基于脉搏波的中心动脉压推测方法研究

发布时间：2020-09-22 17:27

　　中心动脉压的生物学原理是指升主动脉根部的血管受到的侧压力。中心动脉压和外周动脉压相比较而言有更密切的心血管病理和生理上的关系。中心动脉压可以更加直接,更加精准的反应冠脉、左心室和心脑血管的压力状态,所以中心动脉压一直是人们关注和研究的重要医学问题之一。实现中心动脉压的无创推测以及各项生理学指标的计算成为临床研究重点。研究表明中心动脉压和脉搏波潮波存在强相关性,要想正确推测出中心动脉压需要解决两个问题:?潮波分析识别是这些计算和推导的前提。而对于脉搏波明显潮波的识别已经臻于完善,对于隐蔽潮波的识别研究相对较少。?通用传递函数的设计与训练,通用传递函数来推测中心动脉压力波波形是计算中心动脉压的关键。本文针对存在于脉搏波中的隐蔽潮波的甄别问题开展研究,脉搏波波形的丰富多样部分脉搏波中致潮波被隐蔽在平滑波中,其波峰极不明显,利用传统方法准确性较低。本文从脉搏波的频域成分开始分析,找到潮波频域分布范围。然后利用sym4小波基对脉搏波进行多级分解,利用haar小波基对脉搏波进行多级分解。利用这两个不同的小波基函数分解的小波系数相减来识别潮波,在此过程中,通过实验,探究了不同层数的识别效果,最终确定sym4和haar第三层分解系数的差值识别准确率最高。进而通过实验确定单个周期内,第3阶差值波的最大值后的第3个到第10个峰值点对应的脉搏波潮波位置中第6个过零点为隐蔽型潮波位置。通过有创伤中心动脉数据(MIT MIMIC,麻省理工学院医学院的MIMIC重症监护数据)和自采数据验证,该方法对明显潮波和隐蔽潮波的识别上都有着明显的效果。本文通过对数据库数据和自采数据进行验证,对于明显潮波识别准确率达到97.5%,隐蔽潮波识别准确率达到91.11%。通过潮波处对应血压来推测中心动脉压还需要得到中心动脉压力波的帮助。目前来讲,从桡动脉波形推测中心动脉波形的传递函数的训练数据很难获得,本文利用MIT MIMIC中已有的脉搏波数据和中心动脉压力波数据,在比较和分析了Z变换、拉普拉斯变换和傅里叶变换的结果后,最终采用傅里叶变换进行通用传递函数(GTF)的训练,所获得的经传递函数转换后的中心动脉压波形在计算中心动脉压数值时达到较高的准确度,符合正负5mmHg的误差要求。
【学位单位】：天津理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：R54
【部分图文】：

波形,压力,脉搏波,血液

的形成机理是心脏在不断地的收缩和舒张而产生的一种波形，脉搏波当下降支，它们共同构成了脉搏波的整个周期，如图 2.1 所示收缩过程中会突然扩张从而对大动脉产生一定的侧压力，这已经顺利的通过曲折的道路进入到主动脉，血液不断流动，期脉搏波的最高位置的时侯，这个时候心脏便会停止射血，到动脉当中，然而在没有血液进入的动脉此时会承受最大的降至过渡，下降支部分和上升至不同，它则代表了心脏在舒张血液便会慢慢涌入到分支动脉中，因此设个过程也会导致血个分值最大的不同在于上升支部分在上升过程中是平滑的，好地说明。也进一步说明心脏的射血速度很猛烈，特别迅速压也随之升高了。当血管的阻力较小，心搏出量较大时，此就会变大；相反，上升速度变慢，幅度减小。相反的下降至就值，说明有很多冲击和回旋。

波形,脉搏波,因素

图 2.2 脉搏波的影响因素中，（a）代表中心动脉压力波波形，（b）代表脉搏波波形脉搏波于动脉血管的弹性大小和外周的阻力大小。动脉周围血管的阻力越时速度就越慢。血管阻力减小下降的速度会快。心血管会因疾病导搏波使其产生变化。脉向四周进行脉搏波传播时，传递过程中的脉搏波的能量有一部分导致动脉管系统中的间断点出现，整个脉搏波也会由于动脉瓣的反搏波之类相类似的小波，脉搏波的传播速度随着人体动脉硬化程度射的存在决定脉搏最终轮廓，各种病变都能导致反射的提前，进而降压药等的使用能够降低甚至延迟反射，提升心脏血管功能。形成的生理机制波[45]的基本概念

潮波,脉搏波,重搏波,弹性

接近甚至比主波高。2.3 潮波的分类和潮波识别的难点2.3.1 明显潮波血管壁有良好的弹性，血流有很低的粘度时，血液的流动就很畅快，说明这个人心血管相对比较健康，因为弹性好动力足，产生的射血强度大，形成的波峰就明显。时在脉搏波最大峰值和重搏波波峰之间有明显的凸起即明显潮波如图 2.3(a)。2.3.2 隐蔽潮波当心血管的活力降低也就是健康程度下降，主要存在于动脉管壁的弹性下降，血粘度增大和血管痉挛等疾病，如阴虚阳亢，气滞血瘀，动脉硬化严重等，脉搏波潮波明显的时刻通常伴随的都是一些生理病理，此时产生的脉搏波潮波比较微弱，在脉搏最大峰值和重搏波之间较平滑，没有明显的凸起，用我们的肉眼根本无法观察到变化在这种状态下产生的这类潮波是隐蔽的如图 2.3(b)。

【参考文献】