通过肢体远端区域中的测量估算动脉脉搏传播时间的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种通过使用仅布置在两个上肢或下肢的远端区域的传感器进行的测量来估计不同动脉区段中的动脉脉搏传播时间(PTT)的方法和装置。首先，在两个上肢之间或两个下肢之间测量的阻抗体积描记器(IPG)中检测脉搏波在躯干两侧外肢区域的到达，这反映了最靠近测量电极所在区域的区域中的改变。然后，使用传统方法从远端区域中测得的脉搏信号获得另一时间参考。当第一的脉搏信号是两个上肢之间的IPG时，第二脉搏信号可以是两个下肢之间的IPG。根据在第一信号和第二信号的脉搏波各自的到达时刻之间的时间间隔来估测PTT。

Method and device for estimating arterial pulse propagation time through measurement of distal limb region

The present invention relates to a method and apparatus for estimating arterial pulse propagation time (PTT) in different arterial segments by using measurements made by sensors placed only in distal regions of two upper or lower limbs. First, the arrival of pulse waves in the extremities on both sides of the trunk was detected by impedance volumetry (IPG) measurements between two upper limbs or between two lower limbs, reflecting changes in the area closest to the measuring electrode. Then, the traditional method is used to obtain another time reference from the pulse signal measured in the remote area. When the first pulse signal is an IPG between two upper limbs, the second pulse signal can be an IPG between two lower limbs. PTT is estimated based on the time interval between the arrival times of the pulse waves of the first and second signals.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】通过肢体远端区域中的测量估算动脉脉搏传播时间的方法和装置
本专利技术总体上涉及用于通过物理方法测量生理参数的系统，更具体地，涉及用于根据仅放置在肢体远端区域的传感器获取的测量数据来估计动脉脉搏传播时间的方法和装置。
技术介绍
脉搏传导时间(PTT)定义为脉波到达相对近心位置和到达相对远心位置之间的时间间隔。因此，它描述了从心脏向主动脉射血产生的脉冲波的传播，并且是评估心血管系统健康状况的重要参数。例如，PTT允许评估动脉僵硬度，它正日益成为广泛接受的心血管疾病风险标志。动脉僵硬度与心血管危险因素和动脉硬化性疾病的存在有关，并且其对预测未来心血管状况如心肌梗塞、中风、血管再生或主动脉综合征等风险的适用性已被广泛证实，如C.Vlachopoulos，K.Zaznaouridis和C.Stefanadis的文章《通过动脉僵硬度预测心血管状况及全因死亡率：一种系统性审视与元分析》，刊于《美国心脏医学院杂志》第55期第13号1318-132页。另一项与动脉弹性紧密关联的参数是血压，原因是动脉血管的弹性模量E取决于平均血压P的变化，根据E＝E0ekP其中E0是参考平均血压值时的动脉血管的弹性模量，而k是由动脉决定的常数，其值在0.016mmHg-1与0.018mmHg-1之间。因此，可以通过使用不同的校准方法从主动脉或其他动脉中的PTT测量来估计动脉血压和动脉血压绝对值的变化，如，例如D.Buxi,、J.M.Redouté和M.R.Yuce所著的文献《利用脉冲传播时间监测动态血压的信号与系统的调查》所述，刊载于《生理测量》，刊号DOI10.1088/0967-3334/36/3/R1。在人体动脉中，主动脉的弹性具有最高的临床意义，因为动脉硬度所致的大部分生理病理影响都可归因于主动脉，并构成被测对象动脉总体僵硬度的最佳指标。在几项流行病学研究中，表明主动脉僵硬度最能预测心血管状况，如L.M.VanBortel、S.Lawnt、P.Boutouyrie、P.Chowienczyk、J.K.Cruickshank等人在刊于《高血压》期刊第30期第3号445-448页的文献《关于使用颈动脉-股动脉脉冲波速度对主动脉僵硬度进行日常实践测量的专家共识》中所述。然而，也可以从其他主要动脉评估被测对象动脉的总体僵硬度，因为这些动脉也反映了具有医学意义的变化，例如前臂、小腿和手的动脉，参照I.Hlimonenko、K.Meigas、M."Viigimaa、和K.Temitski所著的《重症冠心病患者不同动脉脉冲波速度和增强指数的评估》所述，见于《生物与医学工程学会》(EMBS)2007年与电《气电子工程师学会(IEEE)2007年8月第29次国际年会》第1703-1706页。根据Moens-Korteweg公式，动脉硬度通常由脉冲波传播速度(即所谓的脉冲波速度(PWV))进行非侵入性的评估：其中E为动脉的弹性模量，h为动脉血管壁的厚度，r为动脉的半径，ρ为血液密度。对应地，根据动脉脉冲波速度(PWV)可以由脉搏传播时间(PTT)得出，而PTT测量自动脉的相对近心端与相对远心端之间，其中D为所测相对近心端与远心端之间的距离。测量主动脉PTT的常用流程需要对相对近心端与远心端进行准备(暴露、清洁、放置传感器并连接电缆)，以便检测血压脉冲到达每一端，检测方法例如：检测压力脉冲的到达引起的局部体积变化的光电容积描记器(PPG)或阻抗体积描记器(IPG)，或例如测量浅表动脉施加到与其紧密接触的力传感器上的压力的动脉压仪。尽管如此，将这些传感器和其他传感器放置在躯干或近距离区域需要较高的技巧，并且由于这些区域通常被衣物遮蔽，所以需要较慢的步骤且会使被测对象感到尴尬。简化测量的一种方法是将远端传感器放在手上或脚上，这对于流动测量特别方便，因为前者通常裸露而后者易于触及。然而，传感器之间的距离D必须很长以在PTT测量中以获得较低的不确定度，因此，仍需要在躯干或接近区域放置传感器以检测血压脉搏到达近心端，这会阻碍并延长测量。在不将传感器放置在躯干处的情况下获得近心端信息的另一种方法是检测心电图(ECG)的R波，其可以从放置在诸如手或脚的远心端位置处的电极获得。然而，从心电图R波或其他基准点到血压冲动抵达远端区域的时间间隔(所谓的脉搏到达时间(PAT))包括射血前周期(PEP)的一小部分和定义为心电图的Q波和主动脉瓣的开启之间的时间间隔、标记血压脉冲开始的机电延迟。PAT可用于测量PTT的变化并评估动脉僵硬度，如前面引用的D.Buxi，JMRedouté和MRYuce的文献《利用脉冲传播时间监测动态血压的信号与系统的调查》，刊于生理测量》，刊号DOI10.1088/0967-3334/36/3/R1，但是这种方法只适用于PEP变化相对于PTT变化较小的情况。因此，不鼓励使用PAT来估测PTT的变化。专利WO2013017718A2描述了在上肢或下肢之间从心电图到IPG测量的时间间隔以监测心血管系统的监测的方法和装置，该时间间隔等同于PAT而不是PTT，因为其包括PEP。侦测血压波到达躯干或近心端的另外一种方法是通过心冲击描记器的特定的基准点，如R.PallasAreny、R.Casanella和J.Gomez-Clapers所著《用于根据在心冲击描记图的基准点之间测量的时间间隔来估计主动脉脉搏传播时间的方法和设备》P201531414。由于BCG反映了与心脏射血相关的机械活动导致的人体质心中的变化，在文件中，提出BCG波的使用作为主动脉近端和远端变化的时间参考，以测量这些波之间的PTT。然而，由于BCG是在站在秤上的被测对象者身上获得的，因此所述文献中描述的方法和装置不包括其他情况：被测对象非站立，并且希望总体确定心血管事件发生的时刻，特别是确定脉冲波到达相对近心端和远心端。另一种检测血压波到达躯干或近心端的方法是测量颈部和腹部之间的胸腔中的电阻抗，即所谓的阻抗心电图(ICG)，其反映了沿整个主动脉长度的体积描记变化，见于L.Jensen、J.Yakimets、和K.K.Teo的文献《阻抗心电图综述》，载于《重度急性心肺病的诊护》第24期第三号183-193页,1995年5月。然而，ICG需要注入沿躯干循环的电流，这通常通过将电极放置在颈部和腹部来实现，这使得其不适用于快速测量或医院之外的环境，在不仅要估测主动脉的弹性，还要评估上肢或下肢动脉的弹性的时候更是如此。在专利US6228033B1中描述了一种被称为全身ICG的心血管监测系统，其中通过从连接到一或两个上肢的第一终端注入电流来测量胸阻抗，并且第二终端连接到一个或两个下肢，因而它不需要暴露躯干。然而，该方法总是需要暴露至少一个上肢和至少一个下肢，因此它不适用于只在上肢或仅在下肢处的动脉的弹性测量。专利WO2012103296A2描述了一种用于监测心血管系统的装置和方法，其中ICG在上肢之间或下肢之间测量反映主动脉中血液运动的信号与位于远端区域的光电体积描传感器之间的时间间隔被测出。然而，从肢体间测量的阻抗信号来测量主动脉的体积描记变化是很复杂的，因为这些变化对测量波形的贡献相比其对四肢其他动脉的贡献非常小，因此，测量的时间间隔的不确定性预计会很大。使用在两个上肢之间或两个下肢之间测本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过仅在肢体远端区域获取的测量值估测脉搏传导时间(PTT)的方法，其特征在于，所述方法包括：a)在一对象两上肢或两下肢之间注入高频电流或电压，以使至少一个电极位于两个相关肢体中的每一个的远端区域；b)在所述两个肢体中的每一个的远端区域中的至少一个电极之间注入的频率上测量该电压；c)从电压降的脉冲分量中提取所述两个肢体之间的阻抗体积描记(IPG)；d)每次心跳从所述两个肢体之间测出的IPG脉搏波的起始检测所述脉搏波在所述两个肢体一近躯干区域的到达；e)通过置于相关的上肢或下肢的远端区域的传感器检测同一心跳的并对应于所述脉搏波在另一区域的到达的第二脉搏波的基准点；f)每次心跳测量在所述两个肢体之间测得的IPG的脉搏波的起始与第二脉搏波的基准点之间的时间间隔；g)自获得的两个信号中的脉搏波之间测得的时间间隔获取PTT。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.13 ES P2015316451.一种通过仅在肢体远端区域获取的测量值估测脉搏传导时间(PTT)的方法，其特征在于，所述方法包括：a)在一对象两上肢或两下肢之间注入高频电流或电压，以使至少一个电极位于两个相关肢体中的每一个的远端区域；b)在所述两个肢体中的每一个的远端区域中的至少一个电极之间注入的频率上测量该电压；c)从电压降的脉冲分量中提取所述两个肢体之间的阻抗体积描记(IPG)；d)每次心跳从所述两个肢体之间测出的IPG脉搏波的起始检测所述脉搏波在所述两个肢体一近躯干区域的到达；e)通过置于相关的上肢或下肢的远端区域的传感器检测同一心跳的并对应于所述脉搏波在另一区域的到达的第二脉搏波的基准点；f)每次心跳测量在所述两个肢体之间测得的IPG的脉搏波的起始与第二脉搏波的基准点之间的时间间隔；g)自获得的两个信号中的脉搏波之间测得的时间间隔获取PTT。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，从局部IPG获得所述第二脉冲波。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用光体积描记器(PPG)获得所述第二脉搏波。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用动脉张力计获得所述第二脉搏波。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，第一脉搏波为在两手间测得的IPG，而第二脉搏波为在两脚间测得的IPG。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用心冲击描记器获得所述第二脉搏波。7.根据权利要求1至4所述的方法，其特征在于，从两手之间测量的IPG的脉搏波的起始，和放置在一手臂的手掌中的如权利要求2、3和4所述的体积描记传感器的脉搏波的起始，估测该手臂中的PTT。8.根据权利要求1至4所述的方法，其特征在于，从两足之间测量的IPG的脉搏波的起始，和放置在一腿部的脚掌上的如权利要求2、3和4所述的体积描记传感器的脉搏波的起始，估测该腿部中的PTT。9.根据权利要求1至4所述的方法，其特征在于，从两手之间测量的IPG的脉搏波的起始，和放置在一腿部的脚掌上的如权利要求2、3和4所述的体积描记传感器的脉搏波的起始，估测主动脉和该腿部中的PTT。10.根据权利要求1至5所述的方法，其特征在于，从两手之间测量的IPG的脉搏波的起始，和两脚之间测量的IPG的脉搏波的起始，估测主动脉和所述手臂和腿部的部分中的PTT。11.根据权利要求1至6所述的方法，其特征在于，从BCG波I，和两脚之间测量的IPG的脉搏波的起始，估测主动脉和该腿部的部分中的PTT。12.根据权利要求1至6所述的方法，其特征在于，从两手之间测量的IPG的脉搏波的起始，和BCG波J，估测主动脉和该手臂的部分中的PTT。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·帕拉斯·阿雷尼，R·卡萨内拉·阿朗索，J·戈麦斯·柯莱帕斯，
申请(专利权)人：加泰罗尼亚理工大学，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES