CN115916039A - 血压测量装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了血压测量装置及其使用方法。提供了一种使用电声换能器结合压电超声换能器进行血压测量的装置和方法。该装置和方法可以提供连续的、无创的血压监测。

Description

血压测量装置及其使用方法

交叉引用

本申请要求于2020年1月28日提交的美国临时申请号62/966,927的权益，该申请通过引用并入本文。

背景技术

血压是常规用于管理患者护理的基本生命体征。血压测量方法通常复杂且笨重。典型的方法有若干个限制，包括对环境噪声的敏感性、患者的不适以及无法获得连续的血压测量值。另一种方法是有创血压测量。虽然这提供了比外部袖带更高质量的数据，但其侵入性也会产生更高的风险，包括感染、出血或缺血。非常需要用于测量血压的替代非侵入性方式，特别是在高血压已成为美国和世界其他地区日益普遍的医学问题时。

发明内容

本文提供了一种血压测量装置的实施例，该血压测量装置包括：第一换能器，其被配置为将声波引导至血管；以及第二换能器，其被配置为将超声波引导至血管，接收由血管的回波边界反射的超声波，并且测量血管的横截面的半径和壁厚。第一换能器可以是电声换能器和/或第二换能器是压电超声换能器。该装置还可以包括耦合到第一换能器的音频信号发生器。在一些实施例中，音频信号发生器至少包括调整声波频率的可变电阻器。可变电阻器可以是电位器。在一些实施例中，音频信号发生器显示声波的频率。第二换能器可以监测血管的横截面的振动。在一些实施例中，第二换能器监测血管的横截面的振动，并且其中压电超声换能器记录横截面的振动的频率并确定其共振频率。可以在血管的横截面的振动最大时确定共振频率。在一些实施例中，声波的频率在1Hz至3000Hz的范围内变化。在一些实施例中，声波的频率在670Hz至2300Hz的范围内变化。电声换能器可以是音频扬声器，并且音频扬声器可以是高音扬声器。血管可以是动脉或静脉。

本文进一步提供了一种测量血压的方法的实施例，该方法包括：确定血管的横截面的半径和厚度；将声波引导至血管；改变声波的频率；检测血管的横截面的最大共振以确定血管的共振频率；并且基于确定的共振频率，计算血管中的血压。改变声波的频率可以包括在1Hz到3000Hz的范围内改变声波的频率。在一些实施例中，改变声波的频率包括在670Hz至2300Hz的范围内改变声波的频率。可以通过使用用于检测最大共振的压电超声换能器来确定共振频率。压电超声换能器可以包括至少3kHz的采样率。在一些实施例中，确定血管的半径和厚度包括将超声波引导至血管并接收从血管的回波边界反射的反射超声波。在一些实施例中，该方法还可以包括测量反射超声波的多普勒频移并且计算血管的波速。可以通过压电超声换能器测量多普勒频移。血管可以是动脉或静脉。

本文提供了一种血压测量设备的实施例，该血压测量设备包括：第一换能器，其被配置为发射具有多个频率的多个声波，声波被配置为使受试者的血管振动；第二换能器，其被配置为捕获血管的一个或多个超声图像；以及处理设备，其被配置为：基于一个或多个捕获的超声图像来确定血管的共振频率；并且基于血管的壁厚、血管的半径或直径和确定的共振频率来计算出血管或受试者的血压。

在一些实施例中，一个或多个捕获的超声图像被用于测量血管的壁厚和血管的半径或直径。在一些实施例中，一个或多个捕获的超声图像包括多个超声图像，其中确定血管的共振频率包括：基于多个超声图像确定多个频率中的使血管的振动最大化的频率血管；并且选择频率作为共振频率。在一些实施例中，设备还包括：音频信号发生器，其电耦合到第一换能器，音频信号发生器，其被配置为调整由第一换能器发射的声波的频率。在一些实施例中，音频信号发生器包括至少一个可变电阻器，其调整由第一换能器发射的声波的频率。在一些实施例中，每个频率在1Hz和3000Hz之间。在一些实施例中，每个频率在670Hz和2300Hz之间。

在一些实施例中，血管是受试者的颈动脉。在一些实施例中，其中第一换能器是音频扬声器。在一些实施例中，设备还包括：衬底，其中衬底包括用于粘附到受试者皮肤的粘合表面，其中第一换能器和第二换能器合并到衬底中。在一些实施例中，衬底粘附在血管附近。在一些实施例中，血管是颈动脉。在一些实施例中，衬底包括对准线。在一些实施例中，衬底包括透明窗口。

在一些实施例中，该设备还包括第三换能器，其被配置为捕获血管的第二组一个或多个超声图像。在一些实施例中，第二换能器和第三换能器各自具有相应的共振频率，并且其中第二换能器包括与第三换能器的频率响应部分重叠的频率响应；并且处理设备处理由第一换能器和第二换能器进行的测量。在一些实施例中，由第一换能器和第二换能器进行的测量的处理包括归一化第一频率响应和第二频率响应。

在一些实施例中，该设备还包括第四换能器，其被配置为捕获血管的第三组一个或多个超声图像。在一些实施例中，设备还包括：衬底，其中衬底包括用于粘附到受试者的皮肤的粘合表面，其中第一换能器、第二换能器和第三换能器合并到衬底中。在一些实施例中，衬底粘附在血管附近。在一些实施例中，血管是颈动脉。在一些实施例中，衬底包括对准线。在一些实施例中，衬底还包括透明窗口。

在一些实施例中，该设备还包括第四换能器，其被配置为捕获血管的第三组一个或多个超声图像。在一些实施例中，第四换能器包括与第二换能器的频率响应部分重叠的频率响应。在一些实施例中，第四换能器包括与第三换能器的频率响应部分重叠的频率响应。在一些实施例中，第四换能器包括与第二换能器和第三换能器的频率响应部分重叠的频率响应。

在一些实施例中，该设备还包括：衬底，其中衬底包括用于粘附到受试者的皮肤的粘合表面，其中第一换能器、第二换能器和第三换能器被合并到衬底中。在一些实施例中，衬底粘附在血管附近。在一些实施例中，血管是颈动脉。在一些实施例中，其中衬底包括对准线。在一些实施例中，衬底还包括透明窗口。

在一些实施例中，该设备还包括第三换能器，其被配置为捕获血管的第二组一个或多个超声图像。在一些实施例中，第二换能器和第三换能器各自具有相应的共振频率，并且其中第二换能器包括与第三换能器的频率响应部分重叠的频率响应；以及处理设备处理由第一换能器和第二换能器进行的测量。在一些实施例中，由第一换能器和第二换能器进行的测量的处理包括归一化第一频率响应和第二频率响应。

在一些实施例中，该设备还包括第四换能器，其被配置为捕获血管的第三组一个或多个超声图像。在一些实施例中，该设备还包括第四换能器，其被配置为捕获血管的第三组一个或多个超声图像。在一些实施例中，第四换能器包括与第二换能器的频率响应部分重叠的频率响应。在一些实施例中，第四换能器包括与第三换能器的频率响应部分重叠的频率响应。在一些实施例中，第四换能器包括与第二换能器和第三换能器的频率响应部分重叠的频率响应。

根据一些实施例，本文提供了一种存储可由处理器执行的指令的非暂时性计算机可读存储介质，其中指令的执行使血压测量设备执行包括以下操作的操作：使用在受试者的血管附近的第一换能器，发射具有多个频率的多个声波，声波引起受试者的血管振动；基于血管对多个声波的振动响应，确定血管的共振频率；使用发射超声波的第二换能器确定血管的壁厚和半径或直径；基于共振频率、血管的壁厚、血管的半径或直径，计算出受试者的血压。

在一些实施例中，操作还包括：使用第二换能器在血管响应于声波而振动时捕获血管的多个超声图像，其中确定血管的共振频率包括：根据超声图像确定血管的共振频率。在一些实施例中，确定血管的壁厚和半径包括使用第二换能器将超声波引导至血管；并且使用第二换能器接收从血管的回波边界反射的超声波。在一些实施例中，在计算出血压后，操作还包括：使用第一换能器和第二换能器确定血管的更新的半径和血液流经血管的更新的速度；并且基于更新的半径和更新的速度计算更新的血压。

在一些实施例中，多个声波的多个频率在1Hz和3000Hz之间。在一些实施例中，多个声波的多个频率在670Hz和2300Hz之间。在一些实施例中，第一换能器是音频扬声器。

在一些实施例中，操作还包括使用第三换能器捕获血管的第一组超声图像。在一些实施例中，操作还包括使用第二换能器捕获血管的第二组超声图像。在一些实施例中，操作还包括通过第一组超声图像对第二组超声图像进行归一化。

在一些实施例中，操作还包括使用第四换能器捕获血管的第三组超声图像。在一些实施例中，操作还包括通过第一组超声图像对第二组超声图像进行归一化。在一些实施例中，操作还包括通过第三组超声图像对第二组超声图像进行归一化。

根据一些实施例，本文提供一种方法，该方法包括：使用在受试者的血管附近的第一换能器发射具有多个频率的多个声波，声波引起受试者的血管振动；基于血管对声波的振动响应，确定血管的共振频率；使用发射超声波的第二换能器确定血管的壁厚和半径或直径；基于共振频率、血管的壁厚、血管的半径或直径，计算出受试者的血压。

在一些实施例中，该方法还包括：使用第二换能器在血管响应于声波而振动时捕获血管的多个超声图像，其中确定血管的共振频率包括：根据超声图像确定血管的共振频率。在一些实施例中，确定血管的壁厚和半径包括使用第二换能器将超声波引导至血管；并且使用第二换能器接收从血管的回波边界反射的超声波。

在一些实施例中，计算血压，该方法还包括：使用第一换能器和第二换能器确定更新的血管的半径和血液流经血管的更新的速度；基于更新的半径和更新的速度计算更新的血压。在一些实施例中，每个频率在670Hz和2300Hz之间。

在一些实施例中，该方法还包括使用第三换能器在血管响应于声波而振动时，捕获血管的第二组多个超声图像。在一些实施例中，该方法还包括用由第三换能器捕获的血管的第二组多个超声图像对由第二换能器捕获的血管的多个超声图像进行归一化。

在一些实施例中，该方法还包括使用第四换能器在血管响应于声波而振动时捕获血管的第三组多个超声图像。在一些实施例中，该方法还包括用由第三换能器捕获的血管的第二组多个超声图像对由第二换能器捕获的血管的多个超声图像进行归一化。在一些实施例中，该方法还包括用由第四换能器捕获的血管的第三组多个超声图像对由第二换能器捕获的血管的多个超声图像归一化。

根据一些实施例，本文提供了一种血压测量装置，该血压测量装置包括：第一换能器，其被配置为将声波引导至血管；和第二换能器，其被配置为将超声波引导至血管，接收由血管的回波边界反射的超声波，测量血管的横截面的直径或半径，并且测量血管的横截面的壁厚。

在一些实施例中，第一换能器是电声换能器并且第二换能器是压电超声换能器。在一些实施例中，该装置还包括耦合到第一换能器的音频信号发生器。在一些实施例中，音频信号发生器被配置为改变声波的频率。在一些实施例中，该装置还包括显示器。在一些实施例中，显示器示出了声波的频率。

在一些实施例中，第二换能器监测血管的横截面的振动。在一些实施例中，第二换能器监测血管的横截面的振动，并且其中第二换能器记录横截面的振动的频率并且确定其共振频率。在一些实施例中，其中当血管的横截面的振动处于最大值时确定共振频率

在一些实施例中，声波的频率在1Hz至3000Hz的范围内变化。在一些实施例中，声波的频率在670Hz至2300Hz的范围内变化。在一些实施例中，电声换能器是音频扬声器。在一些实施例中，音频扬声器是高音扬声器。

在一些实施例中，血管是动脉或静脉。在一些实施例中，第一换能器和第二换能器耦合到衬底，并且其中衬底包括粘合剂背衬。在一些实施例中，衬底粘附在血管附近。在一些实施例中，血管是颈动脉。在一些实施例中，衬底包括对准线。在一些实施例中，衬底包括对准线和透明窗口。

根据一些实施例，本文提供了一种测量血压的方法，该方法包括：确定血管的横截面的半径和壁厚；将声波引导至血管；改变声波的频率；检测血管的横截面的最大共振以确定血管的共振频率；基于确定的血管的共振频率、半径和壁厚计算血管内的血压。

在一些实施例中，改变声波的频率包括在1Hz至3000Hz的范围内改变声波的频率。在一些实施例中，改变声波的频率包括在670Hz至2300Hz的范围内改变声波的频率。

在一些实施例中，通过使用压电超声换能器来确定共振频率，以供检测最大共振。在一些实施例中，压电超声换能器包括至少3kHz的采样率。在一些实施例中，确定血管的半径和壁厚的步骤包括将超声波引导至血管并接收从血管的回波边界反射的反射超声波。在一些实施例中，该方法还包括测量反射超声波的多普勒频移并计算血管的波速。在一些实施例中，多普勒频移由压电超声换能器测量。

在一些实施例中，血管是动脉或静脉。在一些实施例中，该方法还包括将第一组传输的超声波引导朝向血管并从血管捕获第一组反射超声波。在一些实施例中，将第一组传输的超声波引导朝向血管并从血管捕获第一组反射的超声波的步骤由单个超声换能器进行。

在一些实施例中，该方法还包括利用第一超声换能器将第一组传输的超声波引导朝向血管，并利用第二超声换能器从血管捕获第一组反射的超声波。在一些实施例中，该方法还包括利用第一超声换能器将第一组传输的超声波引导朝向血管，并利用第一超声换能器和第二超声从血管捕获第一组反射超声波血管。在一些实施例中，该方法还包括利用第一超声换能器将第一组传输的超声信号引导朝向血管，并利用第一超声换能器捕获来自血管的第一反射的超声信号。

在一些实施例中，该方法还包括利用第二超声换能器从血管捕获第二反射的超声信号。在一些实施例中，该方法还包括用第二反射的超声信号对第一反射的超声信号进行归一化。

在一些实施例中，该方法还包括利用第三超声换能器捕获来自血管的第三反射的超声信号。在一些实施例中，该方法还包括用第三反射的超声信号对第一反射的超声信号进行归一化。在一些实施例中，血管是颈动脉。

根据一些实施例，本文提供了一种用于传输和接收超声信号的系统，该系统包括：软件定义的无线电，其包括一个或多个输出和一个或多个输入；超声信号处理电路，其电耦合到软件定义的无线电；以及一个或多个超声换能器，其电耦合到超声信号处理电路，其中超声信号处理电路处理来自软件定义的无线电的一个或多个输出的一个或多个超声传输信号，并将处理的超声传输信号传输到一个或多个超声换能器以产生超声波，并且其中信号处理单元处理来自一个或多个超声换能器的一个或多个接收到的超声信号并将处理的接收到的超声信号传输到软件定义的无线电的一个或多个输入。

在一些实施例中，超声处理电路包括至少一个高压放大器以放大来自软件定义的无线电的一个或多个输出的一个或多个超声传输信号。在一些实施例中，超声处理电路包括至少一个可变增益放大器以放大来自一个或多个超声换能器的一个或多个接收到的超声信号。

在一些实施例中，超声处理电路包括至少一个可变增益放大器以放大来自一个或多个超声换能器的一个或多个接收到的超声信号。在一些实施例中，软件定义的无线电的输出包括增益斜坡和传输脉冲。在一些实施例中，超声处理电路包括用于放大传输脉冲的高压放大器。

在一些实施例中，超声处理电路包括可变增益放大器，以基于由软件定义的无线电传输的增益斜坡来放大来自一个或多个超声换能器的一个或多个接收到的超声信号。在一些实施例中，斜坡信号的放大率对应于自软件定义的无线电发射斜坡信号的初始脉冲以来的时间。

在一些实施例中，超声换能器包括第一像素组和第二像素组。在一些实施例中，第一像素组和第二像素组各自包括16个像素。在一些实施例中，第一像素组被配置为接收处理的超声传输信号。在一些实施例中，只有第一像素组接收处理的超声传输信号。

在一些实施例中，一个或多个接收到的超声信号由第一像素组和第二像素组接收传输到超声处理电路。在一些实施例中，可变增益放大器是低噪声、单端、线性、通用可变增益放大器。

在一些实施例中，超声换能器包括第一像素组和第二像素组。在一些实施例中，第一像素组被配置为接收处理的超声传输信号。在一些实施例中，第一像素组接收处理的超声传输信号。

在一些实施例中，系统还包括连接到软件定义的无线电的计算设备，使得计算设备控制软件定义的无线电的一个或多个输出。在一些实施例中，计算设备包括显示器，其中显示器显示由软件定义的无线电的一个或多个输入接收的数据。在一些实施例中，显示器显示由一个或多个超声换能器获得的一个或多个超声图像。

在一些实施例中，系统还包括连接到软件定义的无线电的计算设备，使得计算设备控制软件定义的无线电的一个或多个输出。在一些实施例中，计算设备包括显示器，其中显示器显示由软件定义的无线电的一个或多个输入接收的数据。

第123所述的系统，其中显示器显示由一个或多个超声换能器获得的一个或多个超声图像。

根据一些实施例，本文提供了一种调节一个或多个超声信号的方法，该方法包括：从软件定义的无线电接收第一传输信号；放大第一传输信号，从而形成放大传输信号；用第一多路复用器将放大的传输信号转发到一个或多个超声换能器；用第一多路复用器从一个或多个超声换能器接收一个或多个接收到的超声信号；并且放大一个或多个接收到的超声信号，从而形成一个或多个放大的接收到的超声信号。

在一些实施例中，一个或多个接收到的超声信号的放大基于由软件定义的无线电传输的增益斜坡。在一些实施例中，放大是时间相关的。在一些实施例中，一个或多个接收到的超声信号的放大由一个或多个低噪声、单端、线性、通用可变增益放大器执行。在一些实施例中，一个或多个接收到的超声信号的放大由一个或多个低噪声、单端、线性、通用可变增益放大器执行。

在一些实施例中，该方法还包括朝向至少一个对象发射一个或多个超声波，其中至少一种对象反射一个或多个超声波，并且其中反射的超声波被一个或多个超声换能器检测并形成一个或多个接收到的超声信号。

在一些实施例中，一个或多个接收到的超声信号的放大基于由软件定义的无线电传输的增益斜坡。在一些实施例中，放大是时间相关的。在一些实施例中，一个或多个接收到的超声信号的放大由一个或多个低噪声、单端、线性、通用可变增益放大器执行。

在一些实施例中，至少一个对象是受试者的血管。在一些实施例中，血管是颈动脉。

附图说明

本发明的新颖特征在所附权利要求中特别阐述。通过参考阐述说明性实施例的以下详细描述(其中利用了本发明的原理)以及绘图(本文也称为“附图”和“图”)，将获得本发明的特征的更佳理解和优势，在附图中：

图1描绘了根据一些实施例的作用在动脉膜上的力；

图2描绘了根据一些实施例的在共振频率下的动脉壁的振动；

图3是根据本公开的一些实施例的说明连续血压测量设备的一些部件的框图；

图4描绘了根据一些实施例的动脉壁的回波边界；

图5说明了根据一些实施例的包括集成的连续血压测量设备的粘合贴片；

图6是根据一些实施例的说明用于测量受试者的血压的示例方法的操作流程图；

图7A-图7B描绘了根据一些实施例的连续超声测量设备的三个超声传感器的频率响应；

图8A-图8D描绘了用于超声测量设备中的互相关的技术；

图9描绘了根据一些实施例的说明示例系统的框图；

图10说明了根据一些实施例的被编程或以其他方式配置为实施本文提供的方法的计算机系统；

图11示出了根据一些实施例的从多个超声换能器形成超声图像的方法；以及

图12说明了根据本公开的各种实施例的可以用于实施架构和方法的示例芯片组。

具体实施方式

本文提供了一种能够实现连续、无创血压测量的设备。在一些实施例中，该设备包括一个或多个超声换能器。在一些实施例中，本文呈现的装设备消除了对校准步骤的需要并且以廉价且易于使用的形式提供了连续的、非侵入性的血压监测能力。

根据一些实施例，本文公开的技术针对血压测量装置，其能够使用声音和超声换能器进行连续的、非侵入性的血压测量。在一些实施例中，电声换能器用于生成刺激动脉中的振动的音频信号。通过改变声信号的频率，可以确定动脉最强烈地振动的共振频率。该共振频率可以与动脉半径的测量相结合以计算绝对血压。在一些实施例中，动脉的半径由一个或多个超声换能器利用超声成像方法测量。利用声学刺激测量血压的方法可以消除对单独校准步骤的需要，并且可以以便宜且易于使用的形式提供血压监测。

为了理解本文所述技术的基本原理，考虑血流通过动脉的潜在力是有益的。图1描绘了动脉壁110，其可以表示为由弹性材料构成的管。动脉壁110的动力学由将壁推出的血压120和将壁保持在一起的张力130之间的平衡支配。拉普拉斯定律指出，对于流过具有恒定半径R的圆柱形弹性膜的流体，流体压力P和膜中的张力T与等式T＝RP相关。

可以使用一个或多个超声设备来测量动脉的半径。因此，用于确定流体压力P的剩余任务是测量动脉的壁中的张力。在一些实施例中，可以通过测量动脉壁如何响应来自声学刺激的脉冲来确定张力。图2描绘了这个过程。在一些实施例中，由电声换能器250产生的声学刺激240用于在动脉壁210中引起可测量的扰动。该方法可以利用以远低于由FDA指南规定的声强度限制的声强度发射的声学刺激。通过关注动脉周围的振动模式，特别是可以在周围激发的最低能量振动，可以如下估计张力。

最低能量振动具有λ＝πR的波长。动脉壁的机械特性也支配了速度v_ω，振动以该速度沿壁的圆周传播。波速和波长量结合以产生共振频率f＝v_ω/λ。如果以频率f施加外部刺激(例如声波)，则壁将振动非常强烈，但如果刺激的频率远离f变化，则振动的幅度将减小。因此，f可以通过在频率范围内施加声学刺激并找到动脉振动最强的频率来确定。反过来，这将告诉我们波速v_w＝λf＝πRf。在拉伸下的弹性材料中，体积密度为ρ和厚度为h，此波速通过以下等式与张力有关：T＝ρhv_w ²。动脉壁的体积密度在患者之间几乎是恒定的，并且可以以与R相同的方式从超声图像中测量壁厚。使用此信息，可以基于等式(1)确定压力：

P＝T/R＝ρhv_w ²/R＝π²ρhRf²     (1)

因此，经由标准超声成像测量h和R并通过动脉的振动响应确定共振点来测量f将允许计算血压。

一.可行性分析。

为了说明本文所述的连续血压测量技术的可行性，可以考虑以下因素。首先，为了说明这种血压测量方法的实用性，可以确保共振频率f在典型患者中取合理值。在颈总动脉中，测量量的值通常为：P约为100mmHg，R为2.5mm，h为0.3mm，p为1g/mL。将这些值代入等式(1)会得出约1.3kHz的预测共振频率。因此，为了检测这种振动，可能需要进行至少～3kHz的采样以超过奈奎斯特速率。目前可用的超声器械可以产生至少8kHz的成像率，远远超过最低采样率。1.3kHz也远高于心跳频率，即使在极端条件下，人类患者的心跳频率也不超过5Hz。因为共振发生的频率比心跳的压力变化率高得多，所以在每个振动周期的持续时间内，血压(以及由此产生的张力)可以假设为恒定，从而大大简化了分析。此外，1.3kHz舒适地落在现有市售的扬声器的范围中，因此不需要专门的硬件来产生具有足够幅度和频率的音调来刺激动脉振动。

其次，可行性的另一个度量是电声换能器可能需要操作的频率范围。在极端条件下，患者的血压可能低至25mmHg或高达300mmHg。使用上面给出的动脉尺寸，这对应于670Hz到2.3kHz的共振频率范围，仍然在市售的扬声器产生的声学范围内。

第三，还可以考虑在压力测量中获得有用的精度水平所需的频率分辨率水平。为了与当前连续血压测量的临床金标准相媲美，血压测量设备应能够以至少±5mmHg的精度测量压力。根据上面给出的动脉尺寸，这种幅度的血压波动会导致共振频率±34Hz或约2.5％的变化。这种精度水平也可以很容易从市售的扬声器中获得。

图3是根据本公开的一些实施例的说明连续血压测量设备300的一些部件的框图。如图所示，设备300包括音频信号发生器305、电声换能器310、至少一个超声传感器320、至少一个处理设备330、至少一个机器可读介质340、无线发射器315，以及可选地，一个或多个非超声传感器360。设备300的电气部件可以由电池301供电，电池301连接到用于分配电力的电源电路302。电池301可以是可充电的(例如，经由USB端口和/或AC/DC转换器)。尽管在该示例中示出了电池301，但应了解，任何合适的电池或电源技术都可以用于为设备300的部件供电。例如，锂离子电池、单元电池、压电或振动能量收集器、光伏电池、AC/DC源或可以使用其他类似设备。

电声换能器310可以被实施为音频扬声器，其可以在合适的频率范围内输出声波(例如，以找到血管的共振频率)。例如，扬声器可以被实施为低音扬声器、中音扬声器和/或高音部扬声器(例如，高音扬声器)。在一些实施例中，扬声器的组合可以用于在合适的频率范围内输出声音。调整声波的频率的音频信号发生器305可以耦合到换能器310。在一些实施例中，音频信号发生器至少包括调整声波的频率的可变电阻器。可变电阻器可以是电位器。在一些实施例中，血压测量设备300可以显示声波的频率。在一些实施例中，音频信号发生器305是处理设备330的部件。

在一些实施例中，由电声换能器310输出的声波可以被配置为在从约100Hz到约3,500Hz的频率范围内变化。在一个实施例中，电声换能器310的频率范围在以下范围变化：约100Hz至约500Hz、约100Hz至约1,000Hz、约100Hz至约1,500Hz、约100Hz至约2,000Hz、约100HzHz至约2,500Hz、约100Hz至约3,000Hz、约100Hz至约3,500Hz、约500Hz至约1,000Hz、约500Hz至约1,500Hz、约500Hz至约2,000Hz、约500Hz至约2,500Hz、约500Hz至约3,000Hz、约500Hz至约3,500Hz、约1,000Hz至约1,500Hz、约1,000Hz至约2,000Hz、约1,000Hz至约2,500Hz、约1,000Hz至约3,000Hz、约1,000Hz至约3,500Hz、约1,500Hz至约2,000Hz、约1,500Hz至约2,500Hz、约1,500Hz至约3,000Hz、约1,500Hz至约3,500Hz、约2,000Hz至约2,500Hz、约2,000Hz至约3,000Hz、约2,000Hz至约3,500Hz、约2,500Hz至约3,000Hz、约2,500Hz至约3,500Hz、或约3,000Hz至约3,500Hz。在一些实施例中，电声换能器310的频率范围在以下频率变化：约100Hz、约500Hz、约1,000Hz、约1,500Hz、约2,000Hz、约2,500Hz、约3,000Hz或约3,500Hz。在一些实施例中，电声换能器310的频率范围在以下频率变化：至少约100Hz、约500Hz、约1,000Hz、约1,500Hz、约2,000Hz、约2,500Hz或约3,000Hz。在一些实施例中，电声换能器310变化的频率范围至多为约500Hz、约1,000Hz、约1,500Hz、约2,000Hz、约2,500Hz、约3,000Hz或约3,500Hz。

在一些实施例中，音频信号发生器305可以被配置为以合适的增量调整由换能器310输出的声波的频率，以便以足够的精度搜索振动的共振频率。例如，可以在1Hz和500Hz之间(诸如1Hz、5Hz、10Hz、25Hz、50Hz、100Hz、200Hz、500Hz等)以增量调整频率。可以通过减小每个增量的大小来改进估计的共振频率的精度。相反，可以通过增加每个增量的大小来改进确定共振频率所花费的时间。

一个或多个超声传感器320(单独称为“超声传感器320”)被配置为收集受试者(例如，受试者的血管)的成像数据。成像数据可以用于测量血管的壁厚和血管的半径。血管可以是动脉或静脉。另外，成像数据可以用于确定血管的振动的共振频率，该共振频率响应于电声换能器310输出的声波而振动。每个超声传感器320包括换能器，该换能器被配置为将电转换为超声，反之亦然。例如，换能器可以是压电换能器，其在施加交流电压时振荡并产生超声脉冲。可替代地，换能器可以是电容换能器，其使用导电膜片和背板之间的静电场产生超声波。超声声波可以以大于或等于约20千赫兹(KHz)的频率产生。在一些实施例中，超声传感器320的换能器可以产生频率介于2兆赫(MHz)和20MHz之间的任何频率的超声。当换能器接收到反射的超声信号(即，“回波”)时，电信号可以由超声传感器120生成和使用来确定到成像的受试者的距离。在一些实施例中，换能器可以产生频率在7MHz和11MHz之间的超声。

在一些实施例中，仅使用单个压电元件执行超声测量。体内的超声波主要由不同密度的区域之间的尖锐边界反射。许多动脉(包括颈动脉)嵌入密度相对均匀的软组织中，因此回波的唯一重要来源是由动脉壁410的内边缘和外边缘形成的边界460，如图4所描绘的。通过测量从这些不同边界接收到的回波之间的延迟，可以实现从单个压电超声换能器元件450准确确定动脉半径和壁厚。

如图2所描绘的，当声学刺激240(例如，使用高音扬声器)被施加到动脉时，所产生的振动将导致使用超声成像观察到的动脉直径随着垂直于入射声波的轴线扩张和收缩而正弦振荡。如果刺激的功率保持恒定，则当以与动脉壁210的共振频率匹配的频率施加刺激时，该振荡将具有最大幅度。因此，可以通过在不同的频率范围内施加声学刺激并经由超声成像确定观察到的振荡幅度最大的点来确定共振频率。使用这种设置，也可以通过测量返回回波的多普勒频移，独立于其位置来确定壁的速度。由于在共振时壁速度也将被最大化，因此速度测量将给出确定共振点的正交方法，从而提高精度。

在另一个实施例中，可以通过增加超声压电元件的数量来增加精度。在一些实施例中，可以利用四个压电元件。其中一个压电元件可以产生超声波信号，而另外三个压电元件则监听回波，从而在接收到回波时对回波进行三角测量。该实施例可以允许更好地排除虚假回波，从而提供更好地隔离由动脉壁产生的回波。

进入组织的超声可以被传输、衰减或反射。虽然更高频率的超声可以提供较高分辨率的信号，但它可以提供对成像的组织的较差深度穿透。相反，虽然较低频率的超声可以提供较低分辨率的信号，但它可以提供对成像的组织的较好深度穿透。为了克服这些限制，一些实施例可以使用多个超声传感器320，每个超声传感器320具有配置有独特共振频率的换能器。具体而言，可以选择超声换能器以使得它们的声频响应是不重叠的。通过以时间交错方式致动换能器，每个传感器可以用于在唯一深度处对样本的表面进行成像。此外，每个换能器可以与其他换能器的组合同时致动，以生成允许亚像素特征分辨率的更高次谐波。在一些实施例中，可以选择在频率响应附近且在频率响应中部分重叠的超声传感器换能器，从而允许对任何一对传感器的测量进行归一化，从而减少系统噪声源并显著提高信号完整性。此外，可以使用具有不同共振频率的换能器同时询问表面来生成超分辨率超声图像。在一些实施例中，传感器之间的频率重叠可以被配置为约200KHz或更小。在一些实施例中，在传感器之间的频率重叠可以被配置为使得一个超声传感器的频率响应范围不与另一个超声传感器的共振频率重叠，其中超声传感器的共振频率可以指代工作频率，在该工作频率下，换能器最有效地将电能转换为机械能。

处理设备330可以被配置为控制设备300的部件的操作，包括音频信号发生器305(在一些实施例中是处理设备130的部件)、电声换能器310、(一个或多个)超声传感器320和(一个或多个)非超声传感器360(下文进一步讨论)。例如，处理设备330可以被配置为使电声换能器310以特定频率或频率范围发射声音。此外，处理设备330可以被配置为使超声传感器320和/或(一个或多个)非超声传感器360执行图像采集。此外，处理设备330可以接收、存储(例如，在机器可读介质340中)和/或处理从超声传感器320和/或非超声传感器360接收的信号测量值。在一些实施例中，处理设备330也可以被配置使用从超声传感器320接收的信号测量值来连续测量动脉或其他血管的血压。处理设备330可以通过执行存储在机器可读介质340上的指令来应用上述方法。在一个实施例中，处理设备330可以实施为单个集成电路(IC)微控制器，其包括用于存储程序信息和数据的存储器(例如机器可读介质340)。

如上所述，连续血压测量设备300可以仅根据动脉半径、壁厚和共振频率准确地确定血压。然而，这三个值并不是唯一可以确定的信息。在一些实施例中，在测量动脉在一定频率范围内的振动响应的过程中，可以获得额外的信息，包括：共振峰的强度和宽度、低频下的基线激发水平，和/或高能振动模式的激发水平。随着血压和张力水平的变化，在心跳过程中也可以观察到这些参数的变化。动脉的超声成像还可以产出有关动脉壁回声强度的信息，这可以提供对钙化和斑块积聚的水平的了解。所有附加信息可以用于精炼计算、获得更好的精度和/或提供有关患者整体健康的附加信息。

在一些实施例中，连续血压测量设备300可以包括一个或多个非超声传感器360以允许对除血压之外的其他健康指标进行多模式测量。例如，可以将LED光源和光电二极管接收器集成到无线平台上，以通过脉搏血氧仪测量血液氧合。可以实施的其他示例传感器包括用于检测体液状态、心脏的射血分数的传感器，或者可以将其他生命测量值集成到硬件/传感器包中。在一些实施例中，使用非超声传感器360进行的测量可以与用于计算血压的超声测量相关和归一化。通过使用除了超声传感器320之外的附加模态来测量血压，可以改进设备300的准确性。

在图3的示例中，连续血压测量设备300包括无线发射器315(例如，收发器)，其被配置为将超声测量数据传送到显示系统350的无线接收器355(例如，收发器)。根据超声成像应用，可以使用显示系统355的处理设备352(例如，以适合于显示的格式)来处理和/或使用显示器354来显示接收到的超声测量数据。用于格式化的指令可以存储在机器可读介质356上。例如，显示器354可以是心脏监测器、移动设备(例如，智能手机或头戴式显示器)或一些其他合适的显示设备的部件。显示器354还可以显示声波的频率，电声换能器310被配置为(例如，经由音频信号发生器305)发射。无线发射器315和无线接收器355之间的无线通信链路可以是射频链路，诸如

或

低能量(LE)链路、

链路、ZigBee链路或一些其他合适的无线通信链路。在一些实施例中，设备300和显示系统350之间的数据输送可以使用有线发射器或其他合适的有线接口来实现。例如，可以使用USB-C连接器、USB2.x或3.x连接器、微型USB连接器、THUNDERBOLT连接器、以太网电缆线等输送数据。

在一些实施例中，显示器354和/或显示系统350的功能可以被集成到连续血压测量设备300中。在一些实施例中，连续血压测量设备300仍可保留发射器315以将历史或当前血液压力测量数据传送到外部设备(诸如智能手机)。

图6是根据本公开的一些实施例的说明用于测量受试者的血压的示例方法600的操作流程图。在一些实施例中，方法600可以使用如上所述的连续血压测量设备300来实施。

在操作610处，超声换能器和电声换能器被带到受试者的血管附近。例如，包括电声换能器310和超声传感器320的连续血压测量设备300可以被带到患者的动脉(例如，颈动脉或肱动脉)附近。在一些实施例中，包括设备300的衬底500可以与受试者的动脉对准并随后粘附。例如，衬底500可以粘附到患者手臂的肱动脉附近。可替代地，可以将衬底粘附到患者颈部的颈动脉附近。在一些实施例中，可以调整超声换能器和电声换能器(例如，设备300或衬底500)的位置以最大化测量信号的幅度和/或信噪比。

在操作620处，电声换能器被致动以发射具有多个频率的多个声波。例如，音频信号发生器305可以被配置为使电声换能器310以多个不同频率发射声波。声波可以在血管中(例如，在声波所指向的血管的横截面中)产生振动响应。振动响应可以具有依据声波的频率而变化的幅度。

在一些实施例中，每个声波的频率可以在1Hz和3000Hz之间。在一些实施例中，每个声波的频率可以在670Hz和2300Hz之间。在一些实施例中，每个声波的频率为约300Hz至约3,000Hz。在一些实施例中，每个声波的频率为约1Hz至约3,000Hz。在一些实施例中，每个声波的频率为约1Hz至约300Hz、约1Hz至约500Hz、约1Hz至约750Hz、约1Hz至约1,000Hz、约1Hz至约1,500Hz、约1Hz至约2,000Hz、约1Hz至约2,500Hz、约1Hz至约3,000Hz、约300Hz至约500Hz、约300Hz至约750Hz、约300Hz至约1,000Hz、约300Hz至约1,500Hz、约300Hz至约2,000Hz、约300Hz至约2,500Hz、约300Hz至约3,000Hz、约500Hz至约750Hz、约500Hz至约1,000Hz、约500Hz至约1,500Hz、约500Hz至约2,000Hz、约500Hz至约2,500Hz、约500Hz至约3,000Hz、约750Hz至约1,000Hz、约750Hz至约1,500Hz、约750Hz至约2,000Hz、约750Hz至约2,500Hz、约750Hz至约3,000Hz、约1,000Hz至约1,500Hz、约1,000Hz至约2,000Hz、约1,000Hz至约2,500Hz、约1,000Hz至约3,000Hz、约1,500Hz至约2,000Hz、约1,500Hz至约2,500Hz、约1,500Hz至约3,000Hz、约2,000Hz至约2,500Hz、约2,000Hz至约3,000Hz、或约2,500Hz至约3,000Hz。在一些实施例中，每个声波的频率为约1Hz、约300Hz、约500Hz、约750Hz、约1,000Hz、约1,500Hz、约2,000Hz、约2,500Hz或约3,000Hz。在一些实施例中，每个声波的频率至少为约1Hz、约300Hz、约500Hz、约750Hz、约1,000Hz、约1,500Hz、约2,000Hz或约2,500Hz。在一些实施例中，每个声波的频率至多为约300Hz、约500Hz、约750Hz、约1,000Hz、约1,500Hz、约2,000Hz、约2,500Hz或约3,000Hz。

在一些实施例中，每个声波的频率为约1KHz至约3,000KHz。在一些实施例中，每个声波的频率为约1KHz至约3,000KHz。在一些实施例中，每个声波的频率为约1KHz至约250KHz、约1KHz至约750KHz、约1KHz至约1,000KHz、约1KHz至约1,250KHz、约1KHz至约1,500KHz、约1KHz至约1,750KHz、约1KHz至约2,000KHz、约1KHz至约2,250KHz、约1KHz至约2,500KHz、约1KHz至约2,750KHz、约1KHz至约3,000KHz、约250KHz至约750KHz、约250KHz至约1,000KHz、约250KHz至约1,250KHz、约250KHz至约1,500KHz、约250KHz至约1,750KHz、约250KHz至约2,000KHz、约250KHz至约2,250KHz、约250KHz至约2,500KHz、约250KHz至约2,750KHz、约250KHz至约3,000KHz、约750KHz至约1,000KHz、约750KHz至约1,250KHz、约750KHz至约1,500KHz、约750KHz至约1,750KHz、约750KHz至约2,000KHz、约750KHz至约2,250KHz、约750KHz至2,500KHz、约750KHz至约2,750KHz、约750KHz至约3,000KHz、约1,000KHz至约1,250KHz、约1,000KHz至约1,500KHz、约1,000KHz至约1,750KHz、约1,000KHz至约2,000KHz、约1,000KHz至约2,250KHz、约1,000KHz至约2,500KHz、约1,000KHz至约2,750KHz、约1,000KHz至约3,000KHz、约1,250KHz至约1,500KHz、约1,250KHz至约1,750KHz、约1,250KHz至约2,000KHz、约1,250KHz至约2,250KHz、约1,250KHz至约2,500KHz、约1,250KHz到约2,750KHz、约1,250KHz到约3,000KHz、约1,500KHz到约1,750KHz、约1,500KHz至约2,000KHz、约1,500KHz至约2,250KHz、约1,500KHz至约2,500KHz、约1,500KHz至约2,750KHz、约1,500KHz至约3,000KHz、约1,750KHz至约2,000KHz、约1,750至约2,250KHz、约1,750KHz至约2,500KHz、约1,750KHz至约2,750KHz、约1,750KHz至约3,000KHz、约2,000KHz至约2,250KHz、约2,000KHz至约2,500KHz、约2,000KHz至约2,750KHz、约2,000KHz至约3,000KHz、约2,250KHz至约2,500KHz、约2,250KHz至约2,750KHz、约2,250KHz至约3,000KHz、约2,500KHz至约2,750KHz、约2,500KHz至约3,000KHz、或约2,750KHz至约3,000KHz。在一些实施例中，每个声波的频率为约1KHz、约250KHz、约750KHz、约1,000KHz、约1,250KHz、约1,500KHz、约1,750KHz、约2,000KHz、约2,250KHz、约2,500KHz、约2,750KHz、或约3,000KHz。在一些实施例中，每个声波的频率至少为约1KHz、约250KHz、约750KHz、约1,000KHz、约1,250KHz、约1,500KHz、约1,750KHz、约2,000KHz、约2,250KHz、约2,500KHz、或约2,750KHz。在一些实施例中，每个声波的频率至多为约250KHz、约750KHz、约1,000KHz、约1,250KHz、约1,500KHz、约1,750KHz、约2,000KHz、约2,250KHz、约2,500KHz、约2,750KHz、或约3,000KHz。

在操作630处，基于血管对多个不同频率中的每一个的声波的振动响应，可以(例如，基于产生最大响应幅度的频率)确定血管的振动的共振频率。在一些实施例中，共振频率可以保持片刻，然后记录在存储器中(例如，在计算机可读介质340中)。

在一些实施例中，超声传感器用于通过在血管响应于不同的施加频率而振动时捕获血管(例如，横截面)的图像来检测共振频率。可以(例如，通过通信耦合到传感器的处理设备)选择产生最高振动幅度的频率作为共振频率。在一些实施例中，超声换能器具有至少3kHz的采样率。

在一些实施例中，电声换能器和超声传感器可以彼此相邻放置并且同步驱动。例如，可以在超声传感器的任一侧放置小型扬声器，并且可以同步驱动两个设备/部件。

在操作620和630的一些实施例中，为了改进找到共振频率的速度，可以使用优化的搜索算法在测量值之间调整由电声换能器输出的声波的频率。搜索算法可以利用合适的边界条件(例如，最大频率、最小频率、频率调整率等)。搜索算法可以从在大频率范围上的宽频率扫描开始，宽频率扫描使用测量值之间的大频率变化来找到共振峰所在的较窄频率范围，然后过渡到在这个较窄频率范围内的窄频率扫描以找到共振频率。在一些实施例中，共振频率可以保持片刻，然后记录在存储器中(例如，在计算机可读介质340中)。

在操作640处，确定血管的壁厚和半径(例如，对于横截面)。这些参数可以从使用超声传感器320捕获的超声图像中确定。例如，可以利用回波模式超声波检查法来确定壁厚和半径。可以将超声波引导至血管并且可以接收从血管的回波边界反射的超声波。可以使用超声传感器测量反射超声波的多普勒频移，并且可以基于该多普勒频移计算血管的波速。在一些实施例中，可以利用多个超声换能器来改进成像精度和/或速度。例如，一个换能器可以产生超声波信号，而另外三个换能器则监听回波，从而在接收到回波时对回波进行三角测量。

在操作650处，基于共振频率、壁厚和半径计算血压。计算的血压可以建立基线舒张压。一旦建立了绝对舒张压，就可以用(一个或多个)超声传感器测量血压随时间的变化(例如，使用多普勒超声成像)以提取连续波形。当采用这种类型的差分测量时，一个小的但持续的不准确漂移会在许多心跳过程中聚合成一个大的漂移。因此，可能需要定期重新设置基线以保持患者在长期监测下的准确性。这证明了所提出方法的另一个优点；虽然其他基线技术将需要重复应用外部压力袖带或力探头，但使用本文的方法，基线设置可以使用电声换能器和被采用以执行连续监测的相同超声硬件来以定期间隔自动地执行。

在一些实施例中，设备300或外部显示系统350可以随时间显示计算的血压。在一些实施例中，连续血压测量设备300的处理设备330可以执行必要的DSP和计算以获得患者的血压。

在一些实施例中，可以省略电声换能器，并且可以通过以不同频率对超声传感器施以脉冲以将能量递送到血管来生成不同频率的声信号。这种替代设计可能具有使用单个传感器来产生共振响应和捕获超声成像数据二者的优点。

在一些实施例中，该系统包括用于驱动一个或多个超声换能器的超声平台。在一些实施例中，超声平台处理和/或调节由一个或多个超声换能器接收的信号。

二.粘合贴片监测设备

在一些实施例中，由图5所描绘的，连续血压测量设备500可以合并到衬底510中。如图所示，设备500可以包括一个或多个对准线565或其他标记，用于在进行致动换能器310并进行超声测量之前，将设备500的一个或多个传感器或换能器520、530、540、550与患者的动脉对准。在一些实施例中，提供透明窗口575用于在进行致动换能器310和进行超声测量之前将设备500的一个或多个传感器或换能器520、530、540、550与患者的动脉对准。在一些实施例中，该设备可以包括用于在放置期间观察衬底后面的动脉的透明窗口575。透明窗口和对准标记的组合可以进一步促进设备的放置。

此外，衬底510可以包括粘合剂，其用于将衬底保持在适当位置并且与患者的动脉对准。在应用期间，可以通过剥离纸背衬来暴露粘合剂。粘合剂可以包括橡胶、丙烯酸或丙烯酸混合物粘合剂。在一些实施例中，该设备可以放置在患者的颈部以通过颈动脉测量血压。可以对桡动脉或尺动脉进行类似的测量。凭借一些实施例，血压的测量可以是无创的、可靠的、快速的，并且提供连续测量，因此考虑了逐搏变化。如上所述，这些连续变化可以在显示系统350上呈现给用户。

在一些实施例中，设备500的传感器和换能器包括至少一个超声换能器和至少一个电声换能器。包括多于一个的超声换能器可以允许如本文所述的增加的分辨率。在一些实施例中，设备包括两个超声换能器和一个电声换能器。在一些实施例中，贴片包括三个超声换能器和一个电声换能器。在一些实施例中，贴片包括四个超声换能器。每个换能器520、530、540、550可以被配置为发射器、接收器或发射器和接收器(收发器)两者。在一些实施例中，换能器520被配置为发射器并且换能器540被配置为接收器。在一些实施例中，换能器520被配置为发射器并且换能器530被配置为接收器。在一些实施例中，换能器520被配置为发射器并且换能器550被配置为接收器。在一些实施例中，换能器530被配置为发射器并且换能器520被配置为接收器。在一些实施例中，换能器530被配置为发射器并且换能器540被配置为接收器。在一些实施例中，换能器530被配置为发射器并且换能器550被配置为接收器。在一些实施例中，换能器520和530被配置为发射器并且换能器540和550被配置为接收器。在一些实施例中，换能器530和540被配置为发射器并且换能器520和550被配置为接收器。在一些实施例中，换能器520和550被配置为发射器并且换能器530和540被配置为接收器。在一些实施例中，换能器520和540被配置为发射器并且换能器530和550被配置为接收器。在一些实施例中，换能器520被配置为发射器并且换能器530和540被配置为接收器。在一些实施例中，换能器530被配置为发射器并且换能器550和540被配置为接收器。

在一些实施例中，一个或多个换能器被合并到可穿戴设备中。可穿戴设备可以包括腕带或手表，其中一个或多个换能器被引导至肱动脉以确定平均动脉压。在一些实施例中，包括一个或多个换能器的衬底被合并到可穿戴设备中。可穿戴设备可以与外部计算设备无线通信以显示或记录数据。

在一些实施例中，该设备包括四个超声换能器和一个电声换能器或扬声器。在一些实施例中，由超声换能器捕获的图像或信号被输入到旋转矩阵中。可以应用旋转和/或偏斜矩阵(skew matrices)来正确定向接收到的信号以进行卷积、反卷积或归一化。如本文所公开的，可以将归一化应用于接收到的信号。在一些实施例中，将偏斜参数应用于旋转矩阵。

多个超声换能器中的每个超声换能器可以被配置为将传输的超声成像信号传输到对象。多个超声换能器中的每个超声换能器可以被配置为传输具有约100KHz、约200KHz、约300KHz、约400KHz、约500KHz、约650KHz、约700KHz、约800KHz、约850kHz、约900kHz、约1MHz、约2MHz、约3MHz、约5.5MHz、约6MHz、约8MHz、约11MHz、约15MHz、约20MHz、约25MHz、或约30MHz的频率的传输超声成像信号。多个超声换能器中的每个超声换能器可以被配置为传输传输的超声成像信号，该信号具有在由前述值中的任何两个限定的范围内的频率。

多个超声换能器中的每个超声换能器可以被配置为从对象接收接收到的超声成像信号。多个超声换能器中的每个超声换能器可以被配置为接收具有约100KHz、约200KHz、约300KHz、约400KHz、约500KHz、约650KHz、约700KHz、约800KHz、约850kHz、约900kHz、约1MHz、约2MHz、约3MHz、约5.5MHz、约6MHz、约8MHz、约11MHz、约15MHz、约20MHz、约25MHz、或约30MHz的频率的接收到的超声成像信号。多个超声换能器中的每个超声换能器可以被配置为接收接收到的超声成像信号，该信号具有在由前述值中的任何两个限定的范围内的频率。

多个超声换能器中的每个超声换能器可以被配置为传输和接收。多个超声换能器中的每个超声换能器可以被配置为以与多个超声换能器中的另一个超声换能器传输或接收的频率中的一个或多个相同的频率传输传输的超声成像信号或接收接收到的超声成像信号。多个超声换能器中的每个超声换能器可以被配置为以与由多个超声换能器中的所有其他超声换能器传输或接收的所有频率不同的频率传输传输的超声成像信号或接收接收到的超声成像信号。多个超声换能器中的每一个可以被配置为与多个超声换能器中的一个或多个其他超声换能器同时传输或接收。

例如，多个超声换能器中的第一超声换能器的第一传输的成像信号可以具有约100KHz、约200KHz、约300KHz、约400KHz、约500KHz、约650KHz、约700KHz、约800kHz、约850kHz、约900kHz、约1MHz、约2MHz、约3MHz、约5.5MHz、约6MHz、约8MHz、或约11MHz的频率。多个超声换能器的第二超声换能器的第二传输的成像信号可以具有在约0.5MHz到约30MHz的范围内的频率。多个超声换能器的第一超声换能器的第一接收到的成像信号可以具有约100KHz、约200KHz、约300KHz、约400KHz、约500KHz、约650KHz、约700KHz、约800KHz、约850KHz、约900KHz、约1MHz、约2MHz、约3MHz、约5.5MHz、约6MHz、约8MHz或约11MHz的频率。多个超声换能器的第二超声换能器的第二接收到的成像信号可以具有在约0.5MHz至约30MHz的范围内的频率。

在另一个示例中，多个超声换能器的第一超声换能器的第一传输的成像信号可以具有在约0.5MHz到约30MHz的范围内的频率。多个超声换能器的第二超声换能器的第二传输的成像信号可以具有在约0.5MHz到约30MHz的范围内的频率，但是该频率不同于第一传输的成像信号的频率。多个超声换能器的第一超声换能器的第一接收到的成像信号可以具有在约0.5MHz到约30MHz的范围内的频率。多个超声换能器的第二超声换能器的第二接收到的成像信号可以具有在约0.5MHz到约30MHz范围内的频率，但是该频率不同于第一接收到的成像信号的频率。

第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六超声换能器的第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六传输的成像信号分别可以具有约100KHz、约200KHz、约300KHz、约400KHz、约500KHz、约650KHz、约700kHz、约800kHz、约850kHz、约900kHz、约1MHz、约2MHz、约3MHz、约5.5MHz、约6MHz、约8MHz或约11MHz的频率。第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六传输的成像信号可以具有在由前述值中的任何两个描述的范围内的频率。第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六传输的成像信号可以具有在约0.5MHz到约30MHz的范围内的值。第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六传输的成像信号可以具有与第一和第二传输的成像信号的频率中的一个或多个不同的频率。

第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六超声换能器的第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六接收到的成像信号分别可以具有约100KHz、约200KHz、约300KHz、约400KHz、约500KHz、约650KHz、约700KHz、约800KHz、约850KHz、约900KHz、约1MHz、约2MHz、约3MHz、约5.5MHz、约6MHz、约8MHz或约11MHz的频率。第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六接收到的成像信号可以具有在由前述值中的任何两个描述的范围内的频率。第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六接收到的成像信号可以具有在约0.5MHz到约30MHz的范围内的值。第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十三、第十三、第十四、第十五或第十六接收到的成像信号的频率可以具有与第一和第二传输的成像信号的频率中的一个或多个不同的频率。

多个换能器的每个超声换能器可以在带宽内传输传输的超声成像信号或接收接收到的超声成像信号。第一超声换能器可以具有第一带宽并且第二超声换能器可以具有第二带宽。第一带宽和第二带宽可以重叠。第一带宽和第二带宽可以部分重叠。第一带宽和第二带宽可以不重叠。类似地，第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六超声换能器可以分别具有第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六带宽。第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六带宽中的任何一个可以相互重叠。第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六带宽中的任何一个可以部分地相互重叠。第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六带宽中的任何一个都不能相互重叠。

接收到的成像信号可以受到预处理操作。例如，第一接收到的成像信号可以形成用于归一化其他接收到的成像信号的基础。第二接收到的成像信号可以通过第一接收到的成像信号归一化。第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六接收到的成像信号可以通过第一接收到的成像信号来归一化。

该系统可以包括传输(Tx)发生器。传输发生器可以包括如本文所公开的主机计算机、软件定义的无线电和超声信号处理电路(USPC)。Tx发生器可以是Tx波束形成器。Tx发生器可以被配置为操作任何一个超声换能器以分别传输第一、第二、第三或第四传输的超声成像信号。Tx发生器可以同时操作第一、第二、第三或第四超声成像换能器中的任何两个或更多个。该系统还可以包括图像合成模块。图像合成模块可以包括接收(Rx)波束形成器。Rx波束形成器可以被配置为操作任何一个超声换能器以分别接收第一、第二、第三或第四接收到的超声成像信号。图像合成模块可以对接收到的超声成像信号进行超声图像重建操作。例如，图像合成模块可以对接收的超声成像信号进行延迟和求和操作。图像合成模块可以对接收的超声成像信号进行任何超声图像重建操作。Tx发生器可以被配置为操作第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六超声换能器以分别传输第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六传输的超声成像信号。Tx发生器可以同时操作第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六超声成像换能器中的任何两个或更多个。类似地，Rx波束形成器可以被配置为操作第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六超声换能器以分别传输第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六传输的超声成像信号。

Tx发生器可以被配置为操作第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七、第八、第九、第十、第十一、第十二、第十三、第十四、第十五或第十六超声换能器中的任何一个，以依次传输。

图11示意性地说明了从多个超声换能器形成超声图像的方法。该方法可以利用来自多个超声成像传感器的测量。该方法可以利用单像素和多像素图像处理技术。在单像素的情况下，可以将第n个超声成像测量(其中n是正整数)输入到信号处理单元。信号处理单元可以将任何超声信号处理程序应用于第n个超声成像测量。信号处理单元可以将信号处理的测量结果输出到图像处理单元和单像素特征提取单元。图像处理单元可以应用任何超声图像处理程序。单像素特征提取单元可以应用任何超声波单像素特征提取程序。单像素特征提取单元可以将提取的特征输出给操作员。

在多像素情况下，第m和第(m+1)(其中m和m+1是正整数)超声成像测量可以被输入到多像素图像合成单元和多像素特征提取单元。图像合成单元可以应用任何超声图像合成程序。多像素特征提取单元可以应用任何超声多像素特征提取程序。多特征提取单元可以将提取的特征输出给操作员。多像素提取可以用于构建3D像素(即体素)。

在多像素情况下，可以使用诸如二维平滑滤波器、Harr滤波器、高斯滤波器和积分器之类的图像处理方法来改进记录的图像。此外，可以在时域中过滤每个像素以突出信号特征。单个或多个巴特沃斯(Butterworth)、切比雪夫(Chebyshev)和椭圆滤波器可以用于抑制噪声并增强特征提取。

该设备的传感器还可以包括温度传感器、光学传感器、电传感器、化学传感器和电化学传感器。在一些实施例中，附加的传感器允许测量体温、呼吸速率、血压水平和血氧饱和度(spO₂)水平。

听诊器设备可以包括第一超声换能器、光源和光检测器。听诊器设备可以可选地包括第二超声换能器。第一超声换能器可以在Tx模式下操作。第二超声换能器可以在接收模式下操作。听诊器设备可以放置在受试者的皮肤上(诸如受试者的手臂中的皮肤)。当血液的团块(bolus)行进通过受试者的皮肤下的动脉时，听诊器设备可以传输来自第一超声换能器的超声信号和来自光源的光信号。超声信号或光信号可以从团块散射、分散或反射。散射、分散或反射的超声信号或光信号可以分别被第二超声换能器或光检测器检测。散射、分散或反射的超声信号或光信号的强度可以分别与传输的超声信号或传输的光信号的强度进行比较。这些测量可以产生分别由超声成像信号和光学信号测量的血液团块的速度。如由超声成像信号所测量的血液团块的速度可以由如由光学信号所测量的血液团块的速度来归一化，或反之亦然。这些值可以被合成和关联以确定受试者的一个或多个生理参数，诸如受试者的心率、血压或呼吸。

三.提高超声分辨率的方法

超声组织成像可能受到较差的光学和声学透射率以及光束散射的困扰。为了解决这些困难并提高分辨率，可以利用通过从多个超声传感器收集信息来进行多波长超声成像的方法，其中每个传感器具有带有独特共振频率的超声换能器。凭借以不同共振频率操作的多个超声传感器的共振生理学，由多个换能器发射的超声可以同时穿透生理学的给定横截面区域(例如，组织)中的不同深度。特别地，具有声频响应的超声传感器可以以时间交错方式致动，使得每个传感器可以用于在唯一深度对生理表面进行成像。这可以实现高分辨率断层扫描，而无需增加超声成像传感器的增益或数量。此外，每个传感器可以与其他传感器的组合同时致动，以生成允许亚像素特征分辨率(即超分辨率成像)的更高次谐波。

如本文指代换能器所用的，术语“共振频率”通常指代换能器最有效地将电能转换为机械能的工作频率。例如，在压电换能器的上下文中，术语共振频率可以指代压电材料最容易振动并且最有效地将电能转换成机械能的工作频率。

进入组织的超声可以被传输、衰减或反射。虽然更高频率的超声可以提供较高分辨率的信号，但它可以提供对成像组织的较差深度穿透。相反，虽然较低频率的超声可以提供较低分辨率的信号，但它可以提供成像组织的较好深度穿透。为了克服传统超声成像系统的这些限制，每个超声传感器可以具有配置有独特共振频率的换能器。具体而言，可以选择超声换能器以使得它们的声频响应不重叠。通过以时间交错方式致动换能器，每个传感器可以用于在唯一深度处对样本的表面进行成像。此外，每个换能器可以与其他换能器的组合同时致动，以生成允许亚像素特征分辨率的更高次谐波。

如图7A所示，选择具有部分重叠频率的换能器711、712、713可以允许信号的自归一化和互相关。在一些实施例中，通过选择在频率响应中相邻且部分重叠的传感器换能器，可以对任何一对传感器的测量值进行归一化，从而减少系统噪声源并显著提高信号完整性。此外，可以使用具有不同共振频率的换能器同时询问表面以生成对象700的超分辨率超声图像。在一些实施例中，传感器711、712、713之间的频率重叠可以配置为约200KHz或更低。在一些实施例中，传感器之间的频率重叠可以被配置为使得一个传感器的频率响应范围不与另一传感器的共振频率重叠。例如，如图7B所描绘的，具有共振频率721的第一传感器711和具有共振频率722的第二传感器712在频率响应中部分重叠。此外，具有共振频率723的第二传感器712和第三传感器713在频率响应中部分重叠。

在一些实施例中，传感器之间的频率重叠为约10KHz至约500KHz。在一些实施例中，传感器之间的频率重叠为约10KHz至约20KHz、约10KHz至约30KHz、约10KHz至约40KHz、约10KHz至约50KHz、约10KHz至约75KHz、约10KHz至约100KHz、约10KHz至约150KHz、约10KHz至约200KHz、约10KHz至约300KHz、约10KHz至约400KHz、约10KHz至约500KHz、约20KHz至约30KHz、约20KHz至约40KHz、约20KHz至约50KHz、约20KHz至约75KHz、约20KHz至约100KHz、约20KHz至约150KHz、约20KHz至约200KHz、约20KHz至约300KHz、约20KHz至约400KHz、约20KHz至约500KHz、约30KHz至约40KHz、约30KHz至约50KHz、约30KHz至约75KHz、约30KHz至约100KHz、约30KHz至约150KHz、约30KHz至约200KHz、约30KHz至约300KHz、约30KHz至约400KHz、约30KHz至约500KHz、约40KHz至约50KHz、约40KHz至约75KHz、约40KHz至约100KHz、约40KHz至约150KHz、约40KHz至约200KHz、约40KHz至约300KHz、约40KHz至约400KHz、约40KHz至约500KHz、约50KHz至约75KHz、约50KHz至约100KHz、约50KHz至约150KHz、约50KHz至约200KHz、约50KHz至约300KHz、约50KHz至约400KHz、约50KHz至约500KHz、约75KHz至约100KHz、约75KHz至约150KHz、约75KHz至约200KHz、约75KHz约300KHz、约75KHz至约400KHz、约75KHz至约500KHz、约100KHz至约150KHz、约100KHz至约200KHz、约100KHz至约300KHz、约100KHz至约400KHz、约100KHz至约500KHz、约150KHz至约200KHz、约150KHz至约300KHz、约150KHz至约400KHz、约150KHz至约500KHz、约200KHz至约3 00KHz、约200KHz至约400KHz、约200KHz至约500KHz、约300KHz至约400KHz、约300KHz至约500KHz、或约400KHz至约500KHz。在一些实施例中，传感器之间的频率重叠为约10KHz、约20KHz、约30KHz、约40KHz、约50KHz、约75KHz、约100KHz、约150KHz、约200KHz、约300KHz、约400KHz或约500KHz。在一些实施例中，传感器之间的频率重叠为至少约10KHz、约20KHz、约30KHz、约40KHz、约50KHz、约75KHz、约100KHz、约150KHz、约200KHz、约300KHz或约400KHz。在一些实施例中，传感器之间的频率重叠为至多约20KHz、约30KHz、约40KHz、约50KHz、约75KHz、约100KHz、约150KHz、约200KHz、约300KHz、约400KHz或约500KHz。

图8A-图8D描绘了用于超声测量设备中的互相关的技术。如所描绘的，来自频率响应重叠的任何一对传感器811、812、813的信号的互相关允许对体素进行冗余测量。具体而言，传感器的换能器可以以时间交错的方式致动。对于每个致动(例如传感器812的致动)，将信号传输到对象800，接收到的回波可以由如图8B所描绘的所有三个换能器811、812、812测量，在所有三个换能器上获得如图8C所描绘的接收到的信号821、822、823。通过查看所有三个传感器上的接收到的信号的相关性，可以对信号进行归一化。图8C说明了由所有三个传感器测量来自第二传感器812的致动的回波的事件。在一些实施例中，第一传感器811和第二传感器812的频率响应在频域中与接收到的回波波形进行卷积。当去卷积时，在步骤805处，来自第三传感器的测量值可以与来自第二传感器的测量值相关，同时使用第一传感器的测量值来归一化第二传感器的测量值。如图8D所描绘的，在第二传感器监测的信号中获得了更尖锐的峰值，并且这些更尖锐的峰值可以通过前述的跨频归一化来实现。

四.信号生成、传输和接收

在一些实施例中，利用电路来处理超声信号。图9描绘了根据一些实施例的处理电路(USPC)950，其被配置为处理和/或调节在一个或多个超声换能器930与软件定义的无线电系统920之间传输的超声信号。用于生成和接收超声信号的系统，如图9所示，可以对应于如本文所述的传输(Tx)生成器和/或接收(Rx)波束形成器。由软件定义的无线电系统传输的一个或多个信号可以被称为软件定义的无线电系统的输出。由软件定义的无线电系统传输的一个或多个信号可以被称为软件定义的无线电系统的输入。

在一些实施例中，软件定义的无线电系统920将一个或多个信号922、924传输到超声信号处理电路(USPC)950。在一些实施例中，第一传输信号922包括传输脉冲或参考时钟。在一些实施例中，第二传输924信号包括增益斜坡。在一些实施例中，传输脉冲922是低压传输脉冲。在一些实施例中，传输脉冲922是+/-4伏信号。

在一些实施例中，第一传输信号922由高压放大器952接收。在一些实施例中，传输脉冲或参考时钟被输入到高压放大器952中。在一些实施例中，来自高压放大器952的放大信号通过二极管954。在一些实施例中，第一传输信号922然后被传输到第一多路复用器982。在一些实施例中，第一传输信号922是传输到第一多路复用器982的传输脉冲或参考时钟。在一些实施例中，二极管954是反并联二极管，其被配置为阻挡从超声换能器930或多路复用器982到高压放大器952的接收到的信号。高压放大器可以是分立放大器。在一些实施例中，高压放大器输出信号是+/-100伏放大器。在一些实施例中，高压放大器952从软件定义的无线电920的低压输出产生+/-100伏的设备信号。

在一些实施例中，来自第一多路复用器928的输出被传输到一个或多个超声换能器930。在一些实施例中，来自第一多路复用器928的输出由超声换能器930的第一像素组接收。超声换能器930然后可以将第一像素组超声信号传输到对象。然后，对象可以反射传输的超声信号并且超声换能器930可以接收反射的信号。在一些实施例中，反射的信号作为第一像素组的一部分被接收。在一些实施例中，反射的信号作为第二像素组的一部分被接收。在一些实施例中，反射信号形成第一像素组和第二像素组两者。超声换能器930然后可以将接收到的反射信号作为电信号传输。从第一像素组接收的反射信号可以被认为是第一接收到的信号。在一些实施例中，第一接收到的信号可以由第一多路复用器982从换能器930接收。从第二像素组接收的反射信号可以被认为是第二接收到的信号。在一些实施例中，第二接收到的信号可以由第二多路复用器984从换能器930接收。在一些实施例中，信号在多路复用器982、984和一个或多个超声换能器930之间无线传输。多路复用器982、984和超声换能器930之间的无线通信链路可以是无线模式，诸如

或

低能量(LE)链路、

链路、ZigBee链路或一些其他合适的无线通信链路。在一些实施例中，多路复用器982、984和超声换能器930之间的有线通信链路可以使用有线发射器或其他合适的有线接口来实现。例如，可以使用USB-C连接器、USB2.x或3.x连接器、微型USB连接器、THUNDERBOLT连接器、以太网电缆线等输送数据。

传输到超声换能器的一个或多个信号可以称为超声换能器的输入。由超声换能器传输的一个或多个信号可以称为超声换能器的输出。超声换能器的输出可以对应于由超声换能器测量或检测的反射的超声信号。

在一些实施例中，第一多路复用器982将来自第一像素组的第一接收到的信号传输到第一低噪声放大器964。在一些实施例中，第一接收到的信号通过高压阻塞器966。高电压阻塞器966可以阻止来自高压放大器952的信号传递到第一低噪声放大器。阻断器966可以是高压保护传输/接收开关(T/R开关)，诸如MD0100。在一些实施例中，第一低噪声放大器964是低噪声、单端、以dB为单位的线性、通用可变增益放大器，诸如AD8336。在一些实施例中，第一接收到的信号然后由第一可变增益放大器962接收。在一些实施例中，可变增益放大器962是低噪声、单端、以dB为单位的线性、通用可变增益放大器，诸如AD8336。在一些实施例中，第一低噪声放大器964和第一可变增益放大器962利用相同的芯片类型。

在一些实施例中，第二多路复用器984将来自第二像素组的第一接收到的信号传输到第二低噪声放大器974。在一些实施例中，二极管976防止传输的信号被输出到第二多路复用器984。在一些实施例中，二极管976是反并联二极管。在一些实施例中，第二低噪声放大器974是低噪声、单端、以dB为单位的线性、通用可变增益放大器，诸如AD8336。在一些实施例中，第二接收到的信号然后由第二可变增益放大器972接收。在一些实施例中，可变增益放大器972是低噪声、单端、以dB为单位的线性、通用可变增益放大器，诸如AD8336。在一些实施例中，第一低噪声放大器964、第一可变增益放大器962、第二低噪声放大器974和第二可变增益放大器972利用相同的芯片类型。在一些实施例中，放大器962、964、972、974接收微弱的返回脉冲并根据增益斜坡信号放大它们。在一些实施例中，962、964、972、974接收微弱的返回脉冲并根据作为增益斜坡信号的第二传输信号924放大它们。在一些实施例中，斜坡信号的放大对应于自输入脉冲以来的时间。在一些实施例中，放大的速率或比率由自发射增益斜坡信号的初始脉冲以来的时间确定。在一些实施例中，返回脉冲是接收到的信号。

在一些实施例中，第二传输924信号被传输到第一可变增益放大器962。在一些实施例中，由第一可变增益放大器962输出的信号由软件定义的无线电系统920和第二可变增益放大器972的第一接收信道926接收。

在一些实施例中，由第二可变增益放大器972输出的信号由软件定义的无线电系统920的第二接收信道928接收。

在一些实施例中，第一多路复用器982是16通道多路复用器。在一些实施例中，第二多路复用器984是16通道多路复用器。在一些实施例中，第一像素组包括16个像素。在一些实施例中，第二像素组包括16个像素。在一些实施例中，第一像素组用作传输和接收(收发器)组。在一些实施例中，第二像素组用作仅接收组。在一些实施例中，系统的分辨率是14位。在一些实施例中，系统的分辨率是16位。在一些实施例中，系统是模块化的并且可以利用附加硬件来增加频道数量。在一些实施例中，系统可以包括16通道到2,048通道。在一些实施例中，系统可包括16通道至32通道、16通道至64通道、16通道至128通道、16通道至256通道、16通道至512通道、16通道至1,024通道、16通道至2,048通道、32通道至64通道、32通道至128通道、32通道至256通道、32通道至512通道、32通道至1,024通道、32通道至2,048通道、64通道至128通道、64通道至256通道、64通道至512通道、64通道至1,024通道、64通道至2,048通道、128通道至256通道、128通道至512通道、128通道至1,024通道、128通道至2,048通道、256通道至512通道、256通道至1,024通道、256通道至2,048通道、512通道至1,024通道、512通道至2,048通道或1,024通道至2,048通道。在一些实施例中，系统可以包括16通道、32通道、64通道、128通道、256通道、512通道、1,024通道或2,048通道。在一些实施例中，系统可以包括至少16通道、32通道、64通道、128通道、256通道、512通道或1,024通道。在一些实施例中，系统可以包括最多32通道、64通道、128通道、256通道、512通道、1,024通道或2,048通道。

在一些实施例中，软件定义的无线电系统920是通用软件无线电外设(USRP)，诸如美国国家仪器公司USRP N210。在一些实施例中，软件定义的无线电系统920连接到主计算机910。在一些实施例中，无线电系统920通过高速链路连接到计算机910。在一些实施例中，高速链路包括以太网连接。在一些实施例中，以太网连接是千兆以太网连接，其可以允许高达50MS/s(每秒兆样本)的采样率。在一些实施例中，基于主机的软件被加载到计算机910上并被用于控制无线电系统硬件和传输/接收数据。在一些实施例中，主机计算机的一般功能被实施到具有嵌入式处理器的无线电系统920中，该嵌入式处理器允许无线电系统920以独立方式操作。

在一些实施例中，到计算机910的连接包括通用串行总线(USB)连接、光纤连接、外围部件快速互连(PCle)连接或其他合适的连接。在一些实施例中，与计算机910的连接可以允许系统利用计算机的快速存取存储器(RAM)。在一些实施例中，嵌入式处理器可以包括RAM缓冲器。在一些实施例中，RAM缓冲器可以包括4、8、16、32、64、80、128或256千兆字节(GB)。

在一些实施例中，软件定义的无线电系统920包括母板。主板可以提供以下子系统：时钟生成和同步、现场编程门阵列(FPGA)、一个或多个模数转换器(ADC)、一个或多个数模转换器(DAC)、主机处理器接口和电源调整。在一些实施例中，模块化前端或子板用于模拟操作，诸如上/下变频、滤波和其他信号调节。这种模块化可以允许软件定义的无线电系统920服务于在DC和6GHz之间操作的应用。在一些实施例中，系统在DC和5MHz之间操作。在一些实施例中，系统仅操作低至1MHz，这可以被认为是正常超声信号的极限。在一些实施例中，该系统以约1Hz至3000Hz的频率操作以产生共振模式声波。

在一些实施例中，由软件定义的无线电系统920的第一接收信道926或第二接收信道928接收的信号可以被调整以提供约-14分贝(dB)到+60dB的接收到的信号增益。

在一些实施例中，发射器子板模块被实施为将输出信号调制到更高频率。在一些实施例中，接收器子板模块被实施以获取RF信号并将其转换为基带。在一些实施例中，收发器子板模块被实施为组合发射器和接收器的功能。

在一些实施例中，软件定义的无线电系统920的FPGA执行若干数字信号处理(DSP)操作。在一些实施例中，由FPGA执行的DSP操作提供从模拟域中的真实信号到数字域中的较低速率、复杂的基带信号的转变。在一些实施例中，这些复杂样本被输送到在主处理器上运行的应用程序/从在主处理器上运行的应用程序输送，这些应用程序执行DSP操作。

在一些实施例中，软件定义的无线电系统920的硬件驱动器支持操作系统，诸如Linux、MacOS和Windows平台。在一些实施例中，包括GNU Radio、Lab VIEW、MATLAB和Simulink在内的若干框架可以使用硬件驱动程序。硬件驱动程序提供的功能也可以通过硬件驱动程序应用程序编程接口(API)直接访问。在一些实施例中，API为C++或可以导入C++函数的任何其他语言提供本机支持。

根据一些实施例，本公开提供了被编程以实施本公开的方法的计算机系统。图10示出了计算机系统1001，其被编程或以其他方式配置为例如实施本文公开的方法。计算机系统1001可以是用户的电子设备或相对于电子设备远程定位的计算机系统。电子设备可以是移动电子设备。

计算机系统1001包括中央处理单元(CPU，在此也称为“处理器”和“计算机处理器”)1005，其可以是单核或多核处理器，或者用于并行处理的多个处理器。计算机系统1001还包括存储器或存储器位置1010(例如，随机存取存储器、只读存储器、闪存)、电子存储单元1015(例如，硬盘)、用于与一个或多个其他系统通信的通信接口1020(例如，网络适配器)，以及外围设备1025(诸如高速缓存、其他存储器、数据存储装置和/或电子显示适配器)。存储器1010、存储单元1015、接口1020和外围设备1025通过诸如母板的通信总线(实线)与CPU 1005通信。存储单元1015可以是用于存储数据的数据存储单元(或数据仓库)。计算机系统1001可以在通信接口1020的帮助下可操作地耦合到计算机网络(“网络”)1030。网络1030可以是互联网、互联网和/或外联网，或正在与互联网通信的内联网和/或外联网。在一些情况下，网络1030是电信和/或数据网络。网络1030可以包括一个或多个计算机服务器，其可以实现分布式计算，诸如云计算。在计算机系统1001的帮助下的某些情况下，网络1030可以实施对等网络，这可以使耦合到计算机系统1001的设备能够充当客户端或服务器。

CPU 1005可以执行一系列机器可读指令，其可以体现在程序或软件中。指令可以存储在存储器位置(诸如存储器1010)中。指令可以被引导到CPU 1005，CPU 1005可以随后对CPU 1005进行编程或以其他方式配置以实施本公开的方法。CPU 1005执行的操作的示例可以包括获取、解码、执行和写回。

CPU 1005可以是电路的一部分，诸如集成电路。系统1001的一个或多个其他部件可以包括在电路中。在某些情况下，该电路是专用集成电路(ASIC)。

存储单元1015可以存储文件，诸如驱动程序、库和保存的程序。存储单元1015可以存储用户数据，例如用户偏好和用户程序。在一些情况下，计算机系统1001可以包括在计算机系统1001外部的一个或多个附加数据存储单元，诸如位于通过内联网或因特网与计算机系统1001通信的远程服务器上。

计算机系统1001可以通过网络1030与一个或多个远程计算机系统通信。例如，计算机系统1001可以与用户的远程计算机系统(例如，智能电话、膝上型计算机)通信。远程计算机系统的示例包括个人计算机(例如便携式PC)、平板电脑或平板PC(例如

iPad、

Galaxy Tab)、电话、智能手机(例如

iPhone、支持Android的设备、

)或个人数字助理。用户可以经由网络1030访问计算机系统1001。

如本文所述的方法可以通过存储在计算机系统1001的电子存储位置(诸如，例如存储器1010或电子存储单元1015)上的可执行代码的机器(例如，计算机处理器)来实施。机器可执行或机器可读代码可以以软件的形式提供。在使用期间，代码可以由处理器1005执行。在某些情况下，代码可以从存储单元1015中检索并存储在存储器1010中以供处理器1005迅速存取。在某些情况下，电子存储单元1015可以排除，并且机器可执行指令存储在存储器1010上。

代码可以被预编译并被配置用于与具有适于执行代码的处理器的机器一起使用，或者可以在运行期间被编译。以可以选择的编程语言来供应代码，以使代码能够以预编译或编译后的方式执行。

本文提供的系统和方法的方面(诸如计算机系统1001)可以在编程中体现。该技术的各个方面可以被认为是通常以机器(或处理器)可执行代码和/或在一种类型的机器可读介质上承载或体现的相关数据的形式的“产品”或“制品”。机器可执行代码可以存储在电子存储单元上，诸如存储器(例如，只读存储器、随机存取存储器、闪存)或硬盘。“存储”类型介质可以包括计算机、处理器或类似物或其相关模块的任何或所有有形存储器，诸如各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器和诸如此类，它们可以随时为软件编程提供非暂时性存储。软件的全部或部分有时可以通过互联网或各种其他远程通信网络进行通信。例如，这样的通信可以实现将软件从一台计算机或处理器加载到另一台计算机或处理器中，例如，从管理服务器或主机计算机加载到应用服务器的计算机平台中。因此，可以承载软件元素的另一种类型的介质包括(诸如跨本地设备之间的物理接口、通过有线和光陆线网络以及通过各种空中链路使用的)光波、电波和电磁波。承载这种波的物理元件(诸如有线或无线链路、光链路或类似物)也可以被认为是承载软件的介质。如本文所用，除非限于非暂时的、有形的“存储”介质，诸如计算机或机器“可读介质”之类的术语是指参与向处理器提供指令以供执行的任何介质。

因此，机器可读介质(诸如计算机可执行代码)可以采取多种形式，包括但不限于有形存储介质、载波介质或物理传输介质。非易失性存储介质包括例如光盘或磁盘，诸如任何(一个或多个)计算机或类似物中的任何存储设备，诸如可以用于实施附图中所示的数据库等。易失性存储介质包括动态存储器，诸如这种计算机平台的主存储器。有形传输介质包括同轴电缆；铜线和光纤，包括构成计算机系统内的总线的电线。载波传输介质可以采用电或电磁信号的形式，或声波或光波(例如在射频(RF)和红外(IR)数据通信期间生成的声波或光波)的形式。因此，计算机可读介质的常见形式包括例如：软盘、柔性盘、硬盘、磁带、任何其他磁性介质、CD-ROM、DVD或DVD-ROM、任何其他光学介质、穿孔卡片纸磁带、带有孔的图案的任何其他物理存储介质、RAM、ROM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其他存储芯片或盒式磁带、传输数据或指令的载波、传输此类载波的电缆或链路，或计算机可以从中读取编程代码和/或数据的任何其他介质。许多这些形式的计算机可读介质可能涉及将一个或多个指令的一个或多个序列传送到处理器以供执行。

计算机系统1001可以包括电子显示器1035或与之通信，电子显示器1035包括用户界面(UI)1040。UI的示例包括但不限于图形用户界面(GUI)、移动设备应用程序和基于网络的用户界面。

图11说明了根据一些实施例的芯片组1300。芯片组1300可以包括例如并入一个或多个物理封装中的处理器和存储器部件。举例来说，物理封装包括一个或多个材料、部件和/或电线在结构组件(例如，基板)上的布置，以提供一个或多个特性，诸如物理强度、尺寸保持和/或电相互作用的限制。

在一个实施例中，芯片组1300包括诸如总线1302之类的通信机制，用于在芯片组1300的部件之间传递信息。处理器1304与总线1302具有连接性以执行指令并处理存储在存储器1306中的信息。处理器1304包括一个或多个处理内核，每个内核被配置为独立执行。多核处理器可在单个物理封装内实现多处理。多内核处理器的示例包括两个、四个、八个或更多数量的处理内核。可替代地或附加地，处理器1304包括一个或多个微处理器，其经由总线1302串联配置以实现指令、流水线和多线程的独立执行。处理器1304还可伴随一个或多个专用部件以执行某些处理功能和任务，诸如一个或多个数字信号处理器(DSP)1308，和/或一个或多个专用集成电路(ASIC)1310。DSP 1308通常可以被配置为独立于处理器1304实时处理真实世界的信号(例如，声音)。类似地，ASIC 1310可以被配置为执行通用处理器不容易执行的专用功能。帮助执行本文所述的发明功能的其他专用部件包括一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)(未示出)、一个或多个控制器(未示出)或一个或多个其他专用计算机芯片。

处理器1304和伴随部件经由总线1302连接到存储器1306。存储器1306包括动态存储器(例如，RAM)和静态存储器(例如，ROM)，用于存储可执行指令，当由处理器1304执行时，DSP 1308和/或ASIC 1310执行如本文所述的示例实施例的过程。存储器1306还存储与该过程的执行相关联或由该过程的执行生成的数据。

在本文档中，术语“机器可读介质”、“计算机可读介质”和类似术语通常用于指代非瞬态介质、易失性或非易失性介质，其存储导致以特定方式操作的机器的数据和/或指令。机器可读介质的常见形式包括例如硬盘、固态驱动器、磁带或任何其他磁性数据存储介质、光盘或任何其他光学数据存储介质、具有孔的图案的任何物理介质、RAM、PROM、EPROM、FLASH-EPROM、NVRAM、任何其他存储芯片或盒式存储器，以及它们的联网版本。

这些和其他各种形式的计算机可读介质可以涉及将一个或多个指令的一个或多个序列运送到处理设备以供执行。体现在介质上的此类指令通常称为“指令”或“代码”。指令可以以计算机程序或其他分组的形式进行分组。当被执行时，这样的指令可以使处理设备能够执行如本文所讨论的本申请的特征或功能。

在本文档中，“处理设备”可以被实施为执行处理操作的单个处理器或执行处理操作的专用和/或通用处理器的组合。处理设备可以包括CPU、GPU、APU、DSP、FPGA、ASIC、SOC和/或其他处理电路。

本文阐述的各种实施例是根据示例性框图、流程图和其他说明来描述的。如在阅读本文档后对于本领域普通技术人员将变得显而易见的，所示实施例及其各种替代方案可以在不限于所示示例的情况下实施。例如，框图及其随附的描述不应被解释为强制特定架构或配置。

前述部分中描述的过程、方法和算法中的每一个可以体现在由一个或多个计算机系统或包括计算机硬件的计算机处理器执行的代码部件中，并由其完全或部分自动化。过程和算法可以部分或全部在专用电路中实施。上述各种特征和过程可以彼此独立地使用，或者可以以各种方式组合。不同的组合和子组合旨在落入本公开的范围内，并且在一些实施例中可以省略某些方法或过程块。此外，除非上下文另有说明，否则本文所述的方法和过程也不限于任何特定的顺序，并且与其相关的块或状态可以以其他适当的顺序执行，或者可以并行执行，或者以其他方式执行。可以将块或状态添加到所公开的示例实施例中或从所公开的示例实施例中移除。某些操作或过程的性能可以分布在计算机系统或计算机处理器之间，不仅驻留在单个机器内，而且部署在多个机器上。

本文所述的设备和方法可用于上述医学领域之外的领域中的应用。例如，这些设备和方法可用于提供有关机械系统的内部状况的信息，诸如车辆的发动机或变速器。听诊器功能可以用于检测发动机或变速器的机械过程中的异常情况。超声波功能可以用于对发动机或变速器进行成像以确定其是否遭受内部损坏。非听诊器、非超声传感器可以提供关于发动机或变速器的状态的附加信息，诸如其温度。

设备和方法可以用于基础设施的无损测试。例如，设备和方法可以用于检查混凝土的内部结构(在街道或高速公路、桥梁、建筑物或其他结构中)以确定混凝土内的混凝土或金属钢筋是否已损坏。该设备和方法可以用于检查管道的内部结构以确定它们是否损坏并且可能对生命、财产或环境构成威胁。

本文所述的设备和方法可以用于检查其他建筑材料的内部结构，诸如石头、砖、木材、石膏板、绝热材料、塑料管道、聚氯乙烯(PVC)管道、玻璃纤维或油漆。

五.目前优选的实施方式

1.在一个当前优选的实施例中，本发明提供了一种血压测量设备，包括：第一换能器，其被配置为发射具有多个频率的多个声波，声波被配置为使受试者的血管发生振动；第二换能器，其被配置为捕获血管的一个或多个超声图像；处理设备，其被配置为：基于一个或多个捕获的超声图像，确定血管的共振频率；并基于血管的壁厚、血管的半径或直径以及确定的共振频率计算出血管或受试者的血压。

2.根据段落1所述的血压测量设备，其中一个或多个捕获的超声图像用于测量血管的壁厚和血管的半径或直径。

3.根据段落1或2所述的血压测量设备，其中一个或多个捕获的超声图像包括多个超声图像，其中确定血管的共振频率包括：

基于多个超声图像确定多个频率中使血管的振动最大化的频率；以及

选择频率作为共振频率。

4.根据前述任一段落所述的血压测量设备，还包括：音频信号发生器，其电耦合到第一换能器，音频信号发生器被配置为调整由第一换能器发射的声波的频率。

5.根据前述任一段落所述的血压测量设备，其中音频信号发生器包括至少一个可变电阻器，其调整由第一换能器发射的声波的频率。

6.根据前述任一段落所述的血压测量设备，其中每个频率在1Hz和3000Hz之间。

7.根据前述任一段落所述的血压测量设备，其中频率中的每一个在670Hz和2300Hz之间。

8.根据前述任一段落所述的血压测量设备，其中血管是受试者的颈动脉。

9.根据前述任一段落所述的血压测量设备，其中第一换能器是音频扬声器。

10.根据前述任一段落所述的血压测量设备，还包括：衬底，其中衬底包括用于粘附到受试者皮肤的粘合表面，其中第一换能器和第二换能器合并在衬底中。

11.根据段落10所述的血压测量设备，其中衬底被粘附在血管的附近。

12.根据段落11所述的血压测量设备，其中血管是颈动脉。

13.根据段落10至12中任一项所述的血压测量设备，其中衬底包括对准线。

14.根据段落13所述的血压测量设备，其中衬底包括透明窗口。

15.根据段落10所述的血压测量设备，还包括第三换能器，第三换能器被配置为捕获血管的第二组一个或多个超声图像。

16.根据段落15所述的血压测量设备，其中第二换能器和第三换能器各自具有相应的共振频率，并且其中第二换能器包括与第三换能器的频率响应部分重叠的频率响应；并且处理设备处理由第一换能器和第二换能器进行的测量。

17.根据段落16所述的血压测量设备，其中对由第一换能器和第二换能器进行的测量的处理包括对第一频率响应和第二频率响应进行归一化。

18.根据段落15所述的血压测量设备，还包括第四换能器，其被配置为捕获血管的第三组一个或多个超声图像。

19.根据段落15所述的血压测量设备，还包括：衬底，其中衬底包括用于粘附到受试者皮肤的粘合表面，其中第一换能器、第二换能器和第三换能器合并在衬底中。

20.根据段落19所述的血压测量设备，其中衬底被粘附在血管的附近。

21.根据段落20所述的血压测量设备，其中血管是颈动脉。

22.根据段落21所述的血压测量设备，其中衬底包括对准线。

23.根据段落22所述的血压测量设备，其中衬底还包括透明窗口。

24.根据段落16所述的血压测量设备，还包括第四换能器，其被配置为捕获血管的第三组一个或多个超声图像。

25.根据段落24所述的血压测量设备，其中第四换能器包括与第二换能器的频率响应部分重叠的频率响应。

26.根据段落24所述的血压测量设备，其中第四换能器包括与第三换能器的频率响应部分重叠的频率响应。

27.根据段落24所述的血压测量设备，其中第四换能器包括与第二换能器和第三换能器的频率响应部分重叠的频率响应。

28.根据段落24所述的血压测量设备，还包括：衬底，其中衬底包括用于粘附到受试者皮肤的粘合表面，其中第一换能器、第二换能器和第三换能器合并在衬底中。

29.根据段落28所述的血压测量装置，其中衬底被粘附在血管的附近。

30.根据段落29所述的血压测量装置，其中血管是颈动脉。

31.根据段落30所述的血压测量装置，其中衬底包括对准线。

32.根据段落31所述的血压测量装置，其中衬底还包括透明窗口。

33.根据前述任一段落所述的血压测量设备，还包括第三换能器，其被配置为捕获血管的第二组一个或多个超声图像。

34.根据段落33所述的血压测量设备，其中第二换能器和第三换能器各自具有相应的共振频率，并且其中第二换能器包括与第三换能器的频率响应部分重叠的频率响应；并且处理设备处理由第一换能器和第二换能器进行的测量。

35.根据段落34所述的血压测量设备，其中对由第一换能器和第二换能器进行的测量的处理包括对第一频率响应和第二频率响应进行归一化。

36.根据段落33所述的血压测量设备，还包括第四换能器，其被配置为捕获血管的第三组一个或多个超声图像。

37.根据段落34所述的血压测量设备，还包括第四换能器，其被配置为捕获血管的第三组一个或多个超声图像。

38.根据段落37所述的血压测量设备，其中第四换能器包括与第二换能器的频率响应部分重叠的频率响应。

39.根据段落37所述的血压测量设备，其中第四换能器包括与第三换能器的频率响应部分重叠的频率响应。

40.根据段落37所述的血压测量设备，其中第四换能器包括与第二换能器和第三换能器二者的频率响应部分重叠的频率响应。

41.在一个当前优选的实施例中，本发明提供了一种存储可由处理器执行的指令的非暂时性计算机可读存储介质，其中指令的执行使血压测量设备执行包括以下操作的操作：使用在受试者的血管附近的第一换能器，发射具有多个频率的多个声波，这些声波引起受试者的血管振动；基于血管对多个声波的振动响应，确定血管的共振频率；使用发射超声波的第二换能器确定血管的壁厚和半径或直径；基于共振频率、血管的壁厚、血管的半径或直径，计算出受试者的血压。

42.根据段落41所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述操作还包括：使用所述第二换能器在所述血管响应于所述声波而振动时捕获所述血管的多个超声图像，其中确定所述血管的共振频率包括：根据超声图像确定血管的共振频率。

43.根据段落41或42所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中确定所述血管的壁厚和半径包括：使用所述第二换能器将超声波引导至血管；使用第二换能器接收从血管的回波边界反射的超声波。

44.根据段落41所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中在计算血压之后，操作还包括：使用第一换能器和第二换能器确定血管的更新的半径和血液流经血管的更新的速度；基于更新的半径和更新的速度计算更新的血压。

45.根据前述任一段落所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中多个声波的多个频率在1Hz和3000Hz之间。

46.根据前述任一段落所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中多个声波的多个频率在670Hz和2300Hz之间。

47.根据前述任一段落所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中第一换能器是音频扬声器。

48.根据前述任一段落所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中操作还包括使用第三换能器捕获血管的第一组超声图像。

49.根据段落48所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中操作还包括使用第二换能器捕获血管的第二组超声图像。

50.根据段落49所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中操作还包括通过第一组超声图像对第二组超声图像进行归一化。

51.根据段落49所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中操作还包括使用第四换能器捕获血管的第三组超声图像。

52.根据段落51所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中操作还包括通过第一组超声图像对第二组超声图像进行归一化。

53.根据段落52所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中操作还包括通过第三组超声图像对第二组超声图像进行归一化。

54.在一个当前优选的实施例中，本发明提供了一种方法，包括：使用在受试者血管附近的第一换能器发射具有多个频率的多个声波，这些声波引起受试者的血管振动；基于血管对声波的振动响应，确定血管的共振频率；使用发射超声波的第二换能器确定血管的壁厚和半径或直径；基于共振频率、血管的壁厚、血管的半径或直径，计算出受试者的血压。

55.根据段落54所述的方法，还包括：使用第二换能器在血管响应于声波而振动时捕获血管的多个超声图像，其中确定血管的共振频率包括：根据超声图像确定血管的共振频率。

56.根据段落54或55所述的方法，其中确定血管的壁厚和半径包括：使用第二换能器将超声波引导至血管；并且使用第二换能器接收从血管的回波边界反射的超声波。

57.根据前述任一段落所述的方法，其中在计算血压之后，该方法还包括：使用第一换能器和第二换能器确定血管的更新的半径和血液流过血管的更新的速度；并且基于更新的半径和更新的速度计算更新的血压。

58.根据前述任一段落所述的方法，其中每个频率在670Hz和2300Hz之间。

59.根据段落55所述的方法，还包括当血管响应于声波而振动时，使用第三换能器捕获血管的第二组多个超声图像。

60.根据段落59所述的方法，还包括用由第三换能器捕获的血管的第二组多个超声图像对由第二换能器捕获的血管的多个超声图像进行归一化。

61.根据段落59所述的方法，还包括当血管响应于声波而振动时，使用第四换能器捕获血管的第三组多个超声图像。

62.根据段落61所述的方法，还包括用由第三换能器捕获的血管的第二组多个超声图像对由第二换能器捕获的血管的多个超声图像进行归一化。

63.根据段落62所述的方法，还包括用由第四换能器捕获的血管的第三组多个超声图像对由第二换能器捕获的血管的多个超声图像进行归一化。

64.在一个当前优选的实施例中，本发明提供了一种血压测量装置，包括：第一换能器，其被配置为将声波引导至血管；第二换能器，其被配置为将超声波引导至血管，接收由血管的回波边界反射的超声波，测量血管的横截面的半径或直径，并测量血管的横截面的壁厚。

65.根据段落64所述的血压测量装置，其中第一换能器是电声换能器并且第二换能器是压电超声换能器。

66.根据段落64或65所述的血压测量装置，其中装置还包括耦合到第一换能器的音频信号发生器。

67.根据段落66所述的血压测量装置，其中音频信号发生器被配置为改变声波的频率。

68.根据段落67所述的血压测量装置，还包括显示器。

69.根据段落68所述的血压测量装置，其中显示器示出了声波的频率。

70.根据段落69所述的血压测量装置，其中第二换能器监测血管的横截面的振动。

71.根据段落67所述的血压测量装置，其中第二换能器监测血管的横截面的振动，并且其中第二换能器记录横截面的振动的频率并确定其共振频率。

72.根据段落71所述的血压测量装置，其中当血管的横截面的振动处于最大时确定共振频率。

73.根据前述任一段落所述的血压测量装置，其中声波的频率在1Hz至3000Hz的范围内变化。

74.根据前述任一段落所述的血压测量装置，其中声波的频率在670Hz至2300Hz的范围内变化。

75.根据前述任一段落所述的血压测量装置，其中电声换能器是音频扬声器。

76.根据段落75所述的血压测量装置，其中音频扬声器是高音扬声器。

77.根据段落64至76中任一项所述的血压测量装置，其中血管是动脉或静脉。

78.根据前述任一段落所述的血压测量装置，其中第一换能器和第二换能器耦合到衬底，并且其中衬底包括粘合剂背衬。

79.根据段落78所述的血压测量装置，其中衬底被粘附在血管的附近。

80.根据段落79所述的血压测量装置，其中血管是颈动脉。

81.根据段落78至80中任一项所述的血压测量装置，其中衬底包括对准线。

82.根据段落78至80中任一项所述的血压测量装置，其中衬底包括对准线和透明窗口。

83.在一个当前优选的实施例中，本发明提供了一种测量血压的方法，该方法包括：确定血管的横截面的半径和壁厚；将声波引导至血管；改变声波的频率；检测血管的横截面的最大共振以确定血管的共振频率；基于确定的共振频率、血管的半径和壁厚计算血管内的血压。

84.根据段落83所述的方法，其中改变声波的频率包括在1Hz至3000Hz的范围内改变声波的频率。

85.根据段落83所述的方法，其中改变声波的频率包括在670Hz至2300Hz的范围内改变声波的频率。

86.根据前述任一段落所述的方法，其中通过使用压电超声换能器来检测最大共振来确定共振频率。

87.根据段落86所述的方法，其中压电超声换能器包括至少3kHz的采样率。

88.根据前述任一段落所述的方法，其中确定血管的半径和壁厚的步骤包括将超声波引导至血管并接收从血管的回波边界反射的反射的超声波。

89.根据段落88所述的方法，还包括测量反射的超声波的多普勒频移，并且计算血管的波速。

90.根据段落89所述的方法，其中多普勒频移由压电超声换能器测量。

91.根据前述任一段落所述的方法，其中血管是动脉或静脉。

92.根据前述任一段落所述的方法，还包括将第一组传输的超声波引导朝向血管并且从血管捕获第一组反射的超声波。

93.根据段落92所述的方法，其中将第一组传输的超声波引导朝向血管和从血管捕获第一组反射的超声波的步骤由单个超声换能器进行。

94.根据前述任一段落所述的方法，还包括利用第一超声换能器将第一组传输的超声波引导朝向血管并且利用第二超声换能器从血管捕获第一组反射的超声波。

95.根据前述任一段落所述的方法，还包括利用第一超声换能器将第一组传输的超声波引导朝向血管并且利用第一超声换能器和第二超声捕获来自血管的第一组反射的超声波。

96.根据前述任一段落所述的方法，还包括利用第一超声换能器将第一组传输的超声信号引导朝向血管，并且利用第一超声换能器捕获来自血管的第一反射的超声信号。

97.根据段落96所述的方法，进一步用第二超声换能器捕获来自血管的第二反射的超声信号。

98.根据段落97所述的方法，还包括用第二反射的超声信号对第一反射的超声信号进行归一化。

99.根据段落97所述的方法，还包括利用第三超声换能器捕获来自血管的第三反射的超声信号。

100.根据段落99所述的方法，还包括用第三反射的超声信号对第一反射的超声信号进行归一化。

101.根据前述任一段落所述的方法，其中血管是颈动脉。

102.在一个当前优选的实施例中，本发明提供了一种用于传输和接收超声信号的系统，该系统包括：软件定义的无线电，其包括一个或多个输出和一个或多个输入；超声信号处理电路，其电耦合到软件定义的无线电；以及一个或多个超声换能器，其电耦合到超声信号处理电路，其中超声信号处理电路处理来自软件定义的无线电的一个或多个输出的一个或多个超声传输信号，并且将处理的超声传输信号传输到一个或多个超声换能器以产生超声波，并且其中信号处理单元处理来自一个或多个超声换能器的一个或多个接收到的超声信号并且将处理的接收到的超声信号传输到软件定义的无线电的一个或多个输入。

103.根据段落102所述的系统，其中超声处理电路包括至少一个高压放大器，以放大来自软件定义的无线电的一个或多个输出的一个或多个超声传输信号。

104.根据段落103所述的系统，其中超声处理电路包括至少一个可变增益放大器以放大从一个或多个超声换能器接收的一个或多个超声信号。

105.根据前述任一段落所述的系统，其中超声处理电路包括至少一个可变增益放大器以放大来自一个或多个超声换能器的一个或多个接收到的超声信号。

106.根据前述任一段落所述的系统，其中软件定义的无线电的输出包括增益斜坡和传输脉冲。

107.根据段落106所述的系统，其中超声处理电路包括用于放大传输脉冲的高压放大器。

108.根据段落107所述的系统，其中超声处理电路包括可变增益放大器，以基于由软件定义的无线电传输的增益斜坡放大来自一个或多个超声换能器的一个或多个接收到的超声信号。

109.根据段落108所述的系统，其中斜坡信号的放大率对应于自从软件定义的无线电发射斜坡信号的初始脉冲以来的时间。

110.根据段落109所述的系统，超声换能器包括第一像素组和第二像素组。

111.根据段落110所述的系统，其中第一像素组和第二像素组各自包括16个像素。

112.根据段落111所述的系统，其中第一像素组被配置为接收处理的超声传输信号。

113.根据段落111所述的系统，其中只有第一像素组接收处理的超声传输信号。

114.根据段落113所述的系统，其中一个或多个接收到的超声信号由第一像素组和第二像素组接收并传输到超声处理电路。

115.根据段落108所述的系统，其中可变增益放大器是低噪声、单端、线性、通用可变增益放大器。

116.根据前述任一段落所述的系统，其中超声换能器包括第一像素组和第二像素组。

117.根据段落116所述的系统，其中第一像素组被配置为接收处理的超声传输信号。

118.根据段落117所述的系统，其中只有第一像素组接收处理的超声传输信号。

119.根据段落118的系统，还包括连接到软件定义的无线电的计算设备，使得计算设备控制软件定义的无线电的一个或多个输出。

120.根据段落119所述的系统，其中计算设备包括显示器，其中显示器显示由软件定义的无线电的一个或多个输入接收的数据。

121.根据段落120所述的系统，其中显示器显示由一个或多个超声换能器获得的一个或多个超声图像。

122.根据前述任一段落所述的系统，还包括连接到软件定义的无线电的计算设备，使得计算设备控制软件定义的无线电的一个或多个输出。

123.根据段落122所述的系统，其中计算设备包括显示器，其中显示器显示由软件定义的无线电的一个或多个输入接收的数据。

124.根据段落123所述的系统，其中显示器显示由一个或多个超声换能器获得的一个或多个超声图像。

125.在一个当前优选的实施例中，本发明提供了一种调节一个或多个超声信号的方法，该方法包括：从软件定义的无线电接收第一传输信号；放大第一传输信号，从而形成放大的传输信号；

用第一多路复用器将放大的传输信号转发到一个或多个超声换能器；用第一多路复用器从一个或多个超声换能器接收一个或多个接收到的超声信号；并且放大一个或多个接收到的超声信号，从而形成一个或多个放大的接收到的超声信号。

126.根据前述任一段落所述的方法，其中一个或多个接收到的超声信号的放大基于由软件定义的无线电传输的增益斜坡。

127.根据段落126所述的方法，其中放大是时间相关的。

128.根据段落127所述的方法，其中一个或多个接收到的超声信号的放大由一个或多个低噪声、单端、线性、通用可变增益放大器执行。

129.根据前述任一段落所述的方法，其中一个或多个接收到的超声信号的放大由一个或多个低噪声、单端、线性、通用可变增益放大器执行。

130.根据前述任一段落所述的方法，还包括朝向至少一个对象发射一个或多个超声波，其中至少一个对象反射一个或多个超声波，并且其中反射的超声波由一个或多个超声换能器检测到并且形成一个或多个接收到的超声信号。

131.根据段落130所述的方法，其中一个或多个接收到的超声信号的放大基于由软件定义的无线电传输的增益斜坡。

132.根据段落131所述的方法，其中放大是时间相关的。

133.根据段落132所述的方法，其中一个或多个接收到的超声信号的放大由一个或多个低噪声、单端、线性、通用可变增益放大器执行。

134.根据段落130所述的方法，其中至少一个对象是受试者的血管。

135.根据段落134所述的方法，其中血管是颈动脉。

六.定义

除非另外定义，否则本文使用的所有技术术语、符号和其他技术和科学术语或技术术语旨在具有与要求保护的主题所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。在一些情况下，为了清楚和/或为了便于参考，本文定义了具有普遍理解含义的术语，并且本文中包含的此类定义不一定被解释为表示与本领域通常理解的内容的实质性差异。

在整个本申请中，可以以范围格式呈现各种实施例。应当理解，范围格式的描述仅仅是为了方便和简洁，不应理解为对本公开的范围的硬性限制。因此，范围的描述应该被认为已经具体公开了所有可能的子范围以及该范围内的各个数值。例如，对范围如1到6的描述应被认为具有具体公开的子范围，诸如1到3、1到4、1到5、2到4、2到6、3到6等，以及该范围内的单个数字，例如1、2、3、4、5和6。无论范围的宽度如何，这都适用。

如在说明书和权利要求书中使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数引用，除非上下文另有明确规定。例如，术语“样品”包括多个样品，包括它们的混合物。

术语“确定”、“测量”、“评估”、“评定”、“测定”和“分析”在本文中经常互换使用以指代测量形式。这些术语包括确定元素是否存在(例如，检测)。这些术语可以包括定量、定性或定量和定性测定。评估可以是相对的或绝对的。“检测存在”可以包括确定存在的东西的量，以及根据上下文确定它是否存在。

术语“受试者”、“个体”或“患者”在本文中经常互换使用。“受试者”可以是包含表达的遗传物质的生物实体。生物实体可以是植物、动物或微生物，包括例如细菌、病毒、真菌和原生动物。受试者可以是体内获得或体外培养的生物实体的组织、细胞及其后代。受试者可以是哺乳动物。哺乳动物可以是人。受试者可能被诊断或怀疑处于疾病的高风险中。在一些情况下，受试者不一定被诊断或怀疑处于该疾病的高风险中。

术语“体内”用于描述发生在受试者体内的事件。

术语“离体”用于描述发生在对象体外的事件。不对受试者进行离体测定。相反，它是在与受试者分开的样本上执行的。对样品进行的离体测定的示例是“体外”测定。

术语“体外”用于描述发生在容纳实验室试剂的容器中的事件，以使其与获得材料的生物源分离。体外测定可以包含采用活细胞或死细胞的基于细胞的测定。体外测定还可以包含不采用完整细胞的无细胞测定。

如本文所用，术语“约”一个数字是指该数字加上或减去该数字的10％。术语“约”一个范围是指该范围减去其最小值的10％并加上其最大值的10％。

如本文所用，术语“或”可以被解释为包括或排他的意思。此外，单数的资源、操作或结构的描述不应被解读为排除复数。条件性语言(诸如“能够”、“可以”、“可能”或“可”)除非另有明确说明，或在所使用的上下文中以其他方式理解，通常旨在传达某些实施例包括，而其他实施例不包括某些特征、元件和/或步骤。

除非另有明确说明，否则本文档中使用的术语和短语及其变体应被解释为开放式而非限制性的。诸如“常规的”、“传统的”、“正常的”、“标准的”、“已知的”等形容词以及具有类似含义的术语不应被解释为将所描述的项目限制在给定的时间段或截至给定时间，但应解读为包含现在或将来任何时候可能可用或已知的常规、传统、正常或标准技术。在某些情况下，出现诸如“一个或多个”、“至少”、“但不限于”或其他类似短语的加宽词和短语，不应被理解为意味着在可能不存在此类加宽短语的情况下较窄的情况是预期的或需要的。

本文使用的章节标题仅用于组织目的，不应被解释为限制所描述的主题。

七.示例

包括以下示例仅用于说明目的并且不旨在限制本发明的范围。

示例1：使用袖带测量血压

在使用利用血压计袖带的先前方法测量血压的示例中，患者的手臂被安置在舒适的表面上。然后，受过训练的护士或医生将尺寸合适的袖带套在患者的上臂上。听诊器放置在患者的肱动脉上，就在袖带下方

受过训练的人然后将袖带充气至180mmHG并开始以3mm/秒的建议速率从袖带释放空气。受过训练的人必须在用听诊器听的同时观察袖带的血压计。

第一“敲击声”指示将使用血压计测量患者的收缩压的点。当“敲击声”消失后，使用血压计测量患者的舒张压。应记录测量的收缩压和舒张压。

进一步建议在另一臂中进行测量。应记录手臂的测量值之间的任何差异。此外，应记录受试者的位置和使用的袖带尺寸。

如果受试者的血压似乎升高，建议至少另外测量两次患者的血压。在测量之间有一段休息时间。

示例2：使用动脉共振测量血压

将包括一个或多个超声换能器和电声换能器的粘合剂衬底粘附到患者颈动脉附近。激活设置在粘合剂衬底上的电声换能器。

电声换能器在音频频率的范围内变化。超声换能器检测动脉中的共振何时处于最大水平。共振频率保持片刻并记录下来。超声换能器确定动脉的动脉壁厚度和直径。然后计算并记录患者的血压。

虽然本文已经示出和描述了本发明的优选实施例，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，这些实施例仅作为示例提供。在不背离本发明的情况下，本领域技术人员现在将想到许多变化、改变和替换。应当理解，在实践本发明时可以采用对本文描述的本发明的实施例的各种替代方案。所附权利要求旨在定义本发明的范围，并且这些权利要求范围内的方法和结构及其等同物由此被覆盖。

Claims (135)

1.一种血压测量设备，其包括：

第一换能器，其被配置为发射具有多个频率的多个声波，所述声波被配置为使受试者的血管振动；

第二换能器，其被配置为捕获所述血管的一个或多个超声图像；以及

处理设备，其被配置为：

基于所述一个或多个捕获的超声图像确定所述血管的共振频率；以及

基于所述血管的壁厚、所述血管的半径或直径以及确定的共振频率，计算所述血管或所述受试者的血压。

2.根据权利要求1所述的血压测量设备，其中所述一个或多个捕获的超声图像用于测量所述血管的所述壁厚和所述血管的所述半径或所述直径。

3.根据权利要求1所述的血压测量设备，其中所述一个或多个捕获的超声图像包括多个超声图像，其中确定所述血管的所述共振频率包括：

基于所述多个超声图像确定所述多个频率的使所述血管的振动最大化的频率；以及

选择所述频率作为所述共振频率。

4.根据权利要求1所述的血压测量设备，其还包括：音频信号发生器，其电耦合到所述第一换能器，所述音频信号发生器被配置为调整由所述第一换能器发射的声波的频率。

5.根据权利要求1所述的血压测量设备，其中所述音频信号发生器包括至少一个可变电阻器，其调整由所述第一换能器发射的声波的所述频率。

6.根据权利要求1所述的血压测量设备，其中所述频率中的每一个在1Hz和3000Hz之间。

7.根据权利要求6所述的血压测量设备，其中所述频率中的每一个在670Hz和2300Hz之间。

8.根据权利要求1所述的血压测量设备，其中所述血管是所述受试者的颈动脉。

9.根据权利要求1所述的血压测量设备，其中所述第一换能器是音频扬声器。

10.根据权利要求1所述的血压测量设备，其还包括：衬底，其中所述衬底包括用于粘附到所述受试者皮肤的粘合表面，其中所述第一换能器和所述第二换能器合并在所述衬底中。

11.根据权利要求10所述的血压测量装置，其中所述衬底贴附在所述血管附近。

12.根据权利要求11所述的血压测量装置，其中所述血管是颈动脉。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的血压测量装置，其中所述衬底包括对准线。

14.根据权利要求13所述的血压测量设备，其中所述衬底包括透明窗。

15.根据权利要求10所述的血压测量设备，还包括第三换能器，所述第三换能器被配置为捕获所述血管的第二组一个或多个超声图像。

16.根据权利要求15所述的血压测量设备，其中所述第二换能器和所述第三换能器各自具有相应的共振频率，并且其中所述第二换能器包括与所述第三换能器的频率响应部分重叠的频率响应；以及处理设备处理由所述第一换能器和所述第二换能器进行的测量。

17.根据权利要求16所述的血压测量设备，其中对由所述第一换能器和第二换能器进行的测量的处理包括对所述第一频率响应和所述第二频率响应进行归一化。

18.根据权利要求15所述的血压测量设备，其还包括第四换能器，所述第四换能器被配置为捕获所述血管的第三组一个或多个超声图像。

19.根据权利要求15所述的血压测量设备，其还包括：衬底，其中所述衬底包括用于粘附到所述受试者皮肤的粘合表面，其中所述第一换能器、所述第二换能器和所述第三换能器合并在所述衬底中。

20.根据权利要求19所述的血压测量装置，其中所述衬底被粘附在所述血管的附近。

21.根据权利要求20所述的血压测量装置，其中所述血管是颈动脉。

22.根据权利要求21所述的血压测量装置，其中所述衬底包括对准线。

23.根据权利要求22所述的血压测量装置，其中所述衬底还包括透明窗口。

24.根据权利要求16所述的血压测量设备，其还包括第四换能器，所述第四换能器被配置为捕获所述血管的第三组一个或多个超声图像。

25.根据权利要求24所述的血压测量设备，其中所述第四换能器包括与所述第二换能器的所述频率响应部分重叠的频率响应。

26.根据权利要求24所述的血压测量设备，其中所述第四换能器包括与所述第三换能器的所述频率响应部分重叠的频率响应。

27.根据权利要求24所述的血压测量设备，其中所述第四换能器包括与所述第二换能器和所述第三换能器的所述频率响应部分重叠的频率响应。

28.根据权利要求24所述的血压测量设备，其还包括：衬底，其中所述衬底包括用于粘附到所述受试者皮肤的粘合表面，其中所述第一换能器、所述第二换能器和所述第三换能器合并在所述衬底中。

29.根据权利要求28所述的血压测量设备，其中所述衬底被粘附在所述血管的附近。

30.根据权利要求29所述的血压测量设备，其中所述血管是颈动脉。

31.根据权利要求30所述的血压测量设备，其中所述衬底包括对准线。

32.根据权利要求31所述的血压测量设备，其中所述衬底还包括透明窗口。

33.根据权利要求1所述的血压测量设备，其还包括第三换能器，所述第三换能器被配置为捕获所述血管的第二组一个或多个超声图像。

34.根据权利要求33所述的血压测量设备，其中所述第二换能器和所述第三换能器各自具有相应的共振频率，并且其中所述第二换能器包括与所述第三换能器的频率响应部分重叠的频率响应；并且处理设备处理由所述第一换能器和所述第二换能器进行的测量。

35.根据权利要求34所述的血压测量设备，其中所述处理由所述第一换能器和第二换能器进行的测量包括对所述第一频率响应和所述第二频率响应进行归一化。

36.根据权利要求33所述的血压测量设备，其还包括第四换能器，所述第四换能器被配置为捕获所述血管的第三组一个或多个超声图像。

37.根据权利要求34所述的血压测量设备，其还包括第四换能器，所述第四换能器被配置为捕获所述血管的第三组一个或多个超声图像。

38.根据权利要求37所述的血压测量设备，其中所述第四换能器包括与所述第二换能器的所述频率响应部分重叠的频率响应。

39.根据权利要求37所述的血压测量设备，其中所述第四换能器包括与所述第三换能器的所述频率响应部分重叠的频率响应。

40.根据权利要求37所述的血压测量设备，其中所述第四换能器包括与所述第二换能器和所述第三换能器二者的所述频率响应部分重叠的频率响应。

41.一种存储可由处理器执行的指令的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述指令的执行使血压测量设备执行包括以下操作的操作：

使用在受试者的血管附近的第一换能器发射具有多个频率的多个声波，所述声波引起受试者的血管振动；

基于所述血管对所述多个声波的振动响应，确定所述血管的共振频率；

使用发射超声波的第二换能器确定所述血管的壁厚和半径或直径；以及

基于所述共振频率、所述血管的壁厚和所述血管的所述半径或所述直径，计算所述受试者的血压。

42.根据权利要求41所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述操作还包括：使用所述第二换能器在所述血管响应于所述声波而振动时捕获所述血管的多个超声图像，其中确定所述血管的所述谐振频率包括：从所述超声图像确定所述血管的所述谐振频率。

43.根据权利要求41所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中确定所述血管的所述壁厚和所述半径包括：

使用所述第二换能器将超声波引导至所述血管；以及

使用所述第二换能器接收从所述血管的回波边界反射的超声波。

44.根据权利要求41所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中在计算所述血压之后，所述操作还包括：

使用所述第一换能器和所述第二换能器确定所述血管的更新的半径和血液流经所述血管的更新的速度；以及

基于所述更新的半径和所述更新的速度计算更新的血压。

45.根据权利要求41所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述多个声波的所述多个频率在1Hz和3000Hz之间。

46.根据权利要求41所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述多个声波的所述多个频率在670Hz和2300Hz之间。

47.根据权利要求41所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述第一换能器是音频扬声器。

48.根据权利要求41所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述操作还包括使用第三换能器捕获所述血管的第一组超声图像。

49.根据权利要求48所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述操作还包括使用所述第二换能器来捕获所述血管的第二组超声图像。

50.根据权利要求49所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述操作还包括通过所述第一组超声图像对所述第二组超声图像进行归一化。

51.根据权利要求49所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述操作还包括使用第四换能器捕获所述血管的第三组超声图像。

52.根据权利要求51所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述操作还包括通过所述第一组超声图像对所述第二组超声图像进行归一化。

53.根据权利要求52所述的非暂时性计算机可读存储介质，其中所述操作还包括通过所述第三组超声图像对所述第二组超声图像进行归一化。

54.一种方法，其包括：

使用在受试者的血管附近的第一换能器发射具有多个频率的多个声波，所述声波引起受试者的血管振动；

基于所述血管对所述声波的所述振动响应，确定所述血管的共振频率；

使用发射超声波的第二换能器确定所述血管的所述壁厚和所述血管的半径或直径；以及

基于所述共振频率、所述血管的所述壁厚和所述血管的所述半径或所述直径，计算所述受试者的血压。

55.根据权利要求54所述的方法，其还包括：使用所述第二换能器在所述血管响应于所述声波而振动时捕获所述血管的多个超声图像，其中确定所述血管的所述共振频率包括：根据所述超声图像确定所述血管的所述共振频率。

56.根据权利要求54所述的方法，其中确定所述血管的所述壁厚和所述半径包括：

使用所述第二换能器将超声波引导至所述血管；以及

使用所述第二换能器接收从所述血管的回波边界反射的超声波。

57.根据权利要求54所述的方法，其中在计算所述血压之后，所述方法还包括：

使用所述第一换能器和所述第二换能器确定所述血管的更新的半径和血液流经所述血管的更新的速度；以及

基于所述更新的半径和所述更新的速度计算更新的血压。

58.根据权利要求54所述的方法，其中所述频率中的每一个在670Hz和2300Hz之间。

59.根据权利要求55所述的方法，其还包括使用第三换能器在所述血管响应于所述声波而振动时，捕获所述血管的第二组多个超声图像。

60.根据权利要求59所述的方法，其还包括利用由所述第三换能器捕获的所述血管的所述第二组多个超声图像对由所述第二换能器捕获的所述血管的所述多个超声图像进行归一化。

61.根据权利要求59所述的方法，其还包括使用第四换能器在所述血管响应于所述声波而振动时，捕获所述血管的第三组多个超声图像。

62.根据权利要求61所述的方法，其还包括利用由所述第三换能器捕获的所述血管的所述第二组多个超声图像对由所述第二换能器捕获的所述血管的所述多个超声图像进行归一化。

63.根据权利要求62所述的方法，其还包括利用由所述第四换能器捕获的所述血管的所述第三组多个超声图像对由所述第二换能器捕获的所述血管的所述多个超声图像进行归一化。

64.一种血压测量装置，其包括：

第一换能器，其被配置为将声波引导至血管；以及

第二换能器，其被配置为将超声波引导至所述血管，接收由所述血管的回波边界反射的超声波，测量所述血管的横截面的半径或直径，并且测量所述血管的所述横截面的壁厚。

65.根据权利要求64所述的血压测量装置，其中所述第一换能器是电声换能器，并且所述第二换能器是压电超声换能器。

66.根据权利要求65所述的血压测量装置，其中所述装置还包括耦合到所述第一换能器的音频信号发生器。

67.根据权利要求66所述的血压测量装置，其中所述音频信号发生器被配置为改变所述声波的频率。

68.根据权利要求67所述的血压测量装置，其还包括显示器。

69.根据权利要求68所述的血压测量装置，其中所述显示器示出了所述声波的所述频率。

70.根据权利要求69所述的血压测量装置，其中所述第二换能器监测所述血管的所述横截面的振动。

71.根据权利要求67所述的血压测量装置，其中所述第二换能器监测所述血管的横截面的振动，并且其中所述第二换能器记录所述横截面的所述振动的所述频率并且确定其共振频率。

72.根据权利要求71所述的血压测量装置，其中当所述血管的所述横截面的所述振动处于最大值时确定所述共振频率。

73.根据权利要求64所述的血压测量装置，其中所述声波的频率在1Hz至3000Hz的范围内变化。

74.根据权利要求73所述的血压测量装置，其中所述声波的频率在670Hz至2300Hz的范围内变化。

75.根据权利要求65所述的血压测量装置，其中所述电声换能器是音频扬声器。

76.根据权利要求75所述的血压测量装置，其中所述音频扬声器是高音扬声器。

77.根据权利要求64至76中任一项所述的血压测量装置，其中所述血管是动脉或静脉。

78.根据权利要求64所述的血压测量装置，其中所述第一换能器和所述第二换能器耦合到衬底，并且其中所述衬底包括粘合剂背衬。

79.根据权利要求78所述的血压测量装置，其中所述衬底被粘附在所述血管的附近。

80.根据权利要求79所述的血压测量装置，其中所述血管是颈动脉。

81.根据权利要求78至80中任一项所述的血压测量装置，其中所述衬底包括对准线。

82.根据权利要求78至80中任一项所述的血压测量装置，其中所述衬底包括对准线和透明窗口。

83.一种测量血压的方法，其包括：

确定血管的横截面的半径和壁厚；

将声波引导至所述血管；

改变所述声波的频率；

检测所述血管的所述横截面的最大共振以确定所述血管的共振频率；以及

基于确定的共振频率、所述血管的半径和壁厚计算所述血管中的血压。

84.根据权利要求83所述的方法，其中改变所述声波的频率包括在1Hz至3000Hz的范围内改变所述声波的所述频率。

85.根据权利要求83所述的方法，其中改变所述声波的所述频率包括在670Hz至2300Hz的范围内改变所述声波的所述频率。

86.根据权利要求83所述的方法，其中所述共振频率通过使用压电超声换能器检测所述最大共振来确定。

87.根据权利要求86所述的方法，其中所述压电超声换能器包括至少3kHz的采样率。

88.根据权利要求83所述的方法，其中确定所述血管的所述半径和所述壁厚的步骤包括将超声波引导至所述血管并且接收从所述血管的回波边界反射的反射的超声波。

89.根据权利要求88所述的方法，其还包括测量所述反射的超声波的多普勒频移，并且计算所述血管的波速。

90.根据权利要求89所述的方法，其中所述多普勒频移通过压电超声换能器测量。

91.根据权利要求83至90中任一项所述的方法，其中所述血管是动脉或静脉。

92.根据权利要求83所述的方法，其还包括将第一组传输的超声波引导朝向所述血管并且从所述血管捕获第一组反射的超声波。

93.根据权利要求92所述的方法，其中将第一组传输的超声波引导朝向所述血管和从所述血管捕获第一组反射的超声波的步骤由单个超声换能器进行。

94.根据权利要求83所述的方法，其还包括用第一超声换能器将第一组传输的超声波引导朝向所述血管，并且用第二超声换能器从所述血管捕获第一组反射的超声波。

95.根据权利要求83所述的方法，其还包括用第一超声换能器将第一组传输的超声波引导朝向所述血管，并且用所述第一超声换能器和第二超声捕获来自所述血管的第一组反射的超声波。

96.根据权利要求83所述的方法，其还包括用第一超声换能器将第一组传输的超声信号引导朝向所述血管，并且用所述第一超声换能器捕获来自所述血管的第一反射的超声信号。

97.根据权利要求96所述的方法，进一步用第二超声换能器捕获来自所述血管的第二反射的超声信号。

98.根据权利要求97所述的方法，其还包括用所述第二反射的超声信号对所述第一反射的超声信号进行归一化。

99.根据权利要求97所述的方法，其还包括用第三超声换能器从所述血管捕获第三反射的超声信号。

100.根据权利要求99所述的方法，其还包括用所述第三反射的超声信号对所述第一反射的超声信号进行归一化。

101.根据权利要求83所述的方法，其中所述血管是颈动脉。

102.一种用于传输和接收超声信号的系统，其包括：

软件定义的无线电，其包括一个或多个输出和一个或多个输入；

超声信号处理电路，其电耦合到所述软件定义的无线电；

一个或多个超声换能器，其电耦合到所述超声信号处理电路，

其中所述超声信号处理电路处理来自所述软件定义的无线电的所述一个或多个输出的一个或多个超声传输信号并且将处理的超声传输信号传输到所述一个或多个超声换能器以产生超声波，并且其中所述信号处理单元处理来自所述一个或多个超声换能器的一个或多个接收到的超声信号，并且将处理的接收到的超声信号传输到所述软件定义的无线电的所述一个或多个输入。

103.根据权利要求102所述的系统，其中所述超声处理电路包括至少一个高压放大器，以放大来自所述软件定义的无线电的所述一个或多个输出的所述一个或多个超声传输信号。

104.根据权利要求103所述的系统，其中所述超声处理电路包括至少一个可变增益放大器以放大来自所述一个或多个超声换能器的所述一个或多个接收到的超声信号。

105.根据权利要求102所述的系统，其中所述超声处理电路包括至少一个可变增益放大器，以放大来自所述一个或多个超声换能器的所述一个或多个接收到的超声信号。

106.根据权利要求102所述的系统，其中所述软件定义的无线电的所述输出包括增益斜坡和传输脉冲。

107.根据权利要求106所述的系统，其中所述超声处理电路包括用于放大所述传输脉冲的高压放大器。

108.根据权利要求107所述的系统，其中所述超声处理电路包括可变增益放大器，以基于由所述软件定义的无线电传输的所述增益斜坡放大来自所述一个或多个超声换能器的所述一个或多个接收到的超声信号。

109.根据权利要求108所述的系统，其中所述斜坡信号的放大率对应于自从所述软件定义的无线电发射所述斜坡信号的初始脉冲以来的时间。

110.根据权利要求109所述的系统，所述超声换能器包括第一像素组和第二像素组。

111.根据权利要求110所述的系统，其中所述第一像素组和所述第二像素组各自包括16个像素。

112.根据权利要求111所述的系统，其中所述第一像素组被配置为接收所述处理的超声传输信号。

113.根据权利要求111所述的系统，其中只有所述第一像素组接收所述处理的超声传输信号。

114.根据权利要求113所述的系统，其中所述一个或多个接收到的超声信号由所述第一像素组和所述第二像素组接收并传输到所述超声处理电路。

115.根据权利要求108所述的系统，其中所述可变增益放大器是低噪声、单端、线性、通用可变增益放大器。

116.根据权利要求102所述的系统，其中所述超声换能器包括第一像素组和第二像素组。

117.根据权利要求116所述的系统，其中所述第一像素组被配置为接收所述处理的超声传输信号。

118.根据权利要求117所述的系统，其中仅所述第一像素组接收所述处理的超声传输信号。

119.根据权利要求118所述的系统，还包括连接到所述软件定义的无线电的计算设备，使得所述计算设备控制所述软件定义的无线电的所述一个或多个输出。

120.根据权利要求119所述的系统，其中所述计算设备包括显示器，其中所述显示器显示由所述软件定义的无线电的所述一个或多个输入接收的数据。

121.根据权利要求120所述的系统，其中所述显示器显示由所述一个或多个超声换能器获得的一个或多个超声图像。

122.根据权利要求102所述的系统，其还包括连接到所述软件定义的无线电的计算设备，使得所述计算设备控制所述软件定义的无线电的所述一个或多个输出。

123.根据权利要求122所述的系统，其中所述计算设备包括显示器，其中所述显示器显示由所述软件定义的无线电的所述一个或多个输入接收的数据。

124.根据权利要求123所述的系统，其中所述显示器显示由所述一个或多个超声换能器获得的一个或多个超声图像。

125.一种调节一个或多个超声信号的方法，其包括：

从软件定义的无线电接收第一传输信号；

放大所述第一传输信号，从而形成放大的传输信号；

用第一多路复用器将所述放大的传输信号转发到一个或多个超声换能器；

用第一多路复用器从所述一个或多个超声换能器接收一个或多个接收到的超声信号；以及

放大所述一个或多个接收到的超声信号，从而形成一个或多个放大的接收到的超声信号。

126.根据权利要求125所述的方法，其中所述一个或多个接收到的超声信号的放大基于由所述软件定义的无线电传输的增益斜坡。

127.根据权利要求126所述的方法，其中所述放大是时间相关的。

128.根据权利要求127所述的方法，其中所述一个或多个接收到的超声信号的放大由一个或多个低噪声、单端、线性、通用可变增益放大器执行。

129.根据权利要求125所述的方法，其中所述一个或多个接收到的超声信号的放大由一个或多个低噪声、单端、线性、通用可变增益放大器执行。

130.根据权利要求125所述的方法，其还包括向至少一个对象发射一个或多个超声波，其中所述至少一种对象反射所述一个或多个超声波，并且其中所述反射的超声波由所述一个或多个超声换能器波检测并且形成所述一个或多个接收到的超声信号。

131.根据权利要求130所述的方法，其中所述一个或多个接收到的超声信号的放大基于由所述软件定义的无线电传输的增益斜坡。

132.根据权利要求131所述的方法，其中所述放大是时间相关的。

133.根据权利要求132所述的方法，其中所述一个或多个接收到的超声信号的放大由一个或多个低噪声、单端、线性、通用可变增益放大器执行。

134.根据权利要求130所述的方法，其中所述至少一个对象是受试者的血管。

135.根据权利要求134所述的方法，其中所述血管是颈动脉。

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