[发明专利]一种基于多通道心音信号的血压快速计算方法

说明书

本发明公开了一种基于多通道心音信号的血压快速计算方法，首先同步采集人体四个心脏听诊区心音信号；其次对四路心音信号同步处理，去噪并利用基于逻辑回归的隐藏半马尔可夫模型对心音信号进行分段；然后提取分段后心音信号的特征点，推导心音信号传导时间与血压的线性关系；最后利用第一心音与第二心音的幅值比以及第二心音一阶微分后的平均斜率得出计算血压的核心公式，并同步对4路心音信号进行血压计算，取均值得到最终的血压值。该方法仅需要采集一种生理信号就可以得出计算血压的核心公式，计算速度快，准确度高，稳定性较好，可连续测量，尤其适用于婴幼儿及四肢残疾病人的血压检测。

技术领域

本发明具体涉及一种基于多通道心音信号的血压快速计算方法，仅需采集一种生理信号便可快速连续地计算被测者收缩压以及舒张压。

背景技术

据世界卫生组织(WHO)报告，据不完全统计，每年有几十万人心脏性猝死，随着人口老龄化，这个数字会增加。心血管健康尤其是高血压的日常监测已成为社会越来越重视的一个热点问题。因此，早期发现和预防心血管疾病对促进人们的健康具有重要意义。

心音是由心房和心室的收缩和舒张，瓣膜运动和血流相关的动态事件的相互作用引起的。第一心音(S1)发生在二尖瓣和三尖瓣关闭期间，心室收缩开始。第二心音(S2)标志着心室收缩的结束和心室舒张的开始，产生于主动脉瓣和肺动脉瓣关闭后。心音的诊断价值已被认可并用于多种心脏病的初步筛查。因此，心音信号的采集和分析研究对提高心血管疾病的诊断能力具有重要意义。现有的血压计算方法及血压检测仪计算结果精度低、可靠性差，且不适用于四肢有残疾的心血管疾病患者，测量结果受人为因素影响较大，不利于病症的准确判断。

发明内容

发明目的：本发明提供一种基于多通道心音信号的血压快速计算方法，提高了计算结果的精度和可靠性。

技术方案：本发明所述的一种基于多通道心音信号的血压快速计算方法，包括以下步骤：

(1)同步采集心脏多通道心音信号；

(2)去噪和对心音信号进行分段；

(3)推导心音信号传导时间与血压的线性关系；

(4)利用第一心音与第二心音的幅值比以及第二心音一阶微分后的平均斜率得出计算血压的核心公式；

(5)利用血压核心公式分别对心音信号进行计算，取均值得到最终的血压值。

所述步骤(2)包括以下步骤：

(21)将同步采集到的多通道心音信号利用巴特沃兹带通滤波器，分别进行软件去噪处理；

(22)然后使用基于逻辑回归的隐藏半马尔可夫模型对心音信号进行分段，将一个周期的心音信号分割为第一心音、收缩期、第二心音、舒张期四个阶段。

步骤(3)所述的心音信号传导时间与血压线性关系可由以下公式获得：

BP＝a×HSTT+b

其中，BP为动脉血压，HSTT为脉搏波传导时间，a和b是线性拟合系数。

步骤(4)所述的血压核心公式可由以下公式获得：

其中，SBP为收缩压，DBP为舒张压，A₁/A₂是心音信号第一心音和第二心音的幅值之比，K是第二心音一阶微分后的平均斜率，a、b和c是线性拟合系数。

步骤(5)所述的最终可由以下公式获得：