国家心血管病中心发布的《中国心血管病报2018》指出,中国心血管病患病率仍处于上升阶段。高血压是导致心脑血管疾病的第一危险因素,因此血压的监控和管理对于降低该类疾病的发病率具有重要的意义。研究表明,中心动脉压与心血管疾病有着密切的关联,中心动脉波形中包含大量血流动力学信息,中心动脉压准确连续监测是治疗管理心血管病,特别是高血压的关键技术。现有中心动脉连续血压估计方法,如通用传递函数法等,虽然基于临床实验和经验,但缺少系统理论基础且不能排除心血管个体差异对估计结果的影响,而金标准有创测量方法,存在操作性差、感染风险大等问题。因此,有必要建立一种个体化无创连续血压测量或估计方法。容积补偿法(VUT)是目前应用最广泛的无创连续血压临床测量方法,基于该方法的连续血压测量系统也是目前使用最普遍的连续血压测量仪器,但是这些医疗电子仪器存在以下主要问题:1)无法完成个体化的上臂血压乃至中心动脉压的重建;2)无法做到穿戴式,仅适用于床边使用;3)无法智能识别被测者的生理状态变化,并无法根据不同类型的生理状态采用相应的校准模式。本文针对现有中心动脉压重建方法及系统中存在的关键技术问题开展了深入研究,主要的研究成果与贡献如下:1)本文提出了一种通过双外周血压重建中心动脉压的新方法。在血流信息缺失的情况下,传统的前进波反射波法依赖于先验知识估计重建中心动脉压所需的参数。本文则在前进波反射波法的基础上,通过建立两级动脉血流动力学模型,利用新增的连续外周血压弥补血流信息的缺失,并实现连续中心动脉压重建。2)本文利用同步采集的双外周连续血压信号,提出一种采用自适应滤波系统辨识方法求解系统参数,可克服如手指血管收缩/扩张所产生的测量误差问题,使重建算法能适应血管状态的变化。3)本文提出了一种针对容积补偿法的单外周血压精确重建中心动脉压方法。我们针对VUT技术的特点,结合Newman方法,提出在手指末端无创伤地阻断血流来分解得到前进波和反射波并重建上臂血压乃至中心动脉压的方法。该方法可以利用基于三参数Windkessel模型,通过模型推导纠正VUT技术对静脉血流阻断所造成的血压测量误差。重建得到的上臂血压的收缩压和舒张压的误差分别为1.9±5.8mmHg和-1.4±5.0mmHg。4)本文提出了一种数据驱动的单外周血压波形重建近心端动脉血压波形的自适应方法,该方法采用两级优化的策略,从受试者的常规生理参数中得出基于多元线性回归的个体化传递函数的参数,以近似基于梯度的最佳个体化传递函数的参数。该方法可实现手指血压波重建上臂血压波的均方根误差为3.6±2.2mmHg。5)本文设计了一种可用于临床实践的桡动脉和手指动脉双血压测量平台。并针对手指动脉和桡动脉设计符合其生理特征的协同控制方法,减少上下游血压测量的相互影响,为重建算法提供准确的数据基础。6)本文设计了一种基于容积补偿法的可穿戴式连续血压测量系统,该系统通过建立计算流体动力学模型,获得可达到目标气囊内压力所需的最小气流和气缸。