血壓測(cè)量設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于測(cè)量血壓的方法和設(shè)備。特別地，本發(fā)明涉及基于脈搏波速 度(PWV)測(cè)量的連續(xù)非侵入式血壓測(cè)量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 傳統(tǒng)地，通過(guò)依靠造成間歇測(cè)量的壓血帶技術(shù)的設(shè)備測(cè)量血壓。間歇測(cè)量有幾個(gè) 缺點(diǎn)，即，它是緩慢的和麻煩的，并且另外，它阻止血液循環(huán)用于測(cè)量。還有已知基于確定脈 搏波速度(PWV)和脈搏傳送時(shí)間（PPT)測(cè)量結(jié)果的一些連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)，其中，確定在血管中 傳播的脈搏并且基于波速可以確定血壓。然而，由于例如待被測(cè)量的患者的動(dòng)作或者由于 改變環(huán)境因素(諸如改變測(cè)量高度或壓力)而導(dǎo)致這些連續(xù)測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)果通常很不可靠。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是緩解并消除與已知的現(xiàn)有技術(shù)有關(guān)的問(wèn)題。特別地，本發(fā)明的目 的是提供一種用于以可靠、簡(jiǎn)易和快速的方式連續(xù)地且非侵入地測(cè)量血壓的設(shè)備。另外，本 發(fā)明的目的是使在沒(méi)有外部設(shè)備的情況下，校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果成為可能。
[0004] 本發(fā)明的目的可以通過(guò)獨(dú)立權(quán)利要求的特征來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0005] 本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的用于連續(xù)地且非侵入性地測(cè)量患者的血壓的設(shè) 備和一種根據(jù)權(quán)利要求13的方法。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，一種用于連續(xù)地且非侵入性地測(cè)量患者的血壓的設(shè)備包 括:第一壓力傳感器(P1)，被配置成測(cè)量與第一位置處的患者的動(dòng)脈血壓成比例的壓力信 號(hào)；以及第三環(huán)境壓力傳感器(P3)，被配置成測(cè)量環(huán)境壓力。另外，該設(shè)備被配置成從源自 第一壓力傳感器的信號(hào)中減去源自第三環(huán)境壓力傳感器的信號(hào)，以補(bǔ)償由測(cè)量點(diǎn)高度變化 和大氣壓力改變引起的變化，從而提供表示患者的相對(duì)全身動(dòng)脈血壓的信號(hào)。
[0007] 根據(jù)實(shí)施例，該設(shè)備進(jìn)一步還包括:第二壓力傳感器(P2)，被配置成測(cè)量與第二位 置處的患者的動(dòng)脈血壓成比例的壓力信號(hào)，其中，該設(shè)備被配置成從源自第二壓力傳感器 的信號(hào)中減去源自第三環(huán)境壓力傳感器的信號(hào)，以補(bǔ)償由測(cè)量點(diǎn)高度變化和大氣壓力改變 引起的變化。
[0008] 更進(jìn)一步地，根據(jù)示例，兩個(gè)壓力傳感器(有利的是，電容式傳感器)被布置在單個(gè) 專門設(shè)計(jì)的部件中以距離彼此(Pi，p2)已知距離定位在遠(yuǎn)端橈動(dòng)脈的路徑上。電容式傳感 器具有更大的動(dòng)態(tài)范圍，并且與電阻式傳感器相比較更靈敏。該距離被優(yōu)化并且被最小化 (l-4cm)，以便在對(duì)運(yùn)動(dòng)偽差不敏感的位置處，測(cè)量結(jié)果可以在遠(yuǎn)端前臂和腕區(qū)域之間非常 小的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)，并且使得所有測(cè)量結(jié)果可以迅速地被執(zhí)行監(jiān)測(cè)動(dòng)脈脈搏波的傳播。因此， 傳感器可以被放置在舒適且耐用腕帶中。
[0009] 另外，當(dāng)具有所述傳感器的設(shè)備要被放置在遠(yuǎn)端橈動(dòng)脈的路徑上(并且有利的是 放置在遠(yuǎn)端前臂和腕區(qū)域之間相對(duì)較小的區(qū)域中）時(shí)，因?yàn)檫@兩個(gè)傳感器(P1，P2)準(zhǔn)確測(cè)量 來(lái)自具有相同粘彈性特性的相同動(dòng)脈血管的相同波脈搏，所以測(cè)量結(jié)果非?？煽?。通過(guò)該 特征，例如當(dāng)與其中第一傳感器在手腕區(qū)域處并且第二傳感器在手指處（即，這些不同區(qū)域 處的血管的特性不同，并且還有手指區(qū)域的脈搏波與手腕區(qū)域不同）的實(shí)施例相比較時(shí)，測(cè) 量結(jié)果可以非常準(zhǔn)確地并且以可靠方式實(shí)現(xiàn)。另外，當(dāng)測(cè)量點(diǎn)位于關(guān)節(jié)的不同側(cè)時(shí)，傳感器 之間的距離容易變化。所有這些上文所提及的點(diǎn)引起測(cè)量不準(zhǔn)確和測(cè)量缺點(diǎn)。
[0010] 除了這些之外，該設(shè)備(有利地是，腕帶）可以裝備有能夠檢測(cè)上肢運(yùn)動(dòng)的至少兩 個(gè)加速度計(jì)(諸如3D MEMS加速度計(jì)）。有利的是，這些傳感器(也包括加速度計(jì))位于距離彼 此1 cm到4cm之內(nèi)。另外，有利的是，加速度計(jì)的一個(gè)軸線沿著上肢的軸線被定向。
[0011] 根據(jù)實(shí)施例，壓力傳感器與皮膚的接觸通過(guò)由水平層狀結(jié)構(gòu)構(gòu)成的彈性液體填充 墊來(lái)介導(dǎo)，該結(jié)構(gòu)允許動(dòng)脈壓力波被有效傳遞到傳感器，但消除了由來(lái)自其它方向的運(yùn)動(dòng) 偽差造成的壓力峰值的傳輸。
[0012]在高達(dá)1kHz的頻率下設(shè)置采樣分辨率，從而允許能夠準(zhǔn)確檢測(cè)脈搏波速度。因此， 該系統(tǒng)在動(dòng)脈脈搏波傳播中對(duì)快的逐次心搏變化(beat to beat alteration)敏感。與先 前架構(gòu)相比較，該架構(gòu)具有幾個(gè)益處。常規(guī)非侵入式血壓測(cè)量依賴導(dǎo)致間歇測(cè)量的壓血帶 技術(shù)。常規(guī)PWV解決方案依賴通過(guò)r波的測(cè)量和通過(guò)外圍傳感器對(duì)脈搏波的檢測(cè)的心電圖同 步。這些解決方案是麻煩的，需要多個(gè)位置中的傳感器并且由于兩個(gè)重要原因而容易出現(xiàn) 明顯偏差。首先，在實(shí)際心臟射血階段開始時(shí)，脈搏波和r波明顯變化。其次，常規(guī)方法還需 要估計(jì)從心臟到外圍測(cè)量點(diǎn)的距離，該估計(jì)由于大的解剖變化不能準(zhǔn)確地被實(shí)現(xiàn)。
[0013]與已知的現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明還提供了其它優(yōu)點(diǎn)，諸如執(zhí)行連續(xù)地且非侵入性 地血壓測(cè)量的可能性。這是基于具有連續(xù)自動(dòng)校準(zhǔn)的脈搏波速度(PWV)測(cè)量。
[0014] 另外，本發(fā)明使得可以通過(guò)兩種示例性方式連續(xù)地且非侵入性地測(cè)量血壓并且還 使得可以在測(cè)量開始時(shí)，在無(wú)需外部設(shè)備、布線或心電圖電極的情況下校準(zhǔn)測(cè)量結(jié)果，而且 還補(bǔ)償由于體位改變或運(yùn)動(dòng)而造成的改變。在動(dòng)脈傳感器中的一個(gè)動(dòng)脈傳感器故障的情況 下，它還具有連續(xù)測(cè)量的能力。
[0015] 根據(jù)實(shí)施例，本發(fā)明使得可以經(jīng)由檢測(cè)脈搏波速度(PWV)的兩個(gè)緊密放置的傳感 器和補(bǔ)償由于體位改變或運(yùn)動(dòng)而造成的脈搏波幅度或速度的波動(dòng)的第三傳感器來(lái)測(cè)量血 壓。另外，根據(jù)第二實(shí)施例，本發(fā)明使得可以經(jīng)由動(dòng)脈壓力傳感器(僅需一個(gè))和單獨(dú)的環(huán)境 壓力傳感器的差來(lái)直接測(cè)量血壓。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 下面根據(jù)附圖，參照示例性實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)地描述，其中：
[0017] 圖1A-圖1C圖示了根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例的用于連續(xù)地且非侵入性地測(cè)量患者 的血壓的示例性設(shè)備的原理，
[0018] 圖2圖示了根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例的用于連續(xù)地且非侵入性地測(cè)量患者的血壓 的示例性方法，以及
[0019] 圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例的用于連續(xù)地且非侵入性地測(cè)量患者的血壓 的另一示例性方法。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 圖1A-圖1C圖示了根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例的用于連續(xù)地且非侵入性地測(cè)量患者 的血壓的示例性設(shè)備100的原理，其中，該設(shè)備包括第一壓力傳感器(Pi)，其被配置成測(cè)量 與第一位置處的患者的動(dòng)脈血壓成比例的壓力信號(hào)，該設(shè)備還包括第三環(huán)境壓力傳感器 (P3)，其被配置成測(cè)量環(huán)境壓力。另外，該設(shè)備被配置成從源自第一壓力傳感器的信號(hào)中減 去源自第三環(huán)境壓力傳感器的信號(hào)，以補(bǔ)償由測(cè)量點(diǎn)高度的變化引起的變化和大氣壓力改 變，從而提供表示患者的相對(duì)全身動(dòng)脈血壓的信號(hào)。要理解的是，減去以及其它信號(hào)處理可 以在后端系統(tǒng)中進(jìn)行，由此，有利的是，該設(shè)備包括用于將測(cè)量信號(hào)傳達(dá)到后端的無(wú)線數(shù)據(jù) 通信裝置。
[0021] 該設(shè)備還可以包括第二壓力傳感器(P2)，其被配置成測(cè)量與第二位置處的患者的 動(dòng)脈血壓成比例的壓力信號(hào)，由此，該設(shè)備被配置成從源自第二壓力傳感器的信號(hào)中減去 源自第三環(huán)境壓力傳感器的信號(hào)，以補(bǔ)償由測(cè)量點(diǎn)高度變化和大氣壓力改變引起的變化。
[0022] 有利的是，第一傳感器和第二傳感器被布置成檢測(cè)信號(hào)，以使第一近端傳感器在 第二遠(yuǎn)端傳感器之前檢測(cè)到該信號(hào)，由此，該設(shè)備被配置成提供這作為第一質(zhì)量控制。
[0023] 另外，如圖1C中所描述的，設(shè)備100可以包括用于檢測(cè)用戶的運(yùn)動(dòng)(諸如手部運(yùn)動(dòng) 或者其它高度改變，即，垂下（fall)和倒下（collapse))的至少一個(gè)(優(yōu)選兩個(gè)）加速度計(jì) A1，A2。該設(shè)備可以被配置成基于可能由所述加速度計(jì)的測(cè)量結(jié)果補(bǔ)充的所檢測(cè)的壓力信 號(hào)，或者可替代地基于純粹由所述加速度計(jì)檢測(cè)到的信號(hào)中的改變來(lái)檢測(cè)這些運(yùn)動(dòng)。有利 的是，加速度計(jì)是3D MEMS加速度計(jì)。要注意的是，該設(shè)備(諸如腕帶）附加地還包括允許測(cè) 量的其它部件(諸如MCU或ASIC邏輯電路(邏輯）、電源(如電池)等等）。
[0024] 圖2和圖3圖示了根據(jù)本發(fā)明的有利實(shí)施例的用于連續(xù)地且非侵入性地測(cè)量患者 的血壓的示例性方法(方法A，方法B)。
[0025]如圖2中所描述的方法A。
[0026]利用信號(hào)處理系統(tǒng)，傳感器P1，P2被放置以使得最大信號(hào)被得到并且使得這兩個(gè) 動(dòng)脈壓力傳感器P1，P2檢測(cè)到該信號(hào)