CN115734745A - 具有体积描记传感器的可穿戴设备 - Google Patents

具有体积描记传感器的可穿戴设备 Download PDF

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Abstract

使用智能手表或智能手环监测中心血压参数。智能手表或智能手环上的PPG传感器适于感测穿戴智能手表或智能手环的人的手指(或下腕部/桡动脉)中的血液灌流。PPG信号捕捉心血管特征，这些特征可以在适当的滤波和处理后被检测到。使用传递函数方法的信号处理产生未校准的中心压力波形，该波形可用于计算显示在智能手表或智能手环上的各种心血管参数或参数指标。数字信号处理可以在智能手表或智能手环、智能手机、膝上型电脑或云端中实现。

Description

具有体积描记传感器的可穿戴设备
背景技术
由于接近心脏，主动脉血压波形具有反映心血管***状态的波形特征。这些特征是动脉和心脏负荷的临床重要指标，也是心血管事件和疾病的早期独立预测标志。然而，在过去，准确记录高保***动脉血压波形需要侵入性治疗，以在动脉内***带有压力传感器的导管。因此，创建了非侵入性方法来从外周(例如桡动脉、肱动脉)动脉压脉冲记录中估计主动脉压力波形及其心血管相关特征。
最常用和最有效的方法之一是使用传递函数将高保真的非侵入性记录的外周压力波形转换为具有心血管相关特征的中心主动脉压力波形(Michael O’rourke，“根据外周动脉中压力脉冲的轮廓确定升主动脉中压力脉冲和相关参数的方法”，美国专利5,265,011号，1993年11月23日)。传递函数表示为输入外周压力波形和输出中心主动脉压力波形之间的谐波比。代替使用压力到压力的传递函数，另一种方法应用了不同的传递函数，将袖带获取的肱动脉容积位移波形转换为具有特征的中心压力波形(Ahmad Qasem，“肱臂袖带”，美国专利9,314,170号，2016年4月19日)。肱臂袖带必须充气到设定的压力值，以记录一致的肱动脉容积位移信号。
通过这些方法中估计的中心压力波形及其特征已得到验证，并且已被证明可提供有临床价值的动脉僵硬度、心脏负荷应力、动脉年龄、心脏运动能力和心血管风险预测指标。即使没有症状，监测、管理和控制这些测量的特征也很重要。向普通人群提供关于这些特征的数据或信息将有用或有益于监测心脏健康。然而，目前这些有临床意义的特征需要在临床环境中使用医疗设备进行测量，这些医疗设备需要对桡动脉脉冲信号进行细致的张力计记录，或者将袖带充气到设定的压力来记录肱动脉容积位移脉冲。
本发明通过将来自移动智能手机、健身带或智能手表上的普通可穿戴PPG(体积描记)传感器的信号，转换为类似于O'Rourke和Qasem专利方法的输出的具有心血管相关特征的中心主动脉压力波形，解决了这些特征对普通人群的可及性。这种新方法应用了传递函数，将来自手指的PPG信号转换为中心压力波形信号。然后，根据中心压力波形计算特征，并将其显示为心脏健康指标，以指导用户频繁监测其健康状况。
本发明的目的是将普通的可穿戴智能手表或移动PPG传感器信号处理并转换为具有心血管相关特征的中心主动脉压力脉冲，以便显示这些健康指标，从而指导普通用户维持和管理其心脏健康。
发明内容
本发明涉及一种使用PPG传感器监测中心血压参数的方法，该传感器理想地在智能手表或智能手环上，但是本发明的各方面也可以用于使用膝上型电脑或鼠标的实施例。智能手表或智能手环被构造为具有微控制器单元(MCU)和PPG传感器，该PPG传感器适于感测穿戴智能手表或智能手环的人的手指(例如食指)中的血液灌流。已经发现，感测手指中的血液灌流会产生信号，在该信号中，在适当的滤波和处理后，可以检测到心血管特征。另一方面，心血管特征不能通过将手腕背面靠在PPG传感器上被检测到，至少不能被可靠地检测到。图8示出了反转后的手指PPG脉冲和反转后的上腕PPG脉冲的示例。反转后的手指PPG脉冲具有如箭头所示的特征，而反转后的上腕PPG脉冲没有特征。
当用户将手指放置在PPG传感器的暴露的光学部分上时，PPG传感器输出原始的模拟PPG信号。在一些实施例中，PPG传感器嵌入智能手表或智能手环的外壳中，并且PPG传感器的光学部分通过智能手表或智能手环的侧壁和/或侧壁上的边框暴露。PPG传感器的光学部分可以与外壳的表面齐平，但是理想的光学部分相对于外壳表面凹陷或凸起。光学部分的凸起或凹陷向用户提供触觉反馈，使得他们可以容易地确保手指完全覆盖PPG传感器的光学部分。在其他实施例中，PPG传感器可以附接到与智能手表或智能手环连接的腕带上，其中PPG传感器的光学部分从腕带向外暴露。在其他实施例中，PPG传感器可以位于手表的表面或智能手环的电子模块上。用户将其手指放置在PPG传感器上超过大约5秒的时间段，以便捕捉多个周期。PPG传感器向智能手表或智能手环上的MCU输出原始的模拟PPG信号。MCU或智能手表或智能手环上的其他电子电路将原始的模拟PPG信号转换为数字信号。尽管可以使用云端实现本发明，但理想地，在智能手表或智能手环上使用其MCU来处理该数字信号。如果使用云端，则数字信号将从智能手表或智能手环传输到云端，以进行进一步计算。智能手表或智能手环上的MCU可以在将数据传输到云端前对数据进行处理。此外，可以在与智能手表或智能手环相关联的智能手机上或者智能手机和云端的组合上实现某些数字处理。
通过低通滤波器和高通滤波器对数字信号进行处理。高通滤波器的目的是消除信号中的漂移。低通滤波器的目的是去除噪声，但重要的是低通滤波器不会滤掉相关的生理数据。数字信号在经过低通和高通滤波器的处理后必须进行反转。滤波后的手指PPG信号与手指中的血液体积成反比。重要的是找到对应于中心主动脉压力波形底部的波形部分。反转的原因是滤波后的手指PPG在脉冲开始时具有负斜率，而压力信号具有正斜率(上升支)。通过反转PPG信号，手指PPG和压力脉冲将具有相似的特征，这在估计传递函数时是重要的。如果输入和输出信号具有共同的对齐的特征，传递函数往往更稳定。下一步是在数字PPG信号被滤波和反转后检测数字PPG信号中的单个脉冲。然后，对几个单个脉冲进行平均，以产生平均的未校准的PPG脉冲。
将传递函数或传递函数的组合应用于平均的未校准的PPG脉冲，以生成保留了心血管波形特征的未校准的主动脉压力波形。未校准的主动脉压力波形的保留的心血管波形特征包括第一肩部、第二肩部和切迹，参见例如图7。一个或多个广义传递函数表示幅度和相位的谐波比，以将平均的未校准的PPG脉冲转换为保留了心血管相关特征的未校准的主动脉压力波形。在一个实施例中，有两个传递函数：一个将平均的PPG脉冲转换为未校准的径向压力脉冲，第二个传递函数将未校准的径向压力脉冲转换为未校准的中心主动脉脉冲。在另一实施例中，一个传递函数将平均的PPG脉冲转换为未校准的中心主动脉脉冲。
下一步是检测未校准的主动脉压力波形中的波形特征，并计算与未校准的主动脉压力波形相关的参数。有用的参数可以包括例如收缩曲线下的面积除以舒张曲线下的面积的比率，或者第一和第二肩部的收缩压相对于总高度的比率，或者外周压力波形高度与中心压力波形高度的比率，或者其他参数或计算值，例如总分。在智能手表或智能手环上显示一个或多个计算的参数或该计算的参数的指示，以方便用户查看。
根据PPG传感器的位置，也可以通过将手腕的手掌侧靠在传感器上来感测血液灌流。更具体地，使用PPG传感器测量来自下腕部的桡动脉主干中的灌流，如果测量正确，可以产生呈现心血管特征的波形。示例的，可以使用带有PPG传感器的手环，该传感器靠在下腕部或手掌侧腕部的适当位置。已经发现，通过将PPG传感器靠着下腕部放置以测量通过桡动脉主干的血液灌流来感测血液灌流，会产生在适当的滤波和处理后可以检测到心血管特征的信号。当然，用于转换来自下腕部或手掌侧腕部的PPG信号的传递函数必须与用于转换来自手指的PPG信号的传递函数分开确定。
本发明的附加实施例包括将PPG传感器放置在膝上型计算机或鼠标上。在膝上型电脑实施例中，PPG传感器可以位于键盘上或者与键盘和触控板分开的位置。用户可以将他/她的手指(食指)放置在PPG传感器上进行测量。在鼠标实施例中，PPG传感器可以位于其中一个鼠标按钮上，这里是手指(食指)自然放置的位置。
附图说明
图1是示出了使用PPG传感器感测手指中的血液灌流，并且部分地使用传递函数方法处理信号以产生未校准的中心压力脉冲，从该未校准的中心压力脉冲检测心血管特征并且例如在智能手表上显示参数所涉及的步骤的流程图。
图2是具有光学元件通过手表的表圈或表冠暴露的嵌入式PPG传感器的智能手表的一个实施例的示意图。
图3是具有光学元件从表带向上暴露的安装在表带上的PPG传感器的智能手表的另一实施例的示意图。
图4是具有光学元件通过与表圈相对的手表外壳的侧壁暴露的嵌入式PPG传感器的智能手表的另一实施例的示意图。图4A示出了具有凹陷光学部分的PPG传感器。图4B示出了具有凸起光学部分的PPG传感器。
图5是示出了感测PPG信号和处理该信号以产生平均的PPG脉冲，该平均的脉冲转而使用传递函数方法转换为中心压力脉冲所涉及的步骤的流程图。
图6是示出了如何检测反转后的PPG信号中的上升支的开始的示意图。
图7是示出了在未校准的中心主动脉压力波形中检测到的波形特征的示意图。
图8是将来自手指的滤波和反转后的PPG信号与来自手腕背面的滤波和反转后的信号进行比较的图。
图9是软件显示从未校准的中心压力脉冲和/或未校准的外周压力脉冲计算的波形参数的指示的用于智能手表的显示。
图10是具有光学元件沿着电子模块的外壳的侧面暴露的嵌入式PPG传感器的智能手环的实施例的示意图。
图11是示出了与
Figure BDA0004022270360000051
***的精度相比的用于测试本发明的精度的设置的示意图。
图12A和12B示出了对本发明和
Figure BDA0004022270360000052
***收集的数据的增强指数的计算和比较。
图13A和13B示出了对本发明和
Figure BDA0004022270360000053
***收集的数据的压力放大的计算和比较。
图14A和14B示出了对本发明和
Figure BDA0004022270360000054
***收集的数据的运动能力的计算和比较。
图15A示出了使用本发明生成的健康人的中心主动脉波形与使用
Figure BDA0004022270360000061
***生成的中心主动脉波形的比较。图15B示出了使用本发明生成的不健康人的中心主动脉波形与使用
Figure BDA0004022270360000062
***生成的中心主动脉波形的比较。
具体实施方式
图1示出了实现本发明的一般步骤。总的来说，第一步，方框1，是用PPG传感器感测原始信号，该传感器被设计成测量来自手指或手腕的PPG信号。优选地，PPG传感器被配置为测量来自用户食指的PPG信号。PPG传感器理想地位于智能手表或智能手环上，但是也可以位于膝上型电脑、鼠标上或者连接到诸如智能电话的电子设备上。第二步，方框2，是处理原始信号，产生如图1所示的PPG脉冲。第三步，方框3，是应用一个或多个传递函数来产生主动脉压力波形，其在图1中示为中心压力脉冲。第四步，方框4，是检测中心主动脉压力波形中的波形特征，并计算一个或多个有临床意义的参数，该参数包括汇总分数。第五步，方框5，是例如在智能手表或智能手环的显示器上，或者在另一个显示器上，显示计算的参数和汇总分数。
PPG传感器单元由一个或多个LED光源(例如绿色、红色或红外)、光电探测器以及驱动LED和光电探测器的必要电路组成。PPG传感器单元包含两个部分：光学和电气。光学部分由透明材料制成，该透明材料允许光穿过PPG传感器单元传递到人，以及穿过人传递到PPG传感器单元。PPG传感器单元的光学部分可以使用光管延伸。
PPG传感器单元可以嵌入注入智能手表或智能手环等可穿戴设备中。PPG信号可以发送到MCU(微控制器单元)或云端或智能手机，以进行进一步的处理和计算。PPG传感器组件可以设计成以反射或透射模式运行。
图2示出了实现本发明的智能手表14的一个实施例。在图2中，PPG传感器单元10嵌入手表14中，其光学部分12朝向表冠或表圈16。用户将手指(例如食指)放置在表冠16上，以记录原始的手指PPG脉冲。
图3示出了实现本发明的智能手表114的另一实施例。PPG传感器单元110在腕带118上，光学部分112朝上并且暴露在智能手表114的主体附近。用户将手指(例如食指)放置在光学部分112上，以记录原始的手指PPG脉冲。
图4示出了实现本发明的智能手表214的另一实施例。PPG传感器单元210嵌入手表外壳214中，其光学部分212背朝手表214的表圈216。用户将手指(例如食指)放置在光学部分212上，以记录原始的手指PPG脉冲。
图4A示出了具有凹陷光学部分212A的PPG传感器210A。图4B示出了具有凸起的光学部分212B的PPG传感器210B。凹陷部分212A和凸起部分212B向用户提供触觉反馈，用于将他们的手指定位在PPG传感器的光学部分上。触觉反馈帮助用户完全覆盖PPG传感器212的暴露的光学部分，这使来自测量手指的反射光的量最大化，并且提高***的可靠性和准确性。
图5示出了用于处理原始PPG信号(6)的数字处理步骤。原始PPG记录信号(6)是模拟信号，其可以具有5秒或更长的持续时间，并且从PPG传感器传输到智能手表或智能手环，用于优选地在智能手表或智能手环上的MCU上或者在相关联的智能电话上进行数字信号处理，并且某些处理也可以在云端中进行。图5所示的信号处理步骤包括：通过A/D转换器将模拟信号转换为数字信号(7)，通过高通和低通滤波器对数字信号进行滤波(8)，对滤波后的数字PPG信号进行反转(10)，检测反转后的PPG信号中的脉冲(12)，以及对PPG脉冲进行平均(13)。所有这些步骤和计算都可以在MCU或云端中实现。
仍参照图5，A/D转换器(7)将原始模拟PPG信号(6)数字化，并以不小于100Hz的采样频率(fs)对信号进行采样。然后，对数字信号应用高通滤波器以减少信号基线漂移，并且应用低通滤波器以去除高频伪像噪声，参见步骤(8)。对于高通滤波器，截止频率可以在0.003-0.05Hz之间，通过频率可以在0.95-1.05Hz之间。高通滤波器的一个例子是巴特沃斯高通滤波器，其-50dB截止频率为0.01Hz，其-3dB通过频率为1Hz。低通滤波器的-3dB频率在30至50Hz之间。两个滤波器都应具有低相位延迟。两个滤波器都应用于产生滤波后的PPG信号(9)的数字信号。
然后，参见步骤(10)，通过实现下面的公式，对滤波后的PPG信号进行反转。
InvPPGSig＝-PPGSig 公式1
其中，PPGSig是滤波后的PPG信号(9)，InvPPGSig是反转后的PPG信号(11)。因为中心压力脉冲以指示心脏射血的上升支(高正斜率线)开始，而记录的滤波后的手指PPG脉冲以负斜率线开始，所以需要对滤波后的PPG信号进行反转。因为目的是产生中心压力脉冲，所以在两个脉冲上具有相似的启动特征很重要。因此，手指PPG脉冲被反转，以在脉冲开始时具有类似于中心压力脉冲的上升支特征。
下一步(12)是检测反转后的PPG信号(11)中每个脉冲的开始和结束。参见图6，通过计算一阶导数并识别对应于脉冲开始处的脉冲上升支的峰值来确定脉冲的开始。在检测到脉冲(12)后，产生多个信号脉冲，例如产生10个脉冲。见图5中的步骤(14)，平均这些脉冲来产生一个平均的PPG脉冲。
参见图1中的步骤3，将平均的PPG脉冲(14)输入到一个或多个传递函数中，以产生保留了心血管特征的平均中心压力波形。传递函数表示输入和输出信号之间的幅度和相位的谐波比。传递函数的公式可以用频域或时域格式来表示。从PPG波形和侵入性的(例如导管)或等效的非侵入性的(例如SphygmoCor)主动脉压力波形的同时记录中预先确定PPG波形到主动脉压力传递函数。估计涉及频率谐波分析或估计脉冲响应的系数。传递函数可以用下面的频域格式表示和书写。
a)幅度
Figure BDA0004022270360000081
其中，|Ha→b(f)|是Sigb到Siga的传递函数频率幅度比，
Siga是频域中的输入信号，
Sigb是频域中的输出信号，以及
f是范围从0到fs/2的频率，单位为Hz。
b)相位
Phase(Ha→b(f))＝Phase(Sigb(f))-Phase(Siga(f)) 公式3
其中，相位(Ha→b(f))是频率f下Ha→b(f)的角度。
相位(Siga(f))是频率f下Siga的角度，以及
相位(Sigb(f))是频率f下Siga的角度。
在时域中，传递函数可以表示为脉冲响应或一组系数，当转换到频域时，相当于Ha→b(f)。
Impa→b(t)＝IFFT[Ha→b(f)] 式4
其中，Imp(t)是时域中的脉冲响应，
IFFT是快速傅立叶逆变换，以及
t是从0到脉冲长度时间的时间，单位为毫秒。
假设Sigb是频域中的中心主动脉压力波形，Siga是频域中的平均PPG信号(14)。
AoPW(t)＝FFT(Sigb(f)) 公式5
PPG(t)＝FFT(Siga(f)) 公式6
其中，AoPW(t)是时域中的中心主动脉压力波形，
PPG(t)是平均的PPG脉冲(14)，以及
FFT是快速傅立叶变换。
可以在频域或时域中使用传递函数从PPG脉冲(14)计算主动脉压力波形。首先，在频域中，主动脉压力的频率可以计算为
Sigb(f)＝Ha→b(f)×Siga(f) 公式7
其中，可以使用快速傅立叶逆变换(IFFT)将Sigb(f)转换为时域中的主动脉压力波形AoPW(t)
AoPW(t)＝IFFT[Sigb(f)] 公式8
为了在时域中计算AoPW(t)，使用下面的公式
AoPW(t)＝Impa→b(t)*PPG(t) 公式8 其中，*是卷积运算。
可替代地，将PPG波形转换为径向压力波形的中间传递函数可以使用张力计从PPG波形和径向压力波形的同时记录而被预先确定。可以使用如上所述的类似技术来确定中间传递函数。然后，如本领域中已知的，可以将表示径向压力波形的数据输入到传递函数中，该传递函数将径向压力波形转换为中心主动脉压力波形。
图7示出了具有来自一个或多个传递函数的应用的特征的中心主动脉压力波形。如图1的方框4所示，软件被配置为检测图7所示的特征。软件应用一阶导数方法检测峰值后的切迹。切迹将是主动脉脉冲峰值后一阶导数的第一个过零点。切迹代表收缩相位(心脏射血)的结束和舒张相位(心脏充血)的开始。因为第二峰值是增加心脏负荷的反射压力的结果，所以检测第一和第二收缩峰值提供了对心脏额外负荷的估计。如图7所示，该软件还可以被配置为计算收缩曲线下的面积(AUC1)，其表示心脏在泵血期间的工作，也反映了对氧合血的身体需求。如图7所示，软件可以被配置为计算舒张曲线下的面积(AUC2)，其表示心脏在心室充血期间的工作，也反映了心脏的氧合血供应。AUC2与AUC1的比率，也是氧合血供应与身体需求的比率，已被表明与身体健康和耐力有关。显示如图7所示的这些参数，例如，在智能手表或智能手环的显示屏上作为健康指示，帮助用户监测自己的健康状况。
图9示出了用于智能手表的显示器(或其他显示器，例如智能手环上的显示器)，其中软件显示从未校准的平均中心压力脉冲计算的心脏参数的指示。标签“心脏应力”根据第一和第二收缩峰值之间相对于脉冲高度的差计算。图9中的箭头指向绿色区域，这意味着计算的参数良好。通过计算放大率，即外周脉冲高度与中心脉冲高度的比率，并将放大率与已发表的健康人群研究进行比较，显示的“心脏年龄”与健康心血管年龄相关。标签“运动能力”是曲线下的舒张面积与曲线下的收缩面积的比。总分数(ARTY)是基于检测到的心脏特征的组合。
图10是具有光学元件312沿着电子模块的外壳的侧面暴露的嵌入式PPG传感器310的智能手环314的实施例的示意图。尽管未示出，智能手环314可以具有视觉指示，例如LED，但不一定具有UI(用户界面)屏幕。如果其具有显示屏，则可以显示类似于图9所示的信息。如果没有，则需要调整视觉指示器，或者可以将信息/数据传输到另一设备进行显示和可能的进一步处理。
针对基于非侵入性外周血压波形测量来产生中心主动脉压力脉冲的
Figure BDA0004022270360000111
***测试本发明的准确性。
Figure BDA0004022270360000112
***是在上述引用的O’rourke的美国专利5,265,011号中描述的***的商业实施例，通过了FDA认证，并且被认为是非侵入性测量中心主动脉压力波形的黄金标准。图11是示出了与
Figure BDA0004022270360000113
***相比的用于测试本发明的精度的设置的示意图。从年龄在20-65岁的13名受试者(4名女性，9名男性)中获得了几个持续时间为10秒的记录(3至9)。受试者提供了广泛的中心主动脉压力波形(年轻的、年老的、健康的、不健康的)。参考图11，根据已知技术，张力计402用于测量受试者400的径向压力脉冲。同时，PPG传感器404用于测量受试者的食指。来自张力计402的信号被传输到
Figure BDA0004022270360000114
***406，并且从脉冲***406输出的中心压力波形数据被记录在数据采集***408中。同时，来自PPG传感器404的信号被传送到根据本发明构造的***410，并且从***410输出的中心压力波形数据也被记录在数据采集***408中。
图12A示出了中心主动脉压力波形和被识别并用于计算增强指数(AIx)的参数。图12B是比较从使用本发明的PPG传感器收集的数据中导出的中心主动脉压力波形计算的增强指数(AIx)和从使用
Figure BDA0004022270360000115
***收集的数据中导出的中心主动脉压力波形计算的增强指数(AIx)的曲线图。总体上相关性为0.91，并且AIx值越高则相关性越大。
图13A示出了中心压力波形(心脏)和外周压力波形(手腕或手指)之间的压力放大。图13B是比较从使用本发明收集的数据导出的中心主动脉压力波形计算的压力放大值和从使用
Figure BDA0004022270360000116
***和张力计收集的数据导出的中心主动脉压力波形计算的压力放大值的曲线图。总体上相关性为0.96。
图14A示出了中心主动脉压力波形和被识别并用于计算运动能力(EC)的参数。图14B是比较从使用本发明收集的数据导出的中心主动脉压力波形计算的运动能力(EC)和从使用
Figure BDA0004022270360000121
***和张力计收集的数据导出的中心主动脉压力波形计算的运动能力(EC)的曲线图。总体上相关性为0.94。
图15A示出了使用本发明生成的健康人的中心主动脉波形与使用
Figure BDA0004022270360000122
***生成的中心主动脉波形的比较。图15B示出了使用本发明生成的不健康人的中心主动脉波形与使用
Figure BDA0004022270360000123
***生成的中心主动脉波形的比较。
如上所述，本发明也可以通过将下腕部或手掌侧靠着PPG传感器放置以测量血液灌流来实现。虽然一个或多个传递函数必须适用于获得输入数据的不同位置，但是数字信号处理的其他方面(滤波、反转、波形底部的检测、到未校准的中心压力波形的转换、波形特征的检测、计算参数和在智能手表上的显示)应该类似于上述关于手指的描述。

Claims (20)

1.一种监测中心血压参数的方法，包括以下步骤：
提供具有微控制器单元(MCU)和PPG传感器的可穿戴智能手表或智能手环，所述PPG传感器适于感测穿戴所述智能手表或智能手环的人的手指中的血液灌流，当用户将其手指放置在所述PPG传感器的暴露的光学部分上时，所述PPG传感器输出原始的模拟PPG信号；
将所述用户的手指放置在所述PPG传感器的所述暴露的光学部分上超过约5秒的时间段，并向MCU输出原始的模拟PPG信号；
将所述原始的模拟PPG信号转换为数字信号；
通过低通滤波器和高通滤波器处理所述数字信号；
在通过所述低通滤波器和所述高通滤波器处理所述数字信号后，对所述数字信号进行反转；
在数字PPG信号被滤波和反转后，检测所述数字PPG信号中的单个脉冲；
对几个单个脉冲进行平均以产生平均的未校准的PPG脉冲；
将一个或多个传递函数应用于所述平均的未校准的PPG脉冲，以生成具有保留了心血管波形特征的未校准的主动脉压力波形，所述未校准的主动脉压力波形的所述保留的心血管波形特征包括第一肩部、第二肩部和切迹，所述一个或多个广义传递函数表示幅度和相位的谐波比，以将所述平均的未校准的PPG脉冲变换为所述具有保留的心血管波形特征的未校准的主动脉压力波形；
检测所述未校准的主动脉压力波形中的波形特征，并计算与所述未校准的主动脉压力波形相关的参数；以及
显示一个或多个所述计算的参数或所述计算的参数的指示。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述PPG传感器嵌入所述智能手表或智能手环的外壳中，并且所述PPG传感器的所述光学部分通过所述外壳的侧壁或所述外壳的所述侧壁上的边框暴露。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述PPG传感器附接到与所述智能手表或智能手环连接的腕带上，并且所述PPG传感器的光学部分从所述腕带向外暴露。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述PPG传感器的所述光学部分通过所述智能手表的表面暴露。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述一个或多个传递函数包括第一传递函数和第二传递函数，所述第一传递函数将所述平均的反转后的PPG信号转换为未校准的外周压力波形，并由所述第二传递函数转换为未校准的中心压力波形。
6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述原始的模拟PPG信号被转换为所述数字信号后的一个或多个步骤在云端实现。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述原始的模拟PPG信号被转换为所述数字信号后的一个或多个步骤在智能电话上实现。
8.根据权利要求1所述的方法，其中，所述PPG传感器的所述暴露的光学部分相对于所述PPG传感器的周围表面凹陷，或者相对于所述PPG传感器的周围表面凸起，使得所述用户的手指接收到整个光学部分是否已被所述用户的手指覆盖的触觉反馈。
9.一种监测中心血压参数的方法，包括以下步骤：
提供具有微控制器单元(MCU)和PPG传感器的智能手表或智能手环，所述PPG传感器适于感测穿戴所述智能手表或智能手环的人的手腕中的血液灌流，当用户将其下腕部靠在所述PPG传感器的暴露的光学部分上时，所述PPG传感器输出原始的模拟PPG信号；
将所述用户的下腕部靠在所述智能手表上超过约5秒的时间段，并向MCU输出原始的模拟PPG信号；
将所述原始的模拟PPG信号转换为数字信号；
通过低通滤波器和高通滤波器处理所述数字信号；
在通过所述低通滤波器和所述高通滤波器处理所述数字信号后，对所述数字信号进行反转；
在数字PPG信号被滤波和反转后，检测所述数字PPG信号中的单个脉冲；
对几个单个脉冲进行平均以产生平均的未校准的PPG脉冲；
将一个或多个传递函数应用于所述平均的未校准的PPG脉冲，以生成具有保留了心血管波形特征的未校准的主动脉压力波形，所述未校准的主动脉压力波形的所述保留的心血管波形特征包括第一肩部、第二肩部和切迹，所述一个或多个广义传递函数表示幅度和相位的谐波比，以将所述平均的未校准的PPG脉冲变换为所述具有保留的心血管波形特征的未校准的主动脉压力波形；
检测所述未校准的主动脉压力波形中的波形特征，并计算与所述未校准的主动脉压力波形相关的参数；以及
显示一个或多个所述计算的参数或所述计算的参数的指示。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述一个或多个传递函数包括第一传递函数和第二传递函数，所述第一传递函数将所述平均的反转后的PPG信号转换为未校准的外周压力波形，并由所述第二传递函数转换为未校准的中心压力波形。
11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述原始的模拟PPG信号被转换为所述数字信号后的一个或多个步骤在云端实现。
12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述原始的模拟PPG信号被转换为所述数字信号后的一个或多个步骤在智能电话上实现。
13.一种监测中心血压参数的方法，包括以下步骤：
提供适于感测人的手指中的血液灌流的PPG传感器，当所述人将其手指放置在所述PPG传感器的暴露的光学部分上时，所述PPG传感器输出原始的模拟PPG信号；
将所述人的手指放置在所述PPG传感器的所述暴露的光学部分上超过约5秒的时间段，并向微控制器输出原始的模拟PPG信号；
将所述原始的模拟PPG信号转换为数字信号；
通过低通滤波器和高通滤波器处理所述数字信号；
在通过所述低通滤波器和所述高通滤波器处理所述数字信号后，对所述数字信号进行反转；
在数字PPG信号被滤波和反转后，检测所述数字PPG信号中的单个脉冲；
对几个单个脉冲进行平均以产生平均的未校准的PPG脉冲；
将一个或多个传递函数应用于所述平均的未校准的PPG脉冲，以生成具有保留了心血管波形特征的未校准的主动脉压力波形，所述未校准的主动脉压力波形的所述保留的心血管波形特征包括第一肩部、第二肩部和切迹，所述一个或多个广义传递函数表示幅度和相位的谐波比，以将所述平均的未校准的PPG脉冲变换为所述具有保留的心血管波形特征的未校准的主动脉压力波形；
检测所述未校准的主动脉压力波形中的波形特征，并计算与所述未校准的主动脉压力波形相关的参数；以及
显示一个或多个所述计算的参数或所述计算的参数的指示。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述PPG传感器嵌入所述智能手表或智能手环的外壳中，并且所述PPG传感器的所述光学部分通过所述外壳的侧壁或通过所述外壳的所述侧壁上的边框暴露。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述PPG传感器附接到被配置为由所述人穿戴的腕带上，并且所述PPG传感器的光学部分从所述腕带向外暴露。
16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述PPG传感器位于膝上型计算机上，并且所述光学部分被暴露，使得所述人能够将其食指放置在所述PPG传感器的所述光学部分上，以测量所述人的手指中的血液灌流。
17.根据权利要求13所述的方法，其中，所述PPG传感器位于计算机鼠标的一个按键上，并且所述光学部分被暴露，使得所述人能够将其食指放置在所述PPG传感器的所述光学部分上，以测量所述人的手指中的血液灌流。
18.根据权利要求13所述的方法，其中，所述一个或多个传递函数包括第一传递函数和第二传递函数，所述第一传递函数将所述平均的反转后的PPG信号转换为未校准的外周压力波形，并由所述第二传递函数转换为未校准的中心压力波形。
19.根据权利要求13所述的方法，其中，所述原始的模拟PPG信号被转换为所述数字信号后的一个或多个步骤在云端实现。
20.根据权利要求13所述的方法，其中，所述PPG传感器的所述暴露的光学部分相对于所述PPG传感器的周围表面凹陷，或者相对于所述PPG传感器的周围表面凸起，使得所述人的手指接收到整个光学部分是否已被所述人的手指覆盖的触觉反馈。
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