一种有创血压检测和分析系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种有创血压检测和分析系统，包括：顺序相连的有创血压采集系统、数字信号处理器和气路控制系统，其中：有创血压采集系统，用于对有创血压进行实时采集；数字信号处理器，用于对采集到的有创血压信号进行实时峰值和重博点检测，并预估下一次有创血压信号的峰值和重博点出现的时刻；气路控制系统，包括主动脉球囊，用于根据所述下一次有创血压信号的峰值和重博点出现的时刻，控制主动脉球囊的充放气操作。本实用新型能够通过对有创血压的实时检测，来实现主动脉内球囊反博方法中对主动脉球囊充放气的实时控制。
【专利说明】一种有创血压检测和分析系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及介入治疗领域，尤其涉及一种有创血压检测和分析系统。
【背景技术】
[0002]主动脉内球囊反搏(Intra-Aortic Balloon Pump, IABP)是机械性辅助循环方法之一，通过物理作用，提高主动脉内舒张压，增加冠状动脉供血和改善心肌功能。这种方法已广泛应用于心功能不全等危重病患者的抢救和治疗。
[0003]主动脉内球囊反搏是由固定在导管的圆柱形主动脉球囊构成，将主动脉球囊安放在胸主动脉部位。导管近端位于左锁骨下动脉末梢，远端位于肾动脉。当心脏舒张时主动脉球囊充气，心脏收缩时主动脉球囊放气，由此产生双重血液动力学效应:心脏舒张主动脉球囊充气使血流向前，提高舒张压和冠脉的灌注；主动脉球囊在心脏收缩之前放气降低收缩压(心脏后负荷)从而改善了左室射血。通过控制台可以在每一心动周期内将主动脉球囊充放气一次(1:1模式)，也可以每二个心动周期内将主动脉球囊充放气一次(1:2模式)，每三个心动周期内充放气一次(1:3模式)。控制台可以根据进入主动脉球囊的气体量的多少来调整主动脉球囊的大小。
[0004]但是，在现有技术中，上述过程一般都是在体外实现，缺乏对人体体征的实时监控和实时反馈，无法实现对主动脉球囊充放气的实时控制。
【发明内容】
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]本实用新型提供种有创血压检测和分析系统，以解决现有技术中无法对主动脉球囊充放气进行实时控制的技术问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为解决上述技术问题，本实用新型提供一种有创血压检测和分析系统，包括:顺序相连的有创血压采集系统、数字信号处理器和气路控制系统，其中:
[0009]有创血压采集系统，用于对有创血压进行实时采集；
[0010]数字信号处理器，用于对采集到的有创血压信号进行实时峰值和重博点检测，并预估下一次有创血压信号的峰值和重博点出现的时刻；
[0011]气路控制系统，包括主动脉球囊，用于根据所述下一次有创血压信号的峰值和重博点出现的时刻，控制主动脉球囊的充放气操作。
[0012]进一步地，所述有创血压采集系统包括:有创血压传感器系统，包括动脉导管、压力连接管、压力换能器、连续冲洗系统和有创血压传感器，用于通过穿刺测量股动脉的血压，实时测量采集股动脉的动脉压。
[0013]进一步地，所述系统还包括:信号处理单元，连接在所述有创血压采集系统和所述数字信号处理器之间，包括低噪声运放、放大电路和16位模数转换器，用于对对采集到的有创血压信号的线路噪声和基线偏移进行滤波放大处理，并将处理后的有创血压模拟信号进行模数转换。
[0014]进一步地，所述数字信号处理器包括:小波变换单元，用于通过小波变换，检测采集到的有创血压信号的实时峰值和重博点。
[0015]进一步地，所述小波变换单元包括:参数确定模块，用于根据小波基函数的特性和所述有创血压信号的特征，确定小波基函数的类型和提升小波分解层数。
[0016]进一步地，所述数字信号处理器包括:预估单元，用于利用历史有创血压信号估计得出系统的运行状态，结合实时采集的有创血压信号的峰值和重博点，预估下一次有创血压信号的峰值和重博点出现的时刻。
[0017]进一步地，所述数字信号处理器为:C6000系列数字信号处理器。
[0018]进一步地，所述气路控制系统包括:
[0019]充气单元，用于在下一次有创血压信号峰值出现的时刻对主动脉球囊充气；
[0020]放气单元，用于在下一次有创血压信号重博点出现的时刻对主动脉球囊放气。
[0021]进一步地，所述气路控制系统包括:
[0022]监测单元，用于对血压和主动脉球囊充放气的气压进行实时监测；
[0023]急停单元，用于对突发的心脏变化进行手动停止。
[0024]进一步地,所述系统还包括:
[0025]上位机显示控制设备，与所述数字信号处理器相连，用于实时观测血压和主动脉球囊充放气的气压波形的变换，通过设置采集或触发的方式对充放气气路进行初始设置。
[0026](三)有益效果
[0027]可见，在本实用新型提出的有创血压检测和分析系统中，能够对有创血压进行实时采集，并进行实时峰值和重博点检测，然后根据所预估的下次峰值和重博点出现的时刻来控制主动脉球囊的充放气操作。本实用新型能够通过对有创血压的实时检测，来实现主动脉内球囊反博方法中对主动脉球囊充放气的实时控制。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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的附图。
[0029]图1是本实用新型实施例有创血压检测和分析系统的基本结构不意图；
[0030]图2是本实用新型一个优选实施例有创血压检测和分析系统的结构示意图；
[0031]图3是本实用新型实施例1有创血压检测和分析系统的操作流程示意图；
[0032]图4是本实用新型实施例有创血压检测和分析系统中小波变换的检测框图；
[0033]图5是本实用新型实施例1有创血压检测和分析系统的128/80峰值和重搏点检测结果图；
[0034]图6是本实用新型实施例1有创血压检测和分析系统的25/0峰值和重搏点检测结果图；
[0035]图7是本实用新型实施例1有创血压检测和分析系统的14/4峰值和重搏点检测结果图；[0036]图8是本实用新型实施例2有创血压检测和分析系统的操作流程示意图。
【具体实施方式】
[0037]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0038]本实用新型实施例提出一种有创血压检测和分析系统，参见图1，包括:
[0039]有创血压采集系统I，用于对有创血压进行实时采集；
[0040]数字信号处理器2，用于对采集到的有创血压信号进行实时峰值和重博点检测，并预估下一次有创血压信号的峰值和重博点出现的时刻；
[0041]气路控制系统3，包括主动脉球囊4，用于根据所述下一次有创血压信号的峰值和重博点出现的时刻，控制主动脉球囊的充放气操作。
[0042]可见，在本实用新型实施例提出的有创血压检测和分析系统中，能够对有创血压进行实时采集，并进行实时峰值和重博点检测，然后根据所预估的下次峰值和重博点出现的时刻来控制主动脉球囊的充放气操作。本实用新型实施例能够通过对有创血压的实时检测，来实现主动脉内球囊反博方法中对主动脉球囊充放气的实时控制。
[0043]在本实用新型的一个实施例中，优选地，有创血压采集系统I可以包括:有创血压传感器系统，包括动脉导管、压力连接管、压力换能器、连续冲洗系统和有创血压传感器，用于通过穿刺测量股动脉的血压，实时测量采集股动脉的动脉压。
[0044]在人体部分，首先将动脉导管通过穿刺，置于被测部位的血管内，动脉导管的外端直接与有创血压传感器相连接，由于流体具有压力传递作用，血管内的压力将通过动脉导管内的液体传递到外部的有创血压传感器上，从而可获得血管内实时压力变化的动态波形。
[0045]在进行有创血压测量时要注意:监测开始时，首先对压力换能器进行校零；监测过程中，要随时保持有创血压传感器与心脏在同一水平上；为防止动脉导管堵塞，要不断注入肝素盐水冲洗动脉导管，以保持测压径路的通畅；同时要牢固固定动脉导管，防止动脉导管位置移动或脱出，影响有创血压的测量。
[0046]在本实用新型的另一个实施例中，优选地，系统还可以包括:信号处理单元5，如图2，连接在有创血压采集系统I和数字信号处理器2之间。信号处理单元5可以包括低噪声运放、放大电路和16位模数(AD,analog to digital)转换器,通过采用低噪声运放搭建滤波和放大电路对线路噪声和基线偏移进行处理，并把处理后的模拟血压信号通过16位AD器件进行模数转换。
[0047]在本实用新型的一个实施例中，优选地，数字信号处理器2可以包括:小波变换单元，用于通过小波变换，检测采集到的有创血压信号的实时峰值和重博点。
[0048]在本实用新型的另一个实施例中，优选地，数字信号处理器2还可以包括:预估单元，用于利用历史有创血压信号估计得出系统的运行状态，结合实时采集的有创血压信号的峰值和重博点，预估下一次有创血压信号的峰值和重博点出现的时刻。[0049]在本实用新型的一个实施例中，优选地，数字信号处理器(DSP，DigitalSignalProcessing) 2可以为:C6000系列数字信号处理器,满足运算能力强、大量的数据处理和丰富的外设及大量的片内内存，以满足对有创血压的小波变换和运算控制。
[0050]在本实用新型的另一个实施例中，需要选择合适的小波基并确定提升小波分解层数。优选地，小波变换单元可以包括:参数确定模块，用于根据小波基函数的特性和有创血压信号的特征，来确定小波基函数的类型和分解层数。
[0051 ] 在本实用新型的另一个实施例中，优选地，气路控制系统3可以包括比例阀、电磁阀、储气罐、主动脉球囊、导管等，主要实现调节气路的气压和对主动脉球囊进行充放气的操作。气路设置需要快速反应，延迟时间不能太长。主动脉球囊的大小通过根据人体的身高来选择，充气压力有压力传感器实时监测。气路控制系统3根据下一次有创血压信号的峰值和重博点出现的时刻，控制主动脉球囊的充放气操作中，可以包括:充气单元，用于在下一次有创血压信号峰值出现的时刻对主动脉球囊充气；放气单元，用于在下一次有创血压信号重博点出现的时刻对主动脉球囊放气；监测单元，用于对血压和主动脉球囊充放气的气压，通过压力传感器进行实时监测；急停单元，用于对突发的心脏变化进行手动停止。
[0052]在本实用新型的另一个实施例中，优选地，系统还可以包括:上位机显示控制设备6，与数字信号处理器2相连，用于实时观测血压和主动脉球囊充放气的气压波形的变换，通过设置采集或触发的方式对充放气气路进行初始设置。
[0053]下面以详细说明本实用新型实施例的实施步骤为例，来具体介绍有创血压检测和分析系统的实际实现过程。
[0054]实施例1:
[0055]本实用新型实施例1为通过血压模拟仪来进行有创血压检测和分析系统操作的实施例。
[0056]步骤301:连接血压模拟仪和有创血压采集系统I。
[0057]本步骤中，首先需要设置合适的接头，来连接血压模拟仪和有创血压采集系统I。在熟悉血压模拟仪的有创血压接头定义，和有创血压采集系统I的血压采集通道接口定义之后，焊接连接线连接血压模拟仪和有创血压采集系统I。
[0058]步骤302:连接有创血压采集系统I和数字信号处理器2、数字信号处理器2和气路控制系统3、气路控制系统3和上位机显不控制设备6。
[0059]在气路控制系统3中，还在导管末端连接有主动脉球囊4，以验证充放气效果。
[0060]步骤303:接通电源，控制血压模拟仪输出。
[0061]本步骤中，需要对血压模拟仪输出的幅值进行调节来分别检测效果。其中输出信号包括:120/80、25/0、14/4的有创血压信号。
[0062]步骤304:对血压模拟仪输出的有创血压信号进行处理。
[0063]本步骤中，利用信号处理单元对采集到的有创血压信号采用低噪声运放搭建滤波和放大电路对线路噪声和基线偏移进行处理，并把处理后的模拟有创血压信号通过16位AD器件进行模数转换。
[0064]步骤305:运行数字信号处理器2对处理后的有创血压信号进行小波变换检测。
[0065]数字信号处理器2可以实现有创血压信号的采样记录、上位机显示控制设备6的通信、小波变换检测血压峰值和重博点、气路控制系统3的通信等功能。[0066]其中，数字信号处理器2采用目前速度相对较高的C6000系列数字信号处理器，并利用其良好的接口设置，方便进行有创血压信号的检测和处理编程，并能把信号上传到上位机显示控制设备6显示。上位机显示控制设备6可以实时观测血压、主动脉球囊充放气的气压波形的变换，并可以通过设置采集或触发方式对气路进行一些初始的设置。
[0067]数字信号处理器2包括小波变换单元，可以通过小波变换，检测采集到的有创血压信号的实时峰值和重博点。图4表示小波变换检测的部分流程图，可以通过首先小波变换检测有创血压信号的峰值，再根据峰值来搜索重博点的算法，来检测有创血压信号的实时峰值和重博点。小波变换单元还包括预估单元，以利用历史有创血压信号估计得出系统的运行状态，结合实时采集的有创血压信号的峰值和重博点，预估下一次有创血压信号的峰值和重博点出现的时刻。并将所预估的时刻发送给气路控制系统3。
[0068]其中，对血压模拟仪分别输出为120/80、25/0、14/4的有创血压信号进行检测的结果分别如图5至图7所示，图中BHBuffer和BBBuffer短线表示峰值位置信息。由图中可见，本系统能够准确指示出有创血压信号的峰值和重博点的位置信息。
[0069]步骤306:根据下一次有创血压信号的峰值和重博点出现的时刻，控制主动脉球囊的充放气操作。
[0070]本步骤中，气路控制系统3首先对气路进行检漏，然后根据接收到的下一次有创血压信号的峰值和重博点出现的时刻，来控制主动脉球囊的充放气操作。其中，利用充气单元在下一次有创血压信号峰值出现的时刻对主动脉球囊充气，利用放气单元在下一次有创血压信号重博点出现的时刻对主动脉球囊放气。
[0071]气路控制系统3还可以通过监测单元对血压和主动脉球囊充放气的气压进行实时监测。
[0072]至此，则完成了本实用新型实施例1中有创血压检测和分析的全过程。
[0073]实施例2:
[0074]本实用新型实施例2为对人体进行有创血压检测和分析系统操作的实施例。对于实际应用中，我们采取如实施例1的方案，在危重病人如休克病人、一些心脏手术和其他重大手术时，对血压进行实时变化的监测并通过球囊反博来对心脏加大供血，从而挽救病人的生命。其中，会将血压模拟仪替代为人体部分。
[0075]步骤801:连接人体和有创血压采集系统I。
[0076]在人体部分，首先将有创血压采集系统I中的动脉导管通过穿刺，置于被测部位的血管内，动脉导管的外端直接与有创血压传感器相连接，由于流体具有压力传递作用，血管内的压力将通过动脉导管内的液体传递到外部的有创血压传感器上，从而可获得血管内实时压力变化的动态波形。
[0077]在进行有创血压测量时要注意:监测开始时，首先对压力换能器进行校零；监测过程中，要随时保持有创血压传感器与心脏在同一水平上；为防止动脉导管堵塞，要不断注入肝素盐水冲洗动脉导管，以保持测压径路的通畅；同时要牢固固定动脉导管，防止动脉导管位置移动或脱出，影响有创血压的测量。
[0078]步骤802至步骤806与步骤302至步骤306相同，并且，在人体的穿刺部位，需要通过导管把主动脉球囊深入股主动脉中，到达心脏的附近位置，以加大对心脏的供血。气路控制系统3中还包括有急停单元，用于对突发性的心脏变化进行手动停止，保证不危害病人的生命安全。
[0079]至此，则完成了本实用新型实施例2中人体有创血压检测和分析的全过程。
[0080]可见，本实用新型实施例具有如下有益效果:
[0081]在本实用新型实施例提出的有创血压检测和分析系统中，能够对有创血压进行实时采集，并进行实时峰值和重博点检测，然后根据所预估的下次峰值和重博点出现的时刻来控制主动脉球囊的充放气操作。本实用新型实施例能够通过对有创血压的实时检测，来实现主动脉内球囊反博方法中对主动脉球囊充放气的实时控制。
[0082]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
【权利要求】
1.一种有创血压检测和分析系统，其特征在于，包括:顺序相连的有创血压采集系统、数字信号处理器和气路控制系统，其中: 有创血压采集系统，用于对有创血压进行实时采集； 数字信号处理器，用于对采集到的有创血压信号进行实时峰值和重博点检测，并预估下一次有创血压信号的峰值和重博点出现的时刻； 气路控制系统，包括主动脉球囊，用于根据所述下一次有创血压信号的峰值和重博点出现的时刻，控制主动脉球囊的充放气操作。
2.根据权利要求1所述的有创血压检测和分析系统，其特征在于，所述有创血压采集系统包括:有创血压传感器系统，包括动脉导管、压力连接管、压力换能器、连续冲洗系统和有创血压传感器，用于通过穿刺测量股动脉的血压，实时测量采集股动脉的动脉压。
3.根据权利要求1所述的有创血压检测和分析系统，其特征在于，所述系统还包括:信号处理单元，连接在所述有创血压采集系统和所述数字信号处理器之间，包括低噪声运放、放大电路和16位模数转换器，用于对对采集到的有创血压信号的线路噪声和基线偏移进行滤波放大处理，并将处理后的有创血压模拟信号进行模数转换。
4.根据权利要求1所述的有创血压检测和分析系统，其特征在于，所述数字信号处理器包括:小波变换单元，用于通过小波变换，检测采集到的有创血压信号的实时峰值和重博点。
5.根据权利要求4所述的有创血压检测和分析系统，其特征在于，所述小波变换单元包括:参数确定模块，用于根据小波基函数的特性和所述有创血压信号的特征，确定小波基函数的类型和提升小波分解层数。
6.根据权利要求4所述的有创血压检测和分析系统，其特征在于，所述数字信号处理器包括:预估单元，用于利用历史有创血压信号估计得出系统的运行状态，结合实时采集的有创血压信号的峰值和重博点，预估下一次有创血压信号的峰值和重博点出现的时刻。
7.根据权利要求1所述的有创血压检测和分析系统，其特征在于，所述数字信号处理器为:C6000系列数字信号处理器。
8.根据权利要求1所述的有创血压检测和分析系统，其特征在于，所述气路控制系统包括: 充气单元，用于在下一次有创血压信号峰值出现的时刻对主动脉球囊充气； 放气单元，用于在下一次有创血压信号重博点出现的时刻对主动脉球囊放气。
9.根据权利要求1所述的有创血压检测和分析系统，其特征在于，所述气路控制系统包括: 监测单元，用于对血压和主动脉球囊充放气的气压进行实时监测； 急停单元，用于对突发的心脏变化进行手动停止。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的有创血压检测和分析系统，其特征在于，所述系统还包括: 上位机显示控制设备，与所述数字信号处理器相连，用于实时观测血压和主动脉球囊充放气的气压波形的变换，通过设置采集或触发的方式对充放气气路进行初始设置。
【文档编号】A61B5/0215GK203576490SQ201320792758
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年12月4日 优先权日:2013年12月4日
【发明者】聂金柱 申请人:乐普（北京）医疗器械股份有限公司