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              • 下載費用:20 金幣  

              監視血壓的方法和設備.pdf

              摘要
              申請專利號:

              CN01820020.6

              申請日:

              2001.05.17

              公開號:

              CN1477942A

              公開日:

              2004.02.25

              當前法律狀態:

              授權

              有效性:

              有權

              法律詳情: 專利權的轉移IPC(主分類):A61B 5/022變更事項:專利權人變更前權利人:健資國際私人有限公司變更后權利人:健資科技(蘇州工業園區)有限公司變更事項:地址變更前權利人:新加坡變更后權利人:215021 江蘇省蘇州市工業園區紅楓路35號3號廠房3樓登記生效日:20150812|||授權|||實質審查的生效|||公開
              IPC分類號: A61B5/022 主分類號: A61B5/022
              申請人: 健資國際私人有限公司;
              發明人: 陳崇銘; 蔡岳輝
              地址: 新加坡
              優先權: 2000.10.09 SG 200005776-0
              專利代理機構: 永新專利商標代理有限公司 代理人: 劉興鵬
              PDF完整版下載: PDF下載
              法律狀態
              申請(專利)號:

              CN01820020.6

              授權公告號:

              |||1257699||||||

              法律狀態公告日:

              2015.09.02|||2006.05.31|||2004.05.05|||2004.02.25

              法律狀態類型:

              專利申請權、專利權的轉移|||授權|||實質審查的生效|||公開

              摘要

              一種用于連續監視用戶動脈血壓的設備,包括傳感器,在鄰近動脈的一個部位,該傳感器適于通過與用戶身體外表面的接觸而連續檢測血壓并產生代表血壓的信號。該傳感器被牢固地保持在所述部位并與用戶身體可操作地接觸。微處理器解釋所述傳感器裝置產生的信號從而確定實際動脈血壓。所述傳感器裝置包括用于檢測和傳輸血壓變化的凸起部分,所述凸起部分適于在所述部位至少部分閉塞所述動脈。

              權利要求書

              1: 一種用于連續監視用戶動脈血壓的設備,包括: 傳感器裝置,在鄰近動脈的一個部位,通過與用戶身體外表 面接觸,其適于連續檢測所述血壓并產生代表血壓的信號; 附著裝置,它將所述傳感器裝置與用戶身體可操作接觸地牢 固地保持在所述部位; 微處理器裝置,用于解釋所述傳感器裝置產生的信號,從而 確定實際動脈血壓; 其特征在于:所述傳感器裝置包括用于檢測和傳輸血壓變化 的凸起部分,所述凸起部分適于在所述部位實施所述動脈的至少 部分閉塞。
              2: 根據權利要求1所述的設備,其特征在于:在所述鄰近動 脈的部位,所述附著裝置適于非穿透性地將所述凸起部分壓到用 戶身體的表面內,從而與身體可操作地接觸。
              3: 根據權利要求1或2所述的設備,其特征在于:所述傳感 器裝置包括轉換器,所述傳感器裝置的凸起部分適于將所檢測到 的血壓變化傳送到所述轉換器。
              4: 根據權利要求3所述的設備,其特征在于:所述轉換器產 生與所述血壓變化有關的電壓輸出,使得電壓輸出的改變直接與 血壓變化成比例。
              5: 根據權利要求3或4所述的設備,其特征在于:所述轉換 器包括與傳感器的凸起部分可操作接觸的膜片。
              6: 根據權利要求5所述的設備,其特征在于:在血壓沒有可 操作地接觸凸起部分時,所述凸起部分在膜片上產生一基本壓 力。
              7: 根據權利要求5或6所述的設備,其特征在于:包括設置 在膜片和凸起部分之間的凝膠。
              8: 根據上述任一個權利要求所述的設備,其特征在于:所 述傳感器裝置的凸起部分是被連接到所述轉換器上的穹頂形柱 塞。
              9: 根據權利要求8所述的設備,其特征在于:所述柱塞是半 球形。
              10: 根據上述任一個權利要求所述的設備,其特征在于:所 述附著裝置包括用于圍繞用戶的肢或其它部位的皮帶,所述皮帶 適于牢固地保持所述傳感器裝置與用戶可操作地接觸。
              11: 根據權利要求10所述的設備,其特征在于:所述傳感器 裝置被安裝在所述皮帶上。
              12: 根據權利要求10或11所述的設備,其特征在于:所述皮 帶的至少一部分具有凹進彎曲的橫截面,該皮帶橫截面被構造的 朝向用戶身體向內彎曲。
              13: 根據權利要求10~12之一所述的設備,其特征在于:所 述皮帶的至少一部分由聚氨酯材料制成。
              14: 根據權利要求13所述的設備,其特征在于:所述皮帶的 至少一部分由尼龍材料制成。
              15: 根據權利要求13或14所述的設備,其特征在于:通過利 用相關的維可牢尼龍搭扣,所述帶的各個部分可以被連接在一 起。
              16: 根據權利要求11~15之一所述的設備,其特征在于:還 包括用于容置微處理器裝置的殼體,該殼體還具有一顯示面板, 用于向用戶顯示被監視到的用戶血壓值,微處理器裝置和傳感器 裝置電相連,利用附著裝置的皮帶,在與傳感器裝置間隔開的位 置上,所述殼體適于被固定在用戶身體上。
              17: 根據權利要求16所述的設備,其特征在于:所述殼體包 括由彈性材料制成的皮帶,用于可操作地將殼體固定在用戶身體 上。
              18: 根據權利要求16或17所述的設備,其特征在于:所述設 備適于被佩戴在用戶的腕部,所述傳感器裝置與所述橈骨動脈相 鄰。
              19: 根據權利要求18所述的設備,其特征在于:所述殼體和 顯示面板還用作手表。
              20: 根據上述任一個權利要求所述的設備,其特征在于:所 述附著裝置還包括至少一個穩定墊,用于阻止傳感器裝置相對于 用戶身體運動。
              21: 根據權利要求20所述的設備,其特征在于:所述穩定墊 被設置的鄰近傳感器裝置,并具有用于粘附在用戶身體上的粘連 特性。
              22: 根據上述任一個權利要求所述的設備,其特征在于:包 括一可操作地與設備相連的校準器,用于對設備進行校正。
              23: 根據權利要求22所述的設備,其特征在于:通過閉塞用 戶的動脈并獲得用戶動脈血壓的絕對心臟收縮和心臟舒張讀數, 所述校準器測量用戶的血壓。
              24: 根據權利要求22或23所述的設備,其特征在于:所述校 準器被可操作地連接到設備上,用于將所述絕對心臟收縮和心臟 舒張讀數賦予所述設備。
              25: 根據上述任一個權利要求所述的設備,其特征在于:還 包括與微處理器裝置和傳感器裝置相關的存儲裝置,該存儲裝置 將一定時間間隔內的血壓讀數記錄存儲在數據庫內。
              26: 根據權利要求25所述的設備,其特征在于:包括連接裝 置,用于將所述數據庫中的至少一部分下載到個人計算機或打印 設備上。
              27: 根據權利要求25或26所述的設備,其特征在于:所述連 接裝置包括RS323、USB接口或藍牙連接中的一種。
              28: 根據上述任一個權利要求所述的設備,其特征在于:包 括可操作地連接到傳感器裝置上的報警器,當血壓超出預定范圍 時,該報警器自動報警。
              29: 一種連續地監視用戶動脈血壓的方法,包括如下步驟: 提供傳感器裝置,在鄰近動脈的一個部位,通過與用戶身體 外表面接觸,該傳感器裝置適于連續地檢測所述血壓并產生代表 血壓的信號; 保持所述傳感器裝置與用戶身體可操作地接觸,從而所述傳 感器裝置至少部分閉塞所述部位上的動脈; 使用微處理器裝置對傳感器裝置檢測到的實際動脈血壓進 行計算,所述微處理器裝置適于解釋所述傳感器裝置產生的信 號。
              30: 根據權利要求29所述的方法,其特征在于:保持所述傳 感器裝置與用戶身體可操作接觸的步驟包括非穿透性地將所述 傳感器裝置上的凸起部分壓到用戶身體的表面內從而部分地閉 塞動脈的步驟。
              31: 根據權利要求29或30所述的方法,其特征在于:所述傳 感器裝置產生的信號是與所述血壓變化相關的電壓輸出,從而電 壓輸出的改變直接與血壓變化成比例。
              32: 根據權利要求29~31中任一個所述的方法,其特征在于: 保持所述傳感器裝置與用戶身體可操作接觸的步驟包括利用諸 如皮帶和/或粘墊等附著裝置牢固地將所述傳感器裝置保持在所 述部位上的步驟。
              33: 根據權利要求32所述的方法,其特征在于:所述傳感器 裝置的附著步驟包括將傳感器裝置鄰近所述部位的動脈固定,將 附著裝置固定在用戶身體上,并牢固地將所述附著裝置緊固在用 戶的身體上。
              34: 根據權利要求29~33中任一個所述的方法,其特征在于: 還包括對傳感器裝置和微處理器裝置進行校正的步驟,所述校正 步驟包括: 使用普通的非連續血壓測量設備測量用戶的心臟收縮和心 臟舒張血壓; 對使用傳感器裝置和微處理器裝置取得的測量值同步進行 比較; 在由普通設備所測量的心臟收縮和心臟舒張血壓值的基礎 上,設定來自微處理器裝置的實際動脈血壓的計算值。
              35: 根據權利要34所述的方法,其特征在于:在設定微處理 器裝置中的計算值之前,包括獲得心臟收縮和心臟舒張的平均讀 數的步驟。
              36: 根據權利要求34或35所述的方法,其特征在于:包括通 過過濾掉與期望讀數不符的讀數而對血壓讀數進行采樣的步驟, 該期望讀數與設備產生的血壓-時間典型波形有關。
              37: 根據權利要求34~36之一所述的方法,其特征在于:包 括參考傳感器裝置所產生的電壓值,在微處理器內設定心臟收縮 和心臟舒張血壓讀數的計算值。
              38: 根據權利要求34~37之一所述的方法,其特征在于:包 括應用傳感器裝置所具有的壓力與電壓之間的線性關系而進行 核實的步驟。
              39: 根據權利要求34~38之一所述的方法,其特征在于:所 述校正步驟對一定時間內獲得的測量值進行比較。
              40: 根據權利要求34或39所述的方法,其特征在于:所述普 通設備與所述微處理器裝置電連通。
              41: 根據權利要求29~40之一所述的方法,其特征在于:所 述傳感器裝置每秒鐘獲得10個血壓讀數。

              說明書


              監視血壓的方法和設備

                  【技術領域】

                  本發明涉及一種監視血壓的方法和設備。具體地說,這種方法和設備對人體非侵害,該設備最好是可攜帶的。背景技術

                  在新加坡,每小時至少有一個人中風。該數字每年還在增加。此外在新加坡,自1996年以來,由中風引起的死亡大約占總死亡人數的12%。自1996年以來,由心臟病引起的死亡大約占總死亡人數的32%,也就是說由兩者引起的死亡在新加坡超過總死亡率的三分之一。

                  此外,每年大約有27,000~30,000孕婦順利分娩,在這當中有數千個孕婦經受被稱作驚闕前期(pre-eclampsia)的情況,也就是母親在懷孕期間血壓升高。在沒有警告的前提下,血壓可以升高到危險的程度,導致抽搐并對母親的大腦造成損害,并引起嬰兒突然在子宮內死亡。驚闕前期的發病率和死亡率直接與病人的血壓大小和血壓控制有關。

                  與以上三種主要疾病相關的中心因素是血壓。事實上,在許多中風和心臟病發作時,在得病之前通常和最終的途徑是血壓突然和危險地升高。因此在最終途徑對血壓進一步升高或下降的檢測和阻止是阻止和降低中風、心臟病發作和驚厥的關鍵。

                  當前,具有上述疾病的病人在醫院內作為門診病人或住院病人被監視。這些病人中的大多數是門診病人。當一個病人找醫生看病時,通常是每月一次或每兩星期一次,通過使用袖帶血壓測量計(cuff?sphygmomanometer)測量病人血壓。這些血壓測量計采用閉塞方法,也就是將空氣泵入袖帶,使動脈閉塞,然后緩慢放松,最終允許血液克服阻力并通過動脈。因而出現流動紊流,醫生聽到該流動紊流,從而記錄血壓。通常在市場上可以買到地自監控設備都使用閉塞方法,區別在于利用不同的方法例如傳聲器拾取流動紊流。換句話說,無論是人工還是電子預設方式,讀數的次數完全取決于動脈被閉塞的次數。監視因此不連續,具有心跳-心跳讀數(beat-to-beat?readings)感覺。

                  使情況更糟的是,無論何時,當醫生在診所檢測正常或“良好”血壓時,他通常做3個假定:

                  1、最新一次檢測的病人血壓一定是“良好”;

                  2、病人的血壓到下一次檢測時為止將是“良好”;

                  3、因此他將不會象驚闕前期的婦女一樣,出現中風、心臟病發作或抽搐。

                  不幸的是上述事件顯示,這些假定與事實相差太遠。因此最好能夠通過連續監視病人的血壓,俘獲血壓/脈沖突然變化的“最終途徑”,并在恰當的時間發出警報,從而阻止災難的發生。

                  美國專利文獻US5,485,848介紹了一種連續監視血壓的方法。該專利介紹一種非侵害和非侵入性的便攜式設備,用于監視用戶的動脈血壓。然而該設備具有下述缺點,它需要通過固定皮帶張力而確定名義的或基本的壓力。該校準也是因用戶而異。它假設在進行校準時基本壓力可以保持恒定。利用上述方法確定活動手腕的基本壓力是不大可行的。最多保持皮帶周長恒定,而不是保持壓力恒定。通過固定皮帶周長,隨著手運動和位置改變,壓力變化更大。因此不能改變手腕的位置。實際上,由于手腕壓力和傳感器位置稍微變化就在很大程度上影響讀數,因此難以保持壓力恒定。此外,校準涉及讀數的外推法和插值法。由于必須顯示線性關系,所以用戶狀況必須保持一致,而如果用戶狀況不一致,所述線性關系就不可能存在。根據上述用于計算血壓的公式,壓電膜轉換器檢測到的壓力取決于接觸區域、距動脈的距離以及信號源。這是應用上述設備不能實際確定的因素。

                  為了提供連續監視,像動脈內監視那樣,必須在心跳-心跳基礎上測量血壓。

                  表的計時功能應該與血壓數據結合在一起,因為這將提供在一定時間內被看到或記錄的血壓趨勢或圖形的有意義的解釋。在佩帶者不幸死亡事件中這段時間內數據的下載變得非常重要。

                  同樣,在利用傳感器收集數據時,必須考慮傳感器的位置和固定。為了準確地收集每次心博的數據,傳感器必須能夠可靠地收集腕部在不同位置上的數據。在現有技術中,僅當手被固定在一定位置上時也就是被限制時,才能可靠地收集數據。現有技術試圖通過增加皮帶的壓力而遏止皮帶的運動。通常這不僅在實踐中行不通,而且由于血管被壓縮,僅在幾分鐘內就將導致出現不希望看到的手末梢顯著的充血。這將導致麻木和進一步的并發癥。

                  腕關節隧道的當中神經被壓縮,將在幾分鐘內導致手指麻木。因此手或手指將腫大,導致進一步充血。這不僅極大地影響信號,而且對佩帶者造成傷害。因此需要設計這樣一種皮帶系統,其在一個長時間內使佩帶者感覺舒適,并將傳感器保持在這樣的位置,從而允許手/腕部自然運動并準確地收集數據。

                  腕部監視器的插筒和收筒以及整個校正必須簡單,并且對用戶友好,適合于沒有經過醫學培訓的人使用。

                  針對這種醫學背景和臨床缺陷,問題是提供一種改進的能夠連續地和非侵害地監視動脈血壓的設備和方法。當用戶血壓危險地升高或降低時,這種設備最好能對用戶報警。發明內容

                  根據本發明的一個方面,提供一種用于連續監視用戶動脈血壓的設備,包括:

                  傳感器裝置,在鄰近動脈的部位,通過與用戶身體外表面接觸,其適于連續檢測所述血壓并產生代表血壓的信號;

                  附著裝置,它將所述傳感器裝置與用戶身體可操作接觸地牢固地保持在所述部位;

                  微處理器裝置,用于解釋所述傳感器裝置產生的信號,從而確定實際動脈血壓;

                  其中,所述傳感器裝置包括用于檢測和傳輸血壓變化的凸起部分,所述凸起部分在所述部位適于實現動脈的至少部分閉塞。

                  在本發明最佳實施例中,在所述鄰近動脈的部位,所述附著裝置適于非穿透性地將所述凸起部分壓到用戶身體的表面內,從而與身體可操作地接觸。

                  在本發明最佳實施例中,所述傳感器裝置包括轉換器,所述傳感器裝置的凸起部分適于將所檢測到的血壓變化傳送到轉換器。最好,所述傳感器裝置的凸起部分是被連接到轉換器上的穹頂形柱塞。

                  根據本發明另一個方面,提供一種連續地監視用戶動脈血壓的方法,包括如下步驟:

                  提供傳感器裝置,在鄰近動脈的部位,通過與用戶身體外表面接觸,該傳感器裝置適于連續檢測所述血壓并產生代表血壓的信號;

                  保持所述傳感器裝置與用戶身體可操作接觸,從而所述傳感器裝置在所述部位實現動脈的至少部分閉塞;

                  使用適于解釋所述傳感器裝置產生的信號的微處理器裝置對傳感器裝置檢測到的實際動脈血壓進行計算。

                  在本發明最佳實施例中,保持所述傳感器裝置與用戶身體可操作接觸的步驟包括非穿透性地將所述傳感器裝置的凸起部分壓到用戶身體表面內的步驟。

                  在本發明最佳實施例中,保持所述傳感器裝置與用戶身體可操作接觸的步驟包括利用諸如皮帶等附著裝置將傳感器裝置牢固地保持在所述部位的步驟。

                  在研制符合本發明最佳實施例的血壓監視設備過程中,應該滿足不同的設計考慮。一種真正有效的連續血壓監視設備應該滿足下述基本條件:

                  1、可攜帶性;

                  2、連續性;

                  3、在數據收集和校正方面的準確性,以及能夠在自然環境下使用而無須干擾日常活動的能力;

                  4、對用戶友好,從而無須經過醫學訓練,就能操作該設備;

                  5、不導致任何其它的并發癥;

                  6、最好也可以作為一種通訊工具使用,以便管理所收集的數據。

                  通過下文結合附圖對本發明一個最佳實施例所進行的詳細說明,本發明將變得更加清楚。附圖和說明僅用于說明本發明,并不限制本發明。附圖說明

                  附圖涉及本發明的一個最佳實施例。

                  圖1顯示了一個現有技術的動脈內血壓監視設備;

                  圖2是一個顯示符合本發明最佳實施例的傳感器的側視圖;

                  圖3是一個圖2所示傳感器的側視圖,該傳感器被用在佩帶者的手腕上并被設置的鄰近并部分閉塞佩帶者的橈骨動脈;

                  圖4顯示傳感器被設置的靠近佩帶者的橈骨動脈,其中用戶的手被彎曲;

                  圖5是一個透視圖,顯示了本發明的可攜帶血壓監視設備,該設備最好被嵌在手表中,也顯示了傳感器的位置和彎曲帶的橫截面;

                  圖6顯示了佩帶了血壓監視設備的手,顯示手表帶的一部分被彎曲;

                  圖7顯示了從圖6中沿A方向看到的手;

                  圖8是一個手表頭(watch?head)的側視圖,顯示了手表的3點固定原理,包括在手表頭下表面、橈骨帶和尺骨帶的定位點;

                  圖9是所述實施例的表帶的俯視圖,顯示了傳感器相對于表面的位置;

                  圖10是從圖9中位置B所看到的圖9所示表的側視圖;

                  圖11是一個圖表,顯示了所述實施例中的壓力傳感器相對于施加到傳感器上的壓力而產生的電壓輸出;

                  圖12是一個圖表,顯示了在6秒內測量到的佩帶者血壓的傳感器讀數;

                  圖13是一個自動校準器的透視圖,其被連接到血壓監視設備上,用于校正;

                  圖14是一個總結校正處理中的步驟的流程圖;

                  圖15是一個總結測量血壓所采取步驟的流程圖;

                  圖16是一個總結本發明數據傳輸和通訊的步驟的流程圖;

                  圖17是一個流程圖,它總結了確定是否發出警報以便警告潛在的危險血壓的步驟;

                  圖18示意性顯示了符合本發明最佳實施例的血壓監視設備的方框圖;

                  圖19示意性顯示了圖18所示血壓監視設備的電路圖。具體實施方式

                  根據本發明的最佳實施例,所述血壓監視設備包括幾個主要元件,其分別是用于測量血壓的傳感器系統、用于將傳感器相對于動脈固定的帶系統以及用于校正和其它界面連接目的的表頭。

                  測量血壓

                  本發明的原理是模仿動脈內血壓測量。這種血壓測量的動脈內方法在目前對人體具有侵襲性。

                  圖1顯示了一個現有技術的動脈內的血壓監視設備1。該動脈內血壓監視設備1通常包括動脈內管2,其被插入病人手腕7上的橈骨動脈6內。如圖1所示,橈骨動脈6鄰近橈骨8。動脈內管2與包含流體柱的流體接頭3相連。流體接頭4通過管與微處理器和傳感器單元4相連。微處理器和傳感器單元4檢測橈骨動脈6內的血壓變化,并且該信息被傳送到壓力顯示單元5。

                  在動脈內血壓測量設備1內,利用引導管2內的血柱檢測橈骨動脈6內的血壓節拍。這種節拍變化作用在流體柱上,所述流體柱是不可壓縮的并將如實地將壓力變化傳送到微處理器。信號的電子變化然后被轉換成數字形式并顯示在顯示器5的曲線圖上,當心臟泵送時,心臟收縮代表壓力值,心臟舒張時,柱上所示壓力靜止。

                  該動脈內血壓監視設備1的主要缺點是其侵襲性。隨著動脈內管2插入病人的皮膚和動脈6內,病人感覺不舒適和疼痛。此外設備1也不可攜帶,使得它通常僅在醫院內使用。當病人進行其正常的日常活動時,不能連續地監視自己的血壓。動脈內測量要求手腕不能有任何移動,因此在操作期間,整個手腕必須是固定的。

                  在本發明的設計中,包括皮帶、傳感器和腕部頭的整個系統必須被整體考慮,以便理解原則上與動脈內管2的類似處。

                  傳感器系統的元件

                  圖2是一個符合本發明最佳實施例的傳感器10的側視圖。傳感器10包括轉換器12,它根據作用在其膜片14上的壓力變化產生電壓輸出。柱塞16靠近轉換器12的膜片14被固定。

                  柱塞16是被特殊設計的由金屬制成的半球形的元件。它位于轉換器12的膜片14上,最好基本上覆蓋轉換器12的底部。膜片14的用途是將一靜止/基本重量作用在膜片14以給出一恒定值。柱塞16也向腕部施加壓力并部分閉塞橈骨動脈。有利的是,即使佩帶者的手在不同的位置,也能拾取橈骨動脈20脈動的傳輸。

                  在膜片14和柱塞16之間存在一層凝膠18,以便過濾由不自然運動而引起的干擾和急劇變化,也使噪聲比衰減。特殊設計柱塞長度,從而在大多數正常腕部24,當皮帶被舒適地佩帶時,它能閉塞不超過橈骨動脈20直徑的一半,從而確保完全和如實地傳輸要被拾取的動脈搏動,包括動脈壁的擴張、血流的紊流以及從心臟沿動脈壁傳輸的振動。

                  圖3是圖2所示傳感器10的側視圖,所示傳感器10被設置在佩帶者的腕部24上并鄰近和部分閉塞佩帶者的橈骨動脈20。圖4顯示傳感器10被設置在橈骨動脈20附近,此時佩帶者的手是彎曲的。

                  圖中顯示傳感器10最好被設置的靠近橈骨動脈20。因為橈骨動脈20背靠在橈骨22上,所以選擇腕部24的橈骨動脈20。由于橈骨22是剛性的,不允許任何顯著的軟組織補償,所以要被感覺的搏動全被傳送。作為一個固定的和不可拉伸的單元,傳感器系統10與表帶及表頭在垂直方向被固定在一起。柱塞16的作用類似于動脈內管2和流體柱3。由于在每次搏動時柱塞16和膜片14是唯一能動的單元,當每次心搏到達橈骨動脈20時,波形的動脈壓力被準確地拾取。另外其具有非侵害性和能夠移動的優點。

                  下述原因改善了傳感器系統的功能:

                  1、對于0mmHg~300mmHg之間的壓力變化,膜片的位移與壓力波動之間存在線性關系。當信號被放大之后,傳感器內表示這種關系式的電壓變化是0.5V~4V;

                  2、半球形柱塞16允許在不同腕部位置時,能夠如實傳送信號;

                  3、系統不要求任何固定的皮帶壓力。它的主要目的是拾取動脈內壓力波形,用于軟件程序內的血壓值的計算和校正。

                  帶系統

                  圖5是一個透視圖,顯示了本發明的可攜帶式血壓監視設備,該設備最好被嵌在手表中,也顯示了傳感器的位置和彎曲帶的橫截面。

                  表26包括表頭/表面28和調整液晶顯示器的設置的按鈕29。有兩個表帶,通常分別被稱作橈骨帶30和尺骨帶32。傳感器10最好位于橈骨帶30上。在表頭28和傳感器之間,橈骨帶30通常具有平面34。在橈骨帶30上位于傳感器10之后的區域,橈骨帶30通常具有彎曲面36。

                  圖6顯示佩帶了血壓監視設備的手,顯示橈骨帶30的一部分被彎曲。圖7顯示了從圖6中沿A方向看到的手。

                  必須考慮腕部24的彎曲和伸展。影響帶30、32和/或鄰近動脈的傳感器10上壓力變化的主要運動是彎曲,也就是腕部24的向前彎曲。現有技術中僵直的剛性帶主要是不能對這種運動進行補償。當帶圓周被固定時,帶30、32上的壓力變化可能非常大。上述運動甚至可能使傳感器10臨時與皮膚脫離接合。為了適應這種彎曲,在橈骨帶30和尺骨帶32上設計一附加特征。也就是使橈骨帶30和尺骨帶32都稍微凹陷,大約距表頭3厘米(參考圖5~7)。利用這種特征,由腕部24的彎曲和伸展所引起的位置變化被很好地補償,從而確保表26或傳感器10的位置仍保持相對恒定。

                  利用傳感器10的壓電電阻模所拾取的電壓變化通過被隱蔽在由聚氨酯樹脂材料制成的2層橈骨帶30之間的4根電纜38被傳送到表頭28。在模制橈骨帶30期間鋪設上述電纜。

                  為了保持傳感器系統在整個橈骨動脈上的位置固定,而不論腕部如何運動,發明人研制了三點固定系統。

                  首先這樣設計表頭28,即表頭28的背面具有彎曲表面,并最好凹陷,從而合適地位于人的腕部。圖8是顯示了表26的三點固定原理的表頭28的側視圖,其包括表頭28下表面40上的固定點、在橈骨帶30和尺骨帶32上的固定點。這提供了穩定性,主要是表頭28的位置的穩定性。擾性橡膠材料42制成的帶靠近表26的彎曲下表面40的周邊。與橡膠吸盤非常相象,作用在表頭28上的平緩推力提供吸附力,從而將表頭28固定在腕部24上。

                  其次,表帶由橈骨帶30和尺骨帶32組成,其中橈骨帶30和尺骨帶32中每個帶上具有一固定點。圖9是一個俯視圖,其顯示了在說明傳感器10相對于表頭/表面28的位置的實施例內表26的橈骨帶30。另外,圖10是一個從圖9中的位置B顯示圖9所示表26的側視圖。

                  橈骨帶30容置傳感器10,傳感器10包括轉換器12、膜片14、凝膠18和半球形柱塞16。柱塞16的半球形凸起鄰近橈骨動脈20。柱塞16上鄰近橈骨動脈20以檢測壓力變化的這個位置應該被保持的相對恒定。因此,粘墊44的圓形帶圍繞柱塞16。一旦橈骨動脈20被確定位置,柱塞16被直接設置在這樣的位置上,于是穩定但平和的壓力被施加,以固定傳感器的位置。

                  尺骨帶32由尼龍材料制成,這種尼龍材料不可拉伸、柔軟,但是強度高,能夠舒適地附貼在腕部。它的質量使得它不能輕易地在皮膚上移動。利用舒適的但是牢固的張力拉緊尺骨帶32。可以使用一段維可牢尼龍搭扣(velcro)材料(圖5中用附圖標記33表示)將橈骨帶30粘接到尺骨帶32上。

                  根據上述實施例所述,調整血壓監視設備的步驟如下:

                  1、確定橈骨動脈20的位置;

                  2、直接將傳感器10設置在該位置;

                  3、向粘墊44穩定地施加壓力,以便保持該粘墊;

                  4、將表頭28設置在腕部24的背部上;

                  5、穩定地施加壓力以便產生吸附效果;

                  6、拉緊維可牢尼龍搭扣帶33(在橈骨帶30和尺骨帶32上),直至一個舒適的張力。

                  數據收集

                  圖11是一個圖表,顯示了上述實施例中的壓力傳感器10響應于施加到傳感器10上的壓力而產生的電壓輸出。如上所述,傳感器包括轉換器12。該轉換器12最好是這樣一種轉換器,其提供的電壓變化直接與施加到轉換器上的壓力大小成比例,從而產生一類似于圖11所示線性圖。已經發現Foxboro/ICT?Model?1865轉換器是一種合適的轉換器。

                  通過所使用的傳感器系統10,以及表頭28內用于計算傳感器10所產生的讀數的微處理器,在設備檢測期間,每秒鐘能獲得高達19個值。通過改變每次檢測的間隔也就是每秒鐘計算的值的數量,當每秒鐘讀10次時,發明人獲得最佳波形。當將上述讀數同時與普通的Doppler機器相比時,這些波形對應于心臟的心臟收縮/心臟舒張周期。

                  圖12是一個圖表,顯示了在6秒內測量到的佩帶者血壓的傳感器讀數。總共提供6個心臟收縮值和6個心臟舒張值。在下述的校正過程中這些心臟收縮和心臟舒張讀數被平均。

                  校正

                  圖13是一個自動校準器50的透視圖,其被連接到血壓監視設備(表26)上,用于校正。

                  自動校準器50通過使用普通的閉塞方法給出血壓的絕對值。其工作原理是,單獨的腕帶52被纏在腕部24上,并靠近表26。腕帶52使用自動且自行膨脹的袖帶系統,并且利用血壓監視設備(表26)而測量用于參考的絕對血壓。

                  代替所述自動校準器50上的液晶顯示器,利用腕帶所讀取的數據可以立即被微處理器(未示)處理,并利用三銷出口54將其下載到表26上,以便對系統進行校正。

                  可以在市場上購買到被設置在腕部的電操縱袖帶型非連續血壓監視器。發明人設計了一種軟件程序和微處理器,用于將心臟收縮和心臟舒張讀數下載到表頭28。在校準器50接收心臟收縮和心臟舒張讀數的同時,表26的傳感器10接收最新6秒鐘的血壓讀數和波形。如上所述,每秒種測到10個讀數,因此在6秒鐘內有60個讀數。圖12顯示了一種樣品波形。在采樣之后計算峰值(心臟收縮)的平均值,以獲得更大的精度。采樣包括對與期望波形不符(例如肌肉收縮以產生更陡峭和對稱的波峰)的讀數進行過濾。相應地也計算波谷讀數(心臟舒張)的平均值。心臟收縮和心臟舒張讀數的平均值分別與來自自動校準器50的心臟收縮和心臟舒張讀數進行比較,并參考一電壓值給傳感器讀數指定絕對值。然后其被軟件程序檢驗,該軟件程序應用傳感器10的壓力與電壓變化之間的線性關系特征(表示線性關系的圖表如圖11所示)做指導。

                  然后校準器50可以被拆除,從而開始連續血壓監視。在任一時刻,血壓值可以被校準器50(讀數可以被顯示在表頭28上)檢測或檢驗。當發出警報時,例如當血壓超出預定范圍或到達預設值時,這非常有用。

                  利用2個心臟收縮或心臟舒張值之間的時間間隔被60秒除,也可以簡單地計算脈搏率。因此給出節拍心率,從而當提供了一定時間內的數據時,允許檢驗心搏的規律性。

                  校準步驟

                  圖14是一個流程圖,總結了校正過程所涉及的步驟。簡要的說,這些步驟包括:

                  1、將自動校準器鄰近表而佩戴在腕部的一中立位置上;

                  2、通過物理接頭,將校準器連接到表上;

                  3、接通校準器,使袖帶自動膨脹和縮小,從而獲得心臟收縮和心臟舒張讀數。這些讀數被顯示在表頭上,將絕對值賦予傳感器讀數;

                  4、當完成校正后,拆下自動校準器。

                  數據的收集和存儲

                  收集和存儲數據的主要目的是能夠發現趨勢并在預定時間內確定血壓變化的危險點。在此時期,數據可以被印刷或下載到存儲設備上。由于血壓讀數相對于時間被存儲在表的存儲器模塊內,所以血壓在一段時間內的變化趨勢可以被監視。圖15是一個流程圖,總結了取得血壓讀數所涉及的步驟。

                  通訊工具

                  表還可以與一個人計算機相連,以便下載數據,或與打印機相連,以便打印數據。圖16是一個流程圖,總結了本發明的數據傳送和通訊方面的步驟。通過直接電纜連接,例如RS323,表可以被直接連接到個人計算機上。也可以考慮采用USB接口或其它類似的接口,從而將表無線連接到藍牙(bluetooth)設備上。

                  設定報警

                  很多災難性事件都發生在病人的血壓突然急劇地升高或下降時。對于某些中風病人來說,這是非常真實的,對于子癇前期病人來說也是明顯的。連續監視的目的是首先發現和幫助控制血壓。其次,在一些情況下,如果具有能夠檢測這些突然和急劇變化的報警系統,就能夠避免悲劇的發生。可以在工廠里預設報警器或單獨設置報警器,大多數報警器可以根據血壓或脈搏率而設置。圖17是一個流程圖,總結了在表上設置報警器以便警告潛在的危險血壓的步驟。

                  圖18示意性顯示了符合本發明最佳實施例的血壓監視設備。利用傳感器10接收血壓讀數60,然后將其放大到可以被微控制器/微處理器64讀取的值。適用于設備使用的微控制器/微處理器64可以是微處理器Motorola68系列。本領域的溫度傳感器也可以被選用在設備內,以便讀取體溫,并將讀數傳送到微控制器/微處理器64。如上所述,該讀數最好被存儲在存儲元件66內。該微控制器/微處理器64也可以被連接到不同的報警器68上,例如血壓、體溫和心搏報警器上,一旦到達預定值則警告用戶。該設備由電源提供能量。實時讀取的或存儲在存儲元件66內的數據可以被下載到個人計算機72上或其它通訊設備上。

                  圖19示意性顯示了符合圖18所示最佳實施例的血壓監視設備的電路圖。它顯示了設備主要元件的電路連接,所述主要元件包括壓力傳感器入口74、體溫入口76、微處理器78、用于在設備上顯示的液晶顯示模塊80、EEPROM存儲器82、血壓報警器84、收發器86和電源88。

                  以上已對本發明作了十分詳細的描述,所以閱讀和理解了本說明書后,對本領域技術人員來說,本發明的各種改變和修改將變得明顯。所以一切如此改動和修正也包括在此發明中,因此它們在權利要求書的保護范圍內。

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              監視 血壓 方法 設備
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