提高血壓測(cè)量準(zhǔn)確度是預(yù)防高血壓的重要途徑。針對(duì)示波法僅由經(jīng)驗(yàn)確定一組比例系數(shù)使血壓測(cè)量不準(zhǔn)的問題,提出一種多方法結(jié)合的血壓判定方法。將前處理后的包絡(luò)特征通過分類模型匹配一組最適用的比例系數(shù),再采用示波法估計(jì)血壓。分類模型離線訓(xùn)練,首先利用新型k-means算法對(duì)包絡(luò)唯一聚類,然后各類包絡(luò)分別采用梯度下降法獲取一組最優(yōu)比例系數(shù),最終由多類包絡(luò)的質(zhì)心向量與比例系數(shù)構(gòu)成分類模型。利用33例對(duì)象做對(duì)比實(shí)驗(yàn),對(duì)比水銀法,測(cè)量值的相關(guān)系數(shù)可達(dá)0. 91,且準(zhǔn)確度符合AAMI-SP10及ESH的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)要求;另以ESH為中間標(biāo)準(zhǔn)對(duì)比傳統(tǒng)示波法,5 mm Hg偏差內(nèi)達(dá)標(biāo)量的平均增長(zhǎng)率為10. 5%,10 mm Hg偏差內(nèi)達(dá)標(biāo)量的平均增長(zhǎng)率為6. 8%。這說明,所提出的方法不僅準(zhǔn)確性良好,而且較傳統(tǒng)示波法具有一定優(yōu)越性。 

【文章來源】：中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2020,39(02)北大核心CSCD

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【部分圖文】：

振蕩波預(yù)處理

基于包絡(luò)特征匹配比例系數(shù)的關(guān)鍵在于構(gòu)建分類模型。分類模型由包絡(luò)的類別標(biāo)簽及對(duì)應(yīng)各類包絡(luò)的比例系數(shù)構(gòu)成，然而擬合后的振蕩波包絡(luò)沒有任何標(biāo)簽屬性，因此需要通過無監(jiān)督學(xué)習(xí)添加標(biāo)簽。k-means是一種典型的無監(jiān)督學(xué)習(xí)方法，采用貪心策略，原理簡(jiǎn)單，聚類性能良好。針對(duì)傳統(tǒng)kmeans算法存在的類別數(shù)事先無法確定、初始聚類中心隨機(jī)選定等問題，周世兵等[26]提出一種可確定最佳聚類數(shù)的新型k-means算法，保證了聚類結(jié)果的唯一性和穩(wěn)定性。本研究采用此新型k-means算法，對(duì)包絡(luò)聚類通過AP算法確定類別數(shù)，選取距離所有樣本中心最近的一個(gè)樣本作為第一個(gè)初始聚類中心，再基于最大最小距離算法確定其他聚類中心。采用輪廓系數(shù)Silhouette對(duì)聚類效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，其最大值對(duì)應(yīng)的類數(shù)為最佳類別數(shù)。對(duì)于樣本i，設(shè)a(i)為樣本i與類內(nèi)其他所有樣本的平均距離，b(i)為樣本i與到其他每個(gè)類中樣本平均距離的最小值，則樣本i的輪廓系數(shù)sil(i)為聚類結(jié)果為已劃分的k類包絡(luò)及每類包絡(luò)的質(zhì)心向量，多類包絡(luò)下的質(zhì)心向量集合是構(gòu)建分類模型的關(guān)鍵部分，在估計(jì)血壓時(shí)，通過計(jì)算輸入的包絡(luò)特征與質(zhì)心向量的距離來確定該包絡(luò)的類別，進(jìn)一步匹配適用該包絡(luò)的比例系數(shù)。

本研究的數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)與江蘇鹿德醫(yī)療電子股份有限公司合作完成，試驗(yàn)前已簽署受試者同意書。實(shí)驗(yàn)對(duì)象共33例，均無嚴(yán)重的血液循環(huán)障礙，控制年齡、性別、體位、采樣頻率及信號(hào)來源等變量，其中年齡及性別信息如表1所示。選用一般型號(hào)的水銀血壓計(jì)和電子血壓計(jì)，對(duì)33例實(shí)驗(yàn)對(duì)象總計(jì)進(jìn)行了4輪同等采樣，單輪采樣過程中對(duì)每例對(duì)象交替使用兩種測(cè)量工具，各取3次有效數(shù)據(jù)，記錄每例對(duì)象每次測(cè)量的水銀測(cè)量值，并保留傳感器的原始混合數(shù)據(jù)。實(shí)驗(yàn)假設(shè)有二:一是與水銀法相比，本方法的測(cè)量準(zhǔn)確度滿足國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求;二是與傳統(tǒng)示波法相比，本方法在測(cè)量準(zhǔn)確度上具有優(yōu)越性。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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