本帖最后由 啪啦钉子 于 2019-6-21 13:04 编辑
一种基于光电容积法测量血压的方法： 光电容积法测量心率以及血压的方案，大家想必在市面上有见到很多了，心率自不必说，相应的方案都是非常成熟的，但是相比较而言，目前市面上很多心率的方案的缺陷还是比较多的，比如对着空气出数据，或者放在桌面等物体上也有心率输出。 另外，虽然市面上有很多血压的方案，但是真正靠谱的不多。总结一下市面上血压的实现方式，无非是以下几种： 1， 通过心率计算血压，该方式是很多低端血压方案都会采用的，通过心率的升降，用线性的公式或者非线性来描述血压，其规律一般都是血压会随着心率的升降而升降，但是在实际过程中，心率与血压的关系并不是这么简单，这种方式算出来的血压往往与实际数值相差很远。 2， 通过对脉搏波和心电波形，即PPG+ECG的方式综合判断血压值，代表为MTK的2511方案。很多血压的方案都会通过这种方式进行计算，但是这个方案对硬件以及测试的条件要求非常高，需要无损的拿到PPG和ECG的波形，而对于ECG，往往很难通过单导联（用在可穿戴产品上只能通过单导联的方式，没法像医疗产品一样做到多导联）取得准确的ECG波形，而对于PPG波形，往往也都是变形的，这样通过2种错误的数据，是没法取得正确的数值的，所以这种方式还只是存在于理论中，没法做到量产。 3，通过单PPG的特征点取得血压数据。这种方式也是我今天要介绍的，不过市面上通过这种方式测血压的方案也很多，比如原相的8001，或者viipo的方案都是用这种方式。但是很难做到稳定。比如用同样的姿势测几次血压，拿到的数据相差很大，或者用不同的姿势（比如站立，**等）取得的数值相差不大，找不到任何规律。导致用户体验感并不好。 以上这几种，都是目前市面上主流的心率、血压测试方式，都是号称无需校准即可准确测量血压。实际上都没办法真正做到宣传中的效果。 好了以上都是废话，接下来进入正题，我们说一下真正的光电容积法测的血压是怎么一个情况。 ------------------------------------华丽的分割线-------------------------------------------------------
首先我们要明确一个事情，就是不需要校准就可以测到血压的，只有通过柯式音法，就是日常中常见的腕带式血压计才能做到的，如果想在这个帖子里看到不用校准就可以测血压的，请现在关闭这个帖子。 为什么说一定要校准，我们这个帖子的抬头就写着通过光电容积法测血压，这个所谓的光电容积法，就是指通过PPG信号，即光电脉搏波信号测到血压，那么针对不同个体，影响到脉搏波特征点除了血压本身之外，还有年龄、性别、身高、体重、体脂率、血管弹性、血液粘稠度等等非常多的指标，所以针对不同的个体，没有一个统一的PPG模型可以代入，但是退而求其次的来讲，针对同一个个体，他的脉搏波PPG的特征点是固定的，较短时间内，这个个体的PPG的变化只是跟他的血压有关，那么我们可以针对这个个体的PPG的变化，推算出其血压的变化规律，这一点是可行的。也是经得起检验的。 接下来，我们需要解决的问题就是要拿到PPG信号。网上有很多PPG的波形信号的图片，如果大家有兴趣可以自己搜一下，我这里发一个比较标准的PPG信号给大家作为参考： file:///C:/Users/hasee/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image001.png 如上图所示，一个完整的PPG信号需要稳定的波形，通常这种波形只能通过手指采集，很多医疗监护仪在采集PPG信号的时候，也是通过指夹仪完成的，顺便也可以通过这种方式计算血氧。 但是在可穿戴产品里面，用户需要在手腕的部位采集到这样的波形，没法接受手指，所以，在传感器的选择上，我们只能选择模拟式输出的，这里我们选择一款绿光传感器，具体型号就不说了，免得说我打广告。放个图片吧，如下图所示： file:///C:/Users/hasee/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image002.png 这个传感器的优点是，有4个发光的LED，2路接收，这样取得的信号更加稳定。通过以下电路的连接方式，我们可以取得的PPG与示例中的PPG信号是一样的。电路图如下： file:///C:/Users/hasee/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image004.jpg 取得的PPG图形如下图所示： file:///C:/Users/hasee/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image005.png 可以看到与上面发的示例图片相差不大，只是特征点不够明显而已，但是通过算法可以将这些特征都找到。这样就可以很清楚的算得到心率+血压的数值了。 最后放上3组对比数据，分别是**和站立时的血压对比： file:///C:/Users/hasee/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image006.png 这一组数据是未经校准过后的对比，于血压计的数值相差不大，但是这里仍然要强调的是，使用前最好校准，最好校准，最好校准，好了，重复三遍了。接下来放第二组： file:///C:/Users/hasee/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image007.png 这一组是校准过后的数据对比，除了个别数据以外，与传统血压计测到的数值已经相差不大了。 再放一组： file:///C:/Users/hasee/AppData/Local/Temp/msohtmlclip1/01/clip_image008.png 这组除了测试站立和**的数值以外，又加测了做了下蹲运动之后的数据对比。 以上，可以看到，当**的时候，血压相对来说会偏低，或者说，用传统血压计测到的数据都是基于**时，被测位置与心脏平齐的时候取得的数值，而当人体处于站立的时候，血压往往都会升高，这种血压的升高是客观存在的现象，虽然不能作为医疗诊断的依据，但是是符合客观规律的。 最后这组加了运动后的血压对比，可以看到运动后血压也是会升高的。 以上就是今天我要分享的内容，谢谢大家花时间看到最后。
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