基于柯氏音识别法的自动血压测量系统

　　0　引　　言

　　自动血压测量技术具有广泛的应用背景和重要的社会价值，其准确性是该领域有待解决的关键技术问题。常用的测量技术分为2大类：一是示波法由于采用间接测量原理，其准确性[1-2]难以提高;二是柯氏音法[3]有望大幅度提高自动血压测量的准确性，但是柯氏音的降噪和识别是难题。为此，本文探索了自动血压测量中的新技术。

　　1　新的血压测量系统

　　柯氏音本质上是人体手臂肱动脉随心脏搏动而产生的一系列振动信号。柯氏音识别法测量过程中充气袖带逐渐减压，当袖带内压力低于收缩压时，脉搏搏动过程中，部分血夜通过受压血管，柯氏音出现，直到袖带内压力低于舒张压后，血管壁不再闭合，血液流动呈连续状态，柯氏音消失。

　　本文提出基于柯氏音识别法的自动血压测量系统，利用柯氏音声强识别算法确定柯氏音的始发点和消失点，实时地得出相应的收缩压和舒张压;同时，利用压力传感器实时测出袖带内相应的压力，实时对柯氏音法进行监测，提高系统的准确性和稳定性。

　　1.1　柯氏音的采集装置

　　利用麦克MIC实时采集的柯氏音信号中，含有很多噪声，如环境噪声、袖带摩擦噪声、电回路噪声等。本系统设计了合适的降噪、限带、放大采集电路[4]，首先拾音器采集柯氏音信号，经过2阶低通滤波电路和放大电路，通过MIC口接入Android系统的手机中。

　　8kHz采样率实时采集的柯氏音信号，经过滤波电路和放大电路后，时域和频域分别如图1(a)和图1(b)所示。

　　柯氏音信号属于随机信号，不呈现出周期性，而是随脉搏搏动而间歇性地出现，柯氏音信号持续时间不长，且属于低频信号。因此可以采用2阶低通滤波将频带限制在10～800Hz，减少了大量噪声的干扰。

　　1.2　设计思想心率[5]

　　是指单位时间内心脏搏动的次数，一般指每分钟的心跳次数。正常成年人安静时的心率有显著个体差异，平均在60～120次/分[6]。心率可因年龄、性别及其他生理情况而不同，一般初生儿的心率很快，可达130次/分以上，成年人中女性的心率一般比男性稍快，同一个人，安静或睡眠或运动时的心率也会有所不同。综合各种情况，做了一下统计如表1所示，由表1可知人的心跳周期一般在0.43～1.49s。将实时采集的柯氏音信号分割成若干个2s小段，2s看作一个小周期，每个2s中，前1.9s采集柯氏音信号，后100ms采集脉搏波信号。利用双向模拟开关CD4066，采用时分复用技术[7]将2种信号合成。为保证实时性，低电平采集柯氏音信号，高电平采集脉搏波信号;考虑到实时信号的延迟性，在信号前段设置同步头数据信号，合成后的信号如图2所示。