一种可穿戴血压监测装置及方法

摘要

本发明公开了一种可穿戴血压监测装置，包括主体控制模块和穿戴模块；主体控制模块包括膜片型血压传感模块、血压计算模块、数据显示模块，其中，膜片型血压传感模块基于膜片处反射光的相位随血管壁舒缩的运动而变化的原理，将血管壁的舒缩运动转化为反射光的相位变化信息来采集携带有血压信息的血管生理活动信号；本发明还公开了一种血压监测方法，对捕捉到的血管生理活动信号进行处理，计算重搏波波峰与主波波峰之间的时间差作为血液返流时间，分别建立血液返流时间与收缩压和舒张压之间的直接关系模型，计算血压值；本发明能够实时精确的监测日常活动中的血压动态变化，解决了现有技术中存在的灵敏度低、精确度低等问题。

权利要求

1.一种可穿戴血压监测装置，其特征在于，包括主体控制模块；

所述主体控制模块用于将膜片作为一种传感换能器件来传感携带有血压信息的血管生理活动信号，基于所述血管生理活动信号构建血压计算模型计算血压值，并实时显示出来；

所述主体控制模块包括：膜片型血压传感模块、血压计算模块和数据显示模块；

所述膜片型血压传感模块的输出端与所述血压计算模块的输入端相连，所述血压计算模块的输出端与所述数据显示模块的输入端相连；

所述膜片型血压传感模块用于基于传感膜片处反射光的相位随血管壁的舒缩运动而变化的原理，将血管壁的舒缩运动转化为反射光的相位变化信息来采集血管生理活动信号；

所述血压计算模块用于提取所述血管生理活动信号中能够反应动脉顺应性的血液返流时间信息，确定所述时间信息与收缩压SBP和舒张压DBP的直接关系来获取血压值；其中，所述血液返流时间为所述血管生理活动信号中的主波波峰和重搏波波峰所对应的时间信息之差；所述血压计算模块包括血压计算单元，所述血压计算单元用于构建血液返流时间与收缩压SBP的计算模型，以及血液返流时间与舒张压DBP之间的计算模型来计算血压值；

具体为：

其中，BRT为血液返流时间，SBP为收缩压，DBP为舒张压，Ya、Yb、Yc为BRT-SBP模型的拟合系数，Ka、Kb、Kc为BRT-DBP模型的拟合系数；

所述血压计算模型中，所述血液返流时间BRT分别与收缩压SBP和舒张压DBP之间呈非线性关系；所述BRT-SBP模型的拟合系数Ya、Yb、Yc通过对血液返流时间与收缩压标准值进行非线性回归分析获得最优解来确定；所述BRT-DBP模型的拟合系数Ka、Kb、Kc通过对血液返流时间与舒张压标准值进行非线性回归分析获得最优解来确定；所述拟合系数用于反映血管的生理状态；

所述数据显示模块用于实时显示血压的测量结果，起到实时监测的作用；

所述膜片型血压传感模块包括光发送单元、膜片型血压探头、光接收单元和三端口单元；

所述三端口单元包括输入端口、中间端口和输出端口；所述光发送单元的输出端与所述三端口单元的输入端口相连，所述膜片型血压探头与所述三端口单元的中间端口相连，所述光接收单元的输入端与所述三端口单元的输出端口相连；

所述光发送单元用于发送C波段的窄线宽激光信号到所述膜片型血压探头上；

所述膜片型血压探头用于将膜片作为一种传感换能器件来捕捉携带有血压信息的血管生理活动信号，接收所述膜片处反射光信号并将其作为承载所述血管生理活动的介质，将由于血管生理活动导致相位发生变化的光信号反射到光接收单元上；

其中，所述膜片型血压探头包括传输光纤和膜片式换能器件，所述传输光纤的末端有一个斜8°的倾角，所述传输光纤与膜片式换能器件间距数百微米，中间形成空气介质腔；所述膜片式换能器件会对经由所述传输光纤发送过来的光信号进行反射；所述膜片式换能器件用于将血管生理活动信号转化为反射光的相位变化信息；所述膜片式换能器件由聚二甲基硅氧烷PDMS和银Ag的复合膜片制成，复合膜片表面平整，贴在皮肤表面，血管壁舒缩活动会导致所述膜片式换能器件产生周期性振动，从而导致空气腔纵向长度发生变化，使得所述光发送单元发送过来的光的光程发生改变，进一步的导致膜片处反射光的相位信息发生改变；所述传输光纤用于传输光发送单元发出的光信号和所述膜片式换能器件反射回去的光信号；

所述光接收单元用于将光信号转化为电信号，便于进行相位提取。

2.如权利要求1所述的可穿戴血压监测装置，其特征在于，在所述三端口单元中，光只能延一个方向进行单向传播，光从输入端口输入，则从中间端口输出；光从中间端口输入，则从输出端口输出。

3.如权利要求1所述的可穿戴血压监测装置，其特征在于所述血压计算模块还包括相位解调单元、去噪单元和特征点识别单元；

所述相位解调单元的输出端与所述去噪单元的输入端相连，所述去噪单元的输出端与所述特征点识别单元的输入端相连，所述特征点识别单元的输出端与所述血压计算单元相连；

所述相位解调单元对所述反射光的相位信息进行解调从而恢复血管生理活动信号；

所述去噪单元用于对所述血管生理活动信号进行去噪处理；

所述特征点识别单元用于获取所述血管生理活动信号中的主波波峰和重搏波波峰所对应的时间信息，将二者的时间差作为血液返流时间。

4.如权利要求1所述的可穿戴血压监测装置，其特征在于，所述可穿戴血压监测装置还包括穿戴模块，所述穿戴模块与所述主体控制模块的两端分别相连，形成一个环状装置；所述穿戴模块用于将所述可穿戴血压监测装置固定在监测点处；所述穿戴模块包括子母扣和柔性腕带；

所述柔性腕带的两端尾部与子母扣连接，构成长度可调的穿戴装置；

所述柔性腕带本体由高弹性亲肤材料制成；

所述子母扣包括子扣和母扣，所述子扣可以与所述母扣分开，也可以扣到所述母扣当中，用于调节所述柔性腕带的长度。

说明书

一种可穿戴血压监测装置及方法

技术领域

[0001] 本发明属于可穿戴医疗设备技术领域，更具体地，涉及一种可穿戴血压监测装置及方法。

背景技术

[0002] 据世界卫生组织2012年统计，全世界约有1750万人患有心血管疾病，且随着经济发展，生活节奏加快，这一数字目前正持续增长。而血压水平与心血管风险有着直接的关系，例如高血压是心房颤动发生的重要原因，故血压监测对于早期心血管疾病的诊断和预防具有重要意义。

[0003] 传统的袖带型听诊测量装置在测量阶段会给患者带来较强的不适感，局限于周期性间断测量，无法反映血压昼夜变化情况，进而无法对突发性心血管疾病进行有效预防。

[0004] 目前的血压检测装置大多是基于光电容积脉搏波描记法(PPG，photoplethysmography)的血压检测装置，它根据人体对于光的吸收和反射来采集脉搏波，但是这种基于PPG的方法在测量血压的过程中易受电磁、肤色、环境光线、运动带来的光线等因素的干扰，无法连续获得高保真的人体脉搏波信号，导致测量的灵敏度和精确度差强人意，同时也不适用于核磁共振环境中。

[0005] 因此，亟需研发一种灵敏度高、准确性强、舒适性好的用于连续性血压监测的可穿戴装置，能够实时精确的获取收缩压和舒张压信息，为相关疾病的早期诊断和预防提供重要依据。

发明内容

[0006] 针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种可穿戴血压监测装置及方法，旨在解决现有血压监测装置灵敏度低的问题。

[0007] 为实现上述目的，本发明一方面提供了一种血压监测装置，包括主体控制模块；其中，主体控制模块用于将膜片作为一种传感换能器件来传感携带有血压信息的血管生理活动信号，基于所述血管生理活动信号构建血压计算模型计算血压值，并实时显示出来；主体控制模块包括：膜片型血压传感模块、血压计算模块、数据显示模块；膜片型血压传感模块的输出端与血压计算模块的输入端相连，血压计算模块的输出端与数据显示模块的输入端相连；膜片型血压传感模块用于基于传感膜片处反射光的相位随血管壁的舒缩运动而变化的原理，将血管壁的舒缩运动转化为反射光的相位变化信息来采集血管生理活动信号；血压计算模块用于提取所述血管生理活动信号中能够反应动脉顺应性的血液返流时间信息，确定所述时间信息与收缩压SBP和舒张压DBP的直接关系来获取血压值；所述数据显示模块用于实时显示血压的测量结果，起到实时监测的作用。

[0008] 优选地，膜片型血压传感模块包括光发送单元、膜片型血压探头、光接收单元、三端口单元；三端口单元包括输入端口、中间端口、输出端口；光发送单元的输出端与三端口单元的输入端口相连，膜片型血压探头与三端口单元的中间端口相连，光接收单元的输入端与三端口单元的输出端口相连；光发送单元用于发送C波段的窄线宽激光信号到膜片型血压探头上；膜片型血压探头用于将膜片作为一种传感换能器件来捕捉携带有血压信息的血管生理活动信号，接收膜片处反射光信号并将其作为承载血管生理活动的介质，将由于血管生理活动导致相位发生变化的光信号反射到光接收单元上；光接收单元用于将光信号转化为电信号，便于进行相位提取。该膜片型血压传感模块可以大大提高血压测量的灵敏度，同时也具有抗电磁干扰的功能，可以适用于核磁共振环境中。

[0009] 优选地，膜片型血压探头包括传输光纤和膜片式换能器件，传输光纤的末端有一个斜8°的倾角，可以减小与空气介质的菲涅尔反射，也就是说光信号在这里的反射可以忽略不计，传输光纤与膜片式换能器件间距约数百微米，中间形成空气介质腔；膜片式换能器件会对经由传输光纤发送过来的光信号进行反射；膜片式换能器件用于将血管生理活动信号转化为反射光的相位变化信息；传输光纤用于传输光发送单元发出的光信号和所述膜片式换能器件反射回去的光信号，优选地，传输光纤可以为单模光纤。

[0010] 优选地，在膜片型血压探头中，膜片式换能器件由复合膜片制成，血管壁舒缩活动会导致所述膜片式换能器件产生周期性振动，从而导致空气腔纵向长度发生变化，使得所述光发送单元发送过来的光的光程发生改变，进一步的导致膜片处反射光的相位信息发生改变。该膜片型血压探头可以传感微小的血管壁的运动，获得信噪比高的血管生理活动信号。

[0011] 优选地，膜片式换能器件由聚二甲基硅氧烷(PDMS，polydimethylsiloxane)+银(Ag)复合膜片制成。这种复合膜片兼具PDMS和Ag膜的优势，微型化，易于封装集成到可穿戴装置，其杨氏模量小、生物相容性好、耐腐蚀、可以紧密贴合在皮肤表面消除空气间隙，具有很高的灵敏性。

[0012] 优选地，在所述三端口单元中，光只能延一个方向进行单向传播，光从输入端口输入，则从中间端口输出；光从中间端口输入，则从输出端口输出。优选地，三端口单元可以为环形器。三端口单元中，光只能单向传递，并且传输时损耗较小，保证光信号的有效性。

[0013] 优选地，血压计算模块包括相位解调单元、去噪单元、特征点识别单元、血压计算单元；相位解调单元的输出端与去噪单元的输入端相连，去噪单元的输出端与特征点识别单元的输入端相连，特征点识别单元的输出端与所述血压计算单元相连；相位解调单元对所述反射光的相位信息进行解调从而恢复血管生理活动信号；优选地，可以采用相干相位解调算法进行相位解调；去噪单元用于对所述血管生理活动信号进行去噪处理；优选地，去噪单元可以采用多项式算法和小波算法进行去噪，其中，多项式算法用以消除基线漂移噪声，小波算法用以消除系统噪声；特征点识别单元用于获取所述血管生理活动信号中的主波波峰和重搏波波峰所对应的时间信息，将二者的时间差作为血液返流时间；血压计算单元用于构建血液返流时间与收缩压SBP的计算模型，以及血液返流时间与舒张压DBP之间的计算模型来计算血压值。该血压计算模块能够保证精确的监测到血压信息。

[0014] 优选地，可穿戴血压监测装置还包括穿戴模块，穿戴模块与所述主体控制模块的两端分别相连，形成一个环状装置；穿戴模块用于将血压监测装置固定在监测点处；穿戴模块包括子母扣和柔性腕带；柔性腕带的两端尾部与子母扣连接，构成长度可调的穿戴装置；柔性腕带本体由高弹性亲肤材料制成；子母扣包括子扣和母扣，子扣可以与母扣分开，也可以扣到母扣当中，用于调节柔性腕带的长度。这种穿戴模块的设计能够保证膜片型血压探头紧密舒适的贴合在监测点处，为血压的连续监测创造了条件。

[0015] 本发明的第二方面是为了提供一种血压监测方法，包括：

[0016] S11、获取血管生理活动信号；

[0017] S12、对血管生理活动信号进行处理，获取主波的波峰时间点和重搏波的波峰时间点，并计算重搏波波峰与主波波峰之间的时间差作为血液返流时间；

[0018] S13、根据所述血液返流时间与血压之间的关系，构建血压计算模型；

[0019] S14、基于血液返流时间和血压计算模型计算当前的血压值。

[0020] 优选地，血压计算模型为：

[0021]

[0022]

[0023] 其中，BRT为血液返流时间，SBP为收缩压，DBP为舒张压，Ya、Yb、Yc为BRT-SBP模型的拟合系数，Ka、Kb、Kc为BRT-DBP模型的拟合系数；

[0024] 所述血压计算模型中，所述血液返流时间BRT分别与收缩压SBP和舒张压DBP之间呈非线性关系；

[0025] 所述BRT-SBP模型的拟合系数Ya、Yb、Yc通过对血液返流时间与收缩压标准值进行非线性回归分析获得最优解来确定；所述BRT-DBP模型的拟合系数Ka、Kb、Kc通过对血液返流时间与舒张压标准值进行非线性回归分析获得最优解来确定；所述拟合系数可以用来反映血管的生理状态。在构建该血压计算模型时，考虑到血液密度、动脉半径、动脉厚度、血管容积量、血管壁弹性等血管生理因素的影响，分别确定所得的血液返流时间与收缩压SBP和舒张压DBP的直接关系，使得结果更加精确。

[0026] 通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

[0027] 1、本发明利用膜片型血压传感模块来捕捉血压生理活动信号，主要基于模块内部的膜片型血压探头来传感血管壁的舒缩运动，该探头内的膜片式换能器件由PDMS+Ag复合膜片制成，兼具PDMS和Ag膜的优势，其杨氏模量小，对微小的振动非常敏感，可以捕捉微弱的血管壁舒缩运动，从而大大提高了血压测量的灵敏度。同时，该探头用光纤传输光信号，故具有天然的抗电磁干扰的功能，可以适用于核磁共振环境中。

[0028] 2、基于采集到的血管生理活动信号，本发明定义了一种计算血液返流时间的方法，在构建血压计算模型时，考虑到了血液密度、动脉管壁顺应性厚度、动脉管壁半径和血管容积等血管生理因素的影响，最终分别得到血液返流时间与收缩压、血液返流时间与舒张压之间的直接非线性模型，测量所得的最大绝对误差不超过4mmHg，能大大提高测量的精确度。

[0029] 3、本发明提供了一种可穿戴血压监测装置，穿戴模块采用子母扣和柔性腕带相结合的方式，实现长度可调的可穿戴装置的设计，保证装置紧密贴合在人体皮肤上，测量阶段不会引入不适感，可以实现无创、无袖、高舒适度的连续血压测量，解决了传统袖带型听诊测量装置无法连续监测血压值、舒适度较低等问题。

[0030] 4、本发明所提供的血压监测装置可以紧密的贴合在人体手腕上，不会随着人体的运动而产生相对位移，可在日常生活中监测血压，不限于静止状态，可用于运动过程中的连续血压监控。

[0031] 5、本发明所述装置的材料易于获取，整个装置容易实现、成本较低，运行可靠。

附图说明

[0032] 图1是本发明提供的主体控制模块和穿戴模块连接示意图；

[0033] 图2是本发明提供的血压监测装置的结构图；

[0034] 图3为本发明提供的膜片型血压传感模块的结构示意图；

[0035] 图4为本发明提供的膜片型血压探头的结构示意图；

[0036] 图5是本发明定义的血液返流时间BRT的示意图；

[0037] 图6为本发明实施例中血压计算模型的拟合示意图，图(a)为收缩压拟合结果图，图(b)为舒张压拟合结果图。

具体实施方式

[0038] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0039] 本发明涉及一种可穿戴血压监测装置及方法，其中所述血压监测装置包括主体控制模块和穿戴模块。图1为本发明提供的可穿戴血压监测装置的主体控制模块和穿戴模块的连接示意图。如图所示，主体控制模块1镶嵌在穿戴模块2中间，其中，主体控制模块1用于将膜片作为一种传感换能器件来传感携带有血压信息的血管生理活动信号，基于所述血管生理活动信号构建血压计算模型计算血压值，并实时显示出来；穿戴模块2用于将血压监测装置固定在监测点处，腕带长度可调以适应不同个体，并保证测量阶段的舒适度。

[0040] 图2为本发明提供的可穿戴血压监测装置的结构示意图，主体控制模块1包括膜片型血压传感模块3、血压计算模块4、数据显示模块5；其中，膜片型血压传感模块3的输出端与血压计算模块4的输入端相连，血压计算模块4的输出端与数据显示模块5的输入端相连；膜片型血压传感模块3用于基于传感膜片处反射光的相位随血管壁舒缩的运动而变化的原理，将血管壁舒缩的运动转化为反射光的相位变化信息来采集血管生理活动信号，它主要包括光发送单元31、膜片型血压探头32、光接收单元33；血压计算模块4用于提取所述血管生理活动信号中能够反应动脉顺应性的血液返流时间信息，分别确定所述时间信息与收缩压SBP和舒张压DBP的直接关系来获取血压值；数据显示模块5用于实时显示血压的测量结果，起到实时监测的作用。穿戴模块包括柔性腕带6、子母扣7；柔性腕带6本体由高弹性亲肤材料制成，子母扣7包括子扣和母扣，分别紧密贴合在柔性腕带的两端末尾构成长度可调节的穿戴装置。

[0041] 血管生理活动信号作为一种周期性微压力信号，探测难度较大，且易受周围环境因素干扰，本发明提供的膜片型血压传感模块将膜片作为一种传感换能器件来传感携带有血压信息的血管生理活动信号，基于传感膜片处反射光的相位随血管壁的舒缩运动而变化的原理，将血管壁的舒缩运动转化为反射光的相位变化信息来采集血管生理活动信号，大大提高了血管生理活动信号探测的灵敏性。

[0042] 图3为本发明提供的膜片型血压传感模块3的结构示意图，包括发送单元31、膜片型血压探头32、光接收单元33、三端口单元34；其中，三端口单元包括输入端口341、中间端口342和输出端口343；光发送单元31的输出端与三端口单元34的输入端口341相连，膜片型血压探头32与三端口单元34的中间端口342相连，光接收单元33的输入端与三端口单元34的输出端口343相连；光发送单元31用于发送C波段的窄线宽激光信号，该光信号经过三端口单元34的输入端口341到达三端口单元34的中间端口342，最后到达膜片型血压探头32上；膜片型血压探头32用于将膜片作为一种传感换能器件来捕捉携带有血压信息的血管生理活动信号，接收所述膜片处反射光信号并将其作为承载血管生理活动的介质，将由于血管生理活动导致相位发生变化的光信号反射到光接收单元33上；相位发生变化的反射光经由三端口单元34的中间端口342到三端口单元34的输出端口343，最后到达光接收单元33；光接收单元33将光信号转化为电信号，优选地，光接收单元33可以采用平衡光电探测器BPD将光信号转化为电信号，便于进行相位提取。三端口单元34中光只能单向传播，光信号从输入端口341输入，则只能从中间端口342输出，光信号从中间端口342输入，则只能从输出端口343输出，优选地，三端口单元可以为环形器。其中，膜片型血压探头32包括传输光纤321和膜片式换能器件322，如图4所示为本发明提供的膜片型血压探头的结构示意图，传输光纤321的末端有一个斜8°的倾角，可以减小与空气介质的菲涅尔反射，也就是说光信号在这里的反射可以忽略不计，传输光纤321与膜片式换能器件322间距约数百微米，中间形成空气介质腔；膜片式换能器件322会对传输光纤321发送过来的光信号进行反射；膜片式换能器件322与皮肤表面贴合，检测血管生理活动信号。血管壁进行舒缩运动，位于检测点的膜片式换能器件322随着血管壁的舒缩进行周期性振动，导致光发送单元31发送过来的光的光程发生改变，从而引起反射光信号的相位发生变化；传输光纤321用于传输光发送单元31发出的光信号和膜片式换能器件322反射回去的光信号。进一步的，膜片式换能器件322由复合膜片制成，优选地，膜片式换能器件322由PDMS+Ag复合膜片制成，如图4所示，3221为膜片式换能器件的PDMS膜，约25um，PDMS的生物相容性好，对人体无毒无害，杨氏模量小，微小的血管壁舒缩活动也能引起它的振动，与皮肤贴合几乎没有间隙，质软高弹性，贴上去很舒适，化学惰性，防汗防潮，但是PDMS是透明的，所以为了增强膜片处反射光信号强度，采用真空蒸镀的方式镀了一层Ag膜，3222为Ag膜，约75nm。这种复合膜片兼具PDMS和Ag膜的优势，微型化，易于封装集成到可穿戴装置，其杨氏模量小、生物相容性好、耐腐蚀、可以紧密贴合在皮肤表面消除空气间隙，具有很高的灵敏性。故膜片型血压探头可以传感微小的血管壁的运动，灵敏度高，能够获得信噪比高的血管生理活动信号。

[0043] 进一步的，血压计算模块4包括相位解调单元、去噪单元、特征点识别单元、血压计算单元。相位解调单元的输出端与去噪单元的输入端相连，去噪单元的输出端与特征点识别单元的输入端相连，特征点识别单元的输出端与血压计算单元相连。相位解调单元对采集到的反射光的相位信息进行解调从而恢复血管生理活动信号，优选地，可以采用相干相位解调算法进行相位解调。去噪单元用于对血管生理活动信号进行去噪处理，优选地，可以采用多项式算法和小波算法进行去噪，其中，多项式算法用以消除基线漂移噪声，小波算法用以消除系统噪声。特征点识别单元用于获取所述血管生理活动信号中的主波波峰和重搏波波峰所对应的时间信息，将二者的时间差作为血液返流时间；

[0044] 血液返流时间一定程度上可代表动脉顺应性进而反映血压水平，动脉顺应性反映血管壁的缓冲能力，它决定了脉搏波的传递速度，并且动脉顺应性下降会减弱动脉对血流的缓冲作用致使血压增大，在一定时间范围内，血液返流时间与脉搏波的传递速度呈反比。血压计算单元用于构建血液返流时间与收缩压SBP的计算模型，以及血液返流时间与舒张压DBP之间的计算模型来计算血压值。数据显示单元5用于实时显示计算得到的血压值。

[0045] 以监测点在人体的桡动脉脉搏处为例，基于所述可穿戴血压监测装置，本发明提供的一种血压监测方法包括以下步骤：

[0046] 步骤1、测量者将本发明所述的血压监测装置穿戴在手腕处，调整腕带的长度，保证装置的膜片型血压探头紧贴在人体桡动脉脉搏处；

[0047] 步骤2、采集反应测量者桡动脉脉搏处的血管生理活动信号的反射光相位变化信息；

[0048] 步骤3、采用相干相位解调算法将反射光相位变化信息恢复为血管生理活动信号，进行去噪以后，得到高保真的血管生理活动信号波形，计算主波波峰到重搏波峰之间的时间差作为血液返流时间，然后根据血压计算模型计算出当前血压值；

[0049] 步骤4、每10s更新并显示血压值，实现血压的连续性监测；

[0050] 具体的，上述步骤3中血压计算模型的构建方法具体包括以下几个步骤：

[0051] S31、选取80名志愿者，所选取的志愿者包括小孩、青年、中年和老人；

[0052] S32、将本发明所述的血压监测装置穿戴在志愿者的手腕处，调整腕带的长度，并且保证装置的膜片型血压探头紧贴于脉搏处；

[0053] S33、通过所述血压监测装置采集志愿者的血管生理活动信号，每个志愿者可采集多次，获取多组血管生理活动信号。典型的血管生理活动信号反映了一个心动周期内血管壁的舒缩情况，其波形由主波和重搏波构成，左心室收缩时，大量血液进入主动脉，主动脉因此被动扩张形成主波，重搏波则是在心室舒张期，主动脉瓣关闭的瞬间，血液在主动脉内从外围动脉向心室方向返流所致，故将血液返流时间定义为主波波峰A到重搏波峰B的时延，如图5所示。根据所得的血管生理活动信号计算志愿者的血液返流时间，与此同时使用采用欧姆龙商用血压监测仪测量志愿者的标准收缩压和标准舒张压，得到100组血液返流时间和与其对应的收缩压标准值，以及100组血液返流时间和与其对应的舒张压标准值；

[0054] S34、确定血压计算模型，在一定时间范围内，血液返流时间(BRT,Blood Return Time)与脉搏波速度(PWV,Pulse Wave Velocity)成反比，动脉管壁顺应性减小使PWV增大、血液返流时间减小，同时动脉顺应性下降会减弱动脉对血流的缓冲作用致使血压增大，因此，血液返流时间一定程度上可代表动脉顺应性进而反映血压水平。考虑到血液密度、动脉半径、动脉厚度、血管容积量、血管壁弹性等血管生理因素的影响，推导血液返流时间与血压之间的关系方程如下：

[0055]

[0056]

[0057] 其中，BRT为血液返流时间，SBP为收缩压，DBP为舒张压，Ya、Yb、Yc为BRT-SBP模型的拟合系数，Ka、Kb、Kc为BRT-DBP模型的拟合系数。这些拟合系数可以用来反映血管的生理状态。

[0058] 具体的，血液返流时间与血压的关系方程推导过程如下：

[0059] 跟据Moens-Korteweg方程，PWV可以用动脉杨氏模量Ein、动脉管壁厚度h、动脉半径d、血液密度ρ来计算：

[0060]

[0061] 动脉杨氏模量Ein可表示为：

[0062] Ein＝E0eα*MBP  (4)

[0063] 此处E0表示血压值为0时的血管壁杨氏模量，α为血管特性参数，MBP为平均动脉压，其中MBP与收缩压SBP和舒张压DBP有以下关系：

[0064]

[0065] 另一方面，根据Bramwell-Hill方程，脉搏波速可以表示为：

[0066]

[0067] 其中V为动脉内血液体积，dV表示动脉内血容量的变化量，dP是SBP与DBP之间的血压差，其单位为mmHg。另外，dP可以表示为：

[0068] dP＝SBP-DBP  (7)

[0069] 脉搏波速度PWV与血液返流时间BRT之间成反比，关系如下：

[0070]

[0071] 其中，L为血液从外围动脉向心室回流的距离，根据关系式(3)-(8)进行推导，可以得到SBP、DBP与BRT的关系分别如公式(1)和公式(2)所示。

[0072] S35、根据步骤S13中所得到100组血液返流时间和其对应的收缩压标准值，以及100组血液返流时间和其对应的舒张压标准值，分别进行非线性回归分析，得到公式(1)和公式(2)中拟合系数的最优解并存储起来，从而得到血液返流时间与收缩压，以及血液返流时间与舒张压之间的确定关系，即血压计算模型。

[0073] 如图6所示为血压计算模型的拟合结果示意图，其中，图(a)为收缩压的拟合结果图，反映了收缩压与BRT之间的关系；图(b)为舒张压的拟合结果图，反映了舒张压与BRT之间的关系。从图中可以看出，BRT越小，收缩压和舒张压越大，这与理论上BRT减小代表动脉顺应性衰退从而使血压增大的结论相符合。

[0074] 国际上临床医用中公认的血压计精准度认证多采用美国医疗器械检测协会(AAMI)的标准，即与标准血压计参考值对比，若平均误差不超过5mmHg且标准差不超过8mmHg，则认为该血压计精度符合国际标准。对本发明所提供的血压监测装置的测量结果进行精确度计算得最大绝对误差不超过4mmHg，符合美国医疗器械检测协会(AAMI)的标准。

[0075] 最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。