态出现运动，那么此时首先系统会给出运动提示，提示被试停止运动，然后系统会继续进行放气，并且会将上述运动信号识别为无效信号不作为后续血压计算的依据；如果运动出现在收缩压与舒张压之间，那么此时首先系统会给出运动提示，提示被试停止运动，然后继续进行放气并且会将上述运动信号识别为无效信号不作为后续血压计算的依据；如果运动出现在平均压与舒张压之间，那么此时首先系统会给出运动提示，提示被试停止运动，然后继续进行放气并且会将上述运动信号识别为无效信号不作为后续血压计算的依据；如果运动出现的位置小于舒张压，那么此时运动信号识别为无效信号不作为后续血压计算的依据，并且直接结束血压测量输出血压计算结果。本实施例提高放气阶段的血压测量精度，由于在充气阶段通过相关信号处理的方式已经计算出了血压值，因此在后续放气阶段可以直接反推出脉搏信号是否为运动产生，进而提升放气阶段血压测量的准确度。
50.本发明实施例使用目标压力软阈值的设定方式进行目标压力设定，提高血压测量的效率。实际上示波法测量血压又可以分成加压阶段测量和减压阶段测量，减压阶段测量就是我们所说的传统放气测量方式，为了能够保证每一次都能精确的将目标充气压力确定，我们在充气阶段采用相关信号处理手段将脉搏信号提取出来，首先对于提取出来的脉搏信号进行质量判断，然后通过幅度系数法、定性法、压力包络线拐点法确定血压值，将此时计算出的血压值反馈给压力控制系统，最终完成对于目标压力值的设定，进而达到对于充气目标压力的精确控制，提高血压计算的效率。
51.与前述实施例相对应，本发明还提供了系统的实施例。对于系统实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
52.参照图5，本发明实施例的血压测量优化系统，包括：脉搏信号提取模块，用于提取
压力混合曲线中的脉搏信号，并经过处理得到脉搏信号变化趋势的包络曲线；血压计算模块，用于基于包络曲线进行血压计算得到血压值；信号质量评估模块，用于基于脉搏信号进行分析得到脉搏信号的质量评估系数；判定模块，将质量评估系数与设定阈值进行比较，确定是否使用本次加压计算出的血压值和是否对目标压力值进行软阈值设定；将质量评估系数与设定阈值进行比较，确定是否进行减压法血压计算。
53.在一些实施例中，本发明实施例的系统还包括压力控制系统，用于根据计算出的血压值完成对于目标压力值的设定。本实施例达到对于充气目标压力的精确控制，提高血压计算的效率。
54.尽管本文描述了具体实施方案，但是本领域中的普通技术人员将认识到，许多其它修改或另选的实施方案同样处于本公开的范围内。例如，结合特定设备或组件描述的功能和/或处理能力中的任一项可以由任何其它设备或部件来执行。另外，虽然已根据本公开的实施方案描述了各种例示性具体实施和架构，但是本领域中的普通技术人员将认识到，对本文所述的例示性具体实施和架构的许多其它修改也处于本公开的范围内。
55.上文参考根据示例性实施方案所述的系统、方法、系统和/或计算机程序产品的框图和流程图描述了本公开的某些方面。应当理解，框图和流程图中的一个或多个块以及框图和流程图中的块的组合可分别通过执行计算机可执行程序指令来实现。同样，根据一些实施方案，框图和流程图中的一些块可能无需按示出的顺序执行，或者可以无需全部执行。另外，超出框图和流程图中的块所示的那些部件和/或操作以外的附加部件和/或操作可存在于某些实施方案中。
56.因此，框图和流程图中的块支持用于执行指定功能的装置的组合、用于执行指定功能的元件或步骤的组合以及用于执行指定功能的程序指令装置。还应当理解，框图和流程图中的每个块以及框图和流程图中的块的组合可以由执行特定功能、元件或步骤的专用硬件计算机系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
57.本文所述的程序模块、应用程序等可包括一个或多个软件组件，包括例如软件对象、方法、数据结构等。每个此类软件组件可包括计算机可执行指令，所述计算机可执行指令响应于执行而使本文所述的功能的至少一部分(例如，本文所述的例示性方法的一种或多种操作)被执行。
58.软件组件可以用各种编程语言中的任一种来编码。一种例示性编程语言可以为低级编程语言，诸如与特定硬件体系结构和/或操作系统平台相关联的汇编语言。包括汇编语言指令的软件组件可能需要在由硬件架构和/或平台执行之前由汇编程序转换为可执行的机器代码。另一种示例性编程语言可以为更高级的编程语言，其可以跨多种架构移植。包括更高级编程语言的软件组件在执行之前可能需要由解释器或编译器转换为中间表示。编程语言的其它示例包括但不限于宏语言、外壳或命令语言、作业控制语言、脚本语言、数据库查询或搜索语言、或报告编写语言。在一个或多个示例性实施方案中，包含上述编程语言示例中的一者的指令的软件组件可直接由操作系统或其它软件组件执行，而无需首先转换成另一种形式。
59.软件组件可存储为文件或其它数据存储构造。具有相似类型或相关功能的软件组件可一起存储在诸如特定的目录、文件夹或库中。软件组件可为静态的(例如，预设的或固定的)或动态的(例如，在执行时创建或修改的)。
60.上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。