[发明专利]一种基于不确定性量化策略的可穿戴连续血压测量系统

说明书

该发明共了一种基于不确定性量化策略的可穿戴连续血压测量系统，属于医疗器械技术领域。本发明的信号采集及处理单元可以由微控芯片完成，可以实现小型化穿戴式或无扰式连续监测，可方便应用于个人、家庭及临床监测。本发明首次将基于马尔科夫蒙特卡洛模拟方法的贝叶斯组合预测引入到无袖带血压预测中，此方法有如下优势：当用不同的条件概率分布时，不需改变要运算法则；贝叶斯组合预测以后验概率作为权重对所选择的单项预测模型进行加权平均，并以后验概率作为判断模型优劣的标准，能处理贝叶斯模型平均相关性很高的参数，同时让其总体样本包含不同单项模型的预测。

技术领域

本发明属于医疗器械技术领域，特别涉及一种基于不确定性量化的无袖带连续血压测量装置。

背景技术

血压测量有两种方法：直接测量和间接测量。直接测量法是经动脉穿刺置管后直接测量动脉血压，其优点是可直接连续测量动脉内压力，测量数值准确，缺点是需要专业技术人员且是有创的，故仅适用于危重和大手术病人。间接测量法因为其无创特性而被广泛应用于临床，其普遍采用袖带加压法，包括基于柯氏音听诊法、示波法、桡动脉扁平张力法和动脉容积补偿法。但由于技术原理的局限，这些方法在实际应用中存在难以解决的问题。如，听诊法和示波法只能测量单点血压而无法提供连续血压读数、且袖带的充放气会给被检测者带来不适；虽然动脉扁平张力法和动脉容积补偿法可用于无创连续血压测量，但其仍属于侵入式测量，会给被检测者带来不适，且其装置复杂而庞大，需要专业的操作人员，导致其应用受到限制。因此，发展新的血压测量方法，实现血压的无创、无扰、连续且实时的测量，对于高血压的早发现、早诊断、早治疗和有效管理具有十分重要的意义。近年来，随着可穿戴传感及智能算法的发展，无袖带血压测量如基于脉搏波传导时间(Pulse TransitTime,PTT)的方法，由于其测量设备结构简单、无需充气袖带，为血压的无创、连续且无扰监测提供了一种新的方法。对于无袖带连续血压测量，测量精度是其主要性能指标之一，表现为：1)测量精度在不同人群及个体间具有普适性；2)测量准确性在初次校准后能保持尽量长的时间。

当前，有关无袖带血压测量(包括PTT原理法)的研究已经取得了很多进展，然而现有技术仍然难以实现符合临床医学标准的高精度连续血压测量。无袖带血压精确测量存在的问题主要体现在以下三个方面：(1)无袖带血压估测模型形式具有不确定性：研究学者都希望建立高精度的模型来准确反映无创血压变化指标与血压间的相互作用及影响的关系，以便准确估计血压值。但影响血压调节的因素有很多，而通常研究学者只会考虑主要因素，而忽略次要因素来建立血压估计模型。另外，在建模过程中，不同的研究者由于知识储备和认知水平不同，所建立的模型在表达形式上存在差异。现有描述无袖带血压估计的模型有基于PTT的ln(PTT)模型、1/PTT模型和e^k*PTT模型等，及结合PTT及其他表征血压变化的特征模型，如PTT和PIR模型，这些模型形式都具有一定的差异性。(2)无袖带血压估测模型参数具有不确定性：心血管系统具有高度的动态特性，决定其本身的性能状态会受到各种因素的影响，且用可穿戴设备获得的体表特征也会受到环境及测量系统的影响而发生变化，因此血压变化特征和心血管系统都存在不确定性。这种不确定性共同影响模型参数的分布，从而使得模型参数具有不确定性。此外，人群不同特点以及个体间生理特征差异，包括年龄、血容量、血管弹性、心脏功能、及自主神经功能调节等，导致了血压测量的群体及个体差异性。而血压本身的动态特性决定了个体内的差异性，如血压昼夜差及因个体行为、精神状态、体温等环境因素而导致的变化。(3)模型估测误差具有不确定性：采用机理或者数据驱动的模型来估测血压，会因为实际血压受到各种干扰(如心率、大动脉弹性、外周阻力等)的影响，使得模型的估测结果和真实血压之间的误差具有不确定性，这种不确定性被称为模型估测误差不确定性。要很好地解决上述问题，不仅需要数据分析和建模手段的提高，更需要从生理机制上对无袖带血压测量进行深入研究和改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种旨在解决现有无创连续血压测量测量不准确的问题，实现无袖带血压个性化及精准化测量的可穿戴无袖带连续血压测量系统。