一種無創的血管內皮功能評估裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于生物醫學檢測技術領域，具體涉及基于雙臂血管壓力測量的無創血管 內皮功能測量裝置。
【背景技術】
[0002] 血管內皮是覆蓋于血管內表面的單細胞層，正常的血管內皮功能是維持心血管系 統穩態的基本條件。血管內皮功能障礙已被證明與諸多疾病或其診斷標志物存在著多種密 切的聯系。目前內皮功能檢測手段主要分為侵入性檢測和非侵入性FMD內皮檢測。侵入性 檢測通過血管造影可檢測冠脈管徑及流量的變化，并以此判斷內皮功能。但因其侵入性，并 且耗時較長、費用高，在臨床應用上受到極大限制。非侵入性FMD內皮檢測采用袖帶加壓的 方法阻斷肱動脈血流數分鐘，之后快速解壓，從而使血流對內皮形成較高的血流切應力，以 此刺激內皮釋放一氧化氮使血管舒張，同時在上述過程中利用超聲探頭對單根血管管徑的 變化進行測量和內皮功能的評估。因不能規避因氣溫、心理、神經等因素導致的干擾性管徑 變化等，導致檢測可重復性及數據可靠度低。
[0003] 目前，Endo-PAT采用外周動脈張力測定法（即血流量的檢測）來測定指尖動脈搏動 容積變化。該測量方法能通過對比兩組信號排除環境、心理等因素引起的血管變化干擾，是 目前唯一獲得美國FDA認證的無創血管內皮功能診斷系統。但其測量部位為雙手的食指前 端，所得信號反應的是動脈末端的血管內皮功能，而不能代替主動脈的內皮功能。為此，本 發明以主動脈測量為目標，設計了基于雙臂血管壓力測量的血管內皮功能評估裝置。
【發明內容】
[0004] 本發明目的在于提供一種無創的血管內皮功能評估裝置，它能夠實現基于雙臂血 管壓力測量的無創血管內皮功能的評估，解決目前有創測量方法的不足。相比基于肢體末 端的血管內皮功能無創測量，該方法基于雙臂主動脈測量，測量適合評估血管內皮功能。本 發明特別適合用于無創的主動脈血管內皮功能的測量和評估，例如用于醫院臨床應用。
[0005] 為實現上述目的，本發明提供的一種無創的血管內皮功能評估裝置，包括三個血 壓袖帶、袖帶氣壓控制單元、充氣栗、兩個壓力傳感器、信號調理以及A/D采集電路、數據處 理單元和顯示模塊，各血壓袖帶均具有獨立的帶有進氣閥的進氣通道和帶有排氣閥的排氣 通道，各血壓袖帶的進氣通道與充氣栗相連接，充氣栗、各進氣閥和排氣閥由袖帶氣壓控制 單元控制；其中兩個血壓袖帶的排氣通道中分別設有壓力傳感器，兩個壓力傳感器連接信 號調理以及A/D采集電路，信號調理以及A/D采集電路連接數據處理單元，數據處理單元連 接顯示模塊。
[0006] 所述血壓袖帶為硬臂袖帶，三個血壓袖帶中，兩個血壓袖帶用于綁定左、右兩只手 臂，并將手臂血管壓力通過導管傳輸到各自壓力傳感器；另一血壓袖帶用于測量時充氣阻 斷手臂血流。
[0007] 所述袖帶氣壓控制單元控制充氣栗、各進氣閥、各排氣閥工作，對各血壓袖帶進行 定量充氣、氣壓保持和快速放氣。
[0008] 所述信號調理以及A/D采集電路的信號調理功能實現兩路壓力傳感器輸出小信 號的放大以及濾波處理，A/D采樣功能實現信號的模/數轉換并實時采樣。
[0009] 所述進氣閥和排氣閥均為電子控制閥。
[0010] 所述數據處理單元實現對采樣得到的袖帶壓力數據預處理和評估血管內皮功能 的參數分析和計算。顯示模塊用于顯示測量時兩路袖帶壓力波形和計算分析結果。測量時， 袖帶氣壓控制單元根據設定的流程，通過電子控制閥打開或關閉袖帶相應的進氣通道和排 氣通道，由充氣栗完成血壓袖帶的充氣。血壓袖帶在氣壓保持階段將手臂血管壓力通過氣 體導管傳輸到各自的壓力傳感器；由信號調理以及A/D采集電路完成壓力傳感器信號的調 理和實時采樣；數據由數據處理單元進行處理和參數計算，并由顯示模塊顯示。
[0011] 本發明與現有技術相比具有以下優點： 1)與現有無創的測量方法相比，測量部位采用上臂主動脈測量代替肢體末端測量，測 量結果更合理；能通過對比兩組信號排除環境、心理等因素引起的血管變化干擾，提高系統 的重復性和可靠性。
[0012] 2)與有創的測量方法相比，更方便、實用，風險小。
【附圖說明】
[0013] 圖1為本發明一種無創的血管內皮功能評估裝置的功能模塊圖。
[0014] 圖2為本發明實現無創的血管內皮功能測量評估流程圖。
[0015] 圖3為雙臂袖帶壓力變化實時采樣的數據形態圖。
[0016]
【具體實施方式】
[0017] 以下結合附圖和具體實施例對本發明作進一步詳細說明。首先結合圖1，圖2和具 體實施方式對本發明無創的血管內皮功能評估裝置作詳細描述。
[0018] 圖1示出了本發明血管內皮功能評估裝置的主要功能單元，包括充氣栗（101)、血 壓袖帶A (102)、血壓袖帶B (103)、血壓袖帶C (104)、壓力傳感器A (105)、壓力傳感器B (106)，血壓袖帶A的進氣閥A (107)、排氣閥A (108)，血壓袖帶B的進氣閥B (109)、排氣閥 B (110)，血壓袖帶C的進氣閥C (111)、排氣閥C (112)，袖帶氣壓控制單元（113)，信號調 理以及A/D采集電路（114)，數據處理模塊（115)和顯示模塊（116)。血壓袖帶A (102)、血 壓袖帶B (103)由充氣栗（101)通過氣體導管完成充氣；進氣閥A (107)和排氣閥A (108) 實現對血壓袖帶A (102)的充氣、保持氣壓以及快速排氣操作；進氣閥B (109)和排氣閥B (110)實現對血壓袖帶B (103)的充氣、保持氣壓以及快速排氣操作；進氣閥A (107)、排 氣閥A (108)、進氣閥B (109)、排氣閥B (110)由電子控制閥實現，并由袖帶氣壓控制單元 (113)編程控制完成；血壓袖帶A (102)、血壓袖帶B (103)分別綁定在左、右兩手臂，并將 血管壓力通過導管傳輸到壓力傳感器A (105)、壓力傳感器B (106);壓力傳感器A (105)、 壓力傳感器B (106)將壓力信號轉換為電流信號并由信號調理以及A/D采集電路（114)完 成兩臂血管壓力變化的動態值采樣；兩組血管壓力變化數據由數據處理模塊（115)計算處 理，由顯示模塊（116)顯示中間數據和參數結果。
[0019] 圖2示出了本發明無創的血管內皮功能評估裝置主要測量流程，測量主要分三個 步驟完成。
[0020] 測量前，將血壓袖帶A (102)和血壓袖帶B (103)分別綁定在受試者左、右兩只手 的上臂，用于在加壓后將手臂血管壓力傳輸到壓力傳感器。血壓袖帶C (104)綁定在其中 一只手臂的下臂，用于在加壓后阻斷手臂血流。
[0021] 第一個測量步驟：完成雙臂間測量系統的校準。
[0022] 校準過程包括兩個測量階段：1)計算在袖帶無壓力情況下壓力傳感器A (105)、壓 力傳感器B (106)、信號調理以及A/D采集電路（114)的基準偏差。2)計算在袖帶實際測 量條件下壓力傳感器A (105)、壓力傳感器B (106)、信號調理以及A/D采集電路（114)的 幅度倍率。
[0023] 因此，首先需要完成所有袖帶無壓操作（201)，之后連續采集兩路傳感器數據 (202)，并將兩路傳感器數據實時顯示并記錄為〈V10, VII〉（203)。
[0024] 第二個測量步驟：測量手臂在血壓袖帶C (104)加壓阻斷血流時和阻斷血流之后 的血管壓力變化；并記錄另一手臂的血管壓力變化。
[0025] 因此，首先需要完成血壓袖帶C (104)無壓、血壓袖帶A (102)、血壓袖帶B (103) 有一定壓力的操作（211)，之后連續采集