一種測量體表動脈血流信號的醫用監測方法及裝置的製作方法

2023-05-31 15:06:41

專利名稱：一種測量體表動脈血流信號的醫用監測方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於醫用監測方法及其醫用設備領域，具體是一種測量體表動脈血流信號的醫用方法及裝置。更具體地說是利用脈搏氧飽和度光容積波(PPG)測定技術，通過反射式脈搏氧飽和度傳感器與所測動脈較為準確的接觸以及對所獲PPG的量化分析，實現對所測量體表大、中動脈的血流速度、阻力及流量等動脈血流信號監測的醫用監測方法及裝置。
背景技術：
動脈血流信號包括血流速度、流量及阻力等，根椐這些參數可以評估機體的血容量、心輸出量及全身和(或)局部外周血管阻力，實現對麻醉手術病人及危重病人全面的血流動力學監測。目前臨床上獲得無創動脈血流信號的方法為超聲多譜勒法，需要使用價格昂貴的具有都卜勒功能的醫用超聲診斷儀，且使用者要具備進行超聲影像學檢查的相關專業知識並經過專業的的使用培訓。使用多譜勒法測量動脈血流信號的準確性和重複性均與超聲探頭髮射的聲束與探測血流束的角度有很大關係，在反覆測量中不可能始終保持超聲探頭處於同一位置，因此所獲血流信號可能會有一定的重複測量誤差。因此，手術中應用該項技術來評價病人的循環功能的可行性較差，目前僅限於臨床研究。脈搏血氧飽和度(SpO2)是評估麻醉病人和危重病人氧合狀態的最基本監測項目， 具有無創、連續、操作簡便及價格低廉的特點，現已廣泛用於麻醉手術及危重病人。目前臨床使用的SpA監測技術主要採用透射式傳感器，即將傳感器的發光部分和探測部分對應放置，因此所監測的部位限於人體的末稍部位，如指尖、耳垂等，所獲得的測量結果反映動脈血的脈膊血氧飽和度，以及根椐其吸光度變化而描記的光容積脈搏波所計算的脈率兩部分。雖有文獻報導了利用PPG評估心血管血流參數的算法，但仍然採集的是傳統末梢微循環的PPG信號。然而，手指等人體末梢部位的微循環血管內含有大量的a-腎上腺素受體， 交感神經興奮性和體溫的變化可顯著的影響所獲得的PPG波形，進而影響由此計算的血流參數的準確性。文獻作者也指出用此種監護模塊所測的心血管血流參數的準確性與有創方法相比存在一定差距，僅適於臨床康復及社區保健等領域作為粗略的評估。雖然已有商用反射式脈搏血氧飽和度傳感器上市，其常用於置於血供豐富的部位如額部測量SpO2，但不適用於對某一支動脈PPG波形的精確測量。本發明的目的是為了克服上述現有技術對體表動脈血流信號監測上的不足，以提供一種通過精確採集人體體表動脈PPG信號來監測動脈血流信息的方法和醫用裝置，使用本發明的裝置通過調節傳感器與所測動脈的接觸程度可以採集到體表動脈血管的PPG信號，其所攜帶的血流信息較傳統末稍部位的PPG信號更能準確反映機體血流動力學的狀態，且本發明的裝置與目前普通監護儀連接便可方便地經皮膚對所測體表動脈的血流速度、流量及阻力進行連續監測。本發明的目的是通過下述技術方案來實現的

發明內容
本發明是測量體表動脈血流信號的醫用監測方法，是通過醫用監測裝置，利用現有的脈搏氧飽和度檢測技術，將傳感器置於所需測量的體表動脈搏動處，通過調節傳感器與動脈的接觸程度，實現對體表動脈的PPG信號檢測，通過對所獲PPG的進一步量化分析，最終實現對體表動脈血流信號的測量。
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本發明的測量體表動脈血流信號的醫用監測裝置，主要由傳感器1、導線8、脈搏容積波記錄與分析系統9、顯示屏10構成，傳感器1位於脈搏容積波記錄與分析系統9之前，顯示屏10位於脈搏容積波分析與記錄系統9之後，傳感器1與脈搏容積波記錄與分析系統9之間，以及脈搏容積波記錄與分析系統9與顯示屏10間通過導線8連接。上述方案中，在傳感器1背面設有一個輔助裝置7，所述的輔助裝置7可以是固定帶、不乾膠敷貼、夾子等等，其作用是固定傳感器1，使傳感器1固定於所要測量的部位。上述方案中，當輔助裝置7是固定帶時，固定帶的上設置有一個調節閥6，其主要是調節固定帶的長度，以適合不同個體與不同部位的測量。且固定帶另一端正面的前部分與後部分具有相互粘貼作用。上述方案中，輔助裝置7內部、傳感器的後方安置有一個可通氣的氣囊5，其作用是通過對氣囊5充氣，使傳感器1與所測體表動脈緊密接觸。上述方案中，在輔助裝置7外面設置有與氣囊5連通的導管2，其導管2既可以置入固定帶7內，也可以直接連與固定帶7外。上述方案中，在導管2的末端設置有一個小氣囊3，該小氣囊3也可以稱為氣囊5 的外控制部分，其作用是指示氣囊內的壓力大小。上述方案中，小氣囊3出口處設置有單向閥門4，其作用是阻止充氣後氣囊5內的氣體流出。此外，在小氣囊處可以設置一個壓力表，用於精確記錄氣囊1內的壓力。上述方案中，脈搏容積波記錄與分析系統9通過對傳感器1採集到的PPG信號的量化分析，可以通過導線8將分析結果傳送到顯示屏10上；脈搏容積波記錄與分析系統9 也可和目前廣泛使用的監護儀相連，從而將分析結果直接顯示在監護儀上。本發明是發明人在長期實踐中總結出來的科學實用的技術方案，本發明的技術方案是將傳感器置於所要測量的動脈搏動處，如腕部橈動脈搏動處、上臂的肱動脈搏動處、腹股溝處的股動脈搏動處，使用上述輔助裝置或運用粘貼方式將脈搏血氧飽和度傳感器固定到所要測量的部位，運用氣囊充氣的方式使傳感器與所測體表動脈緊密接觸。根據脈搏光容積波測定技術獲得所測體表動脈的PPG。將獲得的PPG信號通過導線傳導到脈搏容積波記錄與分析系統，通過放大、濾波電路處理以及對脈膊光容積波的量化分析，得出相應的動脈血流信息參數數值。本發明利用現有的脈搏容積波測定技術，使用的反射式脈搏氧飽和度傳感器，貼於體表任何動脈搏動處，運用對氣囊加壓的方法，通過傳感器與所測動脈的緊密接觸，實現對體表大血管脈搏容積波的採集。在小氣囊外口處安置壓力表可以測定所充氣的壓力用於精確判定傳感器與被測動脈的接觸情況。且本裝置使用中不會對測量部位產生任何損傷。本發明的有益效果是在現有臨床上廣泛使用的脈膊血氧飽和度監測系統的基礎上，使用反射式脈搏氧飽和度傳感器與固定裝置及PPG實時分析系統，採集人體體表動脈 PPG波，通過對獲得的PPG波分析處理，從而獲得連續無創的動脈血流速度、阻力及流量等血流信號，使用方便、價格便宜，可用於評價血容量、外周阻力及心輸出量等重要的循環功能狀態，具有很強的臨床意義和應用前景。下面通過實施例進一步說明本發明，本發明不僅限於所述實施例。


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圖1為本發明實施例一的整體結構示意圖。圖2為本發明實施例二的整體結構示意圖。如圖1實施例一所示本發明的測量體表動脈血流信號的醫用監測裝置，主要由傳感器1、導線8、脈搏容積波記錄與分析系統9、顯示屏10構成，傳感器1位於脈搏容積波記錄與分析系統9之前，顯示屏10位於脈搏容積波分析與記錄系統9之後，傳感器1與脈搏容積波記錄與分析系統9之間，以及脈搏容積波記錄與分析系統9與顯示屏10間通過導線8連接。在傳感器1的背面設置了一個傳感器1的輔助裝置7，本例的輔助裝置7是固定帶。輔助裝置7內部、傳感器的後方安置有一個可通氣的氣囊5，並通過導管2連接到固定帶外，導管2的末端設置有一個小氣囊3，且小氣囊3的出口處安置了一個單向閥門。使用時，將傳感器發光部分與接受部分正對所要測量的體表動脈搏動處，如腕部橈動脈搏動處、上臂的肱動脈搏動處、腹股溝處的股動脈搏動處，固定好輔助裝置，然後通過小氣囊處的單向閥門對氣囊充氣，直到顯示屏上出現脈搏氧飽和度時停止充氣，通過脈搏容積波分析與記錄系統對所獲PPG波的濾波、分析處理後，可以在顯示屏上直接給出所測體表動脈的血流速度、阻力及流量的數值，且根據小氣囊內的壓力可以判斷氣囊內的充氣情況，在小氣囊出口處可連接一個壓力表，用於精確測量氣囊內的壓力情況。如圖2實施例二所示將圖一所述的測量動脈血流信號的醫用監測裝置用於測量腕部橈動脈血流的信號。下面的小圖為傳感器1在固定帶內的一個縱切圖，傳感器1正對所測部位11處， 傳感器1的背面安置有一個可充氣的氣囊5，且氣囊5位於輔助裝置7內、傳感器1的後方。使用時，通過對氣囊充氣，使傳感器與所測部位緊密接觸。通過脈搏容積波分析與記錄系統對所獲橈動脈PPG波的濾波、分析處理後，然後通過串口將脈搏容積波分析與記錄系統計算的數值傳輸至顯示屏，可以從顯示屏上直接讀取橈動脈的血流速度、阻力及流量的數值。
具體實施例方式見

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權利要求
1.一種測量體表動脈血流信號的方法，其特徵在於是通過醫用監測裝置，在脈搏氧飽和度測定技術基礎上，利用脈搏光容積波的變化，實現對體表動脈血管的血流速度、流量及血管阻力進行實時測量。
2.一種測量體表動脈血流信號的醫用監測裝置，其特徵在於該裝置主要由傳感器1、 導線8、脈搏光容積波採集與分析系統9、顯示屏10構成，傳感器1位於脈搏容積波記錄與分析系統9之前，顯示屏10位於脈搏容積波分析與記錄系統9之後，傳感器1與脈搏容積波記錄與分析系統9之間，以及脈搏容積波記錄與分析系統9與顯示屏10間通過導線8連接。
3.根據權利要求2所述的測量體表動脈血流信號的醫用監測裝置，其特徵在於所述的傳感器1的背面設有一個固定傳感器1的輔助裝置7。
4.根據權利要求3所述的測量體表動脈血流信號的醫用監測裝置，其特徵在於在所述的輔助裝置7是固定帶時，固定帶的一端設置有一個調節閥6，另一端正面的前部分與後部分具有相互粘貼作用。
5.根據權利要求3所述的測量體表動脈血流信號的醫用監測裝置，其特徵在於所述的輔助裝置7內部、傳感器的後方安置有一個可通氣的氣囊5
6.根據權利要求6所述的測量體表動脈血流信號的醫用監測裝置，其特徵在於所述的氣囊5所連接的導管2末端設置了一個小氣囊3。
7.根據權利要求7所述的測量體表動脈血流信號的醫用監測裝置，其特徵在於所述的小氣囊3出口處設置了一個單向閥門4。
8.根據權利要求7所述的測量體表動脈血流信號的醫用監測裝置，其特徵在於所述的小氣囊3出口處可以設置一個壓力表。
9.根據權利要求7所述的測量體表動脈血流信號的醫用監測裝置，其特徵在於所述的導管2可以置於輔助裝置7之內，也可直接連於固定帶7外。
全文摘要
本發明是一種測量體表動脈血流信號的醫用監測方法及裝置，是通過醫用監測裝置，利用脈搏光容積波測定技術，通過傳感器與體表動脈的準確接觸，實現對體表動脈的血流速度、阻力及流量動脈血流信號進行監測，其裝置主要由傳感器1、導線8、脈搏容積波記錄與分析系統9、顯示屏10構成，傳感器1位於脈搏容積波記錄與分析系統9之前，顯示屏10位於脈搏容積波分析與記錄系統9之後，脈搏容積波記錄與分析系統9與傳感器1之間以及脈與顯示屏10間通過導線8連接，傳感器1表面設有固定傳感器1的輔助裝置7，在傳感器1後方設置有可充氣的氣囊5，使用本發明的裝置與目前普通監護儀連接便可方便地對體表動脈血流速度、陽力及流量進行實時監測。
文檔編號A61B5/026GK102210585SQ20101013952
公開日2011年10月12日 申請日期2010年4月6日 優先權日2010年4月6日
發明者熊秋菊, 魏蔚 申請人:熊秋菊, 魏蔚