自適應血壓檢測裝置的製作方法
2023-09-13 07:32:45 3
專利名稱：自適應血壓檢測裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及醫療器械技術領域，特別涉及用於檢測血壓的裝置。
背景技術：
血壓是反映心血管系統狀態重要的生理參數。近年來，高血壓在中老年人 群中的發病率不斷上升，而且常常是引起心血管系統一些疾病的重要因素，因 此血壓的準確檢測在臨床和保健工作中變得越來越重要。目前臨床上無創血壓
測量主要採用柯氏音法和示波法(OscillometricMethod)。示波法測血壓是通 過建立收縮壓、舒張壓與袖套壓力波的關係來判別血壓。因為脈壓波與血壓有 較為穩定的相關性，因此利用示波法原理測量的血壓值比較準確。而且示波法 測血壓時，袖套內無拾音器件，操作簡單，較柯氏音法具有抗幹擾能力強，測 量可靠，便於實現血壓自動檢測的優點，正獲得越來越廣泛的應用。
示波法血壓測量使用最多的是階梯^L氣測量方法，首先通過氣泵快速充氣 使血管完全阻斷，然後再緩慢階梯放氣，實現收縮壓、平均壓、舒張壓的測量， 該方法測量準確。但在使用中需要對袖帶充氣達到較高的壓力完全阻斷血管， 但是因為測量對象的個體差異難以選擇合適的充氣壓力，因此^f吏用這種測量方 法的血壓計都是採用過度加壓來避免充氣不足帶來的測量錯誤，通常造成測量
對象較大的不適感。此外，為了實現精確階梯放氣通常採用多個氣閥控制放氣， 導致血壓測量時間過長、設備體積功耗大等問題。
為了解決上述缺點，有研究提出了基於充氣過程的血壓測量方法，即在充 氣過程中就實現各血壓參數的測量。該方法具有測量速度較快的優點，避免了 階梯放氣測量方法的缺點，但同時因為充氣過程中隨著袖帶壓力增加充氣壓力 增加會越來越慢，使得袖帶內靜壓力實際曲線類似於拋物線，而在血壓計算時，根據檢出脈搏波幅最大值Am對應的血壓平均壓Pm簡單的歸一為線性關係計算 舒張壓Pd和收縮壓Ps，這和實際測量的Pd和Ps存在^交大的測量誤差。並且， 該方法對不同測量對象充氣速度沒有自適應調整，在不同心率下的測量過程獲 取的脈搏波數存在差異，造成測量精度的個體差異。
為解決充氣法血壓測量的精度差的缺點，有研究借鑑階梯放氣法的優點提 出了階梯充氣血壓檢測法，該方法彌補了傳統充氣血壓4企測方法的精度差的缺 點，用易於實現的階梯充氣曲線來進行血壓歸一計算，有效解決了檢測精度的 問題，但該方案階梯充氣需要1秒左右的充氣保持時間以避免充氣造成的袖帶 抖動幹擾，使得血壓測量時間過長，不利於長期動態;險測的需要。
發明內容
有鑑於此，為了解決上述問題，本發明提供自適應血壓檢測裝置，能根 據被測者的心率自適應調節線性充氣速度，消除個體差異對檢測結果的影響。
本發明的目的是這樣實現的自適應血壓檢測裝置，將袖套安裝於被測者 手臂上，通過充氣裝置和^:氣裝置對袖帶進行加壓和減壓，測量所述被測者的
血壓，所述自適應血壓檢測裝置包括
檢出部，用以檢測袖帶內的靜壓力和脈搏波；
充氣速度計算部，接收檢出部檢測的袖帶內的靜壓力和脈搏波，根據快速 充氣階段最初檢測到的脈搏波，計算被測者瞬時心率，並根據該心率設定線性 充氣階段的充氣速度；
線性充氣控制部，根據充氣速度計算部的計算結果，並根據檢出部檢測的 靜壓力，實時計算線性充氣補償量，控制充氣裝置向袖套進行線性充氣，直到 檢測到預定數量的脈搏波或脈搏波幅度小於預設闊值；以及
血壓計算部，根據線性充氣階段檢出部測出的靜壓力和脈搏波，計算被測 者血壓。
進一步，所述充氣速度計算部實時檢測快速充氣階段最初檢測到的脈搏波峰值，通過/ =薴次/分鐘，計算被測者的瞬時心率，式中，HR為瞬時心率， r
T為相鄰兩個爿永:博波峰值間隔的時間；
進一步，所述充氣速度計算部通過公式^ =—《')'HA計算線性充氣階
段的充氣速度，式中，Vin為線性充氣速度；Pmax為預定最大充氣靜壓力；Ptl 為快速充氣階段結束、線性充氣階段開始時袖帶內的靜壓力；PW為預設需要 檢測的脈搏波數；HR為瞬時心率；
進一步，所述P隨為300mmHg, PW為60個；
進一步，所述線性充氣控制部通過^ =(卜0.^-《計算線性充氣補償量，
式中，5表示線性充氣補償量；t表示線性充氣當前時刻，t,為線性充氣開始時 刻，t- t!表示線性充氣已進行時間；Vin為線性充氣速度；Pt為時刻t袖帶內的 靜壓力；
進一步，所述^r出部為壓力傳感器；
進一步，所述自適應血壓檢測裝置還包括顯示裝置，所述顯示裝置接收血 壓計算部的計算結果並顯示輸出；
進一步，所述自適應血壓檢測裝置還包括存儲裝置，所述存儲裝置接收血 壓計算部的計算結果並存儲；
進一步，所述自適應血壓檢測裝置還包括通信裝置，所述通信裝置用於傳
輸將血壓計算部的計算結果；
進一步，所述通信裝置包括USB模塊和無線射頻通信模塊中的至少一種。
本發明的自適應血壓檢測裝置，根據被測者的心率自適應調節線性充氣速 度，消除個體差異對檢測結果的影響，檢測時間短、才企測結果準確。
本發明的其他優點、目標，和特徵在某種程度上將在隨後的說明書中進行 闡述，並且在某種程度上，基於對下文的考察研究對本領域技術人員而言將是 顯而易見的，或者可以從本發明的實踐中得到教導。本發明的目標和其他優點可以通過下面的說明書，權利要求書，以及附圖中所特別指出的結構來實現和 獲得。
為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本
發明作進一步的詳細描述
圖1示出了自適應血壓檢測裝置結構示意圖； 圖2示出了自適應血壓檢測壓力變化示意圖； 圖3示出了自適應血壓檢測裝置工作流程示意圖。
具體實施例方式
以下將參照附圖，對本發明的優選實施例進行詳細的描述。
參見圖1,本實施例的自適應血壓檢測裝置，包括用於安裝在被測者測量 部位的袖帶1、設置於袖帶1內用於測袖帶內的靜壓力和脈搏波的檢出部2、自 適應血壓檢測裝置主體3;所述主體3包括用於自適應血壓4企測裝置整體控制 的控制裝置31、用於顯示檢測結果的顯示裝置32、用於存儲顯示結果和測試時 間的存儲裝置33、用於傳輸檢測結果的通信裝置34、用於對袖帶進行加壓的充 氣裝置35、用於對袖帶進行減壓的放氣裝置36以及用於記錄血壓測試時間的 日曆時鐘裝置37。
所述充氣裝置35可選用充氣泵，所述充氣泵通過導氣管與攜帶袖帶1的氣 嚢連通，所述攜帶袖帶1的氣嚢還通過另一根導氣管連通，該導氣管上設置有 作為放氣裝置36的放氣閥。
所述檢出部2可設置單獨的靜壓力檢測裝置和脈搏波檢測裝置，所述靜壓 力檢測裝置可選用壓力傳感器，所述脈搏波檢測裝置可選用光電傳感器、阻抗 傳感器或壓力傳感器，此外由於袖帶壓力上會重疊有脈搏跳動的變化，因此單 獨使用一個壓力傳感器亦可實現目的所述控制裝置31包括充氣速度計算部、線性充氣控制部和血壓計算部；
充氣速度計算部，與檢出部2電連接，接收檢出部1檢測的袖帶內的靜壓 力和脈搏波，在快速充氣階段通過檢測最初的數個脈搏波(優選為3個)，計算 被測者瞬時心率，並根據該心率設定線性充氣階段的充氣速度；所述充氣速度 計算部通過微分法實時檢測最初的脈搏波峰值，相鄰兩個脈搏波峰值間隔的時
間T就是一次心跳的時間，則被測者瞬時心率=業(次/分鐘)。
所述充氣速度計算部根據被測者瞬時心率HR設定線性充氣階段的充氣速 度，從而保證不同瞬時心率下的血壓測量所述自適應血壓檢測裝置都可以檢測 到足夠的脈搏波數。通過大量的實驗和臨床測試，本發明所述血壓檢測裝置的 優選方案設定在線性充氣到300毫米汞柱(mmHg)的狀態下可以4企測到60個
脈搏波數，因此線性充氣階段的充氣速度^ = (Pm" —A)'HA (mmHg/s),其中
60 ，/W
Vin表示線性充氣速度，單位是mmHg/s (毫米汞柱每秒)；Pmax表示預定最大充 氣靜壓力，本發明的優選方案設定為300 (mmHg); Ptl為快速充氣階段結束、 線性充氣階段開始時袖帶內的靜壓力；PW表示預設需要檢測的脈搏波數，本 發明的優選方案"&定為60個；HR表示瞬時心率。
線性充氣控制部，根據充氣速度計算部的計算結果，並根據檢出部檢測的 靜壓力，實時計算線性充氣補償量，控制充氣裝置35向袖套進行線性充氣，直 到檢測到預定數量的脈搏波或脈搏波幅度(數位化後的數值)小於預設閾值， 所述預定數量的脈搏波一般為60個，所述閾值一般在30左右；
所述線性充氣控制部通過公式3 =《-S計算線性充氣到時刻t的線 性充氣補償量5。其中5表示線性充氣補償量；t表示線性充氣當前時刻t， t, 為線性充氣開始時刻，t-t,表示線性充氣已進行時間；Vin表示線性充氣速度； Pt表示時刻t袖帶內的靜壓力。
血壓計算部，根據線性充氣階段檢出部測出的靜壓力和脈搏波，計算被測 者血壓，通過靜壓力和脈:博波計算被測者血壓屬於現有技術，在本實施例中不再贅述。
本實施例的自適應血壓檢測裝置的工作流程參見圖3,使用本裝置時，將 袖帶安裝於被測者的手臂上，在0-tl時間段的快速充氣階段進行快速充氣，一 開始，血管處於充分舒張的狀態，脈搏波幅度較小，壓力傳感器無法檢測出脈 搏波信號，隨著快速充氣測量袖帶內靜壓力增加，脈搏波幅度逐漸增大，當壓 力傳感器檢測到前三個脈搏波信號後，所述充氣速度計算部通過動態分析袖帶
靜壓力變化速度和脈搏波信號，計算當前測量對象的心率情況，並以此得出tl-t2
時刻的線性充氣階段的充氣速度，保證第二階段所述可以檢測到充足的脈搏波 數，避免因為測量對象的個體差異造成的脈搏波檢出數的差異，確保血壓測量
精度；隨後，進入線性充氣階段，根據快速充氣階段計算的充氣速度，線性充 氣控制部控制充氣泵對袖帶進行線性充氣，同時檢測袖帶內的靜壓力，所述檢 測裝置通過^t處理器動態分析測量袖帶靜壓力的變化，計算判斷線性充氣補償 量，給出線性補償控制信號，實時動態調整充氣泵充氣速度，實現測量袖帶內 靜壓力線性增加，歸一計算完全符合線性關係，從根本上解決了充氣血壓4企測 法的精度缺點，同時不會增加檢測時間。這時血管隨著袖帶靜壓力增加從舒張 狀態到去負荷狀態再逐漸變化到壓閉狀態，檢出的脈搏波幅經過從小到大再變 小的過程，當檢出的脈搏波幅度小於所述裝置設定的閾值或檢測到預定數量的 脈搏波時，線性充氣階段結束，所述血壓計算部根據檢出的袖帶靜壓力和脈搏 波信號，計算出測量對象的平均壓、舒張壓以及收縮壓，將計算結果存儲入存 儲裝置，同時在顯示裝置上進行顯示，並控制放氣閥打開，進行快速放氣，完 成一次自適應血壓^r測。
圖2示出了自適應血壓檢測裝置進行血壓測量時袖帶靜壓力及脈搏波隨時 間變化的示意圖，該圖直觀的表述了本發明的優選實施例的血壓檢測原理。測 量血壓時，袖帶內的靜壓力經歷了三個階段的變化，即本發明所述的快速充氣
階段(0-t!時段)、線性充氣階段(t!-t2時段)和快速放氣階段(t2-t3時段)。隨
著袖帶靜壓力的變化，檢測裝置測量的脈搏波幅度經歷從小到大再減小的過程。
其中在0-t，時段通過^r測相鄰兩脈搏波的間隔時間T求出被測量者瞬時心率，以此得出Vt2時段線性充氣的速度。線性充氣控制部通過檢測線性補償量5來
保證線性充氣階段袖帶靜壓力的線性，提高檢測精度。當檢測到脈搏波幅度變 化小於裝置設定的閾值時，線性充氣階段結束放氣閥打開，進行快速放氣階段。 一次自適應血壓檢測過程，血管隨著袖帶靜壓力增加從舒張狀態到去負荷狀態 再逐漸變化到壓閉狀態，檢出的脈搏波幅經過從小到大再變小的過程，脈搏波
幅度最大m點，幅度為Am對應的袖帶靜壓力Pm就是血管去負荷狀態的平均壓， 通過幅度係數法進行歸一計算就可以求出舒張d點的脈搏波幅度Ad和收縮s點 的脈搏波幅度As,從此求出對應的舒張壓Pd和收縮壓Ps。
以上所述僅為本發明的優選實施例，並不用於限制本發明，顯然，本領 域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的技術思 想和方案範圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬於本發明權利要求及 其等同技術的範圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求
1.自適應血壓檢測裝置，將袖套安裝於被測者手臂上，通過充氣裝置和放氣裝置對袖帶進行加壓和減壓，測量所述被測者的血壓，其特徵在於所述自適應血壓檢測裝置包括檢出部，用以檢測袖帶內的靜壓力和脈搏波；充氣速度計算部，接收檢出部檢測的袖帶內的靜壓力和脈搏波，根據快速充氣階段最初檢測到的脈搏波，計算被測者瞬時心率，並根據該心率設定線性充氣階段的充氣速度；線性充氣控制部，根據充氣速度計算部的計算結果，並根據檢出部檢測的靜壓力，實時計算線性充氣補償量，控制充氣裝置向袖套進行線性充氣，直到檢測到預定數量的脈搏波或脈搏波幅度小於預設閾值；以及血壓計算部，根據線性充氣階段檢出部測出的靜壓力和脈搏波，計算被測者血壓。
2. 如權利要求1所述的自適應血壓檢測裝置，其特徵在於所述充氣速度 計算部實時檢測快速充氣階段最初檢測到的脈搏波峰值，通過/// =爭次/分鐘，計算被測者的瞬時心率，式中，HR為瞬時心率，T為相鄰兩個脈搏波峰值間隔 的時間。
3. 如權利要求2所述的自適應血壓檢測裝置，其特徵在於所述充氣速度計算部通過公式p; = (^ax - A)'^ 計算線性充氣階段的充氣速度，式中，Vi。為 "60.屍『線性充氣速度；Pn^為預定最大充氣靜壓力；Pu為快速充氣階段結束、線性充 氣階段開始時袖帶內的靜壓力；PW為預設需要檢測的脈搏波數；HR為瞬時心率。
4. 如權利要求3所述的自適應血壓檢測裝置，其特徵在於所述P,為 300mmHg, PW為60個。
5. 如權利要求3所述的自適應血壓檢測裝置，其特徵在於所述線性充氣 控制部通過3 =(卜0.^-屍,計算線性充氣補償量，式中，5表示線性充氣補償 量；t表示線性充氣當前時刻，t!為線性充氣開始時刻，t-t,表示線性充氣已進 行時間；Vin為線性充氣速度；Pt為時刻t袖帶內的靜壓力。
6. 如權利要求1至5中任一項所述的自適應血壓檢測裝置，其特徵在於 所述檢出部為壓力傳感器。
7. 如權利要求1至5中任一項所述的自適應血壓^r測裝置，其特徵在於 所述自適應血壓檢測裝置還包括顯示裝置，所述顯示裝置接收血壓計算部的計 算結果並顯示輸出。
8. 如權利要求1至5中任一項所述的自適應血壓檢測裝置，其特徵在於 所述自適應血壓檢測裝置還包括存儲裝置，所述存儲裝置接收血壓計算部的計 算結果並存儲。
9. 如權利要求8所述的自適應血壓檢測裝置，其特徵在於所述自適應血 壓檢測裝置還包括通信裝置，所述通信裝置用於傳輸將血壓計算部的計算結果。
10. 如權利要求9所述的自適應血壓檢測裝置，其特徵在於所述通信裝 置包括USB模塊和無線射頻通信模塊中的至少一種。
全文摘要
本發明公開了一種自適應血壓檢測裝置，包括檢出部，用以檢測袖帶內的靜壓力和脈搏波；充氣速度計算部，接收檢出部檢測的袖帶內的靜壓力和脈搏波，根據快速充氣階段最初檢測到的脈搏波，計算被測者瞬時心率，並根據該心率設定線性充氣階段的充氣速度；線性充氣控制部，根據充氣速度計算部的計算結果，並根據檢出部檢測的靜壓力，實時計算線性充氣補償量，控制充氣裝置向袖套進行線性充氣，直到脈搏波幅度小於預設閾值；以及血壓計算部，根據線性充氣階段檢出部測出的靜壓力和脈搏波，計算被測者血壓；本發明的自適應血壓檢測裝置，根據被測者的心率自適應調節線性充氣速度，消除個體差異對檢測結果的影響，檢測時間短、檢測結果準確。
文檔編號A61B5/022GK101612039SQ20091010446
公開日2009年12月30日 申請日期2009年7月28日 優先權日2009年7月28日
發明者何慶華, 馮正權, 吳寶明, 朱新建, 閆慶廣, 宇 陳 申請人:中國人民解放軍第三軍醫大學野戰外科研究所