连续动脉压波形的获取方法、装置、系统及存储介质与流程

    技术2026-09-01  13


    本发明属于图形信号处理,尤其涉及一种连续动脉压波形的获取方法、装置、系统及存储介质。


    背景技术:

    1、血压是人体基本的生理特征参数,也是临床上重要的监测参数之一。连续血压信号的监测能为疾病的诊断、治疗效果的观察和愈后的评估等提供十分重要的依据。当前在手术室、重症监护室等科室通常采用插管的方式获取连续动脉压波形信号。通过对连续动脉压力波形的形态和细节的分析,可以获得一些非常有价值诊断信息。但是这种连续动脉压波形的获取方式通常是有创的,对患者造成一定的伤害,而且对设备和操作手法要求高,使用环境也很受限,不能广泛的应用于患者的日常监护中。

    2、随着科学技术的发展,目前市场上出现了一些基于ppg(光电容积脉搏波)信号的无创动脉压获取方法,但这种方法只能获取动脉压的收缩压和舒张压两个离散点数据,而不能获取连续动脉压数据所形成的波形,这就导致缺少了对连续动脉压波形的形态和细节进行分析的功能,进而丢失一些非常有价值的诊断信息和生理信息,例如心脏功能、血管阻力、呼吸功能等。


    技术实现思路

    1、本发明实施例提供一种连续动脉压波形的获取方法,旨在解决通过光电容积脉搏波ppg信号获取动脉压信息过程中的只能得到动脉压的收缩压和舒张压的离散点数据,而无法得到连续动脉压波形信号的问题。

    2、本发明实施例是这样实现的,一种连续动脉压波形的获取方法,包括以下步骤:

    3、获取光电容积脉搏波ppg信号,并对所述ppg信号进行预处理;

    4、根据所述预处理后的ppg信号,计算得到ppg信号形态特征参数;

    5、将所述预处理后的ppg信号和所述ppg信号形态特征参数作为输入矩阵,输入已完成构建的lstm模型中,得到连续动脉压波形。

    6、更进一步地,所述ppg信号形态特征参数包括第一特征参数和第二特征参数,其中,所述第一特征参数为ppg信号的u3转换参数,所述第二特征参数为ppg信号的延迟面积参数。

    7、更进一步地,所述lstm模型的具体构建步骤为:

    8、获取患者的有创动脉压信号;

    9、将所述ppg信号、所述第一特征参数和所述第二特征参数,输入初始lstm模型,计算各层神经网络的权重值和偏置值,并输出初始连续动脉压;

    10、计算所述初始连续动脉压与所述有创动脉压信号之间的误差,当所述误差大于设定的阈值时,对所述各层神经网络的权重值和偏置值进行更新;

    11、将更新后的权重值和偏置值输入初始lstm模型,再次迭代训练,直至计算所述误差小于所述设定的阈值,停止更新。

    12、更进一步地,所述u3转换参数的具体计算公式为:

    13、

    14、其中,x(t)为ppg信号函数,l为u3转换的窗口大小,k为自然数,t为采样间隔。

    15、更进一步地,所述延迟面积参数的具体计算公式为:

    16、

    17、其中,x(t)为ppg信号函数,y(t)=x(t-0.1fs),m为延迟面积的窗口大小,i为自然数,t为采样间隔,fs为ppg信号采样频率。

    18、更进一步地,所述对所述各层神经网络的权重值和偏置值进行更新的方法为梯度下降法。

    19、更进一步地,所述对所述ppg信号进行预处理的步骤,包括:

    20、对所述ppg信号进行滤波,去除噪音;

    21、删除滤波后的ppg信号中存在异常的信号,所述存在异常的信号为未检测到收缩期峰值的信号;

    22、对删除异常信号后的ppg信号进行归一化处理;

    23、将归一化后的ppg信号与所述有创动脉压信息对齐。

    24、本发明实施例还提供了一种连续动脉压波形的获取装置,该装置包括:

    25、信号获取单元,用于获取光电容积脉搏波ppg信号,并对所述ppg信号进行预处理;

    26、计算单元,用于根据所述预处理后的ppg信号,计算得到ppg信号形态特征参数;

    27、输出单元,用于将所述预处理后的ppg信号和所述ppg信号形态特征参数作为输入矩阵,输入已完成构建的lstm模型中,得到连续动脉压波形。

    28、本发明的实施例还提供了一种连续动脉压波形的获取系统,该系统包含上述的连续动脉压波形的获取装置。

    29、本发明的实施例还提供了一种计算机存储介质,该计算机存储介质上存储有程序指令,所述程序指令被处理器执行时实现上述连续动脉压波形获取方法的步骤。

    30、本发明所达到的有益效果,由于使用了ppg代表形态特征的参数进行神经网络拟合计算,使得仅用ppg原始信号输入就可以输出并得到连续动脉血压波形,解决了通常由ppg原始信号只能得到动脉压信号中的舒张压和收缩压的离散点数据而无法得到连续动脉波形信息的弊端,为患者的分析诊断提供了更有价值的信息。



    技术特征:

    1.一种连续动脉压波形的获取方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.如权利要求1所述的连续动脉压波形的获取方法,其特征在于,所述ppg信号形态特征参数包括第一特征参数和第二特征参数,其中,所述第一特征参数为ppg信号的u3转换参数,所述第二特征参数为ppg信号的延迟面积参数。

    3.如权利要求2所述的连续动脉压波形的获取方法,其特征在于,所述lstm模型的具体构建步骤为:

    4.如权利要求2所述的连续动脉压波形的获取方法,其特征在于,所述u3转换参数的具体计算公式为:

    5.如权利要求2所述的连续动脉压波形的获取方法,其特征在于,所述延迟面积参数的具体计算公式为:

    6.如权利要求3所述的连续动脉压波形的获取方法,其特征在于,所述对所述各层神经网络的权重值和偏置值进行更新的方法为梯度下降法。

    7.如权利要求1所述的连续动脉压波形的获取方法,其特征在于,所述对所述ppg信号进行预处理的步骤,包括:

    8.一种连续动脉压波形的获取装置,其特征在于,所述装置包括:

    9.一种连续动脉压波形的获取系统,其特征在于,包含如权利要求8所述的连续动脉压波形的获取装置。

    10.一种计算机存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质上存储有程序指令,所述程序指令被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的连续动脉压波形获取方法的步骤。


    技术总结
    本发明适用于图形信号处理领域,提供了一种连续动脉压波形的获取方法、装置、系统及存储介质,其中的一种连续动脉压波形的获取方法,包括以下步骤:获取光电容积脉搏波PPG信号,并对所述PPG信号进行预处理;根据所述预处理后的PPG信号,计算得到PPG信号形态特征参数;将所述预处理后的PPG信号和所述PPG信号形态特征参数作为输入矩阵,输入已完成构建的LSTM模型中,得到连续动脉压波形。通过该方法解决了PPG信号获取动脉压信息过程中只能得到动脉压的收缩压和舒张压的点数据,而无法得到连续动脉压波形信号的问题。

    技术研发人员:卜祥南,李哲明,贾先圆,赵锡达,谢超成,尹鹏
    受保护的技术使用者:深圳市科曼医疗设备有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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