專利名稱：：基于脈搏波測量與分析的血流參數(shù)檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及脈搏波的無創(chuàng)傷檢測與分析
技術(shù)領(lǐng)域：
，具體地說是具有脈搏波無創(chuàng)采集、量化與分析功能的血流參數(shù)檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：目前，現(xiàn)有對(duì)脈搏波的量化分析方法利用了脈搏波的以下特征點(diǎn)，見圖la，圖中脈搏波的波谷1和5、主波波峰2、主波與重搏波之間的波谷3、重搏波波峰4;P1:脈搏波主波波峰高，P2:脈搏波重搏波波峰高，V:主波與重搏波間波谷的高，T:脈動(dòng)周期。通過上述各特征點(diǎn)的坐標(biāo)可以對(duì)脈搏波進(jìn)行量化。但往往因?yàn)閭€(gè)體差異、狀態(tài)或年齡差異，人體的脈搏波信號(hào)并非都是如圖la所示具備了上述所有的特征點(diǎn)，而是在相當(dāng)多的情況下呈現(xiàn)圖lb所示的狀態(tài)。即脈搏波形態(tài)往往因個(gè)體差異和所處狀態(tài)的不同而改變，有相當(dāng)一部分脈搏波信號(hào)是沒有重搏波的，這樣就會(huì)造成圖la所示的主波與重搏波之間的波谷3以及重搏波波峰4模糊甚至消失，導(dǎo)致V、P2、t2、t3等指標(biāo)無法測量，使得這部分脈搏波的特征無法量化。而動(dòng)態(tài)連續(xù)監(jiān)測脈搏波信號(hào)則要求對(duì)被測個(gè)體變化過程中的每一個(gè)脈搏波都能夠進(jìn)行量化，而且要求連續(xù)記錄每個(gè)特征點(diǎn)的變化軌跡進(jìn)行回放分析。這就對(duì)脈搏波的測量、量化和分析方法提出了新的要求。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明針對(duì)上述不足提供一種能夠連續(xù)測量與分析脈搏波的血流參數(shù)檢測系統(tǒng)。本發(fā)明的原理是通過對(duì)所采集的脈搏波曲線，采用面積重心位移分析法對(duì)其波形特征進(jìn)行測量，量化成特征指標(biāo)。系統(tǒng)還可以以上述特征指標(biāo)為計(jì)算因子做進(jìn)一步計(jì)算生成一系列量化的與心臟、血管、血流相關(guān)的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)。對(duì)上述系列特征指標(biāo)和進(jìn)一步所生成的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測、記錄、觀察、存儲(chǔ)、回放、統(tǒng)計(jì)、分析和研究，即實(shí)現(xiàn)了無創(chuàng)、實(shí)時(shí)、連續(xù)監(jiān)測人體的脈搏波特征和血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài)以及跟蹤觀察其動(dòng)態(tài)變化的過程。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集脈搏波信號(hào)，由指夾式光電傳感器采集指端容積血流脈搏波信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理；系統(tǒng)支持血壓采集模塊作為可選模塊，在需要時(shí)接入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析模塊；數(shù)據(jù)分析模塊，用于分析來自數(shù)據(jù)采集模塊的脈搏波數(shù)字信號(hào)，將脈搏波波形特征量化成特征指標(biāo)，此外還可以以特征指標(biāo)為計(jì)算因子做進(jìn)一步計(jì)算生成一系列量化的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)。對(duì)上述特征指標(biāo)和/或血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，生成參數(shù)列表和統(tǒng)計(jì)圖表。具體地說，數(shù)據(jù)分析模塊根據(jù)脈搏波信號(hào)，計(jì)算出至少一種如下特征指標(biāo)1)脈搏波曲線下的整體和局部面積及其面積系數(shù)，包括整個(gè)脈搏波波圖面積A'，上升支對(duì)應(yīng)部分的波圖面積Ad'及其面積系數(shù)Cd和下降支對(duì)應(yīng)部分的波圖面積Ac'及其面積系數(shù)CC;2)脈搏波曲線下面積的重心位置，包括整個(gè)脈搏波波圖面積重心G以及上升支對(duì)應(yīng)部分的波圖面積重心Gl和下降支對(duì)應(yīng)部分的波圖面積重心G2;3)脈搏波波圖所對(duì)應(yīng)的脈動(dòng)周期T，包括上升支對(duì)應(yīng)部分的時(shí)相Td和下降支對(duì)應(yīng)部分的時(shí)相Tc;4)對(duì)1)、2)、3)中所述的指標(biāo)進(jìn)行運(yùn)算產(chǎn)生的新的特征指標(biāo)。其中4)中所述的新的指標(biāo)包括但不限于Ad'/Ac'、Cd/Cc、Cc-Cd、Ad'/A，、Ac，/A，、X2-X1、Yl-Y2、X-X1、Yl-Y、X2-X、Y_Y2、(tcc_tc)/(tc_tdc)、(qc_qcc)/(qdc_qc)、(X2-X)/(X-X1)、(Y-Y2)/(Y1-Y)、X-Td/T、(X2-Td/T)、(Td/T-Xl)、Td/Tc、(Tc-Td)/T等等，此外還可以根據(jù)這些指標(biāo)運(yùn)算形成新的指標(biāo)。參見圖2，所述的脈搏波曲線下面積，包括整個(gè)脈搏波波圖面積A'以及分別計(jì)算上升支對(duì)應(yīng)部分的波圖面積Ad'和下降支對(duì)應(yīng)部分的波圖面積Ac'。脈搏波波圖所對(duì)應(yīng)的時(shí)相T:脈動(dòng)周期；上升支對(duì)應(yīng)部分的時(shí)相Td:血管充盈期；下降支對(duì)應(yīng)部分的時(shí)相Tc:血管回縮期。參見圖3及圖8a、b，所述的脈搏波曲線下面積的重心坐標(biāo)位置，包括整個(gè)脈搏波波圖面積重心G坐標(biāo)(t。，q。)及其相對(duì)坐標(biāo)(X，Y)以及上升支對(duì)應(yīng)部分的波圖面積重心G1坐標(biāo)(td。，qd。)及其相對(duì)坐標(biāo)(X1，Y1)和下降支對(duì)應(yīng)部分的波圖面積重心G2坐標(biāo)(t。。，qj及其相當(dāng)坐標(biāo)(X2，Y2);數(shù)據(jù)分析模塊進(jìn)一步對(duì)血壓和脈搏波數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析和計(jì)算，生成血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)。所述的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)至少包括"血管彈性、血管順應(yīng)性、外周阻力、平均動(dòng)脈壓、心輸出量、心臟指數(shù)、心搏出量、心搏指數(shù)等"指標(biāo)中的一種。所述計(jì)算結(jié)果和參數(shù)列表至少包括以下數(shù)值中的一種實(shí)時(shí)計(jì)算值、時(shí)段均值以及總平均值；所述統(tǒng)計(jì)圖表至少包括以下形式中的一種正態(tài)分布圖、Lorenz散點(diǎn)圖以及趨勢圖。鑒于指端容積血流脈搏波相對(duì)于橈動(dòng)脈、肱動(dòng)脈、頸動(dòng)脈等更容易采集，尤其是實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、連續(xù)采集方面具有優(yōu)勢，然而，相對(duì)于橈動(dòng)脈、肱動(dòng)脈、頸動(dòng)脈等處的壓力波而言，指端容積血流脈搏波信號(hào)較弱，波形也比較圓滑，其上升和下降都比較緩慢，很多情況下重搏波低平甚至沒有波峰，這是由于壓力脈搏波經(jīng)過末梢微血管的阻力和毛細(xì)血管網(wǎng)的多次分支泄露以及微血管周圍組織等對(duì)波形產(chǎn)生的濾波作用所造成的。由于可識(shí)別的直觀特征點(diǎn)較少，就給波形的量化和分析增加了相當(dāng)?shù)碾y度。通過本發(fā)明系統(tǒng)給脈搏波生成了全新的特征點(diǎn)和量化指標(biāo)，而且與圖1所示脈搏波曲線上的特征點(diǎn)不同，無論個(gè)體差異、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、生理和病理狀況如何變化，這些特征點(diǎn)和量化指標(biāo)均不會(huì)消失，適合持續(xù)跟蹤觀察，因而有效解決了脈搏波連續(xù)監(jiān)測這一難題。采用本發(fā)明系統(tǒng)進(jìn)行脈搏波測量和血流動(dòng)力學(xué)檢測是建立在對(duì)脈搏波的連續(xù)監(jiān)測基礎(chǔ)之上的。指端容積血流脈搏波信號(hào)包含有大量心血管系統(tǒng)和微循環(huán)方面的信息，一條脈搏波曲線的形態(tài)特征是由被檢測特定個(gè)體的血流和血管相互作用的結(jié)果，反映了人體在特定時(shí)間和狀態(tài)下微血管的血流動(dòng)力學(xué)特性。在大血管和微血管血流通暢的情況下，其中包含有豐富的人體血流動(dòng)力學(xué)信息。連續(xù)監(jiān)測脈搏波特征指標(biāo)的變化走勢，就可以跟蹤、觀察、分析、研究人體的血流動(dòng)力學(xué)特性的細(xì)微變化及規(guī)律。指端容積血流脈搏波曲線Q(t)下的面積可表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>Qmax為指端容積脈搏血流最大值；Qmin為指端容積脈搏血流最小值；T為脈動(dòng)周期。見圖4。為進(jìn)一步對(duì)波形特征進(jìn)行量化，將反映自血管開始充盈直到最大程度的過程即脈搏波的上升支對(duì)應(yīng)的時(shí)相定義為充盈期，用Td表示。將反映了血管在動(dòng)脈壁彈性作用下開始回縮直到靜脈血液回流使心臟充盈的過程即脈搏波的下降支對(duì)應(yīng)的時(shí)相定義為回縮期，用Tc表示。脈搏波曲線Q(t)下的整個(gè)波形圖面積表示為A，=o脈搏波曲線Q(t)下充盈期時(shí)相對(duì)應(yīng)的面積可表示為oCd=Ad'/A'為脈搏波曲線下充盈期時(shí)相對(duì)應(yīng)的面積與整個(gè)波形圖面積的比值，定義為脈搏波充盈期面積系數(shù)。見圖5。脈搏波曲線Q(t)下回縮期時(shí)相對(duì)應(yīng)的面積可表示為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>C。=A。'/A'為脈搏波曲線下回縮期時(shí)相對(duì)應(yīng)的面積與整個(gè)波形圖面積的比值，定義為脈搏波回縮期面積系數(shù)。見圖5。脈搏波曲線Q(t)下的面積重心坐標(biāo)見圖6，可表示為橫坐標(biāo)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>量化脈搏波的形態(tài)特征也可以通過計(jì)算面積重心的相對(duì)坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)，見圖7。設(shè)T為一個(gè)長度單位，Qmax-Qmin為一個(gè)寬度單位，我們可以求出波形面積重心G(X，Y)的相對(duì)坐標(biāo)值為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>同樣方法可以分別獲得Q(t)下與充盈期和回縮期相對(duì)應(yīng)面積的重心坐標(biāo)，同樣，量化脈搏波的形態(tài)特征也可以通過計(jì)算對(duì)應(yīng)面積重心的相對(duì)坐標(biāo)實(shí)現(xiàn)，見圖8。脈搏波曲線Q(t)下上升支部分的面積重心坐標(biāo)Gl(td。，qd。)見圖8a，可表示為橫坐標(biāo)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage5</formula>設(shè)T為一個(gè)長度單位，Qmax-Qmin為一個(gè)寬度單位，我們可以求出該部分波形面積重心的相對(duì)坐標(biāo)Gl(XI，Yl)，見圖8b，可表示為:脈搏波曲線Q(t)下下降支部分的面積重心坐標(biāo)G2(t。。，q。。)見圖8a，可表示為橫坐標(biāo)_J7"c'^Jac^A'縱坐標(biāo):X^^e;gt'Ac'f=——_w—一Ac'Ac'，ccAcAc設(shè)T為一個(gè)長度單位，Qmax-Qmin為一個(gè)寬度單位，我們可以求出該部分波形面積重心的相對(duì)坐標(biāo)G2(X2，Y2)，見圖8b，可表示為x9oc2J12Qmax—QmiVt面積A'、Ad'、Ac'及其對(duì)應(yīng)的時(shí)相T、Td、Tc，包括面積系數(shù)Cd、Cc和重心坐標(biāo)(X，Y)、(X1，Y1)、(X2，Y2)都是反映脈搏波整體和局部特征的指標(biāo)。通過連續(xù)檢測脈搏波曲線整體和局部面積或面積系數(shù)變化及其對(duì)應(yīng)的重心位移，可以觀察到脈搏波的細(xì)微變化，對(duì)上述特征指標(biāo)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，可以動(dòng)態(tài)觀察其變化過程、趨勢和規(guī)律。通過連續(xù)檢測血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，可以觀察到心血管系統(tǒng)的細(xì)微變化，對(duì)血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，可以動(dòng)態(tài)觀察其變化過程、趨勢和規(guī)律。本發(fā)明系統(tǒng)給所采集的脈搏波信號(hào)生成了全新的特征點(diǎn)和量化指標(biāo)，而且無論個(gè)體差異、運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、生理和病理狀況如何變化，這些特征點(diǎn)和量化指標(biāo)均不會(huì)消失，適合持續(xù)跟蹤觀察，因而有效解決了脈搏波連續(xù)監(jiān)測這一難題。上述特征指標(biāo)為生命科學(xué)研究提供了有效的技術(shù)手段，通過一系列對(duì)脈搏波特征的量化，有助于更加細(xì)致地區(qū)分不同個(gè)體間的差異以及同一個(gè)體不同狀態(tài)間的差異，深入地研究生命科學(xué)現(xiàn)象。本發(fā)明系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集模塊可包括指夾式光電傳感器、放大器、濾波器以及模/數(shù)轉(zhuǎn)化器，傳感器捕獲的脈搏波信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大、濾波、轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)傳送給數(shù)據(jù)分析處理模塊。系統(tǒng)支持血壓采集模塊作為可選模塊，在需要時(shí)接入系統(tǒng)的數(shù)據(jù)分析模塊，自動(dòng)測量血壓；系統(tǒng)也支持將其他血壓計(jì)測量的血壓值手動(dòng)輸入本系統(tǒng)。數(shù)據(jù)處理模塊可以是一高性能處理器，由處理器進(jìn)行采樣描記，記錄每個(gè)指端容積血流脈搏波波形圖。將所獲得的波形圖特征量化成特征指標(biāo)，包括面積和面積系數(shù)及其對(duì)應(yīng)的時(shí)相和重心坐標(biāo)等，也包括由上述指標(biāo)計(jì)算而得的所有特征指標(biāo)和/或所生成的一系列血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)。檢測結(jié)果可根據(jù)用戶的需要選擇存儲(chǔ)回放、輸出到其他電腦、服務(wù)器、顯示器或打印機(jī)，需要時(shí)還可以建立樣本數(shù)據(jù)庫，生成評(píng)估模板、連入中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)或遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)。本發(fā)明系統(tǒng)具有信號(hào)特征清晰、不受波形限制、易于觀察和分析等特點(diǎn)，尤其適合實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、連續(xù)地跟蹤觀察脈搏波。可用于面向體育運(yùn)動(dòng)專業(yè)人士和普通大眾的體能測試、運(yùn)動(dòng)監(jiān)護(hù)、訓(xùn)練測評(píng)、體質(zhì)研究、疾病篩查、健康分級(jí)和健康管理等領(lǐng)域。圖la是具有重搏波的脈搏波波形圖；圖lb是無重搏波的脈搏波波形6圖2是脈搏波曲線下面積示意圖；圖3是脈搏波曲線下面積的重心示意圖；圖4是指端容積血流脈搏波曲線下的面積示意圖；圖5是脈搏波曲線下的整體與局部面積示意圖；圖6是脈搏波曲線下的面積重心坐標(biāo)示意圖；圖7是脈搏波曲線下的面積重心相對(duì)坐標(biāo)示意圖；圖8a是脈搏波曲線下整體與局部面積重心坐標(biāo)示意圖；圖8b是脈搏波曲線下整體與局部面積重心相對(duì)坐標(biāo)示意圖；圖9是本發(fā)明系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是健康人群不同年齡段采用本發(fā)明系統(tǒng)輸出的結(jié)果；圖11是有運(yùn)動(dòng)組采用本發(fā)明系統(tǒng)輸出的結(jié)果；圖12顯示的是非運(yùn)動(dòng)組采用本發(fā)明系統(tǒng)輸出的結(jié)果；圖13是采用本發(fā)明系統(tǒng)輸出的有運(yùn)動(dòng)組均值和非運(yùn)動(dòng)組均值與普通健康人群組均值的結(jié)果比較。圖14是采用本發(fā)明系統(tǒng)輸出的Lorenz散點(diǎn)圖。圖15是采用本發(fā)明系統(tǒng)輸出的正態(tài)分布(直方)圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例來進(jìn)一步闡述本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，而不能限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例1如圖9所示，本例中，血流參數(shù)檢測系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集脈搏波信號(hào)，由指夾式光電傳感器采集指端容積血流脈搏波信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換等處理；數(shù)據(jù)分析模塊，用于分析來自數(shù)據(jù)采集模塊的脈搏波數(shù)字信號(hào)，將脈搏波波形特征量化成特征指標(biāo)，系統(tǒng)還以特征指標(biāo)為計(jì)算因子做進(jìn)一步計(jì)算生成一系列量化的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)。對(duì)上述指標(biāo)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，生成參數(shù)列表和統(tǒng)計(jì)圖表。這些特征指標(biāo)包括1)脈搏波曲線下的整體和局部面積及其面積系數(shù)，包括整個(gè)脈搏波波圖面積A'，上升支對(duì)應(yīng)部分的波圖面積Ad'及其面積系數(shù)Cd和下降支對(duì)應(yīng)部分的波圖面積Ac'及其面積系數(shù)Cc;2)脈搏波曲線下面積的重心位置，包括整個(gè)脈搏波波圖面積重心G以及上升支對(duì)應(yīng)部分的波圖面積重心Gl和下降支對(duì)應(yīng)部分的波圖面積重心G2;3)脈搏波波圖所對(duì)應(yīng)的脈動(dòng)周期T，包括上升支對(duì)應(yīng)部分的時(shí)相Td和下降支對(duì)應(yīng)部分的時(shí)相Tc;4)對(duì)1)、2)、3)中所述的指標(biāo)進(jìn)行運(yùn)算產(chǎn)生的新的特征指標(biāo)。其中4)中所述的新的指標(biāo)包括但不限于Ad'/Ac'、Cd/Cc、Cc-Cd、Ad'/A'、Ac'/A，、X2-X1、Yl-Y2、X-X1、Yl-Y、X2-X、Y_Y2、(tcc_tc)/(tc_tdc)、(qc_qcc)/(qdc_qc)、(X2-X)/(X-X1)、(Y-Y2)/(Y1-Y)、X-Td/T、(X2-Td/T)、(Td/T-Xl)、Td/Tc、(Tc-Td)/T等等，此外還可以根據(jù)這些指標(biāo)運(yùn)算形成新的指標(biāo)。數(shù)據(jù)分析模塊還以此為計(jì)算因子做進(jìn)一步計(jì)算生成一系列量化的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，對(duì)數(shù)據(jù)分析模塊還對(duì)特征指標(biāo)進(jìn)行時(shí)域和/或頻域分析，并生成計(jì)算結(jié)果、參數(shù)列表和/或統(tǒng)計(jì)圖表。所述計(jì)算結(jié)果和參數(shù)列表包括實(shí)時(shí)計(jì)算值、時(shí)段均值以及總平均值；所述統(tǒng)計(jì)圖標(biāo)包括正態(tài)分布圖、Lorenz散點(diǎn)圖以及趨勢圖。數(shù)據(jù)采集模塊包括指夾式光電傳感器、放大器、濾波器以及模/數(shù)轉(zhuǎn)化器，傳感器捕獲的脈搏波信號(hào)經(jīng)信號(hào)放大、濾波、轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)傳送給數(shù)據(jù)分析處理模塊。血壓采集模塊和袖帶為可選配置，既可以選擇采取系統(tǒng)內(nèi)置的血壓模塊自動(dòng)測量血壓，系統(tǒng)也支持將其他血壓計(jì)測量的血壓值手動(dòng)輸入本系統(tǒng)。本例使用指夾式光電傳感器測量脈搏波，有無血壓模塊對(duì)系統(tǒng)生成脈搏波波形特征指標(biāo)沒有任何影響。鑒于指夾式光電傳感器相對(duì)于壓力脈搏傳感器而言，對(duì)檢測位置要求并不嚴(yán)格，傳感器探頭易于定位且方便固定，采集信號(hào)的適應(yīng)性、穩(wěn)定性和重復(fù)性強(qiáng)，可以滿足靜態(tài)檢測和動(dòng)態(tài)連續(xù)監(jiān)測的要求，尤其適合進(jìn)行時(shí)域和頻域分析。數(shù)據(jù)處理模塊為一個(gè)高性能處理器，由處理器進(jìn)行采樣描記，記錄每個(gè)指端容積血流脈搏波波形圖。將所獲得的波形圖特征量化成特征指標(biāo)，包括面積和面積系數(shù)及其對(duì)應(yīng)的時(shí)相和重心坐標(biāo)等，也包括由上述指標(biāo)計(jì)算而得的所有特征指標(biāo)，生成一系列血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)。檢測結(jié)果可根據(jù)用戶的需要選擇存儲(chǔ)回放、輸出到其他電腦、服務(wù)器或打印機(jī)，需要時(shí)還可以建立樣本數(shù)據(jù)庫，生成評(píng)估模板、連入中央監(jiān)護(hù)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)或遠(yuǎn)程醫(yī)療服務(wù)系統(tǒng)。實(shí)施例2臨床應(yīng)用應(yīng)用本發(fā)明系統(tǒng)通過指端采集數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分析。表1顯示隨機(jī)抽取的六個(gè)不同年齡段的普通健康人群樣本共2000例，年齡跨度范圍在1882歲，采集每個(gè)個(gè)體安靜狀態(tài)下的指端容積血流脈搏波信號(hào)，采用本發(fā)明系統(tǒng)對(duì)所獲得的脈搏波特征指標(biāo)進(jìn)行計(jì)算和統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如下表1不同年齡段普通健康人群的脈搏波形態(tài)特征分析<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表1及圖10顯示不同年齡段的六組人群在安靜狀態(tài)下所獲得的指端容積血流脈搏波特征指標(biāo)隨著年齡的增加而呈現(xiàn)出有規(guī)律的變化，其中(X2-X)/(X-X1)隨年齡增長呈逐漸上升的趨勢，這里我們將(X2-X)/(X-X1)作為"年齡特征指數(shù)"使用，可以發(fā)現(xiàn)不同年齡組該指標(biāo)隨年齡上升的變化規(guī)律。隨機(jī)抽取長期堅(jiān)持體育運(yùn)動(dòng)和幾乎不參與體育運(yùn)動(dòng)的樣本各400例，年齡范圍在1882歲，分為"有運(yùn)動(dòng)"和"非運(yùn)動(dòng)"兩組，采集安靜狀態(tài)下的指端容積血流脈搏波，提取(X2-X)/(X-X1)指標(biāo)，即年齡特征指數(shù)，結(jié)果見表2和表3。進(jìn)一步將"有運(yùn)動(dòng)"和"非運(yùn)動(dòng)"兩組與2000例健康人群圖10進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果見圖13。表2不同年齡段有運(yùn)動(dòng)組的脈搏波形態(tài)特征分析<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>表2及圖11顯示年齡在1882歲的有運(yùn)動(dòng)組人群的"年齡特征指數(shù)"隨年齡上升的變化規(guī)律。表3不同年齡段非運(yùn)動(dòng)組的脈搏波形態(tài)特征分析<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>表3及圖12顯示年齡在1882歲的非運(yùn)動(dòng)組人群的"年齡特征指數(shù)"隨年齡上升的變化規(guī)律。圖13為有運(yùn)動(dòng)組、非運(yùn)動(dòng)組與健康人群組的均值比較，結(jié)果顯示長期堅(jiān)持體育運(yùn)動(dòng)的樣本相對(duì)于普通健康樣本的血流動(dòng)力學(xué)特性出現(xiàn)了低齡化特征，相反，幾乎不參與體育運(yùn)動(dòng)的樣本相對(duì)于普通健康樣本的血流動(dòng)力學(xué)特性則出現(xiàn)了高齡化特征。表明本發(fā)明系統(tǒng)使用該指標(biāo)可用于針對(duì)不同人群的健康分級(jí)。圖14為采用本發(fā)明系統(tǒng)輸出的某一樣本的"年齡特征指數(shù)"的Lorenz散點(diǎn)圖。圖15為采用本發(fā)明系統(tǒng)輸出的某一樣本的"年齡特征指數(shù)"的正態(tài)分布(直方)圖。顯然，由本發(fā)明系統(tǒng)生成的一系列脈搏波特征指標(biāo)之一的"年齡特征指數(shù)"可以很好地反映血流動(dòng)力學(xué)特性與增齡衰老的對(duì)應(yīng)關(guān)系，而長期堅(jiān)持體育運(yùn)動(dòng)和幾乎不參與體育運(yùn)動(dòng)對(duì)年齡特征指數(shù)的影響程度可以得到要有效的量化，通過該指標(biāo)可以連續(xù)觀察衰老的軌跡。而通過容積血流脈搏波細(xì)微差異的測量也使得對(duì)血流動(dòng)力學(xué)特性的研究、統(tǒng)計(jì)和分析來得更加簡單方便，結(jié)果也更加清晰明顯。上述應(yīng)用結(jié)果表明，本發(fā)明系統(tǒng)可將脈搏波的一系列整體和局部特征量化，并可通過對(duì)這些特征值的組合計(jì)算進(jìn)一步生成更多的脈搏波特征指標(biāo)，應(yīng)用到實(shí)時(shí)連續(xù)監(jiān)測中。如應(yīng)用到運(yùn)動(dòng)負(fù)荷下人體的應(yīng)激反應(yīng)及其動(dòng)態(tài)變化過程監(jiān)測中，并從中發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)檢測方法檢測不到的脈搏波變化及其差異?？捎糜谘鲃?dòng)力學(xué)狀態(tài)的無創(chuàng)快速檢測和不同人群的分型；通過跟蹤記錄指端容積血流脈搏波特征指標(biāo)的走勢、出現(xiàn)分化的起止時(shí)間點(diǎn)、變化幅度和周期等信息，量化分析人體的血流動(dòng)力學(xué)狀況，研究體適能和運(yùn)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系。該系統(tǒng)操作簡單、使用方便、快捷有效的特點(diǎn)尤其適用于運(yùn)動(dòng)監(jiān)護(hù)、體能測試、訓(xùn)練指導(dǎo)和運(yùn)動(dòng)干預(yù)等。同時(shí)，作為一種基于脈搏波測量與分析的血流參數(shù)檢測系統(tǒng)，通過量化指端容積血流脈搏波的一系列特征指標(biāo)，我們可以發(fā)現(xiàn)不同人群間脈搏波形態(tài)和血流動(dòng)力學(xué)特性的細(xì)微差異及其與生理和病理狀態(tài)之間的關(guān)系。通過大樣本量的采集與統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，建立人群樣本數(shù)據(jù)庫，為數(shù)字化模板評(píng)估法和智能醫(yī)學(xué)邏輯運(yùn)算功能模塊提供科學(xué)依據(jù)。10權(quán)利要求一種基于脈搏波測量與分析的血流參數(shù)檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括1)數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集脈搏波信號(hào)；2)數(shù)據(jù)分析模塊，用于分析來自數(shù)據(jù)采集模塊的脈搏波信號(hào)，將脈搏波波形特征量化成特征指標(biāo)，并對(duì)指標(biāo)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，生成參數(shù)列表和/或統(tǒng)計(jì)圖表，所述的特征指標(biāo)至少包括以下的指標(biāo)中的一種a)脈搏波曲線下的整體和局部面積及其面積系數(shù)，包括整個(gè)脈搏波波圖面積A’，上升支對(duì)應(yīng)部分的波圖面積Ad’及其面積系數(shù)Cd和下降支對(duì)應(yīng)部分的波圖面積Ac’及其面積系數(shù)Cc；b)脈搏波曲線下面積的重心位置，包括整個(gè)脈搏波波圖面積重心G坐標(biāo)(tc，qc)及其相對(duì)坐標(biāo)(X，Y)以及上升支對(duì)應(yīng)部分的波圖面積重心G1坐標(biāo)(tdc，qdc)及其相對(duì)坐標(biāo)(X1，Y1)和下降支對(duì)應(yīng)部分的波圖面積重心G2坐標(biāo)(tcc，qcc)及其相當(dāng)坐標(biāo)(X2，Y2)；c)脈搏波波圖所對(duì)應(yīng)的脈動(dòng)周期T，包括上升支對(duì)應(yīng)部分的時(shí)相Td和下降支對(duì)應(yīng)部分的時(shí)相Tc；d)對(duì)a)、b)、c)中所述的指標(biāo)進(jìn)行運(yùn)算產(chǎn)生的特征指標(biāo)。2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中d)所述的運(yùn)算產(chǎn)生的特征指標(biāo)為1)Ad'/Ac'、Cd/Cc、Cc_Cd、Ad'/A'、Ac'/A'、X2_X1、Y1_Y2、X_X1、Y1_Y、X2_X、Y_Y2、(tcc_tc)/(tc_tdc)、(qc_qcc)/(qdc_qc)、(X2—X)/(X—Xl)、(Y—Y2)/(Yl—Y)、X-Td/T、X2_Td/T、Td/T-Xl、Td/Tc或(Tc-Td)/T;或2)由1)中的特征指標(biāo)運(yùn)算產(chǎn)生的指標(biāo)。3.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)分析模塊還將所述特征指標(biāo)生成量化的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)，并對(duì)所述血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)進(jìn)行時(shí)域和頻域分析，生成參數(shù)列表和/或統(tǒng)計(jì)圖表。4.如權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)為血管彈性、血管順應(yīng)性、外周阻力、平均動(dòng)脈壓、心輸出量、心臟指數(shù)、心搏出量或心搏指數(shù)指標(biāo)。5.如權(quán)利要求14任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)列表至少包括以下數(shù)值中的一種實(shí)時(shí)計(jì)算值、時(shí)段均值以及總平均值；所述統(tǒng)計(jì)圖表至少包括以下形式中的一種正態(tài)分布圖、Lorenz散點(diǎn)圖以及趨勢圖。6.如權(quán)利要求14任一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中數(shù)據(jù)采集模塊包括指夾式光電傳感器、信號(hào)放大器、濾波器和模數(shù)轉(zhuǎn)換器，其通過指夾式光電傳感器采集指端容積血流脈搏波信號(hào)，并對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波和模數(shù)轉(zhuǎn)換處理后將信號(hào)傳送給數(shù)據(jù)分析模塊。7.如權(quán)利要求14所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)支持血壓采集模塊作為可選模塊，在需要時(shí)與數(shù)據(jù)分析模塊相連接，用于采集血壓信號(hào)，并將血壓信號(hào)傳送給數(shù)據(jù)分析模塊。全文摘要本發(fā)明提供了一種基于脈搏波測量與分析的血流參數(shù)檢測系統(tǒng)。本發(fā)明系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集模塊，用于采集脈搏波信號(hào)；數(shù)據(jù)分析模塊，用于處理采集得到的脈搏波信號(hào)，將脈搏波波形特征量化成特征指標(biāo)，并對(duì)上述指標(biāo)進(jìn)行時(shí)域分析和頻域分析，生成參數(shù)列表和統(tǒng)計(jì)圖表。靜態(tài)測量和動(dòng)態(tài)跟蹤上述特征指標(biāo)的變化可以無創(chuàng)實(shí)時(shí)連續(xù)地觀察到心臟血管血流的工作狀況、變化過程、動(dòng)態(tài)趨勢等。本發(fā)明可用于面向體育運(yùn)動(dòng)專業(yè)人士和普通大眾的體能測試、運(yùn)動(dòng)監(jiān)護(hù)、訓(xùn)練測評(píng)、體質(zhì)研究、疾病篩查、健康分級(jí)和健康管理等。文檔編號(hào)A61B5/02GK101791216SQ200910261708公開日2010年8月4日申請(qǐng)日期2009年12月28日優(yōu)先權(quán)日2008年12月26日發(fā)明者羅曉民申請(qǐng)人:羅曉民