1.一种心电脉搏监测马桶的血压获取方法,其特征在于:采用的设备包括马桶、手柄、脉搏传感器、第一电极片、第二电极片、第三电极片和信息处理电路;所述的手柄设置在马桶的一侧;所述的脉搏传感器设置在手柄的外端;所述的第一电极片设置在手柄的中部;第二电极片及第三电极片均设置在马桶圈上;
所述的信息处理电路包括稳压电路、脉搏信号滤波电路、心电采集电路和控制器;稳压电路为脉搏信号滤波电路、心电采集电路和控制器供电;所述的脉搏信号滤波电路包括第一三线插接件和放大器;第一三线插接件的第一接线端接电阻R301及电容C301的一端;电阻R301的另一端接电阻R302、电容C303及电容C304的一端;电容C303及电容C304的另一端均接地;电容C301的另一端接电阻R303、电阻R304及电容C302的一端;电阻R302及电容C302的另一端均接放大器的正相输入端;电阻R303、电阻R304的另一端均接放大器的反相输入端及输出端;第一三线插接件的第二接线端及放大器的正供电电压端均接稳压电路的电压输出端;第一三线插接件的第三接线端及放大器负供电电压端均接地;第一三线插接件的第一接线端、第二接线端、第三接线端与脉搏传感器的信号输出引脚、供电引脚、地线引脚分别相连;放大器的输出端为脉搏信号滤波电路的脉搏信号输出端,与控制器的数模转换引脚相连;
所述的心电采集电路包括心率采集芯片和第二三线插接件;所述心率采集芯片的SEP引脚接第二三线插接件的第二接线端,SEN引脚接第二三线插接件的第三接线端,GND引脚接地,VDD引脚接电压输出端;第二三线插接件的第一接线端接地;第二三线插接件的第一接线端、第二接线端、第三接线端与第一电极片、第二电极片、第三电极片分别电连接;心率采集芯片的RX引脚、TX引脚为心电采集电路心电信号输出引脚,与控制器的UART串口信号发送引脚、UART串口信号接收引脚分别相连;
该马桶的血压获取方法具体如下:
步骤一、使用者需要坐上马桶圈,使得臀部与第二电极片及第三电极片接触,大拇指按住脉搏传感器的检测头,且手臂或手掌与第一电极片接触;
步骤二、脉搏传感器持续检测使用者的脉搏信号,并传输给脉搏信号滤波电路进行滤波出后传输给控制器进行数模转换;使得控制器得到使用者的脉搏波形图曲线;
第二电极片和第三电极片将检测到的使用者心电信号持续传输给心电采集电路;心电采集电路内的心率采集芯片将接收到的心电信号转化为数字信号并传输给控制器,使得控制器得到使用者的心电图曲线;
步骤三、将1赋值给i;
步骤四、持续对心电图曲线进行有效峰值点定位,获得心电图曲线的有效峰值位置;对脉搏波形图曲线进行有效峰值点定位,获得脉搏波形图曲线的有效峰值位置;
心电图曲线ECG上出现第i个有效峰值点后,确定心电图曲线ECG上第i个有效峰值点的电压大小PPVi,并确定与心电图曲线上第i个有效峰值点对应的脉搏波形图曲线的有效峰值点位置;计算使用者的第i次心率HRi;HRi=1/Ti;Ti为心电图曲线ECG上第i个有效峰值点与第i+1个有效峰值点之间的时间差,单位为分钟;计算第i个脉搏波传导时间PWTTi;
步骤五、根据心电图曲线ECG上第i个有效峰值点的电压大小PPVi、第i次心率HRi和第i个脉搏波传导时间PWTTi计算第i个收缩压SBPi和第i个舒张压DBPi;
之后,将第i个收缩压SBPi、第i个舒张压DBPi分别添加到横坐标为时刻,纵坐标为血压值的血压坐标系内,并进入步骤六;
步骤六、若使用者离开马桶,则进入步骤七,否则,将i增大1后,重复执行步骤四和五;
步骤七、将血压坐标系内对应收缩压的离散点连接,并将血压坐标系内对应舒张压的离散点连接;
其中第i个收缩压SBPi的计算表达式为SBPi=k·PWTTi+t;第i个舒张压DBPi的计算表达式为DBPi=a·PWTTi+b·HRi+c·PPVi+d;
k、t、a、b、c、d按照以下两种取值方式中的一种确定;
方式1:k=‑63、t==110.897、a=‑268.86、b=1.432、c=0.0056、d=21.2948;
方式2:k、t、a、b、c、d通过使用者初始化匹配得到,匹配方式如下;
使用者坐在马桶上获得n组心电脉搏数据组,n≥3,并同步用血压计测量收缩压和舒张压;心电脉搏数据组内包括心电图曲线上有效峰值点的电压大小、心率、脉搏波传导时间;
将n组心电脉搏数据组和对应的n个血压值代入SBPi=k·PWTTi+t和DBPi=a·PWTTi+b·HRi+c·PPVi+d进行计算,并通过最小二乘法进行线性拟合得到k、t、a、b、c、d的取值;
其中,对心电图曲线ECG或脉搏波形图曲线PPG进行有效峰值点定位的方法具体如下:
(1)对心电图曲线ECG或脉搏波形图曲线PPG通过小波阈值滤波法进行滤波、去噪和平滑波形;
(2)对(1)处理后所得的曲线进行求导,得到导函数曲线;并对导函数曲线求零点,从而确定(1)处理后所得曲线的极大值值点、极小值值点的位置;
(3)在极值点中筛选出a个初定峰值点;初定峰值点为纵坐标大于S'的极大值点,S'=k·(Smax‑Smin)+Smin;其中Smax为(1)所得所有点中的纵坐标最大的值;Smin为(1)所得所有点中的纵坐标最小的值;若进行有效峰值点定位的是心电图曲线ECG,则k=2/3;若进行有效峰值点定位的是脉搏波形图曲线PPG,则k=1/2;
(4)将a个初定峰值点分为b个初步有效峰值组;同一个初步有效峰值组内任意两个相邻的初定峰值点的时间差(横坐标间距)大于X;X取0.2~0.5秒任意一值;
(5)每个初步有效峰值组内纵坐标最大的那个初定峰值点作为有效峰值点;从而得到b个有效峰值点。
2.根据权利要求1所述的一种心电脉搏监测马桶的血压获取方法,其特征在于:所述的信息处理电路还包括无线传输模块;所述的无线传输模块与控制器相连,与上位机无线通讯;所述心率采集芯片的型号为BMD101;所述脉搏传感器的型号为PulseSensor;所述的控制器采用型号STM32F103的单片机。
3.根据权利要求1所述的一种心电脉搏监测马桶的血压获取方法,其特征在于:所述的稳压电路包括稳压芯片和两线插接件;所述稳压芯片的型号为SGM2020‑3.3;稳压芯片的1及2引脚均接电容C201的一端及两线插接件的一个接线端;稳压芯片的3引脚、电容C201的另一端及两线插接件的另一个接线端均接地;稳压芯片的4引脚接电容C202的一端,5引脚接电容C203的一端;电容C202及电容C203的另一端均接地;两线插接件与外部5V电源接口;
稳压芯片的5引脚为稳压电路的电压输出端。
4.根据权利要求1所述的一种心电脉搏监测马桶的血压获取方法,其特征在于:第i个脉搏波传导时间为心电图曲线上第i个有效峰值点与对应的脉搏波形图曲线有效峰值点之间的时间差;心电图曲线ECG上的有效峰值点与脉搏波形图曲线PPG的有效峰值点匹配的方法如下:若心电图曲线ECG上一个有效峰值点的时刻早于脉搏波形图曲线PPG上的一个有效峰值点的时刻,且两者之间不存在心电图曲线ECG的其他有效峰值点和脉搏波形图曲线PPG上的其他有效峰值点,则两者相互对应。
5.根据权利要求1所述的一种心电脉搏监测马桶的血压获取方法,其特征在于:步骤五中,若第i个收缩压高于高压报警预设值或第i个舒张压高于低压报警预设值,则无线传输模块向上位机发送报警信号;高压报警预设值等于146mmHg;低压报警预设值等于96mmHg。