用于测量血压变异性的无创系统和方法技术方案

一种用于测量血压变异性的无创系统和方法，包括与泵(14)气动连接的套囊(20)，以使套囊充气，从而缠绕受试者的肢体(21)。压力传感器(18)与套囊相关联，用于测量套囊压力(52)。光体积描记传感器(26)附接至受试者的同一肢体(21)的指尖并且放置在套囊的远端，用于监测血流并记录脉搏体积描记信号。控制单元(12)连接至压力传感器(18)和光体积描记传感器(26)，用于同时记录套囊压力和体积描记信号，从而得出套囊压力和体积描记信号(54)的振幅测量之间的经验关系，以测量与呼吸周期相对应的频率下的收缩压和舒张压的短期变化。

A Noninvasive System and Method for Measuring Blood Pressure Variability

A non-invasive system for measuring blood pressure variability includes a sleeve (20) pneumatically connected to a pump (14) to inflate the sleeve, thereby winding the subject's limbs (21). The pressure sensor (18) is associated with the sleeve and is used to measure the sleeve pressure (52). The photoplethysmographic sensor (26) is attached to the fingertip of the same limb (21) of the subject and placed at the distal end of the capsule for monitoring blood flow and recording pulse plethysmographic signals. The control unit (12) is connected to the pressure sensor (18) and the photoplethysmographic sensor (26) for recording both the pressure and the volume recording signals of the sleeve, thereby obtaining the empirical relationship between the amplitude measurement of the pressure and the volume recording signal (54) to measure the short-term changes of the systolic and diastolic pressures at the frequencies corresponding to the respiratory cycle.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于测量血压变异性的无创系统和方法
本专利技术涉及一种血压测量系统，并且更具体地，涉及一种用于测量收缩压和舒张压的范围及其短期变异性的无创血压测量系统。
技术介绍
高血压是一种世界意义上的疾病。诊断高血压的标准是：收缩压>140mmHg和/或舒张压>90mmHg。对于单纯收缩期高血压(ISH)，这是超过60岁的老年人中常见的类型，其标准是：收缩压>140mmHg，且舒张压<90mmHg。血压是一种变化很大的信号，收缩压和舒张压逐搏变化，频率通常是呼吸频率。这种现象称为血压变异性(BPV)。鉴于BPV，前一段中提到的单点标准不足以检测高血压。即使排除了由于临床环境引起的紧张和焦虑导致患者在检查过程中血压升高的白大衣高血压，血压变异性本身也会导致高血压的虚假诊断。血压变异性作为靶器官损伤的风险预测因子也越来越重要。用于估计血压的常规方法是通过动脉内(例如在桡动脉中)放置的压力传感器实时记录血压。这种方法提供了关于血压的实时数据，并且是重症监护环境中的优选方法。然而，在诊所或病房中放置用于压力测量的动脉导管是不可行的。因此，优选用于评估血压的无创方法。现有技术的手动无创血压监测方法基于“柯氏(Korotkoff)”音。将充气橡胶套囊缠绕在手臂上并用空气充气至远高于收缩压的压力。当套囊压力低于舒张压时，流动是脉动的并且是流线型的，并且当将听诊器放置在套囊远端的动脉部分上时不会导致声音。当套囊压力高于收缩压时，根本没有流动，并因此没有声音。然而，如果套囊压力在收缩压和舒张压之间，则在心动周期的一小部分期间发生流动。流动不是流线型，是湍流并产生称为科氏音的听诊音。在将充气的套囊放气时，首先听到科氏音时的套囊压力被认为是收缩压，并且声音停止时的套囊压被认为是舒张压。这种现有技术的套囊方法返回收缩压和舒张压的一个值，而动脉内记录显示这些压力在呼吸周期期间逐搏从最大到最小变化。该方法评估特定心动周期的收缩压和在几个心跳之外的周期期间的舒张压。与柯氏法相关的一个问题是假设在套囊放气阶段期间心动周期中的收缩压或舒张压没有变化。另一个问题是，声音何时开始和停止的评估是主观的，并且观察者间的变化很大。另外，套囊的放气速度是主观的，因为如果放气速率高，那么当观察者意识到声音强度发生变化时，套囊压力可能已经显著下降，无论是记录压力的水银压力计或无液式压力计。此外，没有评估收缩压、舒张压的变化，因此呼吸时产生的平均压力和脉压评估可能是非常错误的，这取决于放气的情况。用于测量血压的另一种现有技术方法是“示波法(Oscillometry)”。在该方法中，如柯氏法那样施加可充气套囊，并且套囊压力增加超过收缩压，然后逐渐放气并记录。除了在放气期间套囊压力的稳定下降之外，在放气过程中套囊压力还有振荡。然后适当地对套囊压力记录进行高通滤波以获得压力振荡并且振荡被放大。最高振荡发生在平均动脉压时，并且识别出产生最大振幅振荡的套囊压力是估计平均压力的可靠方法。在该方法中，根据示波数据计算收缩压和舒张压。例如，收缩压和舒张压可分别作为振荡幅度为最高振荡幅度的45％的套囊压力，在最高振荡的左侧和右侧。此外，柯氏法的所有缺点也存在于示波法中。即使示波法估计收缩压和舒张压类似于经验丰富的技术人员谨慎操作的手动方法，手动柯氏法的所有缺点也存在于示波法中。另一种现有技术方法是通过用套囊放气测量收缩压和用脉搏体积描记(plethysmogram)检测脉搏。在该方法中，将套囊放置在臂周围并逐渐充气。同时记录手指在该肢体中的体积描记波形。将脉搏体积描记波形消失时的套囊压力视为收缩压。然而，充气套囊和体积描记术仅检测收缩压，而不能估计舒张压或平均动脉压。Finapres是一种无创专有仪器，其可以像动脉内记录一样实时提供压力波。该技术涉及附接在手指上的体积描记，其跟踪由于血液流动引起的手指的体积变化。也将可充气套囊缠绕手指并测量套囊压力。体积描记检测体积变化，并将来自体积描记的信息输送到自动泵，该自动泵将套囊充气到可防止手指体积增加的最小压力-(即，防止流动)。据说这种体积钳制方法可以实时跟踪动脉压。压平眼压测量法是另一种给出像Finapres一样的血压波形的方法。但是这些传统装置非常昂贵。总之，没有不仅准确估计平均收缩压和舒张压还准确估计其心跳差异性的经济有效的无创方法。此外，这种用于估计血压的传统无创方法提供了很大变化现象的点估计。此外，如果用当前基于套囊的主观方法测量血压，则血压的逐搏变异性本身可导致高血压的虚假诊断。考虑到其逐搏变异性，缺乏对这种现象的认识以及缺乏评估血压的无创工具仍然是无人问津的问题。此外，在这种测量过程中出现的脉压差异是引起关注的一个重要原因，特别是如果必须对单纯收缩期高血压(ISH)做出治疗决定，这种形式发生在超过60％的50岁以上人群中。目前的建议是脉压超过63mmHg必然被认为是ISH，并且必须以这样的方式治疗，以降低收缩压，但不要让舒张压低于65mmHg。如果使用上述任何无创方法进行血压记录，则不可能进行这种微调治疗。因此，需要有一种改进的经济有效的无创系统和方法，用于精确测量收缩压和舒张压以及它们的逐搏变异性，如本文更详细描述的。
技术实现思路
提供以下
技术实现思路
是为了便于理解所公开的实施方式特有的一些创新特征，并且不旨在作为完整描述。通过将整个说明书、权利要求书、附图和摘要作为整体，可以获得对本文公开的实施方式的各个方面的充分理解。因此，本专利技术的一个方面是提供一种改进的经济有效的无创血压测量系统和方法，其能够估计记录期间的收缩压和舒张压的范围及其短期变异性。本专利技术的另一方面是提供一种改进的血压测量系统，该系统利用气动套囊、呼吸测量和光体积描记法(photoplethysmography)来估计血压变异性测量期间的收缩压和舒张压。本专利技术的又一方面是提供一种改进的血压测量方法，该方法能够精确地测量平均收缩压和舒张压、平均脉压以及它们的变异性。在本专利技术的一个方面，无创血压变异性测量系统包括：套囊，其与泵气动连接，以使缠绕受试者肢体的套囊充气；和与套囊相关联的压力传感器，用于测量套囊压力。光体积描记传感器连接至受试者同一肢体的指尖，并放置在套囊的远端，用于监测血流并记录脉搏体积描记信号。控制单元与压力传感器和光体积描记传感器连接，用于同时记录套囊压力和体积描记信号，以便得出在套囊压力和体积描记信号的振幅测量之间的经验关系，从而测量在与呼吸周期相对应的频率下，收缩期血压和舒张期血压的短期变化。将呼吸传感器放置在受试者的胸部上，以确保测量至少一个呼吸周期的收缩压和舒张压变化。呼吸传感器包括胸部扩张传感器带或胸部电阻抗呼吸传感器。光体积描记传感器包括反射体积描记传感器或透射体积描记传感器。套囊从低于舒张压的低压充气，或从更高的压力逐阶放气，并使每个压力阶保持超过一个呼吸周期的持续时间。控制单元与气动阀连接，使得气动阀连接并放置在泵和套囊之间，用于控制套囊的充气和放气，同时测量收缩期血压和舒张期血压的短期变化。针对脉搏体积描记信号的测量值绘制套囊压力，以获得动脉压力值。使用参数曲线拟合确定套囊压力和脉搏体积描记信号之间的经验关系，以产生平均值曲线和变化曲线，该变化曲线为体积描记信号的每个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无创血压变异性测量系统(10)，其包括：套囊(20)，所述套囊(20)与泵(14)气动连接，以使所述套囊(20)充气，从而缠绕受试者(24)的肢体(21)；压力传感器(18)，所述压力传感器(18)与所述套囊(20)相关联，用于测量套囊压力(52)；光体积描记传感器(26)，所述光体积描记传感器(26)附接至所述受试者(24)的同一肢体(21)的指尖，并放置在所述套囊(20)的远端，用于监测血流并记录脉搏体积描记信号(54)；和控制单元(12)，所述控制单元(12)与所述压力传感器(18)和所述光体积描记传感器(26)连接，用于同时记录所述套囊压力(52)和所述体积描记信号(54)，从而得出所述套囊压力(52)和所述体积描记信号(54)的振幅测量之间的经验关系，以测量在与呼吸周期的频率相对应的频率下，收缩期血压和舒张期血压的短期变化。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.05.20 IN 2016410174751.一种无创血压变异性测量系统(10)，其包括：套囊(20)，所述套囊(20)与泵(14)气动连接，以使所述套囊(20)充气，从而缠绕受试者(24)的肢体(21)；压力传感器(18)，所述压力传感器(18)与所述套囊(20)相关联，用于测量套囊压力(52)；光体积描记传感器(26)，所述光体积描记传感器(26)附接至所述受试者(24)的同一肢体(21)的指尖，并放置在所述套囊(20)的远端，用于监测血流并记录脉搏体积描记信号(54)；和控制单元(12)，所述控制单元(12)与所述压力传感器(18)和所述光体积描记传感器(26)连接，用于同时记录所述套囊压力(52)和所述体积描记信号(54)，从而得出所述套囊压力(52)和所述体积描记信号(54)的振幅测量之间的经验关系，以测量在与呼吸周期的频率相对应的频率下，收缩期血压和舒张期血压的短期变化。2.根据权利要求1所述的系统，进一步包括呼吸传感器(22)，所述呼吸传感器(22)放置在所述受试者(24)的胸部上，以确保在完整的呼吸周期期间进行测量并测量所述呼吸周期期间的所述收缩压和舒张压变化。3.根据权利要求1和2所述的系统，其中所述呼吸传感器(22)包括胸部扩张传感器带或胸部电阻抗呼吸传感器，而所述光体积描记传感器(26)包括反射体积描记传感器或透射体积描记传感器。4.根据权利要求1所述的系统，其中所述套囊(20)从低于所述舒张压的低压充气，或从更高的压力逐阶放气，并且使每个压力阶保持超过一个呼吸周期的持续时间。5.根据权利要求1所述的系统，其中所述控制单元(12)与气动阀(16)连接，使得所述气动阀(16)被连接并放置在所述泵(14)和所述套囊(20)之间，用于控制所述套囊(20)的充气和放气，同时测量所述收缩期血压和舒张期血压的所述短期变化。6.根据权利要求1所述的系统，其中将所述套囊压力(52)相对于所述脉搏体积描记信号(54)的振幅测量绘图，以获得动脉压力值。7.根据权利要求1所述的系统，其中使用参数曲线拟合来确定所述套囊压力(52)和所述脉搏体积描记信号(54)的所述振幅测量之间的经验关系，以便产生平均值曲线和变化曲线，所述变化曲线提供所述脉搏体积描记信号(54)的每个值的压力变化。8.根据权利要求1和7所述的系统，其中所述平均值曲线和所述变化曲线提供所述收缩压和舒张压的分布以及平均脉压。9.根据权利要求1和7所述的系统，其中通过识别所述脉搏体积描记信号(54)中的峰和谷，并将每个脉搏体积描记信号(54)的曲线(55)下面积相对于所述套囊压力(52)绘图，来确定经验关系，其中每条曲线(55...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏布拉马尼·沙蒂亚，J·本杰明，
申请(专利权)人：克里斯蒂安医学院，
类型：发明
国别省市：印度,IN