一种下肢血流动力学参数的获取方法、装置及设备

技术领域

本申请涉及无创检测技术领域，具体而言，涉及一种下肢血流动力学参数的获取方法、装置及设备。

背景技术

现有的血管结构、功能以及对应参数的检测主要是针对动脉血管，具体的是针对上肢动脉血管，检测得到的结果仅仅能够反映上肢动脉血管的状况；目前尚无针对下肢血管的结构、功能以及对应血流动力学参数检测的技术。

现有的血管检测方法分为有创检测与无创检测两种；其中，有创检测准确性高，但是有创检测需进行侵入性操作，会对机体本身带来一定程度的损伤，留下创口，操作不当会引发感染、血栓、出血等并发症；无创检测并发症发生率低且使用方便，但无创检测现阶段缺乏完整的理论指导、具有精度低以及无法有效区分动静脉的血管信号特征等缺点。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种下肢血流动力学参数的获取方法、装置及设备，用以解决了现有技术存在的无法检测下肢的血流动力学参数以及无法区分动静脉的血流动力学参数的问题，可利用PPG传感器实现无创测量下肢的血流动力学参数，且可以实现动静脉血流动力学参数的区分。

第一方面，提供了一种下肢血流动力学参数的获取方法，该方法可以包括：

针对用户下肢血管，获取第一加压模式下的第一足部脉搏波序列、第二加压模式下的第二足部脉搏波序列、第三加压模式下的第三足部脉搏波序列以及所述足部脉搏波序列对应的气压序列；其中，所述足部脉搏波序列是将采集的足部脉搏波按照采集时间顺序排列而成的；所述气压序列是将采集的气压按照采集时间顺序排列而成的；

对所述第一足部脉搏波序列进行变化趋势分析，得到第一足部脉搏波序列的趋势变化分析结果；

提取所述趋势变化分析结果对应的时间，得到第一时间参数；从所述气压序列中提取所述第一时间参数对应的气压，得到第一气压；

基于所述第一足部脉搏波序列的趋势变化分析结果和所述第一气压，得到下肢的第一血流动力学参数；

对所述第二足部脉搏波序列进行峰峰值提取；对提取的所述峰峰值进行多项式拟合分析，得到多项式拟合分析结果；从所述第二足部脉搏波序列中提取脉搏波值最大的第二足部脉搏波；

基于所述脉搏波值最大的第二足部脉搏波和所述多项式拟合分析结果，得到下肢的第二血流动力学参数；其中，所述第二血流动力学参数包括第二静脉血流动力学参数和第二动脉血流动力学参数；

对所述第三足部脉搏波序列进行分析，得到第一修正参数与第二修正参数；

利用所述第一修正参数和所述第二修正参数对所述第二动脉血流动力学参数进行修正，得到修正后的第二动脉血流动力学参数；

将所述下肢的第一血流动力学参数、所述第二静脉血流动力学参数和所述修正后的第二动脉血流动力学参数进行组合，得到下肢血流动力学参数。

在一个可选的实现中，所述第一加压模式至少包括一个第一高压持续阶段；

对所述第一足部脉搏波序列进行变化趋势分析，得到第一足部脉搏波序列的趋势变化分析结果，包括：

针对任一第一高压持续阶段的第一足部脉搏波序列，对所述第一高压持续阶段的第一足部脉搏波序列进行低通滤波，得到滤波后的第一足部脉搏波序列；

对所述滤波后的第一足部脉搏波序列的变化趋势进行分析，得到第一高压持续阶段的第一足部脉搏波序列的初始趋势变化分析结果；

对得到的多个第一高压持续阶段的第一足部脉搏波序列的初始趋势变化分析结果进行筛选，得到第一足部脉搏波序列的趋势变化结果。

在一个可选的实现中，所述足部脉搏波序列是由多个足部脉搏波序列子段组成的；所述每个足部脉搏波序列子段对应一个心动周期；所述每个足部脉搏波序列子段包括一足部脉搏波序列上升子段和一足部脉搏波序列下降子段；

在获取第一加压模式下的第一足部脉搏波序列之前，所述方法还包括：

获取静息足部脉搏波序列；其中，所述静息足部脉搏波序列是将未对用户下肢施加压力时采集的足部脉搏波按照采集时间顺序排列而成的；

将所述静息足部脉搏波序列按照心动周期进行划分，得到多个静息足部脉搏波序列子段；

针对任一静息足部脉搏波序列子段，提取静息足部脉搏波序列的上升子段的最大值点与最小值点；利用所述上升子段的最大值点减去最小值点，得到所述上升子段的峰峰值；

提取静息足部脉搏波序列的下降子段的最大值点与最小值点；利用所述下降子段的最大值点减去最小值点，得到所述下降子段的峰峰值；

根据所述上升子段的峰峰值和所述下降子段的峰峰值，去除异常静息足部脉搏波序列子段，得到多个非异常静息足部脉搏波序列子段；其中，所述异常静息足部脉搏波序列子段为所述上升子段的峰峰值除所述下降子段的峰峰值未满足第一阈值的静息足部脉搏波序列子段；

针对任一非异常静息足部脉搏波序列子段，计算所述上升子段的峰峰值和所述下降子段的峰峰值的平均值，得到所述非异常静息足部脉搏波序列子段的峰峰值；

根据所述多个非异常静息足部脉搏波序列子段的峰峰值，计算所有非异常静息足部脉搏波序列子段的峰峰值平均值，得到用户的平均振幅；

确定所述所有非异常静息足部脉搏波序列子段的总时长以及总数量；基于所述总时长以及总数量，得到用户的心率。

在一个可选的实现中，所述第二加压模式包括一个第二降压阶段；

对所述第二足部脉搏波序列进行峰峰值提取；对提取的所述峰峰值进行多项式拟合分析，得到多项式拟合分析结果，包括：

提取所述第二降压阶段的第二足部脉搏波序列，得到待分析的第二足部脉搏波序列；

对所述待分析的第二足部脉搏波序列进行求导，得到所述待分析的第二足部脉搏波序列的极值点；

根据所述用户的心率、用户的平均振幅与所述待分析的第二足部脉搏波序列的极值点，去除所述待分析的第二足部脉搏波序列中的重搏切迹，得到待拟合的第二足部脉搏波序列；

将所述待拟合的第二足部脉搏波序列按照心动周期进行划分，得到多个第二足部脉搏波序列子段；

计算每个第二足部脉搏波序列子段的峰峰值；对所有第二足部脉搏波序列子段的峰峰值进行拟合，得到第二足部脉搏波序列的峰峰值拟合曲线；

提取所述第二足部脉搏波序列的峰峰值拟合曲线的零点、极大值点和稳定点，作为多项式拟合结果。

在一个可选的实现中，基于所述脉搏波序列值最大的第二足部脉搏波序列和所述多项式拟合分析结果，得到下肢的第二血流动力学参数，包括：

提取多项式拟合分析结果中第二足部脉搏波序列的峰峰值拟合曲线的零点对应的时间，得到第二时间参数；

提取多项式拟合分析结果中第二足部脉搏波序列的峰峰值拟合曲线的极大值点对应的时间，得到第三时间参数；

提取多项式拟合分析结果中第二足部脉搏波序列的峰峰值拟合曲线的稳定点对应的时间，得到第四时间参数；

提取所述脉搏波序列值最大的第二足部脉搏波序列对应的时间，得到第五时间参数；

从所述气压序列中提取所述第二时间参数对应的气压和所述第三时间参数对应的气压，得到第二动脉血流动力学参数；

从所述气压序列中提取所述第四时间参数对应的气压和所述第五时间参数对应的气压，得到第二静脉血流动力学参数；

基于所述第二动脉血流动力学参数和所述第二静脉血流动力学参数，得到用户下肢的第二血流动力学参数。

在一个可选的实现中，所述第三加压模式至少包含两个第三高压持续阶段；

对所述第三足部脉搏波序列进行分析，得到第一修正参数与第二修正参数，包括：

提取所有第三高压持续阶段的第三足部脉搏波序列；

针对任一第三高压持续阶段的第三足部脉搏波序列，对所述第三高压持续阶段的第三足部脉搏波序列进行求导，得到待分析的第三足部脉搏波序列的极值点；

根据所述用户的心率、用户的平均振幅与所述待分析的第三足部脉搏波序列的极值点，去除所述待分析的第三足部脉搏波序列中的重搏切迹；

将去除重搏切迹后的待分析的第三足部脉搏波序列按照心动周期进行划分，得到多个第三足部脉搏波序列子段；

计算每个第三足部脉搏波序列子段的峰峰值；根据所述每个第三足部脉搏波序列子段的峰峰值，计算所有第三足部脉搏波序列子段的峰峰值的平均值；

将所述所有第三足部脉搏波序列子段的峰峰值的平均值按照时间顺序排列；

从排列后的所有第三足部脉搏波序列子段的峰峰值的平均值中选取最大值对应的时间，得到第六时间参数；

从所述排列后的第三足部脉搏波序列子段的峰峰值的平均值中选取最先为0的值对应的时间，得到第七时间参数；

从所述气压序列中提取所述第六时间参数对应的气压，得到第一修正参数；

从所述气压序列中提取所述第七时间参数对应的气压，得到第二修正参数。

在一个可选的实现中，所述第二动脉血流动力学参数包括第二动脉压强参数和第二动脉特征参数；其中，所述第二动脉压强参数为第二时间参数对应的气压；所述第二动脉特征参数为第三时间参数对应的气压；

利用所述第一修正参数和所述第二修正参数对所述第二动脉血流动力学参数进行修正，得到修正后的第二动脉血流动力学参数，包括：

利用第一修正参数对所述第二动脉压强参数进行修正，得到修正后的第二动脉压强参数；

利用第二修正参数对所述第二动脉特征参数进行修正，得到修正后的第二动脉特征参数；

基于所述修正后的第二动脉压强参数和所述修正后的第二动脉特征参数，得到修正后的第二动脉血流动力学参数。

第二方面，提供了一种下肢血流动力学参数的获取装置，该装置可以包括：

信号采集单元，用于针对用户下肢血管，获取第一加压模式下的第一足部脉搏波序列、第二加压模式下的第二足部脉搏波序列、第三加压模式下的第三足部脉搏波序列以及所述足部脉搏波序列对应的气压序列；其中，所述足部脉搏波序列是将采集的足部脉搏波按照采集时间顺序排列而成的；所述气压序列是将采集的气压按照采集时间顺序排列而成的；

趋势分析单元，用于对所述第一足部脉搏波序列进行变化趋势分析，得到第一足部脉搏波序列的趋势变化分析结果；提取所述趋势变化分析结果对应的时间，得到第一时间参数；从所述气压序列中提取所述第一时间参数对应的气压，得到第一气压；基于所述第一足部脉搏波序列的趋势变化分析结果和所述第一气压，得到下肢的第一血流动力学参数；

拟合分析单元，用于对所述第二足部脉搏波序列进行峰峰值提取；对提取的所述峰峰值进行多项式拟合分析，得到多项式拟合分析结果；从所述第二足部脉搏波序列中提取脉搏波值最大的第二足部脉搏波；基于所述脉搏波值最大的第二足部脉搏波和所述多项式拟合分析结果，得到下肢的第二血流动力学参数；其中，所述第二血流动力学参数包括第二静脉血流动力学参数和第二动脉血流动力学参数；

修正单元，用于对所述第三足部脉搏波序列进行分析，得到第一修正参数与第二修正参数；利用所述第一修正参数和所述第二修正参数对所述第二动脉血流动力学参数进行修正，得到修正后的第二动脉血流动力学参数；

输出单元，用于将所述下肢的第一血流动力学参数、所述第二静脉血流动力学参数和所述修正后的第二动脉血流动力学参数进行组合，得到下肢血流动力学参数。

第三方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、通信接口、存储器和通信总线，其中，处理器，通信接口，存储器通过通信总线完成相互间的通信；

存储器，用于存放计算机程序；

处理器，用于执行存储器上所存放的程序时，实现上述第一方面中任一所述的方法步骤。

第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质内存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一所述的方法步骤。

本申请基于动脉与静脉的血管结构差异与血容量不同，具有不同的硬度、顺应性等特点，提供了一种下肢血流动力学参数的获取方法，实现了下肢动脉和下肢静脉的血流动力学参数的无创获取，具有很好的泛化能力和准确性。本申请通过设计不同的加压模式有效区分动脉和静脉的塌陷程度，解决了动静脉血流动力学参数区分的问题。此外，本申请可以通过不同的加压方式修正所得的参数，提高了测量参数的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的一种下肢血流动力学参数的获取系统架构图；

图2为本申请实施例提供的一种下肢血流动力学参数的获取方法流程图；

图3为本申请实施例提供的一种初始静息状态的足部脉搏波序列处理；

图4为本申请实施例提供的一种对第一加压模式下获取的足部脉搏波的处理方法流程图；

图5为本申请实施例提供的一种对第二加压模式下的足部脉搏波进行处理的方法流程图；

图6为本申请实施例提供的一种对第三加压模式下的足部脉搏波处理的方法流程图；

图7为本申请实施例提供的一种下肢血流动力学参数的获取装置的结构示意图；

图8为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本申请实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

心动周期，是指心血管系统从一次心跳的起始到下一次心跳的起始的过程；心动周期由心率决定。

PPG传感器，指利用光电容积描记(PPG)技术进行人体运动心率的检测设备。

重搏切迹，动脉压波形中下降支上的重搏波，其产生来自于心室舒张期早期的时候，主动脉瓣关闭，动脉中的血液欲回返进左心室，受到主动脉瓣的阻挡冲击而产生；另外，重搏波和动脉压降支之间的切迹称为降中峡(重搏切迹)，是主动脉瓣关闭的标志；波形上体现为舒张期是波形下降时，重新上升的时候，并不是所有时候都能检查出重博切迹，同时也不代表整个心动周期中收缩期的结束，下降支的开始代表收缩期结束，重博切迹也不是用于区分脉压曲线的收缩期与舒张期，是因为利用极值分割心动周期时由于重博波的出现将舒张期分成了两个段，把波动较小的重博波极值去掉后才可以识别出一个完整心动周期的开始点和结束点。

本申请实施例提供的下肢血流动力学参数的获取方法可以应用在图1所示的系统架构中，如图1所示，下肢血流动力学参数的获取系统可以包括上位机、加压装置、袖带和PPG传感器；上位机与加压装置间采用串口连接；PPG传感器与加压装置之间采用蓝牙或其他无线通信方式进行数据传输通信；加压装置中还设置有气压传感器，气压传感器通过气管连接到袖带，气压传感器用于检测袖带内气体的压强。

其中，上位机用于控制加压模式与加压参数并保存相关数据；上位机可以包括：企业后台的服务器和企业员工的终端。该服务器可以是物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云服务、云数据库、云计算、云函数、云存储、网络服务、云通信、中间件服务、域名服务、安全服务、内容分发网络(ContentDelivery Network，CDN)，以及大数据和人工智能平台等基础云计算服务的云服务器。终端可以是移动电话、智能电话、笔记本电脑、数字广播接收器、个人数字助理(PDA)、平板电脑(PAD)等用户设备(User Equipment，UE)、手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其它处理设备、移动台(Mobile Station，MS)、移动终端(MobileTerminal)等。终端与服务器可以通过有线或无线的通信方式进行直接或间接的连接，本申请在此不做限定。

加压装置，由气阀、气泵、控制芯片、显示器组成；用于对袖带的充放气过程进行控制。

PPG传感器，至少包括光源和光电探测器，光源用于将光波照射进足部大拇指腹侧；光电探测器用于获取足部大拇指的脉搏波信号；将PPG传感器采集的足部大拇指的脉搏波信号按照时间顺序排列，得到足部脉搏波序列；其中，光源可为发光二极管。

具体的，如图1所示，下肢血流动力学参数的获取系统的工作流程可如下：将袖带缠绕于用户的小腿上，令PPG传感器的光源正对足部大拇指腹侧；通过上位机设置不同加压模式的压强参数，利用加压装置控制加压模式依次从未加压变化为第一加压模式、第二加压模式、第三加压模式以及未加压，同时在加压装置控制加压模式变化的过程中，利用设置于加压装置内的气压传感器实时检测袖带内气体的压强，利用PPG传感器的光电探测器实时检测用户的足部脉搏波信号；将气压传感器检测到的压强数据通过有线传输至加压装置，将PPG传感器检测到的足部脉搏波信号传输至加压装置；加压装置通过串口通信将加压模式(加压模式包含加压参数，不同加压模式可用标志符号代替)、压强数据、足部脉搏波信号以及对应的时间信号一同传输至上位机，利用上位机进行信号与数据的分析处理，得到用户的下肢血流动力学参数。

以下结合说明书附图对本申请的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请，并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图2为本申请实施例提供的一种下肢血流动力学参数的获取方法的流程示意图。如图2所示，该方法可以包括：

步骤S210、针对用户下肢血管，获取未加压时的静息足部脉搏波序列、第一加压模式下的第一足部脉搏波序列、第二加压模式下的第二足部脉搏波序列、第三加压模式下的第三足部脉搏波序列以及足部脉搏波序列对应的气压序列。

在本申请实施例中，由于小腿受挤压过程中，动脉与静脉的血管结构差异与血容量不同，具有不同的硬度、顺应性等特点，挤压处动静脉会呈现不同程度的坍缩，作为远心端的足部的脉搏波信号(即足部脉搏波信号)会呈现与静息状态下明显的特征，这些特征与动静脉的血流动力学参数显著相关。因此，本申请通过采集足部脉搏波信号确定下肢血流动力学参数。

在本申请实施例中，在一个完整的加压过程中，以24Hz的采样率持续采样，得到无数个足部脉搏波，将采集的所有足部脉搏波按照采样时间顺序排列而成，得到一个完整的加压过程下的足部脉搏波序列。

在本申请实施例中，足部脉搏波序列是在连续的多个心动周期下采集得到的，因此足部脉搏波序列可按照心动周期划分为多个子段；同时由于一个心动周期包含心脏从收缩到舒张的过程，因此，一个心动周期必定包含一段上升支和一段下降支，对应的足部脉搏波序列子段包含一足部脉搏波序列上升子段和一足部脉搏波序列下降子段。

在本申请实施例中，一个完整的加压过程分为5段，按顺序依次是初始静息状态、第一加压模式、第二加压模式、第三加压模式以及终止静息状态；其中，初始静息状态为初始未对缠绕于用户小腿上的袖带施加压力的状态；终止静息状态为第三加压模式后未对缠绕于用户小腿上的袖带施加压力的状态。

具体的，一个完整的加压过程各个加压模式的压强参数如下：

初始静息状态下，不对袖带施加任何压力，此时气压传感器检测到的袖带内气体的压强为0kPa；整个初始静息状态持续1分钟。

第一加压模式共计持续1分钟，包含两个加压周期；其中，每个加压周期包含4个阶段，分别为第一低压保持阶段、第一升压阶段、第一高压持续阶段与第一降压阶段；第一加压模式的低压压强为0kPa，高压压强为8-13kPa(具体数值根据用户个体确定)；第一低压保持阶段的压强参数为第一加压模式的低压压强，持续时间为16s；第一升压阶段为0.5s，第一升压阶段从第一加压模式的低压压强升压至第一加压模式的高压压强；第一高压持续阶段的压强参数为第一加压模式的高压压强，持续时间为4s，高压持续过程中压强恒定；第一降压阶段持续0.5s，第一降压阶段从第一加压模式的高压压强降压至第一加压模式的低压压强。

其中，除第一加压模式第二个加压周期的第一低压保持阶段持续时间为16-32s，与第一个加压周期的第一低压保持阶段持续时间不同外，第一加压模式的两个加压周期的所有阶段以及各个阶段的其他压强参数以及持续时间均一致。

第二加压模式共计持续100s左右，包含4个阶段，按顺序依次为第二升压阶段、第二高压阶段、第二降压阶段与第二低压保持阶段第二升压阶段为0.5s，第二加压模式的低压压强为0kPa，高压压强为26-32kPa(具体数值根据用户个体确定)；第二升压阶段从低压压强升压至高压压强；第二高压阶段的压强参数为第二加压模式的高压压强，当达到第二加压模式的高压压强后不维持在高压压强上而是马上进入第二降压阶段；第二降压阶段持续80s左右，第二降压阶段的降压速度越来越慢，从第二加压模式的高压压强降压至第二加压模式的低压压强；第二低压保持阶段的压强参数为第二加压模式的低压压强，持续时间为10-20s(具体数值根据用户个体确定)。

第三加压模式为阶梯式加压，第三加压模式的低压压强为0kPa，高压压强为26-32kPa(具体数值根据用户个体确定)；第三加压模式由多个第三升压阶段、多个第三高压持续阶段、第三降压阶段与第三低压保持阶段组成；其中，每个第三升压阶段的升压时间为0.1-1s，每个第三升压阶段后设有一个第三高压持续阶段，每个第三高压持续阶段持续时间为4s，重复第三升压阶段-第三高压持续阶段，直至达到第三加压模式的高压压强；当达到第三加压模式的高压压强后，进入第三降压阶段，第三降压阶段从第三加压模式的高压压强降压至第三加压模式的低压压强，降压时间为0.5s；当降至第三加压模式的低压压强时，进入第三低压持续阶段，第三低压持续阶段的压强参数为第三加压模式的低压参数，持续时间为60s。

举例说明，若用户的第三高压压强为30kPa，每次升压时间为0.1s，升压速度恒定，升压速度假设为50kPa/s，则第一个第三升压阶段升压至5kPa，第一个第三高压持续阶段在5kPa上持续4s；第二个第三升压阶段升压至10kPa；第二个第三高压持续阶段在10kPa上持续4s后进入下一个第三升压阶段，直到达到30kPa。

其中，每个加压模式中高压压强均是根据每个用户的身高、体重等其他生理参数确定的。

在本申请实施例中，在变更加压模式时，会向加压装置发送一个模式变更的标志信号；同时在一个加压模式下变更阶段时，也会向加压装置发送一个阶段变更的标志信号；根据接受到的不同的标志信号确定任意两个标志信号之间的序列具体为哪一加压模式下哪一阶段的足部脉搏波序列。例如，假设初始静息状态的标志信号为0，第一加压模式的标志信号为1，第一低压保持阶段、第一升压阶段、第一高压持续阶段与第一降压阶段的标志信号依次为11,12,13,14；则当初始静息状态开始时与结束时向加压装置发送标志信号0，当进入第一加压模式时，向加压装置发送标志信号1以及第一低压保持阶段的信号11，当第一低压保持阶段结束时向加压装置发送标志信号11以及第一升压阶段的标志信号12，依次类推，当需要对某一特定模式下的特定阶段的信号进行处理时，仅仅提取对应标志信号之间的足部脉搏波即可。

在本申请实施例中，提取初始静息状态的足部脉搏波序列、第一加压模式的第一高压持续阶段、第二加压模式下的第二降压阶段以及第三加压模式下的多个第三高压持续阶段的足部脉搏波序列进行后续的分析与处理，确定特定点的时间参数，基于特定点的时间参数从气压传感器采集的气压序列中提取对应的压强数据，得到对应的血流动力学参数。

在本申请实施例中，在对提取的足部脉搏波序列进行分析前，均需要去除各足部脉搏波序列的重搏切迹段与快速波动段。

具体的，去除重搏切迹段包括以下步骤：基于足部脉搏波序列生成波形图；结合波形图对得到的多个极大值点和多个极小值点进行分析，若任意一个极大值点与极小值点之间的横轴小于静息状态心动周期的采样个数的六分之一，且该极大值点与极小值点之间的纵轴小于用户的平均振幅的四分之一，则判断该极大值点与极小值点为重搏切迹段的极大值点与极小值点；从足部脉搏波序列中删除从重搏切迹段的极小值点到极大值点的第二足部脉搏波信号，得到一个心动从无到有的过程。其中，静息状态心动周期的采样个数由用户的心率计算得到；举例说明，用户的心率为90次，则每秒钟用户心跳1.5(90/60)次，则用户一个心动周期的时间为0.75s；采样率为24Hz(即一秒中采集24个信号)，0.75s会采集18个足部脉搏波数据点，即一个心动周期内会采集18个足部脉搏波数据点。

具体的，去除快速波动段包括以下步骤：若任意一个心动周期的时间内采样点个数小于静息状态心动周期的采样个数的三分之一，则该段时间为快速波动段。举例说明，用户的心率为90次，则每秒钟用户心跳1.5(90/60)次，则用户一个心动周期的时间为0.75s；采样率为24Hz(即一秒中采集24个信号)，0.75s会采集18个足部脉搏波数据点，若足部脉搏波序列中任意一个0.75s内仅采集了1个足部脉搏波数据点，则判断该0.75s对应的是快速波动段，需去除。

步骤S220、对第一足部脉搏波序列进行变化趋势分析，得到第一足部脉搏波序列的趋势变化分析结果；提取趋势变化分析结果对应的时间，得到第一时间参数；从气压序列中提取第一时间参数对应的气压，得到第一气压；基于第一足部脉搏波序列的趋势变化分析结果和第一气压，得到下肢的第一血流动力学参数。

在本申请实施例中，对第一足部脉搏波序列进行变化趋势分析之前，需要对初始静息状态的足部脉搏波序列的进行分析，确定用户的平均振幅与心率。

在本申请实施例中，对初始静息状态的足部脉搏波序列的进行分析，确定用户的平均振幅与心率，可包括以下步骤：

获取静息足部脉搏波序列；将静息足部脉搏波序列按照心动周期进行划分，得到多个静息足部脉搏波序列子段；针对任一静息足部脉搏波序列子段，提取静息足部脉搏波序列的上升子段的最大值点与最小值点；利用上升子段的最大值点减去最小值点，得到上升子段的峰峰值；

提取静息足部脉搏波序列的下降子段的最大值点与最小值点；利用下降子段的最大值点减去最小值点，得到下降子段的峰峰值；根据上升子段的峰峰值和下降子段的峰峰值，去除异常静息足部脉搏波序列子段，得到多个非异常静息足部脉搏波序列子段；

针对任一非异常静息足部脉搏波序列子段，计算上升子段的峰峰值和下降子段的峰峰值的平均值，得到非异常静息足部脉搏波序列子段的峰峰值；根据多个非异常静息足部脉搏波序列子段的峰峰值，计算所有非异常静息足部脉搏波序列子段的峰峰值平均值，得到用户的平均振幅；确定所有非异常静息足部脉搏波序列子段的总时长以及总数量；基于总时长以及总数量，得到用户的心率。

在本申请实施例中，异常静息足部脉搏波序列子段为上升子段的峰峰值除以下降子段的峰峰值未满足第一阈值的静息足部脉搏波序列子段；具体的，第一阈值可为1/4至4的范围。即，将上升子段的峰峰值除下降子段的峰峰值不在1/4至4的范围内的心动周期判定为异常心动周期，异常心动周期对应的足部脉搏波序列子段为异常子段。

在本申请的一个实施例中，如图3所示，初始静息状态的足部脉搏波序列处理可包括如下步骤：提取PPG(足部脉搏波序列)的极大值点和极小值点；根据极大值点和极小值点提取足部脉搏波序列的所有心动周期；根据每个心动周期的上升段的足部脉搏波序列的最大值点减去上升段的足部脉搏波序列的最小值点得到心动周期的上升段的峰峰值；根据每个心动周期的下降段的足部脉搏波序列的最大值点减去下降段的足部脉搏波序列的最小值点得到心动周期的下降段的峰峰值；根据一个心动周期的上升段的峰峰值和下降段的峰峰值的平均值得到该心动周期的峰峰值。

若任一心动周期的上升段的峰峰值除以下降段的峰峰值不在1/4至4的范围内，则判断该心动周期为异常周期；剔除异常周期的足部脉搏波序列，得到多个正常心动周期的足部脉搏波序列。根据多个正常心动周期的足部脉搏波序列的峰峰值，计算所有正常心动周期的足部脉搏波序列的峰峰值平均值，得到用户的平均振幅；提取所有正常心动周期的时间轴，确定所有正常心动周期的总时长以及个数，利用正常心动周期的总时长除以正常心动周期的总个数，得到用户的心率。

在本申请实施例中，对第一足部脉搏波序列进行变化趋势分析，得到第一足部脉搏波序列的趋势变化分析结果，包括：

针对任一第一高压持续阶段的第一足部脉搏波序列，对第一高压持续阶段的第一足部脉搏波序列进行低通滤波，得到滤波后的第一足部脉搏波序列；

对滤波后的第一足部脉搏波序列的变化趋势进行分析，得到第一高压持续阶段的第一足部脉搏波序列的初始趋势变化分析结果；对得到的多个第一高压持续阶段的第一足部脉搏波序列的初始趋势变化分析结果进行筛选，得到第一足部脉搏波序列的趋势变化结果。

在本申请实施例中，第一气压是利用加压装置内的气压传感器采集袖带内气体的压强得到的，即下肢的第一血流动力学参数包括第一足部脉搏波序列的趋势变化结果以及对应趋势变化的第一时间参数下气压传感器采集得到的压强数据；并不是直接获取的预设的第一加压模式下的低压压强或高压压强数值。

在本申请的一个实施例中，如图4所示，对第一加压模式下获取的足部脉搏波的处理可包括以下步骤：对足部脉搏波信号即PPG信号进行低通滤波处理；根据低通滤波处理后的PPG信号序列生成波形图；对波形图进行分析确定PPG信号在第一加压模式下的高压持续阶段的变化趋势；并记录高压持续阶段气压传感器检测到的袖带内气体的压强；将确定的变化趋势与记录的压强作为生理特征1输出。

在本申请实施例中，根据标志信号从获取的所有足部脉搏波序列中提取第一加压模式的第一高压持续阶段的足部脉搏波序列；基于第一加压模式共计有两个加压周期，且每个加压周期都有一个第一高压持续阶段，因此实际本申请从第一加压模式中提取得到两个第一高压持续阶段的足部脉搏波序列。针对每一个高压持续阶段的足部脉搏波序列进行变化趋势分析得到两个变化趋势的分析结果，但因两个加压周期的各个阶段以及各个阶段的加压参数几乎完全一致，因此提取的两个变化趋势的分析结果几乎完全一致；将得到的两个变化趋势的分析结果以及对应采集的袖带内的气压一同传输给加压装置。

步骤S230、对第二足部脉搏波序列进行峰峰值提取；对提取的峰峰值进行多项式拟合分析，得到多项式拟合分析结果；从第二足部脉搏波序列中提取脉搏波值最大的第二足部脉搏波；基于脉搏波值最大的第二足部脉搏波和多项式拟合分析结果，得到下肢的第二血流动力学参数。

在本申请实施例中，对第二足部脉搏波序列进行峰峰值提取；对提取的峰峰值进行多项式拟合分析，得到多项式拟合分析结果，包括：

提取第二降压阶段的第二足部脉搏波序列，得到待分析的第二足部脉搏波序列；对待分析的第二足部脉搏波序列进行求导，得到待分析的第二足部脉搏波序列的极值点；根据用户的心率、用户的平均振幅与待分析的第二足部脉搏波序列的极值点，去除待分析的第二足部脉搏波序列中的重搏切迹，得到待拟合的第二足部脉搏波序列；

将待拟合的第二足部脉搏波序列按照心动周期进行划分，得到多个第二足部脉搏波序列子段；计算每个第二足部脉搏波序列子段的峰峰值；对所有第二足部脉搏波序列子段的峰峰值进行拟合，得到第二足部脉搏波序列的峰峰值拟合曲线；提取第二足部脉搏波序列的峰峰值拟合曲线的零点、极大值点和稳定点，作为多项式拟合结果。

在本申请实施例中，基于脉搏波序列值最大的第二足部脉搏波序列和多项式拟合分析结果，得到下肢的第二血流动力学参数，包括：

提取多项式拟合分析结果中第二足部脉搏波序列的峰峰值拟合曲线的零点对应的时间，得到第二时间参数；提取多项式拟合分析结果中第二足部脉搏波序列的峰峰值拟合曲线的极大值点对应的时间，得到第三时间参数；

提取多项式拟合分析结果中第二足部脉搏波序列的峰峰值拟合曲线的稳定点对应的时间，得到第四时间参数；提取脉搏波序列值最大的第二足部脉搏波序列对应的时间，得到第五时间参数；

从气压序列中提取第二时间参数对应的气压和第三时间参数对应的气压，得到第二动脉血流动力学参数；从气压序列中提取第四时间参数对应的气压和第五时间参数对应的气压，得到第二静脉血流动力学参数；基于第二动脉血流动力学参数和第二静脉血流动力学参数，得到用户下肢的第二血流动力学参数。

在本申请实施例中，第二血流动力学参数包括第二静脉血流动力学参数和第二动脉血流动力学参数；第二动脉血流动力学参数包括第二动脉压强参数和第二动脉特征参数；其中，第二动脉压强参数为第二时间参数对应的气压；第二动脉特征参数为第三时间参数对应的气压。

在本申请的一个实施例中，如图5所示，对第二加压模式下的足部脉搏波进行处理可包括以下步骤：对PPG信号(足部脉搏波)进行求导，提取极值点；对PPG信号进行分析，去除对应快速波动段与切迹段的PPG信号；对去除快速波动段与切迹段(即重搏切迹段)后的PPG信号按照心动周期进行分割；计算每个心动周期的PPG信号的峰峰值均值；根据每个心动周期的峰峰值均值拟合峰峰值变化趋势，得到拟合曲线；提取拟合曲线的零点、极大值点、稳定点以及零点、极大值点、稳定点对应时刻气压传感器检测到的袖带内气体的压强，分别得到动脉生理参数1(即第二动脉血流动力学参数中的第二动脉压强参数)、动脉生理参数2(即第二动脉血流动力学参数中的第二动脉压强参数)和静脉生理参数1(即第二静脉血流动力学参数中的其中一个参数)；从所有PPG信号中提取最大值以及最大值对应时刻气压传感器检测到的袖带内气体的压强，得到静脉生理参数2(即第二静脉血流动力学参数中的另一个参数)；其中，拟合曲线的稳定点为斜率趋近于0的点。

具体的，对去除快速波动段与切迹段(即重搏切迹段)后的PPG信号按照心动周期进行分割，包括：

根据用户的心率确定一个心动周期的PPG信号个数；若任意两个极小值之间包含一个极大值，且该两个极小值之间的PPG信号个数与一个心动周期的PPG信号个数相同或相近，则该两个极小值之间为一个心动周期，将去除快速波动段与切迹段(即重搏切迹段)后的PPG信号按照心动周期进行分割。举例说明，用户的心率为90次，得到一个心动周期内会采集18个足部脉搏波数据点，即一个心动周期的初始极小值点与终止极小值点之间应当具备18个足部脉搏波数据点；若存在两个极小值点之间具备一个极大值点，且两个极小值点具备18个足部脉搏波数据点，则这两个极小值点之间为一个心动周期。

步骤S240、对第三足部脉搏波序列进行分析，得到第一修正参数与第二修正参数；利用第一修正参数和第二修正参数对第二动脉血流动力学参数进行修正，得到修正后的第二动脉血流动力学参数。

在本申请实施例中，对第三足部脉搏波序列进行分析，得到第一修正参数与第二修正参数，包括：

提取所有第三高压持续阶段的第三足部脉搏波序列；针对任一第三高压持续阶段的第三足部脉搏波序列，对第三高压持续阶段的第三足部脉搏波序列进行求导，得到待分析的第三足部脉搏波序列的极值点；

根据用户的心率、用户的平均振幅与待分析的第三足部脉搏波序列的极值点，去除待分析的第三足部脉搏波序列中的重搏切迹；将去除重搏切迹后的待分析的第三足部脉搏波序列按照心动周期进行划分，得到多个第三足部脉搏波序列子段；计算每个第三足部脉搏波序列子段的峰峰值；根据每个第三足部脉搏波序列子段的峰峰值，计算所有第三足部脉搏波序列子段的峰峰值的平均值；将所有第三足部脉搏波序列子段的峰峰值的平均值按照时间顺序排列；

从排列后的所有第三足部脉搏波序列子段的峰峰值的平均值中选取最大值对应的时间，得到第六时间参数；从排列后的第三足部脉搏波序列子段的峰峰值的平均值中选取最先为0的值对应的时间，得到第七时间参数；从气压序列中提取第六时间参数对应的气压，得到第一修正参数；从气压序列中提取第七时间参数对应的气压，得到第二修正参数。

具体的，如图6所示，对第三加压模式下的足部脉搏波处理可包括以下步骤：分割提取第三加压模式下的每个高压持续阶段的PPG信号；对PPG信号依次进行求导、提取极值点(包含极大值点与极小值点)、去除快速波动段以及去除重搏切迹，再按照心动周期进行分割，得到对应多个心动周期的PPG序列；计算每个心动周期的PPG序列的峰峰值；计算每一个高压持续阶段的所有心动周期对应的PPG序列的峰峰值的平均值，得到对应多个高压持续阶段的多个峰峰值的平均值；从得到的所有高压持续阶段的峰峰值的平均值中选取最大值作为第一修正参数；从得到的高压持续阶段的峰峰值的平均值中选取首次0的值(即图6中的零点)作为第二修正参数。

举例说明，若第三加压模式具备4个高压持续阶段依次为a,b,c,d，每个高压持续阶段去除快速波段以及重搏切迹后包含2个心动周期，计算每个心动周期的峰峰值以及2个心动周期的峰峰值的平均值，得到4个峰峰值平均值分别为a1,b1,c1,d1；其中，a1为a阶段所有心动周期的峰峰值平均值，b1为b阶段所有心动周期的峰峰值平均值，c1为c阶段所有心动周期的峰峰值平均值,d1为d阶段所有心动周期的峰峰值平均值；假设a1值为10，b1值为5，c1值为0，d1值为0；则从a1,b1,c1,d1中选取值最大的a1作为第一修正参数；从a1,b1,c1,d1中选取值为0的c1作为第二修正参数。

当对小腿施加压力至一定数值后，足部大拇指处虽然可以检测到对应的足部脉搏波信号，但是检测到的足部脉搏波信号中并不包含规律的心跳波动，将不包含规律的心跳波动的足部脉搏波信号值赋0；在第三加压模式的最后一个或最后两个高压持续阶段时，整个高压持续阶段均无法检测到足部脉搏波信号，即最后一个或最后两个高压持续阶段的足部脉搏波均为0，此时，该高压持续阶段的峰峰值与峰峰值平均值也均为0，为0的峰峰值平均值即为零点。同时，由于在第三加压模式的最后一个或最后两个高压持续阶段的峰峰值均为0，因此会存在多个心动周期的峰峰值均为0，本申请选取最先为0的心动周期对应的时间参数作为第七时间参数，提取对应的第二修正参数。

在本申请实施例中，利用第一修正参数和第二修正参数对第二动脉血流动力学参数进行修正，得到修正后的第二动脉血流动力学参数，包括：利用第一修正参数对第二动脉压强参数进行修正，得到修正后的第二动脉压强参数；利用第二修正参数对第二动脉特征参数进行修正，得到修正后的第二动脉特征参数；基于修正后的第二动脉压强参数和修正后的第二动脉特征参数，得到修正后的第二动脉血流动力学参数。

具体的，利用第一修正参数对第二动脉压强参数进行修正可为取第一修正参数与第二动脉压强参数的平均值，得到修正后的第二动脉压强参数；利用第二修正参数对第二动脉特征参数进行修正可为取第二修正参数与第二动脉特征参数的平均值，得到修正后的第二动脉特征参数。

步骤S250、将下肢的第一血流动力学参数、第二静脉血流动力学参数和修正后的第二动脉血流动力学参数进行组合，得到下肢血流动力学参数。

在本申请实施例中，下肢血流动力学参数包括：第一足部脉搏波序列的趋势变化结果以及多个特定点的时间参数对应的气压值。

在本申请实施例中，得到的下肢血流动力学参数在生理含义上表示一个心动周期从无到有以及从有到无对应的下肢动静脉的压强。

与上述方法对应的，本申请实施例还提供一种下肢血流动力学参数的获取装置，如图7所示，该下肢血流动力学参数的获取装置包括：

信号采集单元710，用于针对用户下肢血管，获取第一加压模式下的第一足部脉搏波序列、第二加压模式下的第二足部脉搏波序列、第三加压模式下的第三足部脉搏波序列以及足部脉搏波序列对应的气压序列；其中，足部脉搏波序列是将采集的足部脉搏波按照采集时间顺序排列而成的；气压序列是将采集的气压按照采集时间顺序排列而成的；

趋势分析单元720，用于对第一足部脉搏波序列进行变化趋势分析，得到第一足部脉搏波序列的趋势变化分析结果；提取趋势变化分析结果对应的时间，得到第一时间参数；从气压序列中提取第一时间参数对应的气压，得到第一气压；基于第一足部脉搏波序列的趋势变化分析结果和第一气压，得到下肢的第一血流动力学参数；

拟合分析单元730，用于对第二足部脉搏波序列进行峰峰值提取；对提取的峰峰值进行多项式拟合分析，得到多项式拟合分析结果；从第二足部脉搏波序列中提取脉搏波值最大的第二足部脉搏波；基于脉搏波值最大的第二足部脉搏波和多项式拟合分析结果，得到下肢的第二血流动力学参数；其中，第二血流动力学参数包括第二静脉血流动力学参数和第二动脉血流动力学参数；

修正单元740，用于对第三足部脉搏波序列进行分析，得到第一修正参数与第二修正参数；利用第一修正参数和第二修正参数对第二动脉血流动力学参数进行修正，得到修正后的第二动脉血流动力学参数；

输出单元750，用于将下肢的第一血流动力学参数、第二静脉血流动力学参数和修正后的第二动脉血流动力学参数进行组合，得到下肢血流动力学参数。

本申请上述实施例提供的下肢血流动力学参数的获取装置的各功能单元的功能，可以通过上述各方法步骤来实现，因此，本申请实施例提供的下肢血流动力学参数的获取装置中的各个单元的具体工作过程和有益效果，在此不复赘述。

本申请实施例还提供了一种电子设备，如图8所示，包括处理器810、通信接口820、存储器830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。

存储器830，用于存放计算机程序；

处理器810，用于执行存储器830上所存放的程序时，实现如下步骤：

针对用户下肢血管，获取第一加压模式下的第一足部脉搏波序列、第二加压模式下的第二足部脉搏波序列、第三加压模式下的第三足部脉搏波序列以及足部脉搏波序列对应的气压序列；其中，足部脉搏波序列是将采集的足部脉搏波按照采集时间顺序排列而成的；气压序列是将采集的气压按照采集时间顺序排列而成的；

对第一足部脉搏波序列进行变化趋势分析，得到第一足部脉搏波序列的趋势变化分析结果；提取趋势变化分析结果对应的时间，得到第一时间参数；从气压序列中提取第一时间参数对应的气压，得到第一气压；基于第一足部脉搏波序列的趋势变化分析结果和第一气压，得到下肢的第一血流动力学参数；

对第二足部脉搏波序列进行峰峰值提取；对提取的峰峰值进行多项式拟合分析，得到多项式拟合分析结果；从第二足部脉搏波序列中提取脉搏波值最大的第二足部脉搏波；基于脉搏波值最大的第二足部脉搏波和多项式拟合分析结果，得到下肢的第二血流动力学参数；其中，第二血流动力学参数包括第二静脉血流动力学参数和第二动脉血流动力学参数；

对第三足部脉搏波序列进行分析，得到第一修正参数与第二修正参数；利用第一修正参数和第二修正参数对第二动脉血流动力学参数进行修正，得到修正后的第二动脉血流动力学参数；

将下肢的第一血流动力学参数、第二静脉血流动力学参数和修正后的第二动脉血流动力学参数进行组合，得到下肢血流动力学参数。

上述提到的通信总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，EISA)总线等。该通信总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

通信接口用于上述电子设备与其他设备之间的通信。

存储器可以包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可以包括非易失性存储器(Non-Volatile Memory，NVM)，例如至少一个磁盘存储器。可选的，存储器还可以是至少一个位于远离前述处理器的存储装置。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、网络处理器(Network Processor，NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

由于上述实施例中电子设备的各器件解决问题的实施方式以及有益效果可以参见图2所示的实施例中的各步骤来实现，因此，本申请实施例提供的电子设备的具体工作过程和有益效果，在此不复赘述。

在本申请提供的又一实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一的下肢血流动力学参数的获取方法。

在本申请提供的又一实施例中，还提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述实施例中任一的下肢血流动力学参数的获取方法。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例中的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请实施例中可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例中可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例中是参照根据本申请实施例中实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请实施例中的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例中范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请实施例中实施例进行各种改动和变型而不脱离本申请实施例中实施例的精神和范围。这样，倘若本申请实施例中实施例的这些修改和变型属于本申请实施例中权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请实施例中也意图包含这些改动和变型在内。