專利名稱：用于對無創血壓測量裝置的袖帶充氣的方法和設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及無創血壓測量，尤其涉及用于對無創血壓測量裝置的袖帶充氣的方法和設備。
背景技術：
與有創血壓測量相比，無創血壓測量是一種間接測量人體血壓的方法。當前有兩類無創血壓測量方法。一種方法是基于聽診的聽診測量方法，即柯氏音法。在柯氏音法中，必須將袖帶纏繞到將要進行血壓測量的人的胳膊上，并將聽診器放到肱動脈上。首先，為袖帶充氣，直到阻塞動脈血流為止，之后將袖帶放氣。在充氣過程中將產生聲音變化，所述聲音被稱為柯氏音。醫生通過聽柯氏音的變化確定血壓；這種方法被稱為柯氏音法。 另一種方法是示波(oscillometric)法。實際上，示波法是柯氏音法的一種擴展。其通過為袖帶充氣阻塞血流，之后對袖帶緩慢放氣。通過檢測在放氣過程中由動脈搏動引起的振蕩波來確定血壓。當前，大多數自動電子血壓測量設備都基于示波法測量血壓，該方法具有高的可重復性、一致性和精度并且廣泛應用于臨床檢查中。CN101103908A公開了一種用于無創血壓測量的設備和一種安全保護方法。該測量設備的安全保護電路與輔助壓力測量電路和輔助微處理器電路獨立布置。在正常測量中，輔助微處理器電路利用輔助壓力測量電路對袖帶的壓力周期性采樣，并將采樣壓力與標稱過電壓保護值進行比較。如果其超過了標稱過電壓保護值，那么所述輔助微處理器電路將發送控制信號以打開放氣閥，直到氣壓降至安全壓力以下為止。考慮到無創血壓測量的廣泛應用，本發明的發明人意識到，無創壓力測量必須滿足針對特定人群的特定需求，例如，新生兒的需求。新生兒采用相對較小的袖帶，因為新生兒的胳膊相對較細。在無創血液測量當中，如果袖帶充氣速度不受控制或者控制不好，那么可能出現由非常高的充氣速度導致的過電壓現象，其可能使新生兒感覺不舒服并且因而影響血壓測量。此外，如果采用低的袖帶充氣速度來避免過電壓現象，那么歸因于非常低的充氣速度，測量時間可能非常長。如果新生兒由于必須在非常長的時間以一個姿勢躺著而哭起來，那么這可能影響測量結果的精度。因此，在新生兒的無創血壓測量過程中，知道如何控制袖帶充氣是非常重要的。CNlO1103908A公開的解決方案只能在袖帶壓力超過標稱過電壓保護值的情況下通過放氣解決過電壓問題。其無法在為袖帶充氣的過程中減少或者消除過電壓現象，也無法解決低的袖帶充氣速度的問題。
發明內容
基于對上文描述的技術問題和現有技術的理解，希望在無創血液測量過程中有效地控制袖帶充氣速度。為了更好地解決上述顧慮中的一個或多個，根據本發明的一個方面的實施例，提供了一種用于對無創血壓測量裝置的袖帶充氣的方法。所述方法包括的步驟有-獲得多個時間點處的袖帶的多個壓力值；-基于所述多個壓力值、所述多個時間點處的袖帶的多個目標壓力值以及與所述多個時間點中的每兩個相鄰時間點之間的每一時間間隔對應的多個充氣速度參數，計算第一充氣速度參數；以及-從所述多個時間點中的最后的時間點到所述多個時間點之后的第一時間點以與所述第一充氣速度參數對應的速度為袖帶充氣。基本思想是基于在先前時間點處測得的袖帶的實際壓力值、袖帶的目標壓力值 (即，期望壓力值)和相應的充氣速度調整袖帶充氣速度。通過將目標壓力值設定到合理的水平，能夠基于所獲得的袖帶壓力值、袖帶目標壓力值和先前的充氣速度參數確定下一時間間隔的袖帶充氣速度，從而控制袖帶充氣速度。在袖帶的目標壓力值均勻變化時能夠實現均勻的袖帶充氣，從而能夠減少或者消除過電壓現象或者低速袖帶充氣狀況。此外，通過引入多個壓力值，即使在某一時間點處獲得的袖帶壓力值存在大的誤差，仍然有可能在所述多個壓力值中的其他壓力值具有小誤差時正確地控制袖帶充氣。根據本發明的另一方面的實施例，提供了一種用于對無創血壓測量裝置的袖帶充氣的設備。所述設備包括壓力傳感器，其用于獲得多個時間點處的袖帶的多個壓力值；處理器，其用于基于所述多個壓力值、所述多個時間點處的袖帶的多個目標壓力值以及與所述多個時間點中的每兩個相鄰時間點之間的每一時間間隔對應的多個充氣速度參數，計算第一充氣速度參數；以及充氣單元，其用于從所述多個時間點中的最后的時間點到所述多個時間點之后的第一時間點以與所述第一充氣速度參數對應的速度為袖帶充氣。本發明的這些和其他方面將通過下文描述的實施例變得顯而易見，并將參考其得到闡述。
結合附圖考慮以下詳細說明，本發明的上述以及其他目的和特征將變得更加顯而易見，其中圖I示出了根據本發明的實施例的方法的流程圖；以及圖2示出了根據本發明的實施例的設備的圖解的分段。在所有的附圖中都采用相同的附圖標記表示類似的部分。
具體實施例方式下文結合附圖給出了對本發明的詳細說明。圖I示出了根據本發明的實施例的方法的流程圖。根據本發明的實施例，提供了一種對無創血壓測量裝置的袖帶充氣的方法。所述無創血壓測量裝置被配置為測量人的血壓，其可以獨立于監測裝置使用，也可以與監測裝置協同使用。采用了所述方法的無創血壓測量設備可以用于任何需要血壓測量的人群，例如，成年人、兒童和新生兒。所述充氣方法適用于具有任何尺寸(即大小)的袖帶。在將所述方法應用于用來測量新生兒血壓的無創血壓測量裝置和/或具有小尺寸袖帶的無創血壓測量裝置時，該方法的優點將更加明顯。參考圖1，所述方法包括獲得多個時間點處的袖帶的多個壓力值的步驟110。可以通過很多種方式確定所述多個時間點。例如，將充氣開始的時間點設定為所述多個時間點中的最早的時間點，根據每兩個相鄰時間點之間的時間間隔為預定時間段這一規則選擇所述多個時間點中的多個后續時間點。在實施例中，對于新生兒的無創血壓測量而言，所述預定時間段在IOOms到800ms的范圍內。對于另一范例，將充氣開始后特定時段的時間點設定為所述多個時間點中的最早時間點，并根據預定的遞增的等差序列選擇所述多個時間點中的多個后續時間點，從而使相鄰時間點之間的時間間隔按照該等差序列變化。可以通過很多種方式獲得每一時間點處的袖帶壓力值。例如，采用壓力傳感器獲得袖帶的壓力。對于另一范例，采用主壓力傳感器和輔助壓力傳感器獲得袖帶壓力。 所述方法還包括步驟120，其基于所述多個壓力值、所述多個時間點處的袖帶的多個目標壓力值以及與所述多個時間點中的每兩個相鄰時間點之間的每一時間間隔對應的多個充氣速度參數來計算第一充氣速度參數。可以通過多種方式確定所述多個時間點處的袖帶的多個目標壓力值。例如，每兩個相鄰的時間點處的目標壓力值之間的差為預定值，例如，6mmHg。對于另一范例，所述多個目標壓力值為預定序列。對于另一范例，基于血壓測量所需的最大壓力值和所估計的完成充氣的總時間確定所述多個目標壓力值。例如，血壓測量所需的最大壓力值為IOOmmHg ;所估計的完成充氣的總時間為5秒；如果相鄰時間點之間的時間間隔固定為500毫秒，則與從充氣開始的時間點到充氣結束的時間點的各時間點對應的目標壓力值可以是等差序列
。如果所述多個時間點為三個時間點，從充氣開始之后的
第一秒開始，相應的目標壓力值為20mmHg、30mmHg和40mmHg。可以通過很多種方式設置充氣開始的時間點處的目標壓力值，例如，可以將其設定為零，或者可以將其設定為充氣開始時袖帶的實際壓力值。通過將目標壓力值設定為合理的水平，能夠基于所獲得的袖帶的壓力值、目標壓力值和相應的充氣速度參數確定下一時間間隔的袖帶充氣速度，從而能夠控制袖帶充氣速度。在袖帶的目標壓力值均勻變化時，能夠實現均勻的袖帶充氣，從而能夠減少或者消除過電壓現象或者袖帶充氣的低速狀況。充氣速度參數是與袖帶的充氣速度相關的參數(例如，在袖帶充氣速度和充氣速度參數之間存在線性關系)，并且充氣速度參數對應于相應的袖帶充氣速度。在實施例中，利用PWM (脈寬調制)充氣控制方法控制袖帶充氣速度，所述充氣速度參數是脈沖占空因數，更大的脈沖占空因數對應于更快的充氣速度。在另一實施例中，通過線性元件電壓調節電路控制袖帶充氣速度，充氣速度參數是線性元件電壓調節電路的輸出電壓，更高的輸出電壓對應于更快的充氣速度。可以基于先前時間點處測得的袖帶的實際壓力值、袖帶的目標壓力值和先前的充氣速度參數有效地調整袖帶充氣速度。此外，通過引入多個時間點處的多個壓力值，即使在某一時間點處獲得的袖帶壓力值存在大的誤差，仍然有可能在其他壓力值具有小誤差時正確地控制袖帶充氣。所述方法還包括步驟130，其從所述多個時間點中的最后的時間點到所述多個時間點之后的第一時間點以與所述第一充氣速度參數對應的速度為袖帶充氣。可以通過很多種方式確定所述多個時間點之后的第一時間點，例如，使用與確定所述多個時間點的方法類似的方法確定所述第一時間點。在實施例中，如果所述多個時間點中的每兩個相鄰時間點之間的時間間隔為預定時間段，那么所述多個時間點中的最后的時間點與所述第一時間點之間的時間間隔也為所述預定時間段。基于與時間間隔(S卩，時間段，例如，從所述多個時間點中的最后的時間點到所述多個時間點之后的第一時間點的時間段)對應的充氣速度參數，充氣單元可以以與所述充氣速度參數對應的速度為袖帶充氣，例如，所述充氣單元包括充氣電路和充氣機。例如，在利用PWM充氣控制方法控制袖帶充氣速度并且充氣速度參數是在時間段內為30%的脈沖占·空因數時，那么充氣電路生成脈沖占空因數為30%的脈沖來控制充氣機為袖帶充氣。對于另一范例，當通過線性元件電壓調節電路控制袖帶充氣速度，并且充氣速度參數是在時間段內為4V的驅動電壓時，那么充氣電路生成4V的驅動電壓來驅動充氣機為袖帶充氣。可以通過多種方式實現上述步驟120。在實施例中，可以根據方程I實現步驟120。
^ PM. , - PM 0 ^S = X. ~~X S1 X 尾萬程 I
/=1 ^1+1 —在方程I中，S是第一充氣速度參數，η是所述多個時間點中的時間點的總數，PMi是所述多個時間點中的時間點i處的袖帶的目標壓力值，Pi是所述多個時間點中的時間點i處的袖帶的壓力值，Si是與時間點i和時間點i+Ι之間的時間間隔對應的充氣速度參數，以及h是加權因數。將每一時間間隔的目標壓力值的變化值和實際壓力值的變化值之間的比值用作確定下一時間間隔的充氣速度的因數，從而能夠通過更好的方式跟蹤袖帶壓力值的變化，以控制袖帶充氣的速度。可以通過很多種方式確定加權因數。例如，可以根據如下規則確定加權因數對應于離第一時間點相對較近的時間點的加權因數相對較大，即，KwSKp對于另一范例，根
n-l
據如下規則確定加權因數加權因數之和為固定值，例如，Σ& =1任選地，通過將與時間
O
間隔(即，時間段)對應的加權因數設為零或非零來確定是否將對應于所述時間間隔的充氣速度參數用于計算所述第一充氣速度。在下述例子中詳細揭示了如何利用方程I計算第一充氣速度參數。例如，在時間點11，所獲得的袖帶壓力值為P1，相應的目標壓力值為PM1 ;在時間點t2，所獲得的袖帶壓力值為P2，相應的目標壓力值為PM2 ;在時間點t3，所獲得的袖帶壓力值SP3，相應的目標壓力值為PM3 ;在從時間點tl到時間點t2的時間間隔內，相應的充氣速度參數為S1，相應的加權因數為1/2 ;在從時間點t2到時間點t3的時間間隔內，相應的充氣速度參數為S2，相應的加權因數為1/2 ;于是可以利用方程2計算與從時間點t3到時間點t4的時間間隔對應的充氣速度參數S3。
權利要求
1.一種對無創血壓測量裝置的袖帶充氣的方法，所述方法包括的步驟有 獲得(110)多個時間點處的所述袖帶的多個壓力值； 基于所述多個壓力值、所述多個時間點處的所述袖帶的多個目標壓力值以及與所述多個時間點中的每兩個相鄰時間點之間的每一時間間隔對應的多個充氣速度參數，計算(120)第一充氣速度參數；以及 從所述多個時間點中的最后的時間點到所述多個時間點之后的第一時間點以與所述第一充氣速度參數對應的速度為所述袖帶充氣(130)。
2.根據權利要求I所述的方法，其中，計算(120)所述第一充氣速度參數的步驟通過如下方程執行
3.根據權利要求2所述的方法，其中，Ki+1^ I。
4.根據權利要求I所述的方法，其中，每兩個相鄰時間點之間的每一時間間隔為預定時間段。
5.根據權利要求4所述的方法,其中，所述預定時間段在IOOms到800ms的范圍內。
6.一種用于對無創血壓測量裝置的袖帶充氣的設備，所述設備包括 壓力傳感器(210)，其用于獲得多個時間點處的所述袖帶的多個壓力值； 處理器(220)，其用于基于所述多個壓力值、所述多個時間點處的所述袖帶的多個目標壓力值以及與所述多個時間點中的每兩個相鄰時間點之間的每一時間間隔對應的多個充氣速度參數，計算第一充氣速度參數；以及 充氣單元(230)，其用于從所述多個時間點中的最后的時間點到所述多個時間點之后的第一時間點以與所述第一充氣速度參數對應的速度對所述袖帶充氣。
7.根據權利要求6所述的設備，其中，所述處理器(220)利用如下方程計算所述第一充氣速度參數
8.根據權利要求7所述的設備，其中，Ki+1^ I。
9.根據權利要求6所述的設備，其中，每兩個相鄰時間點之間的每一時間間隔為預定時間段。
10.根據權利要求9所述的方法，其中，所述預定時間段在IOOms到800ms的范圍內。
全文摘要
本發明提供了用于對無創血壓測量裝置的袖帶充氣的方法和設備。所述方法包括獲得多個時間點處的袖帶的多個壓力值；基于所述多個壓力值、所述多個時間點處的所述袖帶的多個目標壓力值以及與所述多個時間點中的每兩個相鄰時間點之間的每一時間間隔對應的多個充氣速度參數，計算第一充氣速度參數；以及從所述多個時間點中的最后的時間點到所述多個時間點之后的第一時間點以與所述第一充氣速度參數對應的速度為袖帶充氣。通過這種方式，在所述袖帶的所述目標壓力值均勻變化時能夠實現均勻的袖帶充氣，從而能夠減少或者消除過電壓現象或者低速袖帶充氣狀況。此外，通過引入多個壓力值，即使在某一時間點處獲得的袖帶壓力值中存在大的誤差，仍然有可能正確地控制袖帶充氣。
文檔編號A61B5/0225GK102905615SQ201180010416
公開日2013年1月30日 申請日期2011年1月27日 優先權日2010年2月22日
發明者S·馬 申請人:深圳市金科威實業有限公司