基于心电信号和脉搏波信号的连续血压测量研究研

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Abstract
Байду номын сангаас
Not only can PWV measure the blood pressure, but also it is an important parameter for estimating vascular elasticity. There is an important relationship between the blood pressure and the vascular elasticity. In the research we analyze pulse waveform in frequency domain, and propose a new parameter to estimate vascular elasticity. Analysis of data shows that this parameter can estimate well, and can be conveniently measured. Then, we analyze how the differences of this new parameter and PWV affect blood pressure between different people, and find out that they have good correlation when subjects holding several body positions. So we propose use this characteristics to measure blood pressure to solve the problem that needing to reset the parameters of the blood pressure measuring formula before measuring when use PWV to measure blood pressure, and explore a new blood pressure measuring method. Keywords: Pulse Waveform; Electrocardio; Vascular Elasticity; Spectrum Feature Point; Blood Pressure Measurement
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重庆理工大学硕士学位论文
Research of Continuous Blood Pressure Measurement Based on Pulse Waveform and Electrocardio Signal Abstract
Nowadays 26% of the population in our country have high danger possibility of getting cardiovascular disease .Not only is the people dying of the cardiovascular disease about 2,500,000 to 3,000,000 per year, but also the expense of treatment is approximately 309.8 billion Yuan per year . With the development of human society, the average of human longevity has increased, which has changed the distribution of the human age structure. And it also leads to the increments of the percentage of the aging population. The aged are of a higher probability to get the cardiovascular disease. So our country faces a great challenge in the fact of the cardiovascular disease. Therefore, the treatment and the prevention of the cardiovascular disease is a hard work for our country. As the blood pressure is an important parameter of preventing and treating the cardiovascular disease, it shows a great significance for the diagnosis and treatment of cardiovascular system disease, as well as for the prevention of the disease among the normal people. Besides, the blood pressure is a routine examining item in the hospital. Although there are many methods to measure the blood pressure, the non-invasive blood pressure measuring method is the most popular one. It is convenient and safe to operate without any surgery, so it can avoid the infection that the invasive measuring methods may have. These advantages make it possible to be widely used in future. Pulse Wave Velocity (PWV) is one of the important techniques of the non-invasive blood pressure measuring method. In 1976, Brain Gribbin proposed using the PWV to measure the change of blood pressure, and got a success. Nevertheless, it can’t give accurate blood pressure at that time. PWV made the non-invasive continuous blood pressure measuring more convenient and it is significant. But this method needs to use other methods to measure blood pressure first to get parameters of the measuring formula. And it is one of the main obstacles that prevent it to be widely used. So researchers must continue to do research to solve the accuracy problem, and make it possible to measure without using other methods to do it first. If these problems can be solved, PWV will be a convenient blood pressure measuring method in future.
绪论
1 绪论
1.1 课题研究的意义
人体血压的机械动力是心脏的搏动，心脏是血压形成的动力源和起始点。脉搏 波的传播与心血管系统特性存在紧密的联系，它受到心脏状态和动脉系统特性、血 液参数等因素影响。血压、血流、血管弹性与心脏密切相关，他们之间发生的变化 相互影响[1, 2]。 通常所说的血压测量时动脉血压的测量。动脉血压测量是临床检测病人的常规 和重要项目， 是疾病的诊断和疗效的重要依据， 。 目前临床上主要采用柯氏音法进行 间歇式血压测量，操作者的熟练操作程度会对测量结果引入误差。无创连续血压测 量能够提供每搏血压值的测量，可以长时间监测血压变化，为疾病诊断和治疗提供 更为准确和充分的依据[1]，具有重要的临床意义和优势，成为血压测量方法研究的 重要发展趋势[1]。 血压的连续测量具有重要的意义。高血压是当今最常见的疾病之一，且呈现发 病率上升的趋势。1991 年我国对 94 万 15 岁以上的人群进行血压检测，检测结果为 高血压患病率达 11.26%，患病率比 1979 年增加了 25%。高血压是多种心血管疾病 的主要并发症。调查显示，脑卒中患者中 78%的人有高血压病史。高达 65%的冠心 病患者出现高血压并发症。 WHO 数据显示发展中国家的心血管疾病患者将以 39.3% 的速度递增[1, 3-5]。人们已经普遍认识到高血压的危害，因此提供有效方便的血压测 量手段是非常重要的。人体的血压在一天当中是有波动的，特别是高血压患者，其 波动范围更大。能够无创连续测量血压，实时观察患者血压波动，对于临床而言， 具有重要的意义。要连续观察血压的波动就需要连续血压的测量手段，实现实时反 映血压变化的功能。 结合脉搏波特征参数和血管特性进行连续无创血压测量是血压测量的一个重要 方法。心电是血液循环的起始点，心电通过动作电位触发心脏跳动，推动血液向全 身输送。血液在血管内流动，与血管相互作用，形成脉搏波。研究表明通过分析脉 搏波波形参数，可以找到脉搏波与血压之间的相互关系。研究人员发现脉搏波的频 域参数可以反映血压的变化情况[2]。脉搏波包含丰富的心血管信息，频域和时域特 征参数都可以反映血管弹性[6, 7]。 因此结合脉搏波参数， 研究无创测量血压的方法具 有重要的意义。可以为心血管疾病的预防和治疗提供有效的手段。
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重庆理工大学 硕士学位论文 基于心电信号和脉搏波信号的连续血压测量研究研 姓名：李可礼 申请学位级别：硕士 专业：生物医学工程 指导教师：周奇 2011-04-10
摘要
基于心电信号和脉搏波信号的连续血压测量研究
摘要
我国 26％的人存在心血管病高危风险， 每年死于心血管病的人数为 250 万至 300 万，每年治疗心血管疾病花费高达 3098 亿元。随着人类社会的发展，人类的平均寿 命有所增加，这一趋势改变了人类的年龄结构分布，老龄人口比例不断增大。而老 年人是心血管疾病的多发年龄段。由此可见，我国在心血管疾病方面面临巨大的挑 战。因此，治疗和预防心血管疾病是的一项艰巨任务。 血压是预防和治疗心血管疾病的一个重要参数，对患者心血管系统疾病的诊断 治疗，以及普通人群心血管疾病的预防具有重要的意义，是医院的常规检测项目之 一。测量血压的方法当中，无创血压检测方法普遍受到人们的欢迎。无创检测法操 作方便，不需要手术操作，操作安全，避免了有创法可能产生的感染，便于大量使 用。 脉搏波传导速度(Pulse Wave Velocity，PWV)是连续无创血压测量的热门技术之 一。1976 年，Brain Gribbin 等提出利用脉搏波传播速度连续测量血压变化，并且获 得了成功，但是当时并未能给出准确的血压值。脉搏波波速法使得无创测量每搏血 压更为方便，具有重要的意义。但是脉搏波波速法的测量精度以及每次测量之前需 要利用其他方式先测量血压，进行参数标定，是阻碍其推广应用的主要障碍之一。 因此需要研究人员不断进行相关研究，提高通过脉搏波波速法的测量血压的精度和 克服测量前需要进行参数标定的缺陷，为无创血压测量提供更为快捷的方法。 脉搏波波速法不仅可以测量血压，而且还是评价血管弹性的重要参数。血压与 血管弹性之间存在重要的联系。本课题通过在频域当中分析脉搏波，提取出评价血 管弹性的新参数。试验数据分析表明这一新参数可以很好的评价血管弹性，具有测 量方便的优势。然后通过分析在不同个体之间这一参数的差异和脉搏波波速的差异 所引起血压的变化，得到它们在多个体位下具有较好的相关性。由此本课题提出综 合利用血管弹性和脉搏波波速测量血压的方法，为在不同个体之间利用脉搏波波速 法进行血压测量时， 需要重新标定参数的问题提供解决途径， 探索血压测量新方法。 关键词：脉搏波；心电；频谱特征点；血管弹性；血压测量
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