用于非侵入式血压测量的设备的制作方法

本发明涉及一种用于非侵入式血压测量的指套(fingercuff)。

背景技术：

已经知道测量血压多年，其中压力套(pressurecuff)被放置围绕身体末端(如手指)。例如ep0048060描述了，压力套内部的流体的压力基于体积描记器的信号，由压力阀控制，进而由控制回路控制。

在已知的系统中，环境空气被加压并被供应到压力套以增加压力套内部的压力。为了降低套(cuff)内部的压力，套内部的空气被再次释放到环境(ambient)。尽管这些系统在实践中起作用，但是它们相对较大并且需要从环境中泵送大体积的空气以及将大体积的空气泵送到环境。

因此，本发明的目的是提供用于非侵入式(non-invasive)压力血压测量的改进的设备。

技术实现要素：

本发明提供了用于非侵入式血压测量的设备，其包括：压力套，其用于围绕身体部位(如手指)放置；这个套包括：囊(bladder)，其用于向身体部位施加压力；体积确定单元，其用于基于流动通过身体部位的血液的体积提供信号，例如光源和光检测器，光源用于发送光通过身体部位，光检测器用于检测穿过身体部位的光并根据检测到的光量提供信号；第一流体贮器，其与囊流体连接，以将流体供应到囊；第二流体贮器，其与囊流体连接，以接收来自囊的流体；压力产生器，其用于在第一和第二流体贮器之间产生压差(differentialpressure)；可变流阻和控制器，可变流阻定位于流体贮器和囊之间，控制器被布置以基于信号来控制可变流阻。控制器可以进一步被布置以确定身体部位内部的血压。

根据本发明的设备不是加压和释放环境空气，而是提出利用大体上封闭的系统。压力产生器在两个流体贮器(如空气罐)之间产生压差。与环境压力相比，一个流体贮器处于正压，而另一个贮器处于负压。两个贮器通过可变流阻(如阀或挡板(flapper))被连接到压力套的可膨胀囊。这两个贮器也可以各自通过它们自己的可变流阻被连接到可膨胀囊。

例如当需要将流体供应到囊时，可变流阻打开囊与正压贮器的连接。当囊中的压力要被减小时，可变流阻可以关闭与正压贮器的连接，并打开囊与负压贮器的连接。由于囊和(负)压贮器之间的压差(pressuredifference)，流体被主动地从囊吸出并进入负压贮器中。与现有技术(其中，来自囊的空气被被动地排放(vented)到环境)相比，因为在流体贮器和囊之间的压差大于在囊和环境之间的差，所以从囊到负流体贮器的主动运输要快得多。

然后，以这种方式从正贮器被移置到负贮器的流体通过泵被返回，使得两个贮器之间的压差(pressuredifferential)保持在适当的位置。例如，流体可以是气体或气体混合物(如空气)、或液体(如水)。

可变流阻可以被布置成完全打开或关闭流体贮器和囊之间的连接。这使连接的离散控制成为可能。

可变流阻仅部分地打开或关闭贮器和囊之间的连接也是可能的。可变流阻通过调控流体的流阻来控制囊中的压力。部分关闭第一流体贮器和囊之间的连接，以及打开囊与第二流体贮器之间的连接，使得从囊到第二流体贮器的流动更容易，而使得从第一流体贮器到囊中的流动更难。这导致来自囊的流体的流动，并因此导致囊中的压力降低。反之亦然。

压力套的信号——典型地是光检测器的信号——代表身体部位的血管内部的血液的体积。血液越多，来自光源的光就被散射越多，这导致更低的信号(且反之亦然)。在每次心跳期间，血液都被迫通过身体部位中的血管，导致血管(vessels)扩张，并允许更多的血液流动通过血管。这也导致血管的体积增加，并因此信号降低。

压力套的套压力由控制器控制，使得信号(因此血管内部的血液的体积)保持恒定。施加在血管壁上的压力可以被由压力套施加的压力连续地抵消，这可以导致血管的恒定直径和血管的去负载(unloading)。然后，由压力套施加的反压力是血管内部实际血压的量度(measure)，并且允许连续的非侵入式血压测量。

光源可以包括至少一个led、红外(ir)led和/或其任何组合，并且光接收器可以包括至少一个光电二极管。光源也可以包括具有互不相同的波长的led的组合。

通过使用根据本发明的设备，减少了周围泵送的流体的量。由于这种减少的空气的量，与现有技术相比，可以使用尺寸更小的泵，进而可以使用更少的能量。因此，与现有技术相比，提出的发明更加有效。

设备可以包括布置在可变流阻与囊之间的压力传感器。压力传感器感测囊中的压力，这是对血管内部实际血压的量度。传感器与控制器接触。

压力产生器可以被布置以在第一流体贮器和第二流体贮器之间创造至少150mmhg，特别地至少200mmhg的压差。例如第一流体贮器可以比平均动脉压高约100mmhg，而第二流体贮器可以例如比平均动脉压低约100mmhg。这样，压力产生器可能能够对抗患者中的各种动脉压，并且相对快速地对压力变化做出反应。

压力产生器还可以被布置以根据测量的收缩血压和舒张血压在第一和第二流体贮器之间创造压差，其中例如在收缩压之上的预定压力和舒张压以下的预定压力之间创造压差。例如预定压力可以取决于测量的收缩压和/或舒张压、以及测量的心率。

压力产生器可以被布置以根据测量的血压在第一流体贮器与第二流体贮器之间创造压差。例如压力产生器可以是泵，其从一个贮器吸空气，而在另一贮器中吹空气。囊内部的压力与流体贮器中的压力之间的差确定了其中流体流进和流出囊的速度。当贮器内部的压力相对于囊压力保持恒定压力时，由于贮器与囊之间的压差保持相同，因此来自和进入囊的流体流量(fluidflow)也可以保持恒定。这允许更可预测的系统，其中反应速度独立于测量的人体部位中的压差。贮器也可以保持在相对于测量的最小或最大血压或平均血压的压力下。

第一和/或第二流体贮器可以包括阀，以当贮器内部的压力达到预定压力时调控向第一和/或第二流体贮器或从第一和/或第二流体贮器供应的环境空气。例如，当第一流体贮器内部的压力超过阈值时，第一贮器的阀打开以将多余的压力排出到环境。例如，当第二流体贮器内部的压力下降到阈值以下时，第二贮器的阀打开，以允许来自环境的空气流到第二贮器中。这样可以避免在贮器内部积累不期望的压力。第一和/或第二流体贮器还可包括单独的泵或压力产生手段，用于独立于其它流体流量来调节流体贮器内部的压力。

有利地，压力套和可变流阻被布置在移动设备(如可穿戴腕部装置(wrist-unit))中。根据本发明的设备典型地用于确定患者手指(例如，食指或中指中)的动脉内部的血压。通过将移动设备定位在相对靠近手指的位置，可以舒适地穿戴装置。也可以将移动设备靠近受试者放置，而不是放置在受试者上。

第一流体贮器和第二流体贮器可以被布置在移动设备(如可穿戴腕部装置)中。因为根据发明的设备内部的流体的体积可以被减小到设备的大体上封闭的性质，所以贮器可以是相对小的。这减小了贮器所需的体积和重量，并且允许在不会给装置的穿戴者带来大的负担情况下，将贮器放置在可穿戴腕部装置中。将压力产生器布置在移动设备中也是可能的。

根据发明的设备可以进一步包括监视器，用于显示确定的血压。第一和/或第二流体贮器可以被布置在监视器中。通过将贮器定位在监视器中，而不是在腕部装置中，可以减小腕部装置的重量，这减小了腕部装置穿戴者的负担。将压力产生器布置在监视器中也是可能的。

附图说明

将借助于以下附图中描绘的非限制性工作实例来解释发明。具体地：

-图1以框图示意性地示出了根据本发明的设备；

-图2示意性地示出了根据发明的压力套；和

-图3示意性地示出了根据发明的设备。

具体实施方式

图1示意性地示出了用于非侵入式压力血压测量的设备(1)，其包括压力套(2)，用于围绕身体部位(如手指)放置。套(2)被连接至可变流阻(3)，可变流阻(3)控制套(2)、第一流体贮器(4)和第二流体贮器(5)之间的流体的流动。在第一流体贮器(4)和第二流体贮器(5)之间，通过压力产生器(6)创造压差。套(2)包括可膨胀囊(7)。

可变流阻(3)例如由阀或挡板(3)形成。当流阻(3)完全关闭套(2)的囊(7)和第二流体贮器(5)之间的流体连接时，囊(7)仅被连接到第一流体贮器(4)，并且反之亦然。当第一流体贮器(4)处于相对高的压力时，这导致流体从第一贮器(4)流动到囊(7)，其使囊膨胀。

实践中，可变流阻(3)可仅部分地关闭囊(7)和流体贮器(4、5)之间的连接。部分关闭将导致来自流体贮器(4、5)中的一个的流动中阻力增加，而来自另一个流体贮器(5、4)的流动中阻力减小。因为流体可以在流体贮器(4、5)之间流动，所以不完全关闭连接(一个或多个)防止在流体贮器(4、5)内部的不需要的压力积累。

图2示意性地示出了压力套(2)，其包括用于围绕身体部位(如手指)包裹的可膨胀囊(7)、光源(8)和光检测器(9)。可以通过管线(10)向囊(7)供应流体。通过增加囊(7)中的压力，囊壁(11)扩张，其进而对囊(7)中的身体部位(未示出)施加压力。在外部，囊(7)被刚性或半刚性的壳体(12)环绕，使得囊(7)在膨胀时大体上向内扩张。

图3示意性地示出了根据本发明的设备(1)，其包括连接至可变流阻(3)的图2的压力套(2)，可变流阻控制套(2)、第一流体贮器(4)和第二流体贮器(5)之间的流体的流动。在第一流体贮器(4)和第二流体贮器(5)之间，通过压力产生器(6)创造压差。套(2)包括可膨胀囊(7)。

可变流阻(3)例如由阀或挡板(3)形成。当流阻(3)完全关闭套(2)的囊(7)与第二流体贮器(5)之间的流体连接时，囊(7)仅被连接至第一流体贮器(4)，并且反之亦然。当第一流体贮器(4)处于相对高的压力时，这导致流体从第一贮器(4)流到囊(7)，其使囊膨胀。

图3进一步示出了压力传感器(13)，其被布置在可变流阻(3)和囊(7)之间，用于确定囊(7)中的压力。第一流体贮器(4)提供有第一阀(14)，并且第二流体贮器(5)提供有第二阀(15)，以限制贮器内部的压力积累。图3进一步示意性地示出了控制器(16)，其可以基于光检测器(9)的信号来控制流阻(3)。此外，控制器(16)也可以被连接到系统的其它元件，以基于光检测器(9)或任何其它测量系统的信号来控制这些元件。

显然地，本发明不限于在此示出和描述的示例性实施方式，而在所附权利要求的范围内，许多变体是可能的，这对于本领域技术人员将是不言自明的。