通过脉搏波PPG波形推导血压(主要是SBP)有没有可能性,结合其它例如年龄、体重等参数呢
谢邀。翻了下题主和林轩的对话,觉得有必要来回答一下。
待讨论的问题如下
1) ECG+PPG 估计血压的可能性
2) PPG 波形特征估计血压的可能性
针对1)
很多文章里说 pulse transit time (PTT)和 血压有线型关系
这里面实际存在的问题其实比较多。这个所谓的线性关系首先是源于两个模型,Huges + Moens-Kortweg。先不谈这个模型/公式的假设条件,如果完全按照公式推导
那血压应该跟 ln(pulse wave velocity(PWV)) 存在线性关系。
值得注意的PWV是与传统定义上的PTT是存在区别的,具体的区别在下面的公式里假设里讨论。
联合利用这两个公式的前提假设:只在elastic tube测量。如果真的是这样,那上述关系还可以基本成立。然而PTT的测量,通常涉及到末端(peripheral),这个过程中经过的血管并不都是elastic的,于是这个关系过于简化,忽略了其他变量。实际上针对个人的频繁的再校正(recalibration),也是为了解决这个问题。至于题主提到的calibration,这个是必须要做的,以解决个体差异,然后随着时间的进行,需要不断的再校正才能保证一定的精度。
此外利用ECG与PPG来计算PTT,引入了另外一个变量,Pre-ejection period (PEP),这个变量在某些情况下的影响甚至大于PTT本身,如果强行利用线性模型来估计,极端的情况是估计了血压和PEP 的关系。。。
针对2)
波形特征估计血压也讨论了一些年,但没有PTT那么火热,大概是因为波形特征和血压之间的关系并不像PTT那样拥有理论模型。特别地,单一的波形特征通常不如PTT与血压的关系那么紧密,虽然后者如上文所述,也并没有很出色。截至目前,与血压关系最紧密的大概就是dicrotic notch相关的特征,然而由于dicrotic notch自身的不稳定性,这个特征在实际中也难以持续做出贡献。现存的文献中,尚未发现任何一篇文章可以利用波形特征很好地估计血压。
■网友
完全赞同 @Bear Sun 同学的技术分析,在技术方面再做一些详细补充,抛砖引玉,大家共同讨论
问题1,提问者提到的“脉搏波PPG波形推导血压(主要是SBP)”
根据题目描述,是想问单独的脉搏波波形推导血压,暂时没有PPG+ECG的故事。这里我把脉搏波的范畴扩大一点,不限于PPG采集,而是可以用压力传感器、光电传感器(PPG)、连续波雷达传感器(我司自研)、超声传感器中任何一种手段测量的脉搏波波形。就这一点,可以非常肯定的说,我们查阅过的学术界论文+我司长期工程实践,还没有发现能够稳定重现的相对准确预测SBP值的实验报告。
那是否是说波形和血压完全没关系?也不是。一方面有论文研究在受控条件下,脉搏波某些特征点,包括Bear Sun同学提到的dicrotic notch,也包括其它特征点,与血压有关;另一方面,我司自己的工程实践中也发现,在部分人群上,脉搏波特征与血压的某些成分(注意:不是SBP的值,而是构成SBP值的一部分)有关。
总的来说,这个问题目前还是纯科研问题,并且在科研领域还是早期研究阶段,缺乏有统计意义人群的可重复实验和数据。
问题2,ECG+PPG做无袖带血压测量能否准确
A) ECG+PPG测不准PTT。
ECG+PPG可以计算PAT,这里强调是Pulse Arrival Time不是Pulse Transit Time,因为靠ECG无法准确得到左心室瓣膜打开时刻,PAT = PTT + PEP。传统MK方程推导的是PTT和血压的关系,那么第一个弱点就暴漏出来了,ECG+PPG信号测不准PTT,要测准的话,要么上ICG信号,要么超声心动图,这两种技术都是为了定位左心室瓣膜打开的时刻。
B) PTT与血压的关系受其它因素的影响
这一点源于MK方程的弹性腔假设, @Bear Sun 同学已经描述的足够清楚,不再赘述
C) PTT与血压的关系只能计算血压的相对变化量,很难给出绝对值
MK方程给出
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