[0114] (e)利用快速傅里葉變換將頸動脈收縮期平均歸一化血流波形Qa(t')變換至頻 域，獲取Q a(t')的基頻分量a(0)、l_10次諧波分量的幅值a(i)和相位b(i)，i = 1，2,…， 10,即完成頸脈收縮期平均歸一化血流波形模型的構建。
[0115] 如圖10所示，根據上述的頸動脈收縮期平均歸一化血流波形模型，獲得被測對象 的主動脈脈搏波傳遞時間的方法是按如下步驟進行：
[0116] (1)獲取被測對象的頸動脈血流波形Q(t)，包括頸動脈收縮期血流波形Q1U)和 頸動脈舒張期血流波形Q 2 (t)兩個部分，其中：
[0117] (Ia)首先按如下步驟獲取被測對象的頸動脈壓力波形P (t):
[0118] 1、利用平面張力法獲取被測對象的頸動脈脈搏波信號；
[0119] 2、濾除頸動脈脈搏波信號的噪聲、去除頸動脈脈搏波信號的基線漂移，獲得頸動 脈脈搏波形；
[0120] 3、采集被測對象肱動脈收縮壓和舒張壓，以肱動脈血壓值對頸動脈脈搏波形進行 標定，標定即是以舒張（DBP)和脈壓（PP)將各頸動脈脈搏值轉換為頸動脈壓力值，由各壓 力值的時間序列分別構成了頸動脈壓力波形P (t);
[0121] 然后根據所獲得的頸動脈收縮期平均歸一化血流波形模型，按式（4)計算被測對 象的頸動脈收縮期血流波形Q 1U):
[0123] 其中：pi = 3. 1415926,0彡t彡ED，ED為被測對象的頸動脈壓力波形P(t)的切 跡點所對應的時間值，N為獲得被測對象的頸動脈壓力波形P (t)所用的脈搏傳感器的采樣 頻率，其脈搏傳感器的采樣頻率可調。
[0124] (Ib)被測對象的頸動脈舒張期血流波形Q2⑴如公式（5)所示：
[0125] Q2 (t) = 0 (5)
[0126] 其中：ED < t彡T，T對應被測對象的頸動脈壓力波形P (t)的周期；
[0127] (Ic)被測對象的頸動脈血流波形Q (t)如式（6)所示：
[0129] (2)對被測對象的頸動脈血流波形Q (t)和被測對象的頸動脈壓力波形P (t)進行 傅里葉分析計算特征阻抗Z。：
[0130] (2a)利用快速傅里葉變換（FFT)將對被測對象的頸動脈血流波形Q(t)變換至頻 域FFT (Q (t))，將被測對象的頸動脈壓力波形P (t)變換至頻域FFT (P (t));
[0131] (2b)按式（9)計算中心動脈輸入阻抗Zin:
[0132] Zin= FFT (P (t)) /FFT (Q (t)) (9)
[0133] (2c)選取中心動脈輸入阻抗3-10次諧波幅值的平均值，即為特征阻抗Z。。
[0134] (3)將頸動脈壓力波形P(t)和所述頸動脈血流波形Q(t)的起始點移至同一點后， 利用阻抗計算公式（7)和（8)將被測對象的頸動脈壓力波P(t)分解為前向波P f (t)和反 射波Pb(t):
[0135] Pf(t) = (P(t)+Zc*Q(t))/2 (7)
[0136] Pb(t) = (P(t)-Zc*Q(t))/2 (8)；
[0137] (4)計算前向波Pf (t)和反射波Pb(t)歸一化互相關系數，歸一化互相關系數的最 大值對應的時間點為TT，利用公式aoPTT = TT/2計算中心動脈脈搏波傳遞時間aoPTTo
【主權項】
1. 一種中心動脈收縮期平均歸一化血流波形模型，其特征在于：所述中心動脈收縮期 平均歸一化血流波形模型按如下步驟構建： a、 選取m位健康受試者組成構建組，利用多普勒超聲裝置采集每位受試者的中心動脈 血流波形Qi(t)，i= 1、2、…、m，m彡80,t為采樣點的時間序號； b、 識別構建組中每位受試者的中心動脈血流波形％ (t)的射血結束點edi，并截取射血 結束點之前的中心動脈血流波形，所述射血結束點之前的中心動脈血流波形即為受試者的 中心動脈收縮期血流波形Qi(n)，其中0 <n<edi，ediS每位受試者的射血結束點，n為采 樣點的時間序號。 c、 按式（1)對受試者的中心動脈收縮期血流波形％(11)在幅度上歸一化： Qri(n) = % (n)-Qi(0)) /(max(Qi(n))-Qi(0)) (1) 其中^i(n)為受試者的中心動脈收縮期幅度歸一化血流波形，-1 <Jn) < 1 ;Qi(〇)為受試者的中心動脈收縮期血流波形的起始點幅值，max^iOi))為受試者的中心動 脈收縮期血流波形的峰值； 按式（2)對受試者的中心動脈收縮期幅度歸一化血流波形Q'dn)在時間上歸一化， 獲得受試者的中心動脈收縮期歸一化血流波形Q'i(n'): Q'i(n'）=Q' "n/edi) (2) 其中n'為受試者的中心動脈收縮期歸一化血流波形的時間點，0<n' <1;所述中心 動脈收縮期歸一化血流波形Q'i(n')的橫坐標和縱坐標為無量綱單位； d、 按式（3)將每位受試者的中心動脈收縮期歸一化血流波形Q'Jr!')相加后求平 均，獲得中心動脈收縮期平均歸一化血流波BQa(t'):其中t'為中心動脈收縮期平均歸一化血流波形的時間點； e、 利用快速傅里葉變換將所述中心動脈收縮期平均歸一化血流波BQa(t')變換至頻 域，獲取Qa(t')的基頻分量a(0)、l_10次諧波分量的幅值a(i)和相位b(i)，i= 1，2,…， 10。2. 根據權利要求1所述的中心動脈收縮期平均歸一化血流波形模型，其特征在于：所 述中心動脈血流波形為通過多普勒超聲裝置從鎖骨上窩處測量獲得的主動脈血流波形，所 構建的中心動脈收縮期平均歸一化血流波形模型為主動脈收縮期平均歸一化血流波形模 型； 或所述中心動脈血流波形為通過多普勒超聲裝置從頸動脈處測量獲得的頸動脈血流 波形，所構建的中心動脈收縮期平均歸一化血流波形模型為頸動脈收縮期平均歸一化血 流波形模型。3. -種利用權利要求1或2所述的中心動脈收縮期平均歸一化血流波形模型獲取主動 脈脈搏波傳遞時間的方法，其特征在于按如下步驟進行： (1)獲取被測對象的中心動脈血流波形Q(t)，包括中心動脈收縮期血流波形％ (t)和 中心動脈舒張期血流波形Q2(t)兩個部分： (la)獲取被測對象的中心動脈壓力波形P(t)，根據權利要求1所獲得的中心動脈收縮 期平均歸一化血流波形模型，按式（4)計算被測對象的中心動脈收縮期血流波形Qjt):其中：pi= 3. 1415926,0彡t彡ED，ED為被測對象的中心動脈壓力波形P(t)的切跡 點所對應的時間值，N為獲得被測對象的中心動脈壓力波形P(t)所用的脈搏傳感器的采樣 頻率； (lb) 被測對象中心動脈舒張期的血流波形仏⑴如公式（5)所示： Q2 (t) = 0 (5) 其中：ED<t彡T，T對應被測對象的中心動脈壓力波形P(t)的周期； (lc) 被測對象的中心動脈血流波形Q(t)如式（6)所示：(2) 對被測對象的中心動脈血流波形Q(t)和被測對象的中心動脈壓力波形P(t)進行 傅里葉分析，計算特征阻抗Z。； (3) 將所述中心動脈壓力波形P(t)和所述中心動脈血流波形Q(t)的起始點移至同一 點后，利用阻抗計算公式（7)和（8)將被測對象的中心動脈壓力波形P(t)分解為前向波 Pf(t)和反射波Pb(t): Pf(t) = (P(t)+Zc*Q(t))/2 (7) Pb(t) = (P(t)-Zc*Q(t))/2 (8)； (4) 計算前向波Pf(t)和反射波Pb(t)歸一化互相關系數，所述歸一化互相關系數的最 大值對應的時間點為TT，利用公式aoPTT=TT/2計算獲得主動脈脈搏波傳遞時間a〇PTT〇4. 根據權利要求3所述的獲取主動脈脈搏波傳遞時間的方法，其特征在于：步驟（2) 所述特征阻抗Z。按如下步驟獲取： (2a)利用快速傅里葉變換將對被測對象的中心動脈血流波形Q(t)變換至頻域FFT(Q(t))，將被測對象的中心動脈壓力波形P(t)變換至頻域FFT(P(t)); (2b)按式（9)計算中心動脈輸入阻抗Zin: Zin=FFT(P(t))/FFT(Q(t)) (9) (2c)選取中心動脈輸入阻抗3-10次諧波幅值的平均值，即為特征阻抗Z。。5. 根據權利要求3所述的獲取主動脈脈搏波傳遞時間的方法，其特征在于： 當采用的中心動脈收縮期平均歸一化血流波形模型為主動脈收縮期平均歸一化血流 波形模型時，被測對象的中心動脈壓力波形是通過平面張力法在橈動脈處測量獲得橈動脈 壓力波形，然后利用廣義傳遞函數通過橈動脈壓力波形獲得的主動脈壓力波形； 當采用的中心動脈收縮期平均歸一化血流波形模型為頸動脈收縮期平均歸一化血流 波形模型時，被測對象的中心動脈壓力波形是通過平面張力法在頸動脈處獲得的頸動脈壓 力波形。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種中心動脈收縮期平均歸一化血流波形模型及基于其獲取主動脈脈搏波傳遞時間的方法，其特征在于：構建中心動脈收縮期平均歸一化血流波形模型，根據該模型獲得被測對象的中心動脈壓力波形和中心動脈血流波形；對中心動脈壓力波形和中心動脈血流波形進行傅里葉分析計算特征阻抗，然后計算主動脈脈搏波傳遞時間aoPTT。本發(fā)明無需借助血流檢測儀器就能獲取中心動脈血流波形，使得中心動脈血流波形獲取方法更加簡便、安全；本發(fā)明獲取的中心動脈血流波形更接近人體實際的中心動脈血流波形，提高了aoPTT計算和aoPWV測量的準確性。
【IPC分類】A61B5/0285, A61B5/026
【公開號】CN104983412
【申請?zhí)枴緾N201510283599
【發(fā)明人】葉駿, 張永亮, 楊劍, 胡福松, 何子軍, 吳慶園, 吳漳洋, 馬祖長, 孫怡寧
【申請人】中國科學院合肥物質科學研究院
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年5月28日