心血管疾病(高血压、冠心病等)是人类生命的最大杀手之一。据世界卫生组织(WHO)报告,全球超过2000万人死于心血管疾病。随着饮食结构的变化,心血管疾病患病人群正越来越趋于年轻化。因此,早期发现和预防心血管疾病对促进人们的健康具有重要意义。为实现对全年龄段人群心血管健康长期监测,本文针对心率、血压、血氧饱和度以及动态动脉硬化程度等健康参数,设计并实现了基于心音信号的血压健康评估系统。本文将硬件系统模块设计、软件系统模块设计以及基于心音信号的血压计算模块相结合,构成了基于心音信号的血压健康评估系统,并在此基础上设计了一款血压健康智能评估仪。血压健康智能评估仪硬件系统包括硬件采集模块和硬件处理模块,软件平台的应用软件开发基于硬件系统实现的。硬件采集模块包括基于硅材料的四通道心音传感器和指夹式脉搏波传感器;硬件处理模块为基于ARM Linux处理器的I.MX6ULLL核心板。软件平台在Linux环境下,基于QT C++进行应用程序的开发,整体设计包括开发工具Qt Creator交叉编译环境的搭建,信号采集、波形显示、数据存储功能的实现;在此基础上,对血压(BP)、心率(HR)、血氧饱和度(Sa O2)以及脉搏波传导速度(PWV)等常用心血管健康评估参数进行综合分析,并给出健康评分以及相关建议。在血压计算方面,提出2种基于心音信号的血压预测评估方法,重点研究心音与血压的关系。方法一建立基于支持向量回归(SVR)的血压预测模型,以第二心音时间序列作为特征输入,对应的电子血压计测量的收缩压和舒张压作为目标输出,训练模型得到血压预测值。方法二根据血压与心音信号的关系,提取第一心音和第二心音峰值点的时间间隔以及第二心音的峭度作为特征,并与电子血压计测量的收缩压和舒张压进行线性拟合;根据第一心音和第二心音的时间间隔、第二心音的峭度与血压的线性关系,提出基于心音的血压计算公式。实验结果表明,血压与第二心音、第一心音和第二心音峰值点的时间间隔以及第二心音的峭度具有强相关性。方法一基于SVR的血压预测模型和方法二推导出的血压计算公式所得血压与商用电子血压计测量值的平均误差小于5mm Hg,标准偏差小于8mm Hg,2种方法实验结果均符合国际标准,可用于血压连续测量,在某些特定医疗环境下,具有显著的应用前景。综上所述,基于心音信号的血压评估系统集心率、血氧浓度、血压以及动脉硬化程度检测功能为一体。一方面可用于日常家庭心血管健康监护和长期监测;另一方面,提供了使用者的心音图和脉搏波,有助于医生对心血管疾病患者做进一步的医学诊断。