基于肱動(dòng)脈的中心動(dòng)脈壓力波無(wú)創(chuàng)檢測(cè)儀

玉荊泉，付強(qiáng)，姚陽(yáng)，柳程奕，趙軍超，王璐，郝麗玲，徐禮勝

1.沈陽(yáng)恒德醫(yī)療器械研發(fā)有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110179；2.東北大學(xué) 中荷生物醫(yī)學(xué)與信息工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng)110167；3.東北大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110819

基于肱動(dòng)脈的中心動(dòng)脈壓力波無(wú)創(chuàng)檢測(cè)儀

玉荊泉1，付強(qiáng)2，姚陽(yáng)2，柳程奕1，趙軍超2，王璐3，郝麗玲2，徐禮勝2

1.沈陽(yáng)恒德醫(yī)療器械研發(fā)有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110179；2.東北大學(xué) 中荷生物醫(yī)學(xué)與信息工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng)110167；3.東北大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110819

目的運(yùn)用傳遞函數(shù)法通過(guò)外周肱動(dòng)脈脈搏來(lái)估測(cè)中心動(dòng)脈壓力波，并聯(lián)合心音、心電信號(hào)輔助估測(cè)中心動(dòng)脈的血流動(dòng)力學(xué)重要參數(shù)。方法中心動(dòng)脈壓力波對(duì)分析人體心血管系統(tǒng)功能至關(guān)重要，然而它卻不能直接無(wú)創(chuàng)測(cè)量。本文首先針對(duì)每個(gè)個(gè)體建立了從肱動(dòng)脈到中心動(dòng)脈的個(gè)體化傳遞函數(shù)模型，然后將個(gè)體模型整合成為通用的傳遞函數(shù)模型。結(jié)果通過(guò)臨床實(shí)驗(yàn)評(píng)估，發(fā)現(xiàn)運(yùn)用傳遞函數(shù)法能很好的重建中心動(dòng)脈壓力波形。結(jié)論該方法提供了一種實(shí)現(xiàn)無(wú)創(chuàng)檢測(cè)中心動(dòng)脈參數(shù)的簡(jiǎn)單手段。

傳遞函數(shù)法；肱動(dòng)脈；中心動(dòng)脈壓力波；無(wú)創(chuàng)檢測(cè)儀；ARX模型

0 引言

心腦血管疾病一直是危害人類健康的重要因素，如何有效地檢測(cè)和預(yù)防心腦血管疾病是全世界一直努力解決的重大課題[1]。相比于常被用來(lái)評(píng)估人體血壓水平的上臂肱動(dòng)脈壓，中心動(dòng)脈壓（Central Aortic Pressure，CAP）能夠更直接準(zhǔn)確地反映左心室、冠狀動(dòng)脈和腦血管的負(fù)荷情況，從而預(yù)測(cè)主要心血管事件的發(fā)生和靶器官的損害[2]。研究表明，中心動(dòng)脈壓比外周動(dòng)脈壓具有更強(qiáng)的心血管病理生理聯(lián)系[3]。然而，測(cè)量主動(dòng)脈需要有創(chuàng)介入壓力導(dǎo)絲不僅使病人承受很大的創(chuàng)傷和風(fēng)險(xiǎn)，而且需要巨額的花費(fèi)，這給患者家庭帶來(lái)沉重的醫(yī)療負(fù)擔(dān)。因此，中心動(dòng)脈脈搏波的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)具有重要意義。

Chen 等[4]和Yoshinori[5]等都曾對(duì)傳遞函數(shù)方法進(jìn)行了研究，他們?cè)诩俣ǖ哪Ｐ图軜?gòu)基礎(chǔ)上，通過(guò)反復(fù)的訓(xùn)練得到模型參數(shù)，然后利用外周橈動(dòng)脈血壓重建得到了中心動(dòng)脈壓。在此方法的基礎(chǔ)上也形成了具有代表性的商業(yè)化產(chǎn)品，如AtCor Medical 公司（澳大利亞）的SphygmoCorTM 系統(tǒng)、歐姆龍公司（日本）的HEM-9000AI脈波分析儀，圖1展示了產(chǎn)品實(shí)物圖。

SphygmoCorTM系統(tǒng)采集橈動(dòng)脈脈搏波，采用Pauca建立的傳遞函數(shù)[6]來(lái)估測(cè)中心動(dòng)脈脈搏波。中心動(dòng)脈脈搏波形同樣采用檢測(cè)前聽(tīng)診器測(cè)得的袖帶肱動(dòng)脈壓力進(jìn)行校正。其傳感器的設(shè)計(jì)雖然可以采集不同位置的脈搏波，但實(shí)際應(yīng)用時(shí)測(cè)量結(jié)果與操作者的熟練使用程度有很多關(guān)系給用戶帶來(lái)了很大不便，更難以實(shí)現(xiàn)臨床的自動(dòng)化實(shí)時(shí)測(cè)量。歐姆龍的HEM-9000AI脈波分析儀則是通過(guò)擁有40個(gè)頻道的微型傳感器自動(dòng)獲取橈動(dòng)脈脈搏波，并通過(guò)橈動(dòng)脈脈搏波的重搏波波峰推斷中心動(dòng)脈血壓[7]。這個(gè)系統(tǒng)在采集橈動(dòng)脈脈搏波的同時(shí)采用袖帶檢測(cè)肱動(dòng)脈壓力，校準(zhǔn)橈動(dòng)脈脈搏波并估測(cè)中心動(dòng)脈壓。

這兩款產(chǎn)品都是通過(guò)采集橈動(dòng)脈脈搏波來(lái)估測(cè)中心動(dòng)脈，并且采用檢測(cè)前袖帶測(cè)得的肱動(dòng)脈壓力進(jìn)行波形校正。但是一方面由于其昂貴的價(jià)格這兩款產(chǎn)品一直都沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用，另外他們?cè)谂R床上應(yīng)用采集橈動(dòng)脈數(shù)據(jù)時(shí)需要人工手動(dòng)干預(yù)相比于本設(shè)備直接綁附袖帶采集較煩瑣，另一方面上面兩種方法都是采取單個(gè)部位外周動(dòng)脈（Peripheral Artery Pulse Wave，PAP）估測(cè)中心動(dòng)脈壓并單獨(dú)用估測(cè)壓力波計(jì)算CAP參數(shù)并沒(méi)有考慮人體信號(hào)的相互聯(lián)系性[8]。

本設(shè)備采用心音、心電輔助中心波形聯(lián)合提取估測(cè)和有創(chuàng)中心動(dòng)脈部分參數(shù)，結(jié)果更加可靠穩(wěn)定。本系統(tǒng)采用傳遞函數(shù)法通過(guò)無(wú)創(chuàng)測(cè)量外周肱動(dòng)脈的脈搏壓力波，利用函數(shù)轉(zhuǎn)換關(guān)系間接推導(dǎo)出CAP 波形，然后聯(lián)合心音、心電輔助提取中心動(dòng)脈重要的12項(xiàng)心血管參數(shù)（圖2）。

圖1 無(wú)創(chuàng)中心動(dòng)脈壓測(cè)量?jī)x器

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

圖3 無(wú)創(chuàng)檢測(cè)儀及內(nèi)部電路模塊

1 儀器的硬件及平臺(tái)設(shè)計(jì)

無(wú)創(chuàng)檢測(cè)儀的硬件架構(gòu)見(jiàn)圖3。整臺(tái)儀器以一塊基于ARM的嵌入式硬件平臺(tái)為核心，包括MCU處理器（STM32F4系列）、心音采集電路、心電采集電路、肱動(dòng)脈脈搏采集放大電路與血壓測(cè)量電路。

1.1 MCU處理器（STM32F4系列）

STM32F4系列是高集成度、高性能的嵌入式存儲(chǔ)器，主要用在醫(yī)療、工業(yè)與消費(fèi)類應(yīng)用。具有豐富的連接功能：通信接口多達(dá)15個(gè)（包括6個(gè)速度高達(dá)10.5 Mb/s的USART、3個(gè)速度高達(dá)42 Mb/s的SPI、3個(gè)I2C、2個(gè)CAN和1個(gè)SDIO），2個(gè)12位DAC、3個(gè)速度為2.4 MSPS或7.2 MSPS（交錯(cuò)模式）的12位ADC，定時(shí)器多達(dá)17個(gè)：頻率高達(dá)168 MHz的16和32位定時(shí)器，可以利用支持Compact Flash、SRAM、PSRAM、NOR和NAND存儲(chǔ)器的靈活靜態(tài)存儲(chǔ)器控制器輕松擴(kuò)展存儲(chǔ)容量。

1.2 心電采集模塊

采用雙極點(diǎn)高通濾波器來(lái)消除運(yùn)動(dòng)偽像及肌電信號(hào)，利用有源低通濾波器濾除基線漂移。該濾波器與儀表放大器結(jié)構(gòu)緊密結(jié)合，使用半電池電位作為心電信號(hào)的基線，可實(shí)現(xiàn)單級(jí)高增益及高通濾波，從而降低了電路供電電壓節(jié)約了空間和成本。為了提高系統(tǒng)線路頻率和其他不良干擾的共模抑制性能，使用一個(gè)放大器，用于右腿驅(qū)動(dòng)（Right-Leg Driven，RLD）等受驅(qū)導(dǎo)聯(lián)。

1.3 心音采集模塊

通過(guò)高靈敏度拾音頭獲取心音，通過(guò)音頻前置放大器進(jìn)行放大后經(jīng)過(guò)帶通濾波器對(duì)環(huán)境噪音進(jìn)行濾除。

1.4 脈搏波和血壓采集模塊

使用恒流源進(jìn)行驅(qū)動(dòng)壓力傳感器，通過(guò)儀表放大器將壓力傳感器的差分電信號(hào)放大，通過(guò)IIR低通濾波器提取袖帶壓力直流分量，通過(guò)FIR數(shù)字濾波器提取袖帶壓交流分量即肱動(dòng)脈波。利用示波法與波形特征法計(jì)算人體血壓。

1.5 儀器的用戶界面

無(wú)創(chuàng)檢測(cè)儀通過(guò)人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)受試者信息輸入、血壓測(cè)量和多生理信號(hào)波形采集等功能，圖4為用戶操作界面，在該界面上可查看受試者姓名、性別、年齡、身高、體重；首先點(diǎn)擊開(kāi)始測(cè)量血壓，來(lái)得到受試者的血壓信息，舒張壓、收縮壓、心率和袖帶加壓上限等值；然后點(diǎn)擊開(kāi)始采集波形按鈕框可開(kāi)始進(jìn)行心音、心電、脈搏波形數(shù)據(jù)記錄；圖4(b) 為測(cè)量結(jié)果顯示界面，該界面上顯示了受試者的血壓、心率及心電、心音、脈搏波波形。

通過(guò)與電腦連接的無(wú)線發(fā)射器把無(wú)創(chuàng)檢測(cè)儀采集到的信號(hào)存儲(chǔ)在電腦里，最后通過(guò)我們建立的模型進(jìn)行中心動(dòng)脈壓力波形估測(cè)及重要血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的提取。

圖4 無(wú)創(chuàng)檢測(cè)儀用戶界面

2 血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)及算法

本文研究的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)包括SBP、DBP 、MBP、 HR、K值、SV、CO、Rs、PEP、LEVT/ED、SEVR、PWV。其中SBP、DBP 、MBP、HR、K值、SV、CO、Rs、ED、SEVR可從中心動(dòng)脈直接獲取或計(jì)算得到（圖5）用來(lái)做估測(cè)波形和有創(chuàng)中心的對(duì)比分析，PEP、LEVT通過(guò)心音、心電信號(hào)計(jì)算得到（圖6）。PWV計(jì)算的是由肱動(dòng)脈沿管壁傳播至心臟升主動(dòng)脈脈搏波的速率，通過(guò)臂部肱動(dòng)脈處袖帶中心點(diǎn)到心臟升主動(dòng)脈點(diǎn)的距離（手動(dòng)皮尺測(cè)量）與脈搏波傳導(dǎo)時(shí)間（肱動(dòng)脈起始點(diǎn)與中心動(dòng)脈起始點(diǎn)的時(shí)間差）的比值得到。

3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析

3.1 重復(fù)性實(shí)驗(yàn)及結(jié)果

由于人體的血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)時(shí)刻都在一個(gè)范圍內(nèi)變化，考慮到儀器對(duì)同一個(gè)個(gè)體在不同條件下測(cè)量結(jié)果的重復(fù)性與再現(xiàn)性，依據(jù)JJF1033-2008計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范[22]本文通過(guò)設(shè)計(jì)的一個(gè)重復(fù)性實(shí)驗(yàn)來(lái)證明本系統(tǒng)的可靠性（表1）。

表1 相關(guān)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的縮寫符號(hào)、參數(shù)意義、計(jì)算公式及常用單位一覽表

圖5 中心動(dòng)脈脈搏波形

圖6 心音、心電、中心動(dòng)脈脈搏波聯(lián)合分析

為了評(píng)估無(wú)創(chuàng)檢測(cè)儀的穩(wěn)定性，選取了6名身體健康正常人（年齡：34±5.3；性別：男：女=3:3）作為受試者。每個(gè)人每隔5分鐘測(cè)試一次每個(gè)人測(cè)量三次，共得到測(cè)試數(shù)據(jù)18組。在每次測(cè)試前，受試者需要靜息5 min。測(cè)試時(shí)，受試者平躺在實(shí)驗(yàn)床上，安放袖帶、心電導(dǎo)聯(lián)及心音傳感器（將臂帶系在肘部，心電粘扣貼在兩肩與左下腹處，心音器放在胸溝偏左），見(jiàn)圖7。測(cè)量過(guò)程中，受試者需要放松并保持安靜，測(cè)量過(guò)程大約3 min。這樣得到18組數(shù)據(jù)，每組12項(xiàng)參數(shù)。使用MATLAB軟件計(jì)算HR、SBP、DBP、MBP、K、SV、CO、Rs、LVET、PEP、SEVR、PWV的重復(fù)性（重復(fù)率=1-標(biāo)準(zhǔn)差/均值）；對(duì)同一名受試者的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，求出每個(gè)人三次測(cè)量間的均值標(biāo)準(zhǔn)差及個(gè)體重復(fù)性（表2）。

圖7 無(wú)創(chuàng)檢測(cè)儀的信號(hào)采集示意圖

通過(guò)每個(gè)人三次測(cè)量結(jié)果的均值標(biāo)準(zhǔn)差，最后求出各個(gè)參數(shù)總體的測(cè)量結(jié)果重復(fù)性。表3是總體重復(fù)率實(shí)驗(yàn)結(jié)果，SV、CO、Rs三個(gè)參數(shù)的重復(fù)率在90%～95%之間相對(duì)比較低，其原因是由于目前血壓測(cè)量變化較大，SV、CO、Rs三個(gè)參數(shù)的計(jì)算結(jié)果與血壓值直接相關(guān)受其影響嚴(yán)重。除了這三個(gè)參數(shù)外，其他參數(shù)的重復(fù)率結(jié)果都在95%以上，可靠性較高。

表2 選取的HR、SBP、DBP重復(fù)性實(shí)驗(yàn)的分析方法及結(jié)果

表3 總體重復(fù)性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.2 臨床實(shí)驗(yàn)及結(jié)果

本研究的32例有創(chuàng)中心動(dòng)脈數(shù)據(jù)，來(lái)源于中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院介入導(dǎo)管室，有創(chuàng)中心動(dòng)脈數(shù)據(jù)采集所用設(shè)備為St.Jude Medical公司的RadiAnalyzer Xpress，介入動(dòng)脈導(dǎo)管直接測(cè)壓法[23]來(lái)測(cè)量升主動(dòng)脈的壓力波形，作為中心動(dòng)脈壓力的金標(biāo)準(zhǔn)（表4）。于此同時(shí)采用我們自己設(shè)計(jì)的血壓、心音、心電一體測(cè)量模塊，實(shí)時(shí)測(cè)量無(wú)創(chuàng)的肱動(dòng)脈、心音、心電波形。然后通過(guò)ARX模型對(duì)中心動(dòng)脈數(shù)據(jù)進(jìn)行波形估計(jì)，最后聯(lián)合心音心電進(jìn)行中心動(dòng)脈參數(shù)HR、SBP、DBP、MBP、K值、SV、CO、Rs、ED、SEVR的提取并對(duì)比。

表4 臨床實(shí)驗(yàn)的被試者信息

本論文通過(guò)提取并計(jì)算與中心動(dòng)脈壓力波形直接相關(guān)的參數(shù)包括HR、SBP、DBP、MBP、K值、SV、CO、Rs、ED、SEVR，通過(guò)驗(yàn)證估測(cè)與有創(chuàng)中心動(dòng)脈的這些參數(shù)的相關(guān)性見(jiàn)表5，來(lái)證明本論文所建模型對(duì)有創(chuàng)方法的可代替性。

表5為通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件SPSS對(duì)估測(cè)的中心動(dòng)脈脈搏波參數(shù)與有創(chuàng)的中心脈搏波參數(shù)進(jìn)行對(duì)比分析結(jié)果。估測(cè)的中心動(dòng)脈脈搏波參數(shù)與有創(chuàng)的中心脈搏波參數(shù)Pearson相關(guān)性顯著性（雙側(cè)）檢驗(yàn)結(jié)果顯示，HR、SBP、MBP、DBP、ED、SEVR的相關(guān)系數(shù)較高在0.91以上，估測(cè)方法能夠代替有創(chuàng)方法。SV、CO、K值由于受血壓影響較嚴(yán)重，其計(jì)算結(jié)果來(lái)自于血壓的平方或者倒數(shù)誤差很容易受到放大產(chǎn)生了一些偏差，但其估測(cè)值都在正常范圍內(nèi)并沒(méi)有產(chǎn)生誤報(bào)的情況在要求較低的情況下可以替代，作為一個(gè)參考值。對(duì)HR采用相關(guān)性分析的結(jié)果見(jiàn)圖8。

圖8 心率散點(diǎn)圖

模型計(jì)算的心率與有創(chuàng)得到的心率散點(diǎn)圖如圖8，通過(guò)計(jì)算，得出相關(guān)系數(shù)r=0.986,雙側(cè)Pearson檢驗(yàn)P＜0.001,有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明兩種方法測(cè)得的心率值高度相關(guān)。

其他參數(shù)SBP、DBP 、MBP、K值、SV、CO、Rs、ED、 SEVR模型計(jì)算與金標(biāo)準(zhǔn)Bland-Altman 圖示法比較見(jiàn)圖9。

32例模型估測(cè)與有創(chuàng)數(shù)據(jù)差值的Bland-Altman分析結(jié)果顯示：從圖9(a)中看出，SBP差值的均值Mean=1.1 mmHg，差值的標(biāo)準(zhǔn)差SD=8.1 mmHg，95%一致性界限為1.1± 15.8 mmHg，同時(shí)3.12%（1/32）的點(diǎn)在95%一致性界限以外；從圖9(b)中看出，DBP差值的均值Mean=1.8 mmHg，差值的標(biāo)準(zhǔn)差SD=5.1 mmHg，則95%一致性界限為1.8±9.9 mmHg，同時(shí)3.12%（1/32）的點(diǎn)在95%一致性界限以外；從圖9(c)中看出，MBP差值的均值Mean=-0.3 mmHg，差值的標(biāo)準(zhǔn)差SD=7.1 mmHg，則95%一致性界限為-0.3±14 mmHg，同時(shí)（0/32）的點(diǎn)在95%一致性界限以外；從圖9(d)中看出，K值差值的均值Mean=-0.04，差值的標(biāo)準(zhǔn)差SD=0.06，則95%一致性界限為-0.04±0.12，同時(shí)（0/32）的點(diǎn)在95%一致性界限以外；從圖9(e)中看出，SV差值的均值Mean=0.4 mL，差值的標(biāo)準(zhǔn)差SD=28.57 mL，則95%一致性界限為0.4±56 mL，同時(shí)3.12%（1/32）的點(diǎn)在95%一致性界限以外；從圖9(f)中看出，CO差值的均值Mean=0.3 L/min，差值的標(biāo)準(zhǔn)差SD=2.14 L/min，則95%一致性界限為0.3±4.2 L/min，同時(shí)6.24%（2/32）的點(diǎn)在95%一致性界限以外；從圖9(g)中看出，Rs差值的均值Mean=0 mmHg.s/mL，差值的標(biāo)準(zhǔn)差SD=0.85 mmHg.s/mL，則95%一致性界限為0±1.67 mmHg.s/mL，同時(shí)3.12%（1/32）的點(diǎn)在95%一致性界限以外；從圖9(h)中看出，ED差值的均值Mean=0 s，差值的標(biāo)準(zhǔn)差SD=0.005 s，則95%一致性界限為0±0.009 s，同時(shí)9.36%（3/32）的點(diǎn)在95%一致性界限以外；從圖9(i)中看出，SEVR差值的均值Mean=-1.1%，差值的標(biāo)準(zhǔn)差SD=11.7%，則95%一致性界限為-1.1%±23%，同時(shí)（0/32）的點(diǎn)在95%一致性界限以外。因此認(rèn)為傳遞函數(shù)法與有創(chuàng)方法測(cè)量的結(jié)果具有較好的一致性，在臨床上可以相互替代。

表5 估測(cè)的中心動(dòng)脈脈搏波參數(shù)與有創(chuàng)的中心脈搏波參數(shù)相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果

4 結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于肱動(dòng)脈的中心動(dòng)脈壓力波無(wú)創(chuàng)檢測(cè)儀，該系統(tǒng)具有參數(shù)多樣、體積小、操作方便、成本低等優(yōu)點(diǎn)。特別適合家庭健康醫(yī)療及小型醫(yī)療單位的動(dòng)脈硬化程度和心血管功能的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)。預(yù)計(jì)在下一步的研究中通過(guò)心血管專家的指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)的同時(shí)能夠智能化的給出患者的心血管狀態(tài)類似專家建議診斷結(jié)果。

圖9 估算與直接測(cè)量的中心動(dòng)脈參數(shù)的Bland-Altman分析圖

致謝

該項(xiàng)目得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（61374015“基于彈性管非線性模型盲辨識(shí)的中心動(dòng)脈波無(wú)創(chuàng)動(dòng)態(tài)重建研究”和61202258“面向智能視頻監(jiān)控的多目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤技術(shù)研究”）；遼寧省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（201102067）；教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目（20110042120037）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)（N110219001，N130404016）的支持。

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《中國(guó)醫(yī)療設(shè)備》雜志的稿件處理與有關(guān)規(guī)定

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Non-Invasive Detector of Central Aortic Pulse Wave Based on Brachial Pulse Wave

YU Jing-quan1, FU Qiang2, YAO Yang2, LIU Cheng-yi1, ZHAO Jun-chao2, WANG Lu3, HAO Li-ling2, XU Li-sheng2
1. HENG DE Medical Equipment Development Co.Ltd, Shenyang Liaoning 110179, China; 2. Sino-Dutch Biomedical and Information Engineering School of Northeastern University, Shenyang Liaoning 110167, China; 3. School of Computer Science and Technology, Northeastern University, Shenyang Liaoning 110819, China

ObjectiveTo adopt the transfer function method to estimate the central aortic pressure wave through peripheral brachial pulse wave, and to estimate the main parameters of the hemo-dynamics of the central artery in combination with the heart sound and ECG signals.MethodsCentral aortic pressure wave is essential to the analysis of the function of cardiovascular systems, but it cannot be measured noninvasively. In this paper, the Individualized Transfer Function (ITF) model of the vascular system from the brachial artery to the central artery is established for each individual. Then the individual models are integrated into a Generalized Transfer Function (GTF) model.ResultsBy means of clinical laboratory evaluation and the comparison between estimated central aortic waveform and the invasively measured central artery waveforms, it is found that the use of the transfer function method can well reconstruct the central artery pressure waveform, and its parameters are estimated accurately.ConclusionThis paper provides an efficient and feasible method to obtain the parameters of central aortic pulse wave noninvasively.

transfer function; brachial artery; central aortic pressure wave; noninvasive analyzer; ARX model

TP274；R54

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2016.08.003

1674-1633(2016)08-0009-07

2016-08-01

國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（61374015“基于彈性管非線性模型盲辨識(shí)的中心動(dòng)脈波無(wú)創(chuàng)動(dòng)態(tài)重建研究”和61202258“面向智能視頻監(jiān)控的多目標(biāo)檢測(cè)與跟蹤技術(shù)研究”）；遼寧省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（201102067）；教育部博士點(diǎn)基金項(xiàng)目（20110042120037）；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)（N110219001，N130404016）。

徐禮勝，博士生導(dǎo)師。

通訊作者郵箱：xuls@bmie.neu.edu.cn