血压测量设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于测量血压的方法和设备。特别地，本发明涉及基于脉搏波速 度(PWV)测量的连续非侵入式血压测量系统。
【背景技术】
[0002] 传统地，通过依靠造成间歇测量的压血带技术的设备测量血压。间歇测量有几个 缺点，即，它是缓慢的和麻烦的，并且另外，它阻止血液循环用于测量。还有已知基于确定脉 搏波速度(PWV)和脉搏传送时间（PPT)测量结果的一些连续测量系统，其中，确定在血管中 传播的脉搏并且基于波速可以确定血压。然而，由于例如待被测量的患者的动作或者由于 改变环境因素(诸如改变测量高度或压力)而导致这些连续测量系统的结果通常很不可靠。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是缓解并消除与已知的现有技术有关的问题。特别地，本发明的目 的是提供一种用于以可靠、简易和快速的方式连续地且非侵入地测量血压的设备。另外，本 发明的目的是使在没有外部设备的情况下，校准测量结果成为可能。
[0004] 本发明的目的可以通过独立权利要求的特征来实现。
[0005] 本发明涉及一种根据权利要求1的用于连续地且非侵入性地测量患者的血压的设 备和一种根据权利要求13的方法。
[0006] 根据本发明的实施例，一种用于连续地且非侵入性地测量患者的血压的设备包 括:第一压力传感器(P1)，被配置成测量与第一位置处的患者的动脉血压成比例的压力信 号；以及第三环境压力传感器(P3)，被配置成测量环境压力。另外，该设备被配置成从源自 第一压力传感器的信号中减去源自第三环境压力传感器的信号，以补偿由测量点高度变化 和大气压力改变引起的变化，从而提供表示患者的相对全身动脉血压的信号。
[0007] 根据实施例，该设备进一步还包括:第二压力传感器(P2)，被配置成测量与第二位 置处的患者的动脉血压成比例的压力信号，其中，该设备被配置成从源自第二压力传感器 的信号中减去源自第三环境压力传感器的信号，以补偿由测量点高度变化和大气压力改变 引起的变化。
[0008] 更进一步地，根据示例，两个压力传感器(有利的是，电容式传感器)被布置在单个 专门设计的部件中以距离彼此(Pi，p2)已知距离定位在远端桡动脉的路径上。电容式传感 器具有更大的动态范围，并且与电阻式传感器相比较更灵敏。该距离被优化并且被最小化 (l-4cm)，以便在对运动伪差不敏感的位置处，测量结果可以在远端前臂和腕区域之间非常 小的区域中实现，并且使得所有测量结果可以迅速地被执行监测动脉脉搏波的传播。因此， 传感器可以被放置在舒适且耐用腕带中。
[0009] 另外，当具有所述传感器的设备要被放置在远端桡动脉的路径上(并且有利的是 放置在远端前臂和腕区域之间相对较小的区域中）时，因为这两个传感器(P1，P2)准确测量 来自具有相同粘弹性特性的相同动脉血管的相同波脉搏，所以测量结果非常可靠。通过该 特征，例如当与其中第一传感器在手腕区域处并且第二传感器在手指处（即，这些不同区域 处的血管的特性不同，并且还有手指区域的脉搏波与手腕区域不同）的实施例相比较时，测 量结果可以非常准确地并且以可靠方式实现。另外，当测量点位于关节的不同侧时，传感器 之间的距离容易变化。所有这些上文所提及的点引起测量不准确和测量缺点。
[0010] 除了这些之外，该设备(有利地是，腕带）可以装备有能够检测上肢运动的至少两 个加速度计(诸如3D MEMS加速度计）。有利的是，这些传感器(也包括加速度计)位于距离彼 此1 cm到4cm之内。另外，有利的是，加速度计的一个轴线沿着上肢的轴线被定向。
[0011] 根据实施例，压力传感器与皮肤的接触通过由水平层状结构构成的弹性液体填充 垫来介导，该结构允许动脉压力波被有效传递到传感器，但消除了由来自其它方向的运动 伪差造成的压力峰值的传输。
[0012]在高达1kHz的频率下设置采样分辨率，从而允许能够准确检测脉搏波速度。因此， 该系统在动脉脉搏波传播中对快的逐次心搏变化(beat to beat alteration)敏感。与先 前架构相比较，该架构具有几个益处。常规非侵入式血压测量依赖导致间歇测量的压血带 技术。常规PWV解决方案依赖通过r波的测量和通过外围传感器对脉搏波的检测的心电图同 步。这些解决方案是麻烦的，需要多个位置中的传感器并且由于两个重要原因而容易出现 明显偏差。首先，在实际心脏射血阶段开始时，脉搏波和r波明显变化。其次，常规方法还需 要估计从心脏到外围测量点的距离，该估计由于大的解剖变化不能准确地被实现。
[0013]与已知的现有技术相比，本发明还提供了其它优点，诸如执行连续地且非侵入性 地血压测量的可能性。这是基于具有连续自动校准的脉搏波速度(PWV)测量。
[0014] 另外，本发明使得可以通过两种示例性方式连续地且非侵入性地测量血压并且还 使得可以在测量开始时，在无需外部设备、布线或心电图电极的情况下校准测量结果，而且 还补偿由于体位改变或运动而造成的改变。在动脉传感器中的一个动脉传感器故障的情况 下，它还具有连续测量的能力。
[0015] 根据实施例，本发明使得可以经由检测脉搏波速度(PWV)的两个紧密放置的传感 器和补偿由于体位改变或运动而造成的脉搏波幅度或速度的波动的第三传感器来测量血 压。另外，根据第二实施例，本发明使得可以经由动脉压力传感器(仅需一个)和单独的环境 压力传感器的差来直接测量血压。
【附图说明】
[0016] 下面根据附图，参照示例性实施例对本发明进行更详细地描述，其中：
[0017] 图1A-图1C图示了根据本发明的有利实施例的用于连续地且非侵入性地测量患者 的血压的示例性设备的原理，
[0018] 图2图示了根据本发明的有利实施例的用于连续地且非侵入性地测量患者的血压 的示例性方法，以及
[0019] 图3图示了根据本发明的有利实施例的用于连续地且非侵入性地测量患者的血压 的另一示例性方法。
【具体实施方式】
[0020] 图1A-图1C图示了根据本发明的有利实施例的用于连续地且非侵入性地测量患者 的血压的示例性设备100的原理，其中，该设备包括第一压力传感器(Pi)，其被配置成测量 与第一位置处的患者的动脉血压成比例的压力信号，该设备还包括第三环境压力传感器 (P3)，其被配置成测量环境压力。另外，该设备被配置成从源自第一压力传感器的信号中减 去源自第三环境压力传感器的信号，以补偿由测量点高度的变化引起的变化和大气压力改 变，从而提供表示患者的相对全身动脉血压的信号。要理解的是，减去以及其它信号处理可 以在后端系统中进行，由此，有利的是，该设备包括用于将测量信号传达到后端的无线数据 通信装置。
[0021] 该设备还可以包括第二压力传感器(P2)，其被配置成测量与第二位置处的患者的 动脉血压成比例的压力信号，由此，该设备被配置成从源自第二压力传感器的信号中减去 源自第三环境压力传感器的信号，以补偿由测量点高度变化和大气压力改变引起的变化。
[0022] 有利的是，第一传感器和第二传感器被布置成检测信号，以使第一近端传感器在 第二远端传感器之前检测到该信号，由此，该设备被配置成提供这作为第一质量控制。
[0023] 另外，如图1C中所描述的，设备100可以包括用于检测用户的运动(诸如手部运动 或者其它高度改变，即，垂下（fall)和倒下（collapse))的至少一个(优选两个）加速度计 A1，A2。该设备可以被配置成基于可能由所述加速度计的测量结果补充的所检测的压力信 号，或者可替代地基于纯粹由所述加速度计检测到的信号中的改变来检测这些运动。有利 的是，加速度计是3D MEMS加速度计。要注意的是，该设备(诸如腕带）附加地还包括允许测 量的其它部件(诸如MCU或ASIC逻辑电路(逻辑）、电源(如电池)等等）。
[0024] 图2和图3图示了根据本发明的有利实施例的用于连续地且非侵入性地测量患者 的血压的示例性方法(方法A，方法B)。
[0025]如图2中所描述的方法A。
[0026]利用信号处理系统，传感器P1，P2被放置以使得最大信号被得到并且使得这两个 动脉压力传感器P1，P2检测到该信号