本发明涉及一种用于确定对象的血压的装置、方法和计算机程序。
背景技术:
1、us 2021/0235996 a1公开了一种信号处理装置,包括处理器和用于存储指令的存储器。所述处理器被配置为执行指令以获得信号,通过对所获得的信号应用快速傅立叶变换(fft)来获得频带频谱,以及通过对所获得的频带频谱应用彼此不同的第一滤波器和第二滤波器来从所获得的频谱中去除噪声。
2、m.forouzanfar等人的文章“oscillometric blood pressure estimation:past,present,and future”ieee reviews in biomedical engineering,volume 8,pages 44to63(2015)公开了自动血压(bp)监测的使用正在增长,这是因为它不需要很多专业知识,并且可以由患者在家中每天执行若干次。其还公开了示波法是在自动bp监测器中使用的最常见的测量方法之一,其中,例如描述了导数示波法。
3、us 2022/0096017 a1公开了一种用于控制血压测量系统的控制设备。施加器在测量时间段内向对象的部分施加增加的压力,同时测量对象的部分的皮肤上的压力,所述压力包括多个压力脉冲。对于所述多个压力脉冲中的至少一些压力脉冲中的每个压力脉冲,确定表征相应压力脉冲的若干特征,其中,基于这些特征来确定要停止测量时间段处或之后的结束测量时间点,并且其中,当达到结束测量时间点时或之后,即,当要停止测量时间段时,减小所施加的压力,以开始后续的血压测量后时间段。
4、de 10 2017 110 770 b3公开了一种用于使用被施加到个体的压力袖带从组织压力信号非侵入式地确定至少一个血压值的方法,所述组织压力信号具有一系列组织压力脉冲曲线。在组织压力信号中识别至少两个个体组织压力脉冲曲线,并且针对每个所识别的组织压力脉冲曲线确定至少一个幅度参数和一个面积参数,所述幅度参数指示所识别的组织压力脉冲曲线的幅度,并且所述面积参数指示由组织压力脉冲曲线包围的至少一个部分面积。对于每个所识别的组织压力脉冲曲线,确定脉动功率参数,所述脉动功率参数至少基于幅度参数和面积参数指示所述组织压力脉冲曲线的形状。生成参数函数,其指示所确定的组织压力脉冲曲线的脉动功率参数与压力袖带或测量时间处的对应夹持压力之间的函数关系。基于参数函数来确定至少一个血压值。
5、ep 3 430 992 a1公开了一种血压测量系统,所述血压测量系统被配置为围绕对象的身体部分,其中,所述血压测量系统包括用于向所述身体部分施加压力的加压装置和防扭结壳体。当所述血压测量系统围绕所述身体部位时,所述防扭结壳体被布置为位于所述加压装置与所述身体部位之间。所述血压测量系统允许通过连续地升高夹紧压力并且在收缩压以上停止升高来测量血压。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种用于确定血压的改进的装置、方法和计算机程序,其允许例如更准确地确定血压。
2、在本发明的第一方面,提出了一种用于确定对象的血压的装置,其中,所述装置包括:
3、-压力信号提供单元,其被配置为提供在一段时间内的对象的测量压力信号,其中,已经通过使用测量设备来测量所述压力信号,所述测量设备包括:a)壳体,其被配置为包裹所述对象中血液流过的部分;b)压力施加器,其被配置为从所述壳体的外部向所述壳体并由此向所述对象的被包裹部分施加压力;以及,c)压力传感器,其被配置为测量所述对象的所述被包裹部分的皮肤上的压力信号,其中,在测量所述压力信号时,所述压力施加器增加或减小所施加的压力,并且其中,测量压力信号指示血液脉冲并且包括多个压力脉冲,
4、-处理器,其被配置为基于所述多个压力脉冲来确定血压确定曲线,其中,所述血压确定曲线指示所述压力脉冲对所施加的压力的依赖性,并且其中,所述处理器还被配置为将变换应用于所述血压确定曲线,并且基于所述变换的结果来确定血压。
5、已经发现,解读测量压力信号的方式对于确定对象的准确血压值是关键的。基于该发现,已经认识到,以如下方式进行确定,可以更准确地确定血压:不仅基于所述血压确定曲线本身(即使其已经指示压力脉冲对由压力施加器施加的压力的依赖性),而且通过将变换应用于血压确定曲线并基于所述变换的结果来确定所述血压。
6、压力传感器,其被配置为测量对象的被包裹部分的皮肤上的压力,其可以被布置在所述壳体内部。然而,压力传感器也可以以另一种方式被布置用于测量对象的被包裹部分的皮肤上的压力。例如,填充有流体的压力传感器垫可以被布置在壳体内部,并且经由流体路径(即,经由填充有流体的管道)连接到壳体外部的压力传感器,以便测量对象的被包裹部分的皮肤上的压力。
7、压力信号提供单元可以是被配置为从例如测量设备接收压力信号并提供所接收的压力信号的接收单元。然而,压力信号提供单元也可以是存储器,所述存储器中已经存储了先前测量的压力信号,并且可以从所述存储器检索该压力信号以提供该压力信号。压力信号提供单元也可以是或包括测量压力信号的测量设备。
8、例如,在测量压力信号时,可以在测量时间段期间连续(特别是以恒定梯度)增加或减小由压力施加器施加到壳体并由此施加到对象的被包裹部分的压力。测量压力信号通常可以被理解为由于增加或减小所施加的压力导致的部分和由于被壳体封包的对象的部分中的血液脉动导致的部分的组成,特别是总和。因此,测量压力信号包括压力脉冲,其中,具体地,压力脉冲可以被理解为指示血液脉动。
9、测量压力信号的由于血液脉动导致的部分通常将在所施加的压力从接近舒张压或甚至更低增加时首先增加,并且在所施加的压力进一步朝向收缩压或甚至超过收缩压增加时的某一点处开始减小,这是因为,一方面,所施加的压力提供由壳体和压力传感器包裹的对象的部分中的血液脉动之间的必要耦合,而另一方面,所施加的压力倾向于抑制血液脉动。同样地,测量压力信号中由血液脉动导致的部分通常也将在所施加的压力从接近收缩压或甚至高于收缩压降低时增加,并且当施加的压力进一步朝向舒张压或甚至低于舒张压降低时的某一点处开始减小。该相关性(其是测量压力信号中的压力脉冲对施加压力的相关性)也由血压确定曲线指示的,所述血压确定曲线是由处理器确定的。例如,血压确定曲线也可以增加并且此后在测量时间段内开始再次减小,特别是不管所施加的压力是增加还是减小。测量压力信号中的压力脉冲对所施加的压力的依赖性(即,压力脉冲如何取决于所施加的压力)指示血压。由于由血压确定曲线指示该相关性,因此血压确定曲线也将指示血压。
10、处理器被配置为基于压力信号中的多个压力脉冲来确定的血压确定曲线优选地是连续曲线,特别是至少一次可微分曲线,更特别是平滑曲线,其中,应当理解,如数值分析中已知的,术语“连续”、“可微分”和“平滑”可以具有近似或“离散化”的含义。优选地,所述血压确定曲线对应于所施加的压力、平均测量压力或测量时间的函数。实际上,所述处理器不一定被配置为确定对应于血压确定曲线的实际图形表示。相反,例如,血压确定曲线可以仅对应于压力值,特别是由压力值组成,所述压力值可以被理解为与所施加的压力、平均测量压力或测量时间的相应值相关联的血压确定曲线值。
11、可以预定义应用于血压确定曲线的变换,使得相比于在血压确定曲线本身中,更有效地检测血压确定曲线的指示血压脉冲对超过预定强度的所施加的压力的依赖性的区域。已经发现,血压脉冲对所施加的压力的依赖性强的区域可以提供关于血压的有价值的信息。因此,可以通过强调这些区域来促进对这样的区域的更有效的检测。由于由压力施加器施加的压力随时间增加或减小,因此血压确定曲线对所施加的压力的依赖性对应于血压确定曲线的变化率。因此,可以测量血压确定曲线对曲线的给定点处的施加压力(即,其局部强度)的依赖性,例如,其在该点处的斜率。应当认识到,血压确定曲线中具有对所施加的压力微弱的(特别是消失的)依赖性的区域也可以提供关于血压的有价值的信息,但是已经发现它们不是唯一的信息。相对术语“强”和“弱”涉及血压确定曲线对所施加的压力的依赖性的强度,其被理解为相对于一个或多个预定阈值来定义。此外,血压确定曲线对所施加的压力的依赖性(特别是曲线的斜率)可以根据其实际值(即包括符号)或其绝对值来考虑。
12、将变换应用于血压确定曲线涉及变换血压确定曲线的至少一部分,特别是整个血压确定曲线。因此,将变换应用于血压确定曲线的结果可以是经变换的血压确定曲线,其中,如果仅将变换应用于血压确定曲线的一部分,则经变换的血压确定曲线可以仅在该部分中偏离血压确定曲线,或者可以仅对应于该偏离部分。如果仅部分地变换血压确定曲线,则所述处理器可以被配置为仅基于血压确定曲线的经变换的部分来确定血压。在可以预期血压确定曲线的哪个部分在被变换之后是用于确定血压的良好基础的情况下,可以仅部分地变换血压确定曲线。将所应用的变换限制于血压确定曲线的一部分可以节省计算资源。
13、尽管将变换应用于血压确定曲线的结果可以被认为是经变换的血压确定曲线,但是所述处理器不一定被配置为实际确定经变换的血压确定曲线。相反,例如,所述处理器可以被配置为基于对应于血压确定曲线的压力值来确定新的压力值,其中,这些新的压力值可以被称为经变换的血压确定曲线值,并且基于新的压力值来确定血压。由于将变换应用于血压确定曲线可以对应于基于与血压确定曲线相对应的压力值来确定新的压力值,因此应用变换也可以被理解为将函数应用于血压确定曲线,即血压确定曲线值。然而,应当注意,该功能不一定是普通功能,诸如分析功能。相反,可以仅由诸如差分运算符之类的运算符表达所应用的变换。在优选实施例中,应用于血压确定曲线的变换涉及取血压确定曲线的导数,使得处理器被配置为基于血压确定曲线的导数来确定血压。已经发现,血压确定曲线的导数特别有助于指示血压脉冲对所施加的压力的强依赖性的区域,并且因此有助于更准确地确定血压,同时需要计算可接受的计算努力。应当理解,当变换是导数时,确定血压确定曲线,使得它是可微分的。
14、代替确定导数,这允许有效地检测血压确定曲线中的指示压力脉冲对所施加的压力的强依赖性的区域,还可以确定血压确定曲线的点之间的差异。术语“差异”可以特别被理解为涉及在针对近似导数的数值分析中考虑的程度之外有限的差。然而,替代地,取血压确定曲线的不同点之间的差也可以被理解为对应于确定导数的有限(即,离散化)版本,如从数值分析已知的。在任何情况下,差的确定也可以被理解为应用于血压确定曲线的变换,这是因为所确定的差可以被理解为与血压确定曲线的点相关联,从而产生将血压确定曲线或其一部分映射到新曲线的图,该新曲线可以被视为经变换的血压确定曲线。
15、优选地,所述处理器被配置为确定血压确定曲线的导数的最大值的位置,并且基于所确定的位置和测量压力来确定血压。特别地,所述处理器可以被配置为基于所确定的最大值的位置处的测量压力的平均值来确定血压。已经发现,基于所确定的血压确定曲线的导数的最大值并且根据皮肤上的测量压力(即,根据组织压力)来确定血压允许特别准确地确定血压。当基于血压确定曲线的导数的最大值来确定血压时,所述处理器可以被配置为仅针对导数的最大值预期所在的区域来确定血压确定曲线的导数。该预期区域可以是基于先前测量预先确定的固定区域。
16、导数的最大值优选涉及从低施加压力到高施加压力的方向。换句话说,优选地,在测量用于确定血压的压力信号时,在从低施加压力到高施加压力的方向上考虑导数,而与所施加的压力是增加还是减小无关。
17、优选地,所述处理器被配置为通过确定血压确定曲线的第一峰(其具有大于血压确定曲线的总峰的峰值的预定义百分比的峰值)并且通过确定血压确定曲线的导数的最大值的位置(其在所确定的第一峰之前)来确定血压确定曲线的导数的最大值的位置。可以通过校准来预先确定总峰的预定义百分比。在优选实施例中,预定义百分比为90%。可以通过将血压确定曲线归一化为总最大峰的峰值来实现对血压确定曲线的第一峰的确定,使得该峰值在归一化之后为1,所述第一峰具有大于血压确定曲线的总最大峰的峰值的预定义百分比的峰值。然后,预定义百分比是0与1之间的固定绝对值,并且优选地是0.9。已经发现,以此方式限制确定血压确定曲线的导数的最大值的区域允许进一步增加确定血压的准确性。
18、注意,这里的词语“之前”涉及从低施加压力到高施加压力的方向。因此,如果增加在测量用于确定血压的压力信号时施加的压力,则词语“之前”也意味着在时间上之前,并且如果减小在测量用于确定血压的压力信号时施加的压力,则词语“之前”意味着在时间上之后。
19、如果血压确定曲线仅具有单个峰,则该单个峰是总最大峰,并且它也是具有大于总最大峰值的峰值的预定义百分比的峰值的第一峰。
20、优选地,在测量用于确定血压的压力信号时增加所施加的压力。与在测量用于确定血压的压力信号时减小所施加的压力相比,这是有利的。
21、所述处理器还可以被配置为确定血压确定曲线的最大值的位置,并且还基于该进一步确定的位置和测量压力来确定血压。特别地,所述处理器可以被配置为进一步基于所述进一步确定的位置处(即,所确定的血压确定曲线的最大值的位置)的测量压力的平均值来确定血压。基于所确定的血压确定曲线的最大值以及所确定的其导数的最大值并且根据皮肤上的测量压力(即,根据组织压力)来确定血压允许更准确地确定血压,即使血压确定曲线在其最大值处对所施加的压力的依赖性通常将被认为相对较弱或甚至消失,这是因为血压确定曲线的导数在其最大值处消失。实际上,所述处理器可以被配置为基于血压确定曲线的导数(即,也基于经变换的血压确定曲线,即,通过确定导数在何处为零)来确定血压确定曲线的最大值的位置。备选地,例如,所述处理器可以被配置为通过将相应曲线上的点或对应的函数值彼此进行比较来确定血压确定曲线和/或其经变换的版本的最大值的位置,其中,可以确定位于相应曲线或其对应的函数的相应最大值从上升或增加变为下降或减小。此外,可以在测量压力信号时确定相应的最大值,特别是在测量压力信号中产生相应曲线中的相应最大值的部分时。
22、尽管除了血压确定曲线的经变换的版本之外还基于血压确定曲线(特别是,基于这两个曲线的最大值的位置)确定血压可以允许更准确地确定血压,但是仅基于血压确定曲线的经变换的版本(特别是仅基于血压确定曲线的导数的最大值的位置)确定血压可以在计算上更有效。此外,由于血压确定曲线的导数通常将在测量时间段内比血压确定曲线本身更早地呈现其最大值,因此这还允许较快的血压确定并且因此允许对象的较少不适。
23、除了基于血压确定曲线的导数的最大值的位置来确定血压之外或替代地,可以基于血压确定曲线的导数的最小值的位置来确定血压。这在压力施加器增加或减小所施加的压力并且测量压力信号的测量时间相对较长的情况下可以是特别有利的。
24、如上面已经指出的,血压确定曲线可以特别对应于所施加的压力或所测量的平均压力的函数。因此,代替测量压力,特别是其平均值,也可以使用相应最大值处的所施加的压力来确定血压。所施加的压力涉及控制压力施加器施加的压力。
25、应当理解,仍然可以接受的是,并非使用在相应最大值的所确定的位置处的精确相应压力值而是使用接近该压力的压力来确定血压。换句话说,如果并非精确而是以预定的足够的准确度来确定相应的最大值,则可能是可接受的。
26、在一个实施方案中,所述处理器被配置为:将血压确定为a)所确定的血压确定曲线的导数的最大值的位置处的测量压力的平均值和b)所确定的血压确定曲线的最大值的位置处的测量压力的平均值的函数,其中,所述函数对两个位置处的测量压力的平均值的依赖性是基于参考测量结果预先确定的。特别地,所述函数可以是线性函数,其对两个位置处的测量压力的平均值的依赖性是由线性系数表示的,其中,所述线性系数是在基于参考测量结果执行的线性回归中预先确定的。即使通用函数可以允许更高的准确度,但是线性函数保持计算努力可接受,同时仍然允许在确定血压中非常高的准确度。
27、参考测量(其也可以被称为校准测量)优选地对应于由成对的以下项组成的校准集合的评估:a)侵入式测量的血压值和b)基于非侵入式测量的压力信号确定的非侵入式血压值,其中,由如上定义的装置与侵入式测量同时测量非侵入式测量的压力信号。优选地,从足够数量的个体并且在不同的血液动力学条件下收集校准集合。由如上定义的装置确定非侵入式血压值,并且可以优化根据所施加的压力表达血压的上述函数的线性系数,特别是上述两个位置处的测量压力的平均值,使得侵入式血压值和非侵入式血压值之间的偏差最小化。例如,可以执行使用最小二乘法的线性回归。
28、尽管已经发现允许非常准确地确定血压以基于血压确定曲线的导数来确定血压,但是应用于血压确定曲线的其他变换也可以导致良好的或甚至更好的基础来准确地确定血压。例如,所述处理器可以被配置为确定血压确定曲线的对数并基于此确定血压。
29、此外,尽管上面已经使用了术语“导数”并且随后也将用于指代一阶导数,但是也可以使用更高的导数作为要应用于血压确定曲线的变换。
30、优选地,所述处理器被配置为:针对多个压力脉冲中的相应压力脉冲来确定表征相应压力脉冲的至少一个特征;针对相应压力脉冲基于所确定的至少一个特征来确定血压确定值,使得针对在不同时间存在的若干压力脉冲确定若干血压确定值,其中,所述处理器被配置为确定血压确定曲线,使得针对若干压力脉冲并且因此针对若干时间确定的若干血压确定值形成血压确定曲线。在这种情况下用于血压测量的血压确定曲线可以被认为是从单个组织压力波形(tpw)构造的,使得其可以被缩写为tpw_m-curve,而血压确定值可以被认为是对组织压力波形参数化,使得它们可以缩写为tpwp_m。已经发现,即使考虑单个特征来确定血压确定值,也可以准确地确定血压。因此,可能以相对低的计算努力准确地确定血压。
31、至少一个特征可以直接表征相应压力脉冲或间接表征相应压力脉冲。在后一种情况下,处理相应压力脉冲以确定特征确定脉冲,并且基于所确定的特征确定脉冲来确定至少一个特征。这将在下面进一步更详细地解释。所述处理器可以被配置为针对多个压力脉冲中的全部或仅一些(例如,至少5个或至少10个)的每个压力脉冲来确定表征相应压力脉冲的至少一个特征。
32、所述处理器可以适于处理针对若干压力脉冲获得的若干血压确定值,以获得血压确定曲线。例如,可以应用插值并且可选地还可以应用平滑。以这种方式,可以获得连续的、至少一次可微分的或甚至平滑的血压确定曲线。
33、在实施例中,所述处理器被配置为:为了针对相应压力脉冲来确定至少一个特征,基于相应压力脉冲提供特征确定脉冲,并且确定以下特征中的至少一个:i)特征确定脉冲的最大收缩压(tpsys)与特征确定脉冲在舒张末期点处的压力(tpdia)之间的差(tpp),ii)由特征确定脉冲的上部包围的面积(tpa+.top50),其中,a)上部的上端处于特征确定脉冲的最大收缩压(tpsys)处,并且b)上部的下端处于特征确定脉冲的最大收缩压(tpsys)与对应于测量压力(tp)的平均值(tpcl)的压力值之间,iii)相应特征确定脉冲的持续时间(t(脉冲)),iv)相应特征确定脉冲的面积(tpa/tpa.norm),以及v)相应特征确定脉冲的半峰全宽(w50)。已经发现,通过使用这些特征中的至少一个,可以进一步改善血压的确定。
34、可以例如通过从相应压力脉冲减去测量平均压力(tpcl)来获得针对相应压力脉冲的特征确定脉冲。然而,还可以以另一种方式确定针对相应压力脉冲的特征确定脉冲。它也可以直接是相应压力脉冲,即,相应测量压力脉冲。如果已经通过从相应压力脉冲减去测量平均压力(tpcl)而获得针对相应压力脉冲的特征确定脉冲,则为了确定面积tpa+.top50,对应于测量压力(tp)的平均值(tpcl)的压力值将为零。
35、特征确定脉冲的最大收缩压与特征确定脉冲在舒张末期点处的压力之间的差(tpp)优先是相应压力脉冲的最大测量压力与最小测量压力之间的差,即,相应压力脉冲在最大收缩点处的组织压力(tp)(即,皮肤上的测量压力)与相应压力脉冲的舒张末期点处的组织压力(tp)之间的差。相应特征确定脉冲的持续时间t(脉冲)优选地对应于针对相应压力脉冲的舒张末期点与下一舒张末期点之间的时间差。此外,面积tpa优选地是从舒张末期点到下一舒张末期点的相应特征确定脉冲的曲线下的面积。面积可以是归一化面积,然后命名为“tpa.norm”。例如,可以通过将面积tpa缩放为相应特征确定脉冲的最大压力与最小压力之间的差来使面积tpa归一化,以便确定tpa.norm。半峰全宽w50对应于相应特征确定脉冲的最大压力与最小压力之间的差的50%处的宽度。因此,它是特征确定脉冲在最大收缩点处的压力与特征确定脉冲在舒张末期点处的压力之间的差的50%处的宽度。
36、在优选实施例中,所述处理器被配置为确定由特征确定脉冲的上部包围的面积tpa+.top50,使得上部的下端处于对应于特征确定脉冲的最大收缩压(tpsys)与对应于测量压力(tp)的平均值(tpcl)的压力值之间的压力距离(tpp+)的一半的压力值。
37、此外,在优选实施例中,所述处理器被配置为仅基于作为特征确定脉冲的最大收缩压(tpsys)与特征确定脉冲在舒张末期点(tpdia)处的压力之间的差(tpp)的特征来确定血压确定值(tpwp_m),并且因此形成血压确定曲线(tpw_m-curve)。因此,在该实施例中,除了tpp之外,没有其他上述特征用于确定血压确定值。已经发现,这允许以相对低的计算努力来进一步增加确定血压的准确性。
38、在进一步改进的实施例中,所述处理器被配置为仅基于以下各项来确定血压确定值(tpwp_m),并且因此形成血压确定曲线(tpw_m-curve):a)作为特征确定脉冲的最大收缩压(tpsys)与特征确定脉冲在舒张末期点处的压力(tpdia)之间的差tpp的特征;以及,b)作为由特征确定脉冲的上部包围的面积tpa+.top50的特征。因此,在该实施例中,除了tpp和tpa+.top50之外,没有其他上述特征用于确定血压确定值。已经发现,这允许确定血压的甚至进一步增加的准确性,其中,计算努力可能相对较低。
39、优选地,所述处理器被配置为提供接收相应压力脉冲的至少一个特征作为输入并且输出相应血压确定值的函数,并且确定血压确定曲线,使得由相应血压确定值与针对其他压力脉冲确定的血压确定值一起形成血压确定曲线。所述函数具有可以通过校准确定的至少一个参数,其中,通过侵入式方式非常准确地确定参考血压值,并且确定至少一个参数,使得所述装置以高统计精度和准确度产生非常准确的侵入式测量的血压值。特别地,对于校准测量,使用成对的来自在不同血液动力学条件下的足够数量的个体的同时记录的侵入式和非侵入式血压值。应当注意,优选地仅在开发阶段,即不在实际血液测量过程期间执行校准。可以针对不同的壳体尺寸(即,优选地针对不同的血压袖带尺寸)或针对壳体尺寸的不同组合单独地执行校准。例如,对于不同的壳体尺寸或壳体尺寸组合,可以通过校准来确定函数的不同参数,即,对于每个壳体尺寸或对于每组壳体尺寸,可以确定相应的至少一个参数。
40、例如,所述处理器可以被配置为针对相应压力脉冲,通过将至少一个特征升高为预定义指数的幂,基于所确定的至少一个特征来确定血压确定值(tpwp_m)。可以通过如先前段落中描述的校准来预定义所述预定义指数。因此,预定义指数可以是先前段落中提到的函数的参数,其中,通过校准来预定义参数(即,在该示例中为预定义指数)。所述函数可以具有以下结构:a)预定义因子乘以b)将表征相应压力脉冲的第一特征提升到第一预定义指数的幂的第一幂的结果,可选地进一步乘以c)将表征相应压力脉冲的第二特征提升到第二预定义指数的幂的第二幂的结果,可选地进一步乘以d)将表征相应压力脉冲的第三特征提升到第三预定义指数的幂的第三幂的结果,等等,其中,在优选实施例中,所述函数仅包括a)和b)或仅包括a)、b)和c)。预定义因子也可以通过校准来预定义。
41、所述处理器还可以被配置为可能根据确定的血压值(即,在测量期间确定的血压值)来控制压力信号的测量。在实施例中,所述处理器被配置为控制测量设备,使得所施加的压力在延伸到结束测量时间点的测量时间段内增加,并且所施加的压力在之后的血压测量后时间段内减小,其中,压力传感器至少在测量时间段期间测量皮肤上的压力(tp),其中,所述处理器被配置为基于针对多个压力脉冲中的至少一些确定的至少一个特征来确定结束测量时间点,在所述结束测量时间点处或所述结束测量时间点后停止测量时间段,并且控制压力施加器,使得当达到结束测量时间点时或结束测量时间点之后,其减小所施加的压力以开始之后的血压测量后时间段。特别地,针对压力脉冲分别确定的至少一个特征可以用于确定结束测量时间点,使得测量时间段相对较短并且仍然已经测量了足够的压力数据,这允许准确确定血压。这允许减小的血压测量时间和组织压力,即,在测量期间施加在身体部位的皮肤上的夹紧压力保持并结束于基本上低于收缩动脉压。
42、优选地,所述处理器被配置为:a)针对相应压力脉冲,基于已经针对相应压力脉冲确定的至少一个特征来确定结束确定值,使得针对在不同时间存在的若干压力脉冲,确定若干结束确定值,其中,针对若干压力脉冲并且因此针对若干时间确定的若干结束确定值形成结束确定曲线,以及b)基于结束确定曲线来确定结束测量时间点。通过使用结束确定曲线,可以进一步提高确定结束测量时间点的准确性。所述处理器可以适于处理针对若干压力脉冲获得的若干结束确定值,以获得连续的结束确定曲线。为了基于不同的结束确定值获得连续曲线,可以使用已知的数学技术。例如,可以应用插值、拟合过程、滤波过程等。
43、所述处理器优选地被配置为确定结束确定曲线,使得其满足以下条件之一:a)结束确定曲线的最大值在时间上出现在血压确定曲线的最大值之前,b)结束确定曲线的最大值在时间上出现在血压确定曲线的最大值处或最大值之后,并且结束确定曲线在其最大值之后的减小比血压确定曲线在其最大值之后的减小更陡,以及c)结束确定曲线与血压确定曲线相同。已经发现,如果结束确定曲线和血压确定曲线相对于彼此具有这些关系之一,则可以更准确地确定结束测量时间点。
44、在优选实施例中,所述处理器被配置为进一步基于血压确定曲线来确定结束测量时间点。还发现,如果不仅使用结束确定曲线,而且使用血压确定曲线来确定结束测量时间点,则可以还进一步减少测量时间。
45、优选地,所述处理器被配置为通过确定何时a)结束确定曲线在已经超过其最大值之后已经下降到等于或小于最大值的预定义百分比的值以及b)血压确定曲线已经达到或超过其最大值来确定结束测量时间点。进一步优选地,最大值的预定义百分比在40%至95%的范围内。特别发现,如果以这种方式使用两条曲线来确定结束测量时间点,则可以非常准确地确定该时间点,使得血压测量时间相对较短并且仍然非常准确地测量血压。
46、在实施例中,所述处理器被配置为控制压力施加器,使得其在前测量时间段内以第一速率增加所施加的压力,所述前测量时间段之后是测量时间段,在测量时间段中,所施加的压力以第二速率增加,其中,第一速率大于第二速率。因此,可以相对快速地达到测量时间段应该开始的所施加的压力,从而允许进一步减少测量血压所需的总时间。
47、在实施例中,所述处理器被配置为控制压力施加器,使得在前测量时间段结束时,测量压力在15至30mmhg的范围内。这确保了在测量时间段期间在足够大的压力范围内测量皮肤上的压力,即组织压力,这允许准确且精确地测量血压。
48、如果由同一对象的先前血压测量获得的先前舒张动脉压不由处理器用于控制压力施加器,则优先施加15至30mmhg的范围。如果先前的舒张动脉压用于压力施加器的控制,则在前测量时间段结束时测量压力也可以更高。下面将解释根据先前获得的舒张动脉压的压力施加器的控制。
49、应当注意,在前测量时间结束时的压力不是在两个后续血压测量之间施加的压力,特别是在前测量时间段开始之前。该压力可以被命名为“附着压力”并且不应超过15mmhg。
50、在实施例中,所述处理器被配置为a)存储或接收通过先前血压测量获得的先前舒张动脉压,b)根据先前舒张动脉压确定第一结束测量压力,所述第一结束测量压力应当存在于前测量时间段的结束处并且因此也可以被视为目标压力,使得第一结束测量压力小于先前舒张动脉压,以及c)控制压力施加器,使得在前测量时间段的结束处的测量压力等于或小于所确定的第一结束测量压力。优选地,所述处理器被配置为确定第一结束测量压力,使得其为先前舒张动脉压的90%或更小。此外,这确保了在测量时间段期间在足够大的范围内测量皮肤上的压力,即组织压力,以准确且精确地确定血压。
51、在实施例中,所述处理器被配置为进一步存储或接收已经测量先前舒张动脉压的时间,并且根据i)已经测量先前舒张动脉压的先前舒张动脉压和ii)到血压测量的时间距离来确定第一结束测量压力,如存储的时间所示。舒张动脉压可以随时间变化,其中,如果考虑到已经测量先前舒张动脉压的到血压测量的时间距离,则仍然可以相对准确地确定第一结束测量压力。因此,尽管存在关于舒张动脉压随时间的变化的这种不确定性,但是可以确定前测量时间段的结束,使得在之后的测量时间段期间,在足够大的范围内测量皮肤上的压力,即组织压力,以准确且精确地确定血压。
52、所述处理器还可以被配置为a)存储或接收由压力传感器在先前血压测量的先前测量时间段的结束与前测量时间的开始之间的时间段内测量的先前压力,以及b)控制压力施加器,使得在前测量时间段的开始处的测量压力等于或小于基于所存储或接收的先前测量的预定义压力值。预定压力值优选等于或小于15mmhg,进一步优选等于或小于10mmhg。
53、在前测量时间段开始处的测量压力可以被认为是在两个后续血压测量之间(即,在相应的血压测量开始之前)测量暂停期间存在的附接压力,其中,该附接压力被优选地控制以实现给定或预设值,即,预定压力值。优选地执行该控制以适应身体部位体积的变化,例如由组织水肿引起的增加(例如在脓毒症、高血容量中的毛细管渗漏)或通过收缩组织水肿或通过低血容量而减少。这应当特别避免在测量暂停期间(即,在两个后续血压测量之间)的静脉充血,该静脉充血是由组织压力高于相应身体部位中的静脉压力的静脉压缩引起的静脉回血受损导致的。在优选实施例中,在执行一次或若干次血压测量的整个过程期间连续测量皮肤上的压力(其也可以被视为组织压力),并且控制压力施加器,使得在测量暂停期间避免静脉充血。
54、壳体优选为防扭结壳体。防扭结壳体优选地位于(或夹在)压力施加器(即流体袋)与对象的被包裹部分之间。相对刚性的防扭结壳避免或至少显著地减少在压力施加器的压缩作用表面(特别是流体袋)处产生褶皱或扭结。因此,可以提高测量精度,因为没有褶皱对测量信号的振幅、形式和再现性产生负面影响。
55、如果压力施加器包括这种流体袋,则防扭结壳体优选地表现出显著大于流体袋的壁的刚度的刚度。优选地,选择防扭结壳体的刚度,以确保当将压力施加到对象的被包裹部分以测量对象的血压时不会发生防扭结壳体的屈曲。同时,防扭结壳体应当足够柔性,以允许防扭结壳体在由压力施加器施加压力时(例如,通过使压力施加器的流体袋膨胀)减小其内径。
56、防扭结壳体是加强部件,其被配置为确保用于压力测量的测量设备的刚度。防扭结壳体可以是测量设备的唯一加强部件,所述加强部件表现出结构牢固性或强度,并且被配置用于在压力测量期间提供抵抗压缩力的刚度。特别地,加强防扭结壳体可以压靠在对象的被包裹部分上,而不插入任何另外的加强元件,即,在加强防扭结壳体与对象的被包裹部分之间,优选地不存在提供任何加强功能的另外的元件。
57、优选地,所述防扭结壳体为加强一体式壳体。这种设计允许以直接的方式提供足够的刚度。
58、优选地,所述防扭结壳体的尺寸被设计为当围绕所述对象的所述部位时重叠。换句话说,至少从由压力施加器施加压力的时间起,防扭结壳体优选地完全包围对象的身体部位。因此,可以沿着测量设备的整个圆周避免或至少显著减少扭结或皱褶。
59、由于容纳扭结壳体而防止或者至少显著地减小扭结或褶皱,因此当壳体的内径由于向例如压力施加元件的流体袋供应加压流体(优选为空气)而减小时,壳体的重叠部分(即壳体的横向端部)应当能够相对于彼此移动或滑动。因此,测量设备(尤其是防扭结壳体)优选地设计为使得重叠部分能够容易地相对于彼此滑动。例如,壳体的彼此直接滑动接触的表面部分可以例如通过相应地选择材料和/或表面结构而表现出相对低的摩擦系数。在本发明的上下文中,术语“低摩擦系数”涉及两个平坦表面的摩擦系数小于0.5,优选小于0.3,更优选小于0.2,甚至更优选小于0.1。
60、在示例中,壳体(特别是防扭结壳体)由金属和/或塑料,特别是纤维增强塑料制成。例如,壳体可以由热塑性材料制成或涂覆有热塑性材料,优选由聚氨酯或聚烯烃制成,更优选由聚乙烯和/或聚四氟乙烯(ptfe)制成或涂覆有ptfe。例如,壳体可以由热塑性材料制成,所述热塑性材料提供粘合剂可以持久地粘附于其上的表面。如果壳体包括纤维增强塑料材料,纤维可以是天然纤维、有机纤维或无机纤维。
61、特别地,如果壳体由塑料材料制成,则在一个示例中,壳体表现出在0.25mm至6mm的范围内的厚度,更优选地在1mm至3mm的范围内,甚至更优选地在1.0mm至2.0mm的范围内。例如,壳体可以具有1.5mm的厚度,特别是对于成人。或者,壳体可以具有0.5mm的厚度,特别是对于新生儿和幼儿。在优选实施例中,壳体由厚度为1.5mm的聚乙烯(pe)制成。
62、在示例中,为了一方面避免扭结并且另一方面允许减小内径,防扭结壳体表现出大于50mpa的弹性模量,更优选地在100mpa至10gpa的范围内,甚至更优选地在200mpa至1gpa的范围内。
63、本发明还涉及一种用于确定对象的血压的装置,所述装置包括:a)压力信号提供单元,其被配置为提供在一段时间内的对象的测量非侵入式示波压力信号,其中,测量压力信号指示血液脉动并且包括多个压力脉冲;以及b)处理器,其被配置为:
64、-基于所述多个压力脉冲来确定血压确定曲线,
65、-确定所述血压确定曲线的第一峰,所述第一峰的峰值大于所述血压确定曲线的总最大峰的峰值的预定义百分比,
66、-确定在所确定的第一峰之前的血压确定曲线的导数的最大值的位置,
67、-基于所确定的血压确定曲线的导数的最大值的位置和测量压力信号来确定血压。
68、非侵入式示波压力信号可以通过使用测量设备来测量,所述测量设备具有缠绕在对象的身体部位(如对象上臂、前臂或手腕)周围的袖带,其中,袖带不需要包括壳体。还可以使用用于测量示波压力信号的其他已知的非侵入式测量设备。压力信号提供单元可以是被配置为从例如测量设备接收压力信号并提供所接收的压力信号的接收单元。然而,压力信号提供单元也可以是其中已经存储了先前测量的压力信号并且可以从该存储器检索该压力信号以提供该压力信号的存储器。压力信号提供单元也可以是或包括测量压力信号的测量设备。
69、血压确定曲线可以是非侵入式示波压力信号的包络。例如,包络可以被形成为峰到峰或基线到峰的包络。特别地,可以如m.fouzanfar等人的文章“oscillometric bloodpressure estimation:past,present,and future”,ieee reviews in biomedicalengineering,第八卷,第44到63页(2015)中所描述的确定包络,其通过引用或通过使用另一种已知技术并入本文。
70、所述处理器可以被配置为基于在所确定的最大值的位置处的示波测量压力的平均值来确定血压。平均值是不再包括振荡的平均曲线。换句话说,测量压力信号的振荡在平均曲线附近或附近。可以通过使用例如对压力信号求平均的移动平均滤波器来确定平均值。在实施例中,所述处理器被配置为通过将在所确定的最大值的位置处的示波测量压力的平均值乘以预定义因子来确定收缩血压,其中,可以通过校准来预定义所述预定义因子。
71、在本发明的另一方面,提供了一种用于确定对象的血压的方法,其中,所述方法包括:
72、-通过压力信号提供单元提供在一段时间内的对象的测量压力信号(tp),其中,已经通过使用测量设备来测量所述压力信号(tp),所述测量设备包括:a)壳体,其被配置为包裹所述对象中血液流过的部分;b)压力施加器,其被配置为从所述壳体外部向所述壳体并由此向所述对象的被包裹部分施加压力;以及,c)压力传感器,其被配置为测量所述对象的被包裹部分的皮肤上的压力信号,其中,在测量所述压力信号时,所述压力施加器增加或减小所施加的压力,并且其中,测量压力信号指示血液脉动并且包括多个压力脉冲,
73、-基于所述多个压力脉冲来确定血压确定曲线,其中,所述血压确定曲线指示压力脉冲对所施加的压力的依赖性,
74、-将变换应用于所述血压确定曲线,以及
75、-基于所述变换的结果来确定血压。
76、本发明还涉及一种用于确定对象的血压的方法,所述方法包括:
77、-提供在一段时间内的对象的测量非侵入式示波压力信号,其中,测量压力信号指示血液脉动并且包括多个压力脉冲,
78、-基于所述多个压力脉冲来确定血压确定曲线,
79、-确定所述血压确定曲线的第一峰,所述第一峰具有大于所述血压确定曲线的总最大峰的峰值的预定义百分比的峰值,
80、-确定在所确定的第一峰之前的血压确定曲线的导数的最大值的位置,
81、-基于所确定的血压确定曲线的导数的最大值的位置和测量压力信号来确定血压。
82、再次注意,导数的最大值优选地涉及从低施加压力到高施加压力的方向。换句话说,优选地,在测量用于确定血压的压力信号时,在从低施加压力到高施加压力的方向上考虑导数,而与施加压力是增加还是减小无关。
83、还应注意,这里的词语“之前”涉及从低施加压力到高施加压力的方向。因此,如果在测量用于确定血压的压力信号时施加的压力增加,则词语“之前”也意味着在时间上之前,并且如果在测量用于确定血压的压力信号时施加的压力减小,则词语“之前”意味着在时间上之后。
84、如上所述,如果血压确定曲线仅具有单个峰,则该单个峰是总最大峰值,并且也是具有大于总最大峰的峰值的预定义百分比的峰值的第一峰值。
85、在本发明的另一方面,提供了一种用于确定血压的计算机程序,其中,所述计算机程序包括用于使用于确定血压的装置执行用于确定血压的方法的步骤的程序代码单元。
86、本发明还涉及一种用于确定血压的计算机程序,其中,所述计算机程序包括用于使用于确定血压的装置执行以下操作的程序代码单元:
87、-基于所提供的在一段时间内的对象的非侵入式示波压力信号的多个压力脉冲来确定血压确定曲线,其中,测量压力信号指示血液脉动并且包括多个压力脉冲,
88、-确定所述血压确定曲线的第一峰,所述第一峰具有大于所述血压确定曲线的总最大峰的峰值的预定义百分比的峰值,
89、-确定在所确定的第一峰之前的血压确定曲线的导数的最大值的位置,
90、-基于所确定的血压确定曲线的导数的最大值的位置和测量压力信号来确定血压。
91、装置、方法和计算机程序可以适于连续地确定血压,即执行若干后续血压测量,或者适于非连续地确定血压,即例如一次。
92、应当理解,处理器、方法和计算机程序具有类似和/或相同的优选实施例,特别是如从属权利要求中定义的。
93、应当理解,本发明的优选实施例也可以是从属权利要求或以上实施例与相应独立权利要求的任何组合。
94、本发明的这些和其它方面根据下文描述的实施例将是显而易见的,并且参考下文描述的实施例进行阐述。