一種血壓測量系統及方法技術方案

本發明專利技術公開了一種血壓測量系統，采用視頻拍攝進行被測者血壓測量，包括視頻采集模塊，脈搏波信號生成模塊、波形分析模塊以及血壓值計算模塊。采集指端的視頻；利用指端的輪廓跟蹤來定位跟蹤手指的位置，并獲取手指圖像；分別取每幀圖像所有像素均值作為特征值，生成兩個時變的脈搏波信號波形；將兩個脈搏波的波形進行比對分析，得到脈搏的傳播時間；根據圖像中心距離計算出脈搏波沿動脈波速，利用脈搏波速與血壓之間的換算關系計算出血壓值。本發明專利技術采用無創、非接觸式遠程檢測生理信號方法，克服了視頻記錄中運動偽影影響，測量精度高，能同時進行多人測量。

【技術實現步驟摘要】
本申請是申請號為201410149101.5的申請的分案申請，該申請的申請日為2014年4月14日，專利技術名稱為“一種自動血壓測量系統”。
本專利技術涉及血壓測量
，特別是涉及一種血壓測量系統和方法。
技術介紹
傳統的人體動脈血壓測定都必須與被測試者有身體接觸，例如，通常使用人體動脈血壓間接測定法，俄國醫師N.科羅特科夫專利技術的測定法，裝置包括能充氣的袖袋和與之相連的測壓計，將袖袋綁在受試者的上臂，然后打氣到阻斷肱動脈血流為止，緩緩放出袖袋內的空氣，利用放在肱動脈上的聽診器可以聽到當袖袋壓剛小于肱動脈血壓血流沖過被壓扁動脈時產生的湍流引起的振動聲(科羅特科夫氏聲，簡稱科氏聲)來測定心臟收縮期的最高壓力，叫做收縮壓。繼續放氣，科氏聲加大，當此聲變得低沉而長時所測得的血壓讀數，相當于心臟舒張時的最低血壓，叫做舒張壓，當放氣到袖袋內壓低于舒張壓時，血流平穩地流過無阻礙的血管，科氏聲消失。由于汞的比重太大，水銀測壓計難以精確迅速地反映心搏各期血壓的瞬間變化，所以后來改用各種靈敏的薄膜測壓計可以較準確地測得收縮和舒張壓。近年來常使用各種換能器與示波器結合來測定記錄血壓。然而長時間的佩戴檢測裝置可能引起人的情緒變化和身體的不適。另外，人的血壓在一天中并不是恒定不變的，而是容易隨著環境和心情的改變而有大幅度的變化，特別是對于高血壓患者或者老年人，如果血壓瞬間變化很大，嚴重時會有生命危險。但是，目前世界上還沒有一種方便實用的血壓測量儀，使被測量者在沒有任何因測量導致的身體不適的情況下就能夠準確實時的獲得血壓值。另外，血壓與人的身體健康狀況有非常密切的關系，但由于人的血壓本身就不具有穩定性，因此單次血壓測量值對身體健康狀況的判斷并不準確。因此，也需要有一種血壓測量儀，隨身攜帶方便，對血壓能夠自動實時測量，并且能夠將血壓數據進行存儲分析，從而可根據大數據量來客觀分析人的實際血壓狀況，進一步了解人的身體健康狀況。
技術實現思路
基于上述現有技術存在的問題，本專利技術提出了一種血壓測量系統及方法，可以采用接觸或非接觸人體皮膚的方式，在人體皮膚沒有任何不適的情況下就可以準確獲取人的血壓數據。根據本專利技術的一方面，提出一種血壓測量系統，所述系統包括：視頻/圖像序列采集裝置100，用以采集人體皮膚的視頻或圖像序列；脈搏波信號生成裝置120，用以計算視頻圖像的特征值，并結合時間點信息生成脈搏波信號；波形分析裝置140，用以根據所述脈搏波信號的波形得到脈搏的傳播時間PTT；血壓值計算裝置150，用以利用脈搏的傳播時間PTT計算得到血壓值。可選地，所述系統還包括ROI提取裝置110，所述ROI提取裝置110置于視頻/圖像序列采集裝置100與脈搏波信號生成裝置120之間，用以對每幀視頻圖像提取ROI圖像部分；和/或所述系統還包括濾波去噪裝置130，所述濾波去噪裝置130置于脈搏波信號生成裝置120與波形分析裝置140之間，用以對所述脈搏波信號進行濾波去噪。可選地，所述ROI提取裝置110對每幀視頻圖像提取ROI圖像部分，其中針對每幀圖像提取的ROI部分是兩個，分別是ROII和ROI II兩部分，并計算ROI I和ROI II兩部分圖像中心的距離d；所述脈搏波信號生成裝置120分別計算ROI I和ROI II圖像的像素均值，將計算出的像素均值分別作為ROI I和ROI II圖像的特征值和該幀圖像所在時域信號上的一個采樣點數值，采樣點數值和其所在時間軸上對應的時間點信息結合起來，生成兩個時域上的脈搏波信號；所述波形分析裝置140根據脈搏波信號的波形得到脈搏的傳播時間PTT，PTT分別取值Δt1和Δt2，Δt1為ROII和ROI II生成的兩個波形在一個心搏周期內，同一時刻相鄰最近的主波峰值點之間的間隔時間，Δt2為兩個波形在同一時刻相鄰最近的反射波峰值點之間的間隔時間；所述血壓值計算裝置150利用所述圖像中心距離d和脈搏的傳播時間PTT計算出血壓。可選地，所述血壓值計算裝置150利用所述圖像中心距離d和脈搏的傳播時間PTT計算出脈搏波沿動脈方向傳播波速PWV，然后利用PWV與血壓BP之間的換算關系，計算出血壓。可選地，所述脈搏波沿動脈方向傳播波速PWV通過下式獲得：PWV＝k0×(d/PTT)+b0，其中k0和b0為波速校正系數，PWV與血壓BP之間的換算關系為：其中k為血壓校正系數，ρ為血液密度。可選地，所述血壓的收縮壓為：SBP＝I/2×ks1×ρ×(k0×(d/Δt1)+b0)2，舒張壓為：DBP＝1/2×kd1×ρ×(k0×(d/Δt2)+b0)2，其中ks1和kd1分別為收縮壓和舒張壓的校正系數。可選地，所述視頻/圖像序列采集裝置100借助輔助光源來采集人體皮膚的視頻或圖像序列。可選地，所述輔助光源為LED燈。可選地，所述人體皮膚包括但不限于人體臉部皮膚、指端皮膚、腕部、手臂、下肢、頸部、耳垂、太陽穴、眼球血管、面部、額頭。可選地，所述人體皮膚為手指指端，其中手指正面帶有指紋的一面正對攝像頭，距離攝像頭的距離是0～200mm。可選地，所述ROI提取裝置110對獲取的手指指端圖像進行基色分離，并將手指指端圖像按照血液流向進行分割，得到兩個ROI區域。根據本專利技術的另一方面，提出一種血壓測量方法，所述方法包括以下步驟：采集人體皮膚的視頻或圖像序列；計算視頻圖像的特征值，并結合時間點信息生成脈搏波信號；根據所述脈搏波信號的波形得到脈搏的傳播時間PTT；利用脈搏的傳播時間PTT計算得到血壓值。可選地，所述采集人體皮膚的視頻或圖像序列的步驟與生成脈搏波信號的步驟之間還包括對每幀視頻圖像提取ROI圖像部分的步驟；和/或所述生成脈搏波信號的步驟與根據所述脈搏波信號的波形得到脈搏的傳播時間PTT的步驟之間還包括對所述脈搏波信號進行濾波去噪的步驟。可選地，對每幀視頻圖像提取ROI圖像部分的步驟中，對每幀視頻圖像提取ROI圖像部分，其中針對每幀圖像提取的ROI部分是兩個，分別是ROI I和ROI II兩部分，并計算ROII和ROI II兩部分圖像中心的距離d；生成脈搏波信號的步驟中，分別計算ROII和ROI II圖像的像素均值，將計算出的像素均值分別作為ROI I和ROI II圖像的特征值和該幀圖像所在時域信號上的一個采樣點數值，采樣點數值和其所在時間軸上對應的時間點信息結合起來，生成兩個時域上的脈搏波信號；根據所述脈搏波信號的波形得到脈搏的傳播時間PTT的步驟中，PTT分別取值Δt1和Δt2，Δt1為ROII和ROI II生成的兩個波形在一個心搏周期內，同一時刻相鄰最近的主波峰值點之間的間隔時間，Δt2為兩個波形在同一時刻相鄰最近的反射波峰值點之間的間隔時間；計算得到血壓值的步驟中，利用所述圖像中心距離d和脈搏的傳播時間PTT計算出血壓。可選地，計算得到血壓值的步驟中，利用所述圖像中心距離d和脈搏的傳播時間PTT計算出脈搏波沿動脈方向傳播波速PWV，然后利用PWV與血壓BP之間的換算關系，計算出血壓。可選地，所述脈搏波沿動脈方向傳播波速PWV通過下式獲得：PWV＝k0×(d/PTT)+b0，其中k0和b0為波速校正系數，PWV與血壓BP之間的換算關系為：其中k為血壓校正系數，ρ為血液密度。可選地，所述血壓的收縮壓為：SBP＝1\本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種血壓測量系統，其特征在于，所述系統包括：視頻/圖像序列采集裝置(100)，用以采集人體皮膚的視頻或圖像序列；脈搏波信號生成裝置(120)，用以計算視頻圖像的特征值，并結合時間點信息生成脈搏波信號；波形分析裝置(140)，用以根據所述脈搏波信號的波形得到脈搏的傳播時間PTT；血壓值計算裝置(150)，用以利用脈搏的傳播時間PTT計算得到血壓值。

【技術特征摘要】
2013.05.13 CN 20131017549571.一種血壓測量系統，其特征在于，所述系統包括：視頻/圖像序列采集裝置(100)，用以采集人體皮膚的視頻或圖像序列；脈搏波信號生成裝置(120)，用以計算視頻圖像的特征值，并結合時間點信息生成脈搏波信號；波形分析裝置(140)，用以根據所述脈搏波信號的波形得到脈搏的傳播時間PTT；血壓值計算裝置(150)，用以利用脈搏的傳播時間PTT計算得到血壓值。2.根據權利要求1所述的血壓測量系統，其特征在于，所述系統還包括ROI提取裝置(110)，所述ROI提取裝置(110)置于視頻/圖像序列采集裝置(100)與脈搏波信號生成裝置(120)之間，用以對每幀視頻圖像提取ROI圖像部分；和/或所述系統還包括濾波去噪裝置(130)，所述濾波去噪裝置(130)置于脈搏波信號生成裝置(120)與波形分析裝置(140)之間，用以對所述脈搏波信號進行濾波去噪。3.根據權利要求2所述的血壓測量系統，其特征在于，所述ROI提取裝置(110)對每幀視頻圖像提取ROI圖像部分，其中針對每幀圖像提取的ROI部分是兩個，分別是ROI I和ROI II兩部分，并計算ROI I和ROI II兩部分圖像中心的距離d；所述脈搏波信號生成裝置(120)分別計算ROI I和ROI II圖像的像素均值，將計算出的像素均值分別作為ROI I和ROI II圖像的特征值和該幀圖像所在時域信號上的一個采樣點數值，采樣點數值和其所在時間軸上對應的時間點信息結合起來，生成兩個時域上的脈搏波信號；所述波形分析裝置(140)根據脈搏波信號的波形得到脈搏的傳播時間PTT，PTT分別取值Δt1和Δt2，Δt1為ROI I和ROI II生成的兩個波形在一個心搏周期內，同一時刻相鄰最近的主波峰值點之間的間隔時間，Δt2為兩個波形在同一時刻相鄰最近的反射波峰值點之間的間隔時間；所述血壓值計算裝置(150)利用所述圖像中心距離d和脈搏的傳播時間PTT計算出血壓。4.根據權利要求3所述的血壓測量系統，其特征在于，所述血壓值計算裝置(150)利用所述圖像中心距離d和脈搏的傳播時間PTT計算出脈搏波沿動脈方向傳播波速PWV，然后利用PWV與血壓BP之間的換算關系，計算出血壓。5.根據權利要求1-4任一項所述的血壓測量系統，其特征在于，所述視頻/圖像序列采集裝置(100)借助輔助光源來采集人體皮膚的視頻或圖像序列；和/或所述人體皮膚包括但不限于人體臉部皮膚、指端皮膚、腕部、手臂、下肢、頸部、耳垂、太陽穴、眼球血管、面部、額頭。6.一種血壓測量方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：采集人體皮膚的視頻或圖像序列；計算視頻圖像的特征值，并結合時間點信息生成脈搏波信號；根據所述脈搏波信號的波形得到脈搏的傳播時間PTT；利用脈搏的傳播時間PTT計算得到血壓值。7.根據權利要求6所述的血壓測量方法，其特征在于，所述采集人體皮膚的視頻或圖像序列的步驟與生成脈搏波信號的步驟之間還包括對每幀視頻圖像提取ROI圖像部分的步驟；和/或所述生成脈搏波信號的步驟與根據所述脈搏波信號的波形得到脈搏的傳播時間PTT的步驟之間還包括對所述脈搏波信號進行濾波去噪的步...

【專利技術屬性】
技術研發人員：歐陽健飛，
申請(專利權)人：天津點康科技有限公司，
類型：發明
國別省市：天津;12