便携式先心病快速筛查及监测装置的制作方法

1.本发明属于先心病医疗设备技术领域，涉及一种便携式先心病快速筛查及监测装置。


背景技术：

2.先天性心脏病(先心病，congenital heart disease，chd)是儿童常见的心血管系统疾病，也是先天性畸形中最常见的一类，约占我国各种先天畸形的1/3，其发病率呈现出逐年上升的趋势，城市发病率逐渐升高，农村发病率逐渐减低。先天性心脏病发病率不容小视，欧美国家数据显示，先心病发病率约为0.9％。而我国之前的流行病学调查统计，估算出我国先心病的发病率小于0.8％，这意味着我国每年新增先天性心脏病患者15～20万。而且先天性心脏病谱系特别广，包括上百种具体分型，有些患者可能同时合并多种畸形，症状千差万别，最轻者可以终身无症状，重者出生即出现严重症状如缺氧、休克甚至夭折，少部分先天性心脏病在5岁前有自愈的机会，但大多数患者需手术治疗校正畸形。
3.随着医学技术的飞速发展和医疗器械更新，越来越多先心病患儿能得到早期、及时诊治，目前多数患者如及时手术治疗，可以和正常人一样恢复正常，生长发育不受影响，并能胜任普通的工作、学习和生活的需要，因此，先心术后的监测也将面临更高的要求。
4.在不同的医疗领域，针对不同医疗健康监护，不同的医疗救治相关的医疗仪器，都将逐步向便携式、简单化、多功能、准确性高的方向发展，其中移动性和便携性是影响医疗电子产业的关键。为先心病患者的早期筛查以及术后健康评估提供一种新的更为准确、更有效的监测方式，同时数据云存储可完整地收集和回顾每个用户的长期监测数据，并为在线问诊提供数据支持，有助于先心病的早发现早治疗及心血管疾病的早期预防，为研发长期、无损、安全可靠的家用便携式先心病智能医疗快速筛查及监测设备奠定基础，具有很好的应用前景和市场价值。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种便携式先心病快速筛查及监测装置，实现对先心病的快速筛查及监测，并从中提取先心病相关的参数进行分析，为先心病的治疗及术后预后情况提供指导与评估。
6.为了达到上述目的，本发明的基础方案为：一种便携式先心病快速筛查及监测装置，包括心电模块、心音与肺音模块、血氧模块、体温模块和控制单元；
7.心电模块、心音与肺音模块、血氧模块和体温模块分别采集心电信号、心音信号、肺音信号、四肢血氧信号及体温信号；
8.所述心电模块、心音与肺音模块、血氧模块和体温模块的输出端均与控制单元连接，控制单元接收并对信号进行处理，实现先心病快速筛查。
9.本基础方案的工作原理和有益效果在于：利用心电模块、心音与肺音模块、血氧模块和体温模块实时采集待测者相应的数据，信息采集全面，有利于全面分析待测者的身体
情况。通过控制单元对采集的数据进行分析处理，获取分析结果，实现对待测者身体情况的实时检测并筛查待测者的先心病情况。
10.进一步，还包括无线通信单元和智能终端，所述控制单元的输出端与无线通信单元连接，智能终端通过无线通信单元与控制单元连接，智能终端的输出端连接有云数据库。
11.控制单元通过无线通信单元与智能终端连接，实现远程通信，利于数据显示、保存和查看。智能终端可将其接收信息保存为文本文件，并将其上传至云数据库中保存，避免信息遗失。
12.进一步，还包括供电单元，所述供电单元的供电端分别与心电模块、心音与肺音模块、血氧模块、体温模块和控制单元的电源输入端连接。
13.供电单元为其他模块设备供电，保证装置顺利运行。
14.进一步，所述控制单元包括数控放大电路和stm32f103vet6微控制器，所述数控放大电路的输入端与各模块的输出端连接，数控放大电路的输出端与stm32f103vet6微控制器连接。
15.数控放大电路首先对控制单元接收的数据进行预处理，以便进行传输和后续处理。stm32f103vet6微控制器上设有多个串口，利于连接其他设备，且最高工作频率可达72mhz，利于使用。
16.进一步，控制单元接收并对信号进行处理的方法为：
17.获取待测者的心电信号、心音信号、肺音信号、体温信号及四肢血氧信号，并进行预处理；
18.对心电信号进行一阶差分计算，获取心电信号中的所以拐点，再对心电信号进行二阶差分计算，获取心电信号的所有波峰，从而计算得到心率、心率变异率及心电信号r波的幅值；
19.提取心音信号中的第一心音s1和第二心音s2的包络的起始位置、终止位置及波峰位置，计算得到心率速度，心脏舒张期和收缩期的持续时间，及舒张期和收缩期的持续时间的比值，根据第一心音s1和第二心音s2的波峰，计算第一心音s1和第二心音s2在幅值上的比值，根据第一心音s1和第二心音s2在幅值上的比值判断儿童的心脏健康状况，进行先心病的快速筛查；
20.提取红光r波长血氧信号的峰值与谷值以及红外光ir波长血氧信号的峰值与谷值计算血氧饱和度sao2％：
[0021][0022]
其中，a和b为常数；
[0023]
计算所测心动周期t
rr
内心电信号r波峰值点分别到右侧上肢血氧信号谷值点和下肢血氧信号谷值点的平均时间tr
rsf
和tr
rst
，以及左侧上肢血氧信号谷值点和下肢血氧信号谷值点的平均时间tl
rsf
和tl
rst
；右侧上肢血氧信号谷值点到峰值点的平均时间tr
spfr
，左侧上肢血氧信号谷值点到峰值点的平均时间tl
spfr
；右侧下肢血氧信号谷值点到峰值点的平
均时间tr
spfr
，左侧下肢血氧信号谷值点到峰值点的平均时间tl
sptr
；以及右侧上肢与下肢血氧信号的谷值点平均时间差tr
sft
与峰值点平均时间差tr
pft
，左侧上肢与下肢血氧信号的谷值点平均时间差tl
sft
与峰值点平均时间差tl
pft
，其中t
rr
代表一个心动周期；
[0024]
对四肢动脉血管弹性、心脏射血能力进行全面的评估。
[0025]
对心电信号进行预处理获取平滑的心电波形，利用差分阈值法，计算得到心电信号的相关参数，以便后续分析。对心音信号进行预处理去除心音信号中的噪声信号，提取心音信号中的特征参数分析心脏健康情况。同时结合心音信号和血氧信号的特征参数，对待测者的四肢动脉血管弹性、心脏射血能力等进行全面的评估，利用先心病的快速筛查。
[0026]
进一步，获取tr
spfr
、tl
spfr
、tr
sptr
和tl
sptr
分别与t
rr
的比值，tr
spfr
与tl
spfr
的比值，以及tr
sptr
与tl
sptr
的比值，根据获取的比值得知左右两侧血流的对称性，以及四肢动脉血管弹性与心脏的射血情况；
[0027]
设置第一阈值范围，当tr
spfr
、tl
spfr
、tr
sptr
和tl
sptr
分别与t
rr
的比值均小于第一阈值范围时，说明心脏射血能力和四肢血管弹性正常，反之，判断心脏射血能力和四肢血管弹性处于非正常状态；
[0028]
设置第二阈值范围，将tr
spfr
与tl
spfr
的比值，与tr
sptr
与tl
sptr
的比值相比获取对比值，对比值等于第二阈值范围时，待测者左右两侧血流正常；反之，待测者其中一侧血流异常。
[0029]
由于不同人、不同的病理情况，以及测量位置等，其获取的波形会有差异，为了衡量心脏收缩后的射血能力，以及手与脚局部动脉的管壁压力以及弹性等情况，设置对应参数的比值情况，判断身体对应部位的状态，简化数据分析，加快分析速度，利于使用。
[0030]
进一步，计算tr
rsf
与tr
rst
的比值，以及tl
rsf
与tl
rst
的比值，获取心脏收缩射血后，血液在左右两侧上肢与下肢的相对流动情况；
[0031]
设置第三阈值，当tr
rsf
与tr
rst
的比值小于第三阈值时，右侧的上下肢体的动脉血管中血液流动正常，反之，判断右侧的上下肢体的动脉血管出现病变异常；
[0032]
当tl
rsf
与tl
rst
的比值小于第三阈值时，左侧的上下肢体的动脉血管中血液流动正常，反之，判断左侧的上下肢体的动脉血管出现病变异常。
[0033]
下肢相对上肢距离心脏较远，因此时间差tr
rst
和tl
rst
相对于tr
rsf
和tl
rsf
较长，设置对应比值，判断身体对应部位的状态，使分析结果更为简单明了。
[0034]
进一步，计算tr
spfr
与tr
sptr
的比值，以及tl
spfr
与tl
sptr
的比值，根据比值判断上肢与下肢动脉血流情况；
[0035]
设置第四阈值范围，当tr
spfr
与tr
sptr
的比值，以及tl
spfr
与tl
sptr
的比值均等于第四阈值范围时，心脏及局部动脉血管处于正常状态；反之，心脏和/或局部动脉血管存在病变。
[0036]
利用对应参数的比值情况可以反应单侧上肢与下肢动脉血压情况。
[0037]
进一步，计算tr
rsf
与tr
spfr
的比值，tl
rsf
与tl
spfr
的比值，tr
rst
与tr
sptr
的比值，以及tl
rst
与tl
sptr
的比值，计算tr
rsf
与tr
spfr
的比值和tr
rst
与tr
sptr
的比值间的第一差值，以及tl
rsf
与tl
spfr
的比值和tl
rst
与tl
sptr
的比值间的第二差值；
[0038]
设置第五阈值范围，当第一差值和第二差值均小于第五阈值范围时，待测者为健康人群；反之，待测者的局部血管可能出现病变。
[0039]
计算对应参数的两个比值，并根据比值间差值的大小，判断身体对应部位的状态，
使分析结果更为简单明了。
附图说明
[0040]
图1是本发明便携式先心病快速筛查及监测装置的流程示意图；
[0041]
图2是本发明便携式先心病快速筛查及监测装置的数控放大电路的电路图；
[0042]
图3是本发明便携式先心病快速筛查及监测装置的stm32f103vet6微控制器的电路图；
[0043]
图4是本发明便携式先心病快速筛查及监测装置的智能终端的结构示意图；
[0044]
图5是本发明便携式先心病快速筛查及监测装置的供电单元的直流正电源电路图；
[0045]
图6是本发明便携式先心病快速筛查及监测装置的供电单元的直流负电源电路图；
[0046]
图7是本发明便携式先心病快速筛查及监测装置的心电信号与血氧红光波长信号提取示意图。
具体实施方式
[0047]
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
[0048]
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0049]
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0050]
如图1所示，本发明公开了一种便携式先心病快速筛查及监测装置，包括心电模块、心音与肺音模块、血氧模块、体温模块和控制单元，心电模块、心音与肺音模块、血氧模块和体温模块分别采集心电信号、心音信号、肺音信号、四肢血氧信号及体温信号。心电模块、心音与肺音模块、血氧模块和体温模块的输出端均与控制单元电性连接，控制单元接收并对信号进行处理，实现先心病快速筛查。
[0051]
心电模块包括至少3个心电电极，采用单导联采集方法，将一次性心电电极贴在待测者双侧手臂以及右侧大腿处，其中正极贴在左侧手臂，而负极贴在右侧手臂，可实现心电信号的平稳采集。心电电极将采集的心电信号输入心电模块，经ad620前置放大电路、右腿驱动电路、带通滤波电路及50hz陷波器后，送入控制单元，实现心电信号的采集。
[0052]
心音与肺音模块包括具有高灵敏度的驻极体电容式电子听诊器，通过移动电子听诊器实现对五个听诊区心音信号的拾取：(1)二尖瓣区：位于心尖搏动最强点，又称心尖区；
(2)肺动脉瓣区：在胸骨左缘第2肋间；(3)主动脉瓣区：位于胸骨右缘第2肋间；(4)主动脉瓣第二听诊区：在胸骨左缘第3肋间，又称erb区；(5)三尖瓣区：在胸骨下端左缘，即胸骨左缘第4、5肋间。
[0053]
心音与肺音模块在保持心音采集区域位置固定的情况下，对待测者前胸部有锁骨上窝，锁骨中线的上中下三部位分别进行肺音信号的采集。然后更换心音采集区域，重新对对待测者前胸部有锁骨上窝，锁骨中线的上中下三部位进行肺音信号的采集，以此类推直到五个心音听诊区域的心音信号采集完成，得到同一心音采集区域内不同采集部位的肺音信号。当心功能不全时会出现两侧肺底湿罗音，因此，对于先心病的快速筛查来说肺音信号的采集也尤为重要。电子听诊器的输出的心音信号和肺音信号，依次通过心音与肺音模块内的ad620前置放大电路、lmc6082构成的带通滤波电路和lmc6084构成的50hz滤波电路，然后送入控制单元内，完成心音信号和肺音信号的采集。
[0054]
血氧模块采用的是透射式捆绑血氧探头，针对年龄稍大的待测者其采集位置主要是儿童的双手大拇指及双脚大拇指，如果待测者年龄较小，可将其绑在手掌与脚掌处。采集位置的不同获取到的信号效果也不同，但通过监测四肢血氧信号可获取更多的先心病相关参数，为先心病的快速诊断提供依据。血氧模块通过led(发光二极管)控制电路交替打开660nm和940nm不同波长的led，利用透射原理采集左右手指的血氧饱和度双波长信号，采集的信号通过ad795前置放大电路、低通滤波电路及50hz滤波电路送入控制单元，进而实现血氧饱和度的采集。利用控制单元和dac124s085芯片实现对led电流大小的控制，进而实现血氧饱和度的采集
[0055]
体温模块选用但不限于max30205传感器，体温模块可设置在待测者的腋下，采用捆绑或粘贴的方式固定在人体上，进行人体温度采集。体温模块利用iic(inter
‑
integrated circuit，集成电路总线)直接与控制单元进行通讯，实现体温数据采集。
[0056]
控制单元包括数控放大电路(如图2所示)和stm32f103vet6微控制器(如图3所示)，数控放大电路的输入端与各模块的输出端电性连接，数控放大电路的输出端与stm32f103vet6微控制器电性连接，数控放大电路可根据不同人群信号强弱进行增益调节。数控放大电路包括pga113与pga117的数控放大单元，心音与肺音模块输出的信号进入pga113可编程数控放大单元，血氧模块输出的信号进入pga117数控放大单元，通过微控制器轮流开关pga117各通道。
[0057]
控制单元的stm32f103vet6微控制器的接口adc_ecg、adc_hs和adc_ls分别与pga113可编程数控放大单元的心电数控输出、心音数控输出、肺音数控输出电性连接。stm32f103vet6微控制器的接口adc_eafosplarm和adc_eafosprarm分别与pga113数控放大单元的双手指血氧饱和度直流信号输出端与交流信号输出端电性连接。stm32f103vet6微控制器的接口tos1、tscl1和tsda1与温度传感器max30205芯片电性连接，采用iic通信实现温度数据的读取。接口ecg_cs、ecg_dio、ecg_sclk、hs_cs、hs_dio、hs_sclk、ls_cs、ls_dio和ls_sclk分别连接到pga113数控放大单元，通过微控制器采用模拟spi(serial peripheral interface，串行外设接口)通讯方式实现对数控芯片的增益控制。接口eafosp_csr、eafosp_dor1、eafosp_dir1、eafosp_sclkr、eafosp_csl、eafosp_dol1、eafosp_dil1和eafosp_sclkl分别与pga117数控放大单元连接，通过微控制器采用模拟spi通讯方式实现对数控芯片的通道及增益控制。接口dac124din_e1、dac124sync_e、
dac124sclk_e和dac124din_e2与dac124s085芯片电性连接，通过微控制器采用模拟spi通讯方式实现对其电压输出的控制，进而实现血氧探头的电流强度的控制。
[0058]
控制单元的stm32f103vet6微控制器的串口转usb接口采用ch340e、adum1201隔离芯片及其外围元件构成，实现各种控制及信号采集，与计算机之间信息的传输等。stm32f103vet6微控制器设置了专门的a/d和d/a转换的参考电压输入接口，选用ref2030高精度参考电压芯片作为其参考电压，以提高a/d和d/a转换的精度，进而提高各信号的采集精度和d/a转换控制精度。
[0059]
本方案的一种优选方式中，该便携式先心病快速筛查及监测装置还包括无线通信单元和智能终端(如图4所示)。控制单元的输出端与无线通信单元电性连接，智能终端通过无线通信单元与控制单元电性连接，智能终端的输出端电性连接有云数据库。无线通信单元可选用wifi通信模块等，智能终端采用手机、笔记本电脑等，云数据库选用腾讯云mysql数据等。stm32f103vet6微控制器接收采集的生理信号后，将生理信号打包成数据帧，利用自身串口2与无线通信单元建立通讯，实现与智能终端的数据传输；利用自身串口3及ch340e芯片实现下位机与android嵌入式触摸显示屏的数据传输及通讯等，进而实现数据的可视化显示、保存、分析等功能，同时采集的数据还可通过互联网保存在云数据库中，可完整的收集每个用户的长期监测数据。
[0060]
本方案的一种优选方式中，该便携式先心病快速筛查及监测装置还包括供电单元。供电单元的供电端分别与心电模块、心音与肺音模块、血氧模块、体温模块和控制单元的电源输入端电性连接。供电单元采用12v锂电池供电，供电单元主要各种稳压芯片构成，如图5和图6所示，供电单元的av7.5v、av 5.0v、av
‑
5.0v、av3.3v、dv3.3v、av1.5vr、agnd、dgnd、ref3.0v与ref1.5v节点，分别与供电单元中的模拟电源7.5v、模拟电源5v、模拟电源负5v、模拟电源3.3v、数字电源3.3v、模拟电源1.5v、数字地、模拟地相连，为各模块单元提供工作电源。12v直流电源经过lm2576
‑
5.0芯片降压后输出电压为vcc5v，经过ams1117
‑
3.3(是一种输出电压为3.3v的正向低压降稳压器)与ams1117
‑
1.5得到av3.3v、av1.5v、dv3.3v电压输出。另一路12v电源经过ams1117
‑
adj与ams1117
‑
5输出av7.5v和av 5.0v电压。av
‑
5.0v电源由12v直流电源经过mc34063产生负电源并由lm7095输出稳定的负5v电源，ref3.0v电源由ref2030芯片产生基准电压3v为stm32f103vet6提供精准的参考电压。
[0061]
本方案的一种优选方式中，控制单元接收并对信号进行处理的方法为：
[0062]
获取待测者的心电信号、心音信号、肺音信号、体温信号及四肢血氧信号，并进行预处理。通过设计巴特沃斯低通滤波器、50hz带阻滤波器对含有噪声的心电信号进行预处理，并利用iir零相移数字滤波器纠正基线漂移，利用平滑滤波对心电信号进一步做降噪处理，得到平滑的心电波形。
[0063]
对心电信号进行一阶差分计算，信号采集获取的是离散点，参照于连续函数的一阶微分方公式，其离散点的一阶差分方程可表示为：
[0064][0065]
获取心电信号中的所以拐点。再对心电信号进行二阶差分计算，其表达式为：
[0066][0067]
获取心电信号的所有波峰，利用差分阈值法从而计算得到心率、心率变异率及心电信号r波的幅值。
[0068]
利用巴特沃斯滤波器、50hz带阻滤波器对含有噪声的心音信号进行预处理，并通过小波变换(db6小波)对心音信号做进一步的降噪处理，最后利用香农算法提取去噪预处理后的心音信号的包络。提取心音信号中的第一心音s1和第二心音s2的包络的起始位置、终止位置及波峰位置，同时获取第一心音s1和第二心音s2的持续时间。通过起止点的定位，计算得到心率速度，心脏舒张期和收缩期的持续时间，及舒张期和收缩期的持续时间的比值(d/s)。根据s1和s2的波峰，分别确定s1和s2的最大幅值参数，计算第一心音s1和第二心音s2之间的两者在幅值上的比值，即s1/s2。根据第一心音s1和第二心音s2在幅值上的比值判断儿童的心脏健康状况，进行先心病的快速筛查。
[0069]
经过预处理计算一个心电周期内，左右上肢与下肢4道血氧饱和度双波长(940nm和660nm)各自交直流信号最大值和最小值的差值、平均值，平均值与最大值和最小值差值的比值，两种波长信号平均值的比值。提取红光r(660nm)波长血氧信号的峰值与谷值以及红外光ir(940nm)波长血氧信号的峰值与谷值血氧饱和度的检测依据的是氧合血红蛋白(hbo2)和还原血红蛋白(hb)在红光和红外光区域的光谱特性，由此根据朗伯
‑
比尔公式可计算红光和红外光两个波长中的光吸收比率：
[0070][0071]
其，中ac
r
、dc
r
、ac
ir
、dc
ir
红光和红外光在心脏收缩过程中的交流分量和心脏舒张过程中直流分量；
[0072]
从而计算血氧饱和度sao2％：
[0073][0074]
其中，a和b为常数，例如a＝110.5，b＝24.07。
[0075]
本方案的一种优选方式中，如图7所示，针对四肢的660nm红光血氧信号进行参数提取，计算所测心动周期t
rr
内心电信号的r波峰值点分别到上肢血氧信号谷值点和下肢血氧信号谷值点的平均时间tr
rsf
和tr
rst
，以及左侧上肢血氧信号谷值点和下肢血氧信号谷值点的平均时间tl
rsf
和tl
rst
；右侧上肢血氧信号谷值点到峰值点的平均时间tr
spfr
，左侧上肢血氧信号谷值点到峰值点的平均时间tl
spfr
；右侧下肢血氧信号谷值点到峰值点的平均时间tr
sptr
，左侧下肢血氧信号谷值点到峰值点的平均时间tl
sptr
；以及右侧上肢与下肢血氧信号的谷值点平均时间差tr
sft
与峰值点平均时间差tr
pft
，左侧上肢与下肢血氧信号的谷值点平均时间差tl
sft
与峰值点平均时间差tl
pft
。对四肢动脉血管弹性、心脏射血能力进行全面的评估，tr
spfr
、tl
spfr
、tr
sptr
、tl
sptr
的时间长短及波形斜率可以反应血液的流速及血压情况等。
[0076]
由于不同人、不同的病理情况，以及测量位置等，其获取的波形会有差异，为了衡量心脏收缩后的射血能力，以及手与脚局部动脉的管壁压力以及弹性等情况，获取tr
spfr
、tl
spfr
、tr
sptr
和tl
sptr
分别与t
rr
的比值，tr
spfr
与tl
spfr
的比值，以及tr
sptr
与tl
sptr
的比值，根据获取的比值得知左右两侧血流的对称性，以及四肢动脉血管弹性与心脏的射血情况。设置第一阈值范围(第一阈值范围的优选取值范围为0.15
‑
0.22)，当tr
spfr
、tl
spfr
、tr
sptr
和tl
sptr
分别与t
rr
的比值均小于第一阈值范围时，说明心脏射血能力和四肢血管弹性正常，反之，判断心脏射血能力和四肢血管弹性处于非正常状态。设置第二阈值范围(第二阈值范围的优选取值范围为0.9
‑
1.1)，将tr
spfr
与tl
spfr
的比值，与tr
sptr
与tl
sptr
的比值相比获取对比值，对比值等于第二阈值范围时，待测者左右两侧血流正常；反之，待测者其中一侧血流异常。上述tr
spfr
、tl
spfr
、tr
sptr
和tl
sptr
分别与t
rr
的比值，正常情况下较小，正常在0.15
‑
0.22之间，该值越小，说明心脏射血能力相对约强，四肢血管弹性越好，当四个值同时偏大时，说明心脏射血能力不足，如果此值某一个偏大可能原因是四肢局部血管出现病变。为进一步了解肢体血流情况，获取左右两侧上肢tr
spfr
与tl
spfr
的比值和左右两侧下肢tr
sptr
与tl
sptr
的比值，根据两个比值得知左右两侧血流的对称性，正常情况下该比值应约为1。若某一侧出现异常(如局部血管狭窄或堵塞等)比值会小于0.9或大于1.1。
[0077]
脚趾相对手指距离心脏较远，因此tr
rst
与tl
rst
相对于tr
rsf
与tl
rsf
较长，计算tr
rsf
与tr
rst
的比值，以及tl
rsf
与tl
rsf
的比值，获取心脏收缩射血后，血液在左右两侧上肢与下肢的相对流动情况。设置第三阈值(第三阈值范围的优选取值为1)，当tr
rsf
与tr
rst
的比值小于第三阈值时，右侧的上下肢体的动脉血管中血液流动正常，反之，判断右侧的上下肢体的动脉血管出现病变异常。当tl
rsf
与tl
rst
的比值小于第三阈值时，左侧的上下肢体的动脉血管中血液流动正常，反之，判断左侧的上下肢体的动脉血管出现病变异常。一般上肢的谷值会早于下肢的谷值，这是因为下肢相对上肢来说距离心脏较远，而两者的时间比值在正常健康人群中差异不大，当出现相关心血管疾病时会导致此比值偏大或偏小。正常情况下左右侧上肢血液流动传输速度相对于左右侧下肢血液流动传输速度较快，两个比值均小于1，当上肢动脉血管病变或下肢动脉血管病变时(局部动脉血管堵塞等)，此值会偏大，进而得知上下肢动脉血管弹性情况，以及是否存在病变等。
[0078]
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段波形代表心脏收缩，血液射入管壁弹性较好的动脉血管，此时血管压力快速升高，产生收缩压。该过程由于心脏收缩速度快，故其血压上升斜率较陡，脉搏波处于上升阶段。因此计算tr
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的比值，以及tl
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的比值，根据比值判断单侧上下肢血液流动传输速度和上肢与下肢动脉弹性情况。设置第四阈值范围(第四阈值范围的优选取值为1)，当tr
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的比值，以及tl
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的比值均等于第四阈值范围时，心脏及局部动脉血管处于正常状态；反之，心脏和/或局部动脉血管存在病变。正常情况下两比值均近似等于1，反应的是单侧上下肢血液流动传输速度情况，两比值同时偏大或偏小时或单侧偏大或偏小，心脏可能存在病变或局部动脉血管存在病变。
[0079]
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的比值间的第一差值，以及tl
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的比值间的第二差值。设置第五阈值范围(该阈值范围通过临床上对比测试健康人群和异常人群可以获得)，当第一差值和第二差值均小于第五阈值范围时，对应的比值较接近，待测者为健康人群；反之，待测者的局部血管可能出现病变。
[0080]
本方案结合四肢的血氧饱和度、四道血氧双波长信号、心电图实现了对右侧上下肢体和左侧上下肢体的等参数提取，同时获取到了新的参数，可对四肢动脉血管弹性、心脏射血能力等进行全面的评估。
[0081]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0082]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。