PT2016035041B - Apparatus and method for non-invasive pressure measurement of a fluid confined in a vessel with elastic or rigid walls fitted with an elastic window - Google Patents

Apparatus and method for non-invasive pressure measurement of a fluid confined in a vessel with elastic or rigid walls fitted with an elastic window Download PDF

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PT2016035041B
PT2016035041B PT5675015A PT5675015A PT2016035041B PT 2016035041 B PT2016035041 B PT 2016035041B PT 5675015 A PT5675015 A PT 5675015A PT 5675015 A PT5675015 A PT 5675015A PT 2016035041 B PT2016035041 B PT 2016035041B
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pressure
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vessel
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Manuel Rendeiro Cardoso João
Manuel Bolota Alexandre Correia Carlos
Catarina De Bastos Marques Pereira Helena
Da Gama Falcão Correia Miguel
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Univ De Coimbra
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Description

DESCRIÇÃO aparelho e método para medição não-invasiva da pressão deDESCRIPTION apparatus and method for non-invasive blood pressure measurement

UM FLUIDO CONFINADO NUM VASO DE PAREDES ELÁSTICAS OU DEA FLUID CONFINED IN A WALL OF ELASTIC WALLS OR

PAREDES RÍGIDAS DOTADO DE UMA JANELA ELÁSTICARIGID WALLS GATED FROM AN ELASTIC WINDOW

Área técnica da invençãoTechnical Area of the Invention

Esta invenção refere-se a um método e a um aparelho de deteção não invasivo para medição contínua da pressão interna de um fluido, confinado num vaso de paredes elásticas ou dotado de uma janela elástica.This invention relates to a non-invasive detection method and apparatus for continuously measuring the internal pressure of a fluid confined in an elastic wall vessel or provided with an elastic window.

Técnica anterior / Antecedentes da invençãoBackground Art / Background of the Invention

A pressão de um fluido confinado num vaso elástico pode ser avaliada de várias formas. 0 método padrão baseiase na inserção de um manómetro através da parede do vaso de modo a proporcionar um acoplamento direto desde o fluido até à superfície de deteção do transdutor. Este método proporciona uma medição direta, precisa e contínua da pressão do fluido; contudo, em alguns sistemas (como os biológicos), nem sempre é apropriado aplicar uma abordagem tão invasiva. A medição da pressão arterial (PA) ou pressão sanguínea num indivíduo vivo é possivelmente o caso mais significativo onde o uso de métodos não-invasivos apresenta várias vantagens: facilidade de uso, conveniência, velocidade, baixo custo, menor risco para o paciente e capacidade de ser aplicada a um grande número de sujeitos.The pressure of a confined fluid in an elastic vessel can be assessed in various ways. The standard method is to insert a pressure gauge through the vessel wall to provide direct coupling from the fluid to the transducer detection surface. This method provides a direct, accurate and continuous measurement of fluid pressure; however, in some systems (such as biological), it is not always appropriate to apply such an invasive approach. Measuring blood pressure (BP) or blood pressure in a living individual is possibly the most significant case where the use of noninvasive methods has several advantages: ease of use, convenience, speed, low cost, lower patient risk, and ability to be applied to a large number of subjects.

Espera-se que a presente invenção tenha particular impacto nas áreas da fisiologia e da medicina, uma vez que pode ser utilizado na monitorização não invasiva da PA e de outros parâmetros hemodinâmicos. 0 método não invasivo mais conhecido de medição clinica da PA é baseado num esfigmomanómetro de Riva-Rocci que é composto por uma braçadeira elástica que circunda o braço de forma a ocluir o vaso sanguíneo, um bolbo de borracha para insuflar a braçadeira e um manómetro aneroide para medir a pressão sanguínea. Quando a medição da PA é obtida manualmente, é necessário um estetoscópio, de modo a auscultar os sons gerados, à medida que a braçadeira é lentamente desinsuflada. Estes sons (Koroktoff) - uma série complexa de frequências audíveis produzidas por fluxo turbulento enquanto a braçadeira é esvaziada - são clinicamente importantes para medir pressão arterial sistólica e diastólica. Quando a medição da PA é obtida por dispositivos automáticos nãoinvasivos de medição da PA (NIPA), o estetoscópio não é necessário.The present invention is expected to have particular impact in the fields of physiology and medicine as it can be used for noninvasive monitoring of BP and other hemodynamic parameters. The most well-known noninvasive method of clinical BP measurement is based on a Riva-Rocci sphygmomanometer which consists of an elastic cuff surrounding the arm to occlude the blood vessel, a rubber bulb to inflate the cuff and an aneroid manometer. to measure blood pressure. When BP measurement is obtained manually, a stethoscope is required to hear the sounds generated as the cuff is slowly deflated. These sounds (Koroktoff) - a complex series of audible frequencies produced by turbulent flow while the cuff is emptied - are clinically important for measuring systolic and diastolic blood pressure. When BP measurement is obtained by non-invasive automatic BP measurement devices (NIPA), a stethoscope is not required.

A maioria dos sistemas automáticos NIPA baseiamse na técnica de oscilometria que mede a amplitude das oscilações que surgem no sinal de pressão interno da braçadeira durante o esvaziamento da braçadeira, usando um transdutor de pressão dentro do monitor. A amplitude máxima das pulsações arteriais corresponde à pressão arterial média. Os valores para as pressões sistólica e diastólica são obtidos usando algoritmos específicos e frequentemente proprietários que avaliam a taxa de variação das pulsações de pressão. Embora outras técnicas tenham sido descritas com vista a uma medição automática da PA (por exemplo: utilização de um microfone no lugar do estetoscópio ou de um sensor Doppler transcutâneo para detetar o movimento das paredes dos vasos sanguíneos nos diferentes estados de oclusão), nenhuma delas conseguiu ainda prevalecer à técnica oscilométrica.Most NIPA automatic systems are based on the oscillometry technique that measures the amplitude of oscillations that appear on the cuff internal pressure signal during cuff emptying using a pressure transducer inside the monitor. The maximum amplitude of arterial pulsations corresponds to the mean arterial pressure. Values for systolic and diastolic pressures are obtained using specific and often proprietary algorithms that evaluate the rate of change of pressure pulsations. Although other techniques have been described for automatic BP measurement (eg using a microphone instead of a stethoscope or a transcutaneous Doppler sensor to detect the movement of blood vessel walls in different occlusion states), none of them still prevailed the oscillometric technique.

Os métodos não-invasivos anteriormente descritos (método auscultatório padrão e oscilometria) são amplamente utilizados na prática clínica, no entanto, eles apenas possibilitam medições discretas e lentas da PA. Ambos os métodos requerem tipicamente 20-45 segundos para obter uma medição válida, sendo necessário um longo período (> 1 minuto) para iniciar uma nova medição, a fim de evitar danos nos vasos da parede. Estes métodos têm ainda outros inconvenientes, tais como: medição periférica da PA, dependência de um tamanho apropriado da braçadeira, dependência da sensibilidade do operador (método auscultatório), ausência de um algoritmo padronizado para a identificação das pressões sistólica e diastólica e ainda medidas inconsistentes devido à falta de validação dos sistemas (método oscilométrico).The non-invasive methods previously described (standard auscultatory method and oscillometry) are widely used in clinical practice, however, they only allow discrete and slow BP measurements. Both methods typically require 20-45 seconds to obtain a valid measurement and a long period (> 1 minute) is required to start a new measurement to avoid damage to the wall vessels. These methods also have other drawbacks such as: peripheral BP measurement, dependence on appropriate cuff size, operator sensitivity dependence (auscultatory method), absence of a standardized algorithm for identifying systolic and diastolic pressures, and inconsistent measurements. due to lack of system validation (oscillometric method).

No intuito de dar resposta à necessidade de uma análise contínua e não invasiva da PA, têm sido sugeridos vários sistemas. Os gue são bem aceites entre a comunidade médica são baseados ou no método Penaz ou na tonometria arterial de aplanação. O método de Penaz baseia-se na medição de uma forma de onda arterial calibrada num dedo da mão. Uma braçadeira é colocada em torno do meio do dedo e a pressão arterial é determinada, através do registo da pressão da braçadeira, necessária para manter um volume arterial constante (medido por díodos emissores de luz ou fotopletismografia). A tonometria arterial de aplanação consiste no aplanamento de uma artéria superficial suportada por uma estrutura óssea (artéria radial, por exemplo) , utilizando um transdutor de pressão (tonómetro). Ambos os métodos permitem um registo contínuo da onda de PA e a medição pulso-a-pulso da PA. Não obstante, estes dois métodos só permitem uma medição distai, particularmente vulnerável a artefactos de movimento. Em medições tonométricas é necessário um operador altamente especializado, uma vez que o posicionamento da ponta do tonómetro, bem como o nível de compressão na parede do vaso, tem que ser muito preciso e repetidamente ajustado e recalibrado. Além disso, e de modo a obter-se uma forma de onda de pressão calibrada, a tonometria arterial de aplanação exige um aparelho externo, geralmente baseado numa técnica que utilize braçadeira, para atingir os valores mínimo (diastólico) e máximo (sistólico) da pressão arterial.In order to address the need for continuous and noninvasive BP analysis, several systems have been suggested. Gues that are well accepted among the medical community are based on either the Poor method or the applanation arterial tonometry. Penaz's method is based on the measurement of a calibrated arterial waveform on a finger. A cuff is placed around the middle of the finger and blood pressure is determined by recording the cuff pressure required to maintain a constant arterial volume (measured by light-emitting diodes or photoplethysmography). Arterial applanation tonometry is the applanation of a superficial artery supported by a bony structure (radial artery, for example) using a pressure transducer (tonometer). Both methods allow continuous BP wave recording and pulse-to-pulse BP measurement. However, these two methods only allow distal measurement, particularly vulnerable to motion artifacts. In tonometric measurements a highly specialized operator is required since the positioning of the tonometer tip as well as the compression level on the vessel wall has to be very precise and repeatedly adjusted and recalibrated. In addition, and in order to obtain a calibrated pressure waveform, applanation arterial tonometry requires an external device, usually based on a cuff technique, to achieve the minimum (diastolic) and maximum (systolic) values. blood pressure.

Em medições baseadas no método Penaz, há um elevado risco de ocorrer oclusão venosa devido à permanente insuflação da braçadeira. Este método também apresenta outras desvantagens, tais como: custo elevado, inconveniência para o paciente e imprecisão relativa na medição dos níveis absolutos da PA.In measurements based on the Penaz method, there is a high risk of venous occlusion due to permanent cuff inflation. This method also has other disadvantages such as high cost, inconvenience to the patient and relative inaccuracy in measuring absolute BP levels.

Com base no exposto anteriormente, fica clara a necessidade de ser desenvolvido um novo método e sistema para medição continua e não-invasiva da PA e outros parâmetros relacionados, de uma forma simples, conveniente, sem braçadeira, com reduzida suscetibilidade ao ruído e aos movimentos do sujeito/operador e insensibilidade relativa ao posicionamento do aparelho no sujeito. A presente invenção tem por objetivo preencher todas as lacunas precedentes, proporcionando um instrumento e um método melhorados para a medição não invasiva da pressão de um fluido, confinado num vaso de paredes elásticas ou paredes rígidas providas de uma janela elástica, por meio duma unidade combinada acelerómetro-vibrador. 0 acelerómetro é montado junto ao vibrador numa plataforma comum e a medição baseia-se no efeito de modulação em amplitude que ocorre quando a pressão do fluido, transmitida através da parede ou janela do vaso, atenua as oscilações do vibrador, detetadas pelo acelerómetro.Based on the foregoing, it is clear that a new method and system for continuous and non-invasive BP measurement and related parameters needs to be developed in a simple, convenient, clamp-free manner with reduced susceptibility to noise and movement. subject / operator and insensitivity to the positioning of the device on the subject. The present invention aims to fill in all of the foregoing gaps by providing an improved instrument and method for noninvasive measurement of fluid pressure confined in an elastic wall or rigid wall vessel provided with an elastic window by means of a combined unit. accelerometer-vibrator. The accelerometer is mounted next to the vibrator on a common platform and the measurement is based on the amplitude modulation effect that occurs when fluid pressure transmitted through the vessel wall or window attenuates vibrator oscillations detected by the accelerometer.

Descrição da arte relacionadaDescription of Related Art

A literatura existente revela várias tentativas para medir a pressão interna de um fluido de uma forma não invasiva, utilizando unidades excitador-detetor.Existing literature reveals several attempts to measure the internal pressure of a fluid in a non-invasive manner using exciter-detector units.

Na patente EP0681168B1 é apresentado um método e aparelho para determinar a pressão interna de um recipiente selado. Esta abordagem utiliza um batedor para excitar, pelo menos, o modo fundamental circunferencial radial de vibração do contentor e o seu primeiro harmónico, e um acelerómetro para detetar a vibração resultante da batida nesse contentor. No entanto, esta abordagem difere da presente invenção em aspetos significativos, tais como: 1) o referido método é baseado numa análise do modo vibratório enquanto o presente método é baseado na análise da atenuação de uma oscilação permanente induzida pelo vibrador e detetada pelo acelerómetro; 2) o referido aparelho é aplicado a um contentor selado, substancialmente cilíndrico, enquanto o presente aparelho apenas deve ser utilizado num vaso com uma parede ou janela elástica; e 3) o presente aparelho apresenta uma configuração única, baseada na combinação de um ou vários excitadores/detetores.EP0681168B1 discloses a method and apparatus for determining the internal pressure of a sealed container. This approach uses a beater to excite at least the container radial circumferential fundamental mode of vibration and its first harmonic, and an accelerometer to detect the vibration resulting from beating in that container. However, this approach differs from the present invention in significant respects such as: 1) said method is based on a vibration mode analysis while the present method is based on the vibration-induced permanent oscillation attenuation analysis detected by the accelerometer; 2) said apparatus is applied to a sealed, substantially cylindrical container, whereas the present apparatus is to be used only in a vessel with an elastic wall or window; and 3) the present apparatus has a unique configuration based on the combination of one or more exciter / detectors.

Outras patentes foram ainda analisadas, designadamente 1) uma unidade excitador-detetor para medir parâmetros fisiológicos (US5904654), 2) um aparelho e método para medir uma perturbação induzida com vista a determinar a pressão sanguínea (US55590649) e 3) um método e dispositivo para a determinação não-invasiva da PA (US6471655) . Na primeira e segunda patentes, o princípio de obtenção de parâmetros hemodinâmicos baseia-se na indução de uma perturbação no corpo, seguida pela deteção e estudo da perturbação depois desta ter percorrido uma certa distância ao longo do corpo. Na terceira patente, um aparelho baseado em ultrassons transmite uma onda acústica para o interior do vaso durante a sua compressão, recebe o seu eco e estima a pressão no interior do vaso utilizando uma distribuição tempo-frequência do eco. Todas estas invenções divergem da presente invenção, onde uma perturbação permanente é usada principalmente para excitar o acelerómetro e não a parede do vaso, não sendo reintroduzida no sistema.Other patents have been further analyzed, namely 1) an exciter-detector unit for measuring physiological parameters (US5904654), 2) an apparatus and method for measuring an induced disorder to determine blood pressure (US55590649) and 3) a method and device for noninvasive determination of BP (US6471655). In the first and second patents, the principle of obtaining hemodynamic parameters is based on the induction of a disturbance in the body, followed by the detection and study of the disturbance after it has traveled a certain distance along the body. In the third patent, an ultrasound-based apparatus transmits an acoustic wave into the vessel during compression, receives its echo, and estimates the pressure within the vessel using an echo time-frequency distribution. All of these inventions differ from the present invention, where a permanent disturbance is mainly used to excite the accelerometer rather than the vessel wall and is not reintroduced into the system.

Deve igualmente ser mencionado que o uso de acelerómetros para a avaliação não-invasiva da PA também é comum na literatura, mas geralmente como um elemento auxiliar que minimiza o erro de uma medida, através da eliminação de artefactos de movimento ou do ajuste de posicionamento (US20070142730, US20110054329). A utilização de acelerómetros como o elemento principal da medição é de facto a característica mais distinguível da presente invenção.It should also be mentioned that the use of accelerometers for noninvasive BP assessment is also common in the literature, but generally as an auxiliary element that minimizes measurement error by eliminating motion artifacts or positioning adjustment ( US20070142730, US20110054329). The use of accelerometers as the main element of measurement is in fact the most distinguishable feature of the present invention.

Como observação final, também é importante destacar que a ideia de usar sensores de aceleração para avaliar outros aspetos da condição cardiovascular foi divulgada em 2007, no relatório do projeto intitulado Cardioacelerometria - A avaliação da velocidade da onda de pulso usando acelerómetros. Neste relatório foram apresentados diferentes aparelhos baseados em sensores de aceleração para avaliar a velocidade da onda de pulso e os resultados obtidos em bancadas de teste ou em vários sujeitos sugeriram o enorme potencial destes sensores para avaliar um número significativo de parâmetros hemodinâmicos. No entanto, a presente invenção utiliza uma abordagem totalmente distinta, tanto em termos de arquitetura do dispositivo como na sua aplicação principal (medição de pressão interna do fluido).As a final note, it is also important to note that the idea of using acceleration sensors to assess other aspects of cardiovascular condition was first disclosed in 2007 in the project report entitled Cardioacelerometry - The assessment of pulse wave velocity using accelerometers. Different acceleration sensor-based devices for assessing pulse wave velocity were presented in this report, and the results obtained on test benches or various subjects suggested the enormous potential of these sensors to evaluate a significant number of hemodynamic parameters. However, the present invention uses a totally different approach, both in terms of device architecture and its main application (internal fluid pressure measurement).

Sumário da invençãoSummary of the Invention

A presente invenção refere-se a um aparelho e a um método para a medição não invasiva e contínua da pressão interna de um fluido, confinado num vaso de paredes elásticas ou de paredes rígidas dotado de uma janela elástica.The present invention relates to an apparatus and method for noninvasive and continuous measurement of the internal pressure of a fluid confined in an elastic wall or rigid walled vessel provided with an elastic window.

aparelho é baseado numa unidade vibradoracelerómetro que está montada num suporte comum contendo um ou vários vibradores, como excitadores, e um ou vários sensores de aceleração, como detetores. 0 vibrador pode ser um dispositivo mecânico ou eletromecânico, tal como qualquer tipo de motor ou atuador, um altifalante eletromagnético de qualquer tipo ou um transdutor piezoelétrico. 0 sensor de aceleração é um dispositivo elétrico, magnético ou eletrónico que fornece uma ou mais tensões elétricas proporcionais à aceleração que lhe é transmitida. 0 método para medição de pressão baseia-se no efeito de modulação de amplitude que ocorre quando a pressão do fluido transmitida através da parede ou janela do vaso atenua as oscilações do vibrador detetadas pelo acelerómetro. Este compreende o tratamento eletrónico e a computação da informação do acelerómetro e os parâmetros de vibração, quando o dispositivo é colocado em contacto mecânico com a parede elástica ou janela do vaso. 0 vaso pode ser de qualquer forma, incluindo tubular, e de qualquer natureza, incluindo os vasos do sistema vascular de animais e seres humanos, tais como artérias e veias.The apparatus is based on a vibrometer-accelerometer unit which is mounted on a common support containing one or more vibrators as exchangers and one or more acceleration sensors as detectors. The vibrator may be a mechanical or electromechanical device, such as any type of motor or actuator, an electromagnetic loudspeaker of any kind, or a piezoelectric transducer. An acceleration sensor is an electrical, magnetic or electronic device that supplies one or more electrical voltages proportional to the acceleration transmitted to it. The method for pressure measurement is based on the amplitude modulation effect that occurs when the pressure of fluid transmitted through the vessel wall or window attenuates the vibrator oscillations detected by the accelerometer. This comprises electronic processing and computation of accelerometer information and vibration parameters when the device is placed in mechanical contact with the elastic wall or vessel window. The vessel may be of any shape, including tubular, and of any nature, including vascular vessels of animals and humans, such as arteries and veins.

Esta invenção contempla ainda: 1) um método para estimar simultaneamente a morfologia da onda de pressão e outros parâmetros associados, tais como a complacência da parede do vaso, a distensão e dinâmica da distensão e um método de calibração da forma de onda de pressão estimada, com base no restabelecimento da atenuação para um valor de amplitude de referência predefinido, independentemente de qual a força exercida na parede do vaso. Embora algumas outras aplicações possíveis possam ser encontradas para esta invenção, o seu foco principal é a avaliação não invasiva da pressão arterial e da forma de onda da pressão arterial, em humanos.This invention further contemplates: 1) a method for simultaneously estimating pressure wave morphology and other associated parameters such as vessel wall compliance, distension and distension dynamics, and an estimated pressure waveform calibration method , based on restoring attenuation to a preset reference amplitude value, regardless of the force exerted on the vessel wall. Although some other possible applications can be found for this invention, its main focus is the noninvasive blood pressure and blood pressure waveform assessment in humans.

Breve descrição das figurasBrief Description of the Figures

As descrições que se seguem baseiam-se nos desenhos anexos nos quais, sem qualquer intenção limitativa, são representadas graficamente as caracteristicas e vantagens mais importantes da presente invenção.The following descriptions are based on the accompanying drawings in which, without any limiting intention, the most important features and advantages of the present invention are graphically represented.

A Figura 1 é um diagrama de blocos da presente invenção.Figure 1 is a block diagram of the present invention.

As Figuras 2a à 2d são vistas em corte transversal de uma configuração geral possível do aparelho com os seus elementos principais, referentes a algumas das concretizações preferenciais.Figures 2a to 2d are cross-sectional views of a possible general configuration of the apparatus with its main elements, referring to some of the preferred embodiments.

As Figuras 2e à 2f são vistas em corte transversal de uma configuração alternativa possível do aparelho, referentes a algumas das concretizações preferenciais.Figures 2e to 2f are cross-sectional views of a possible alternative embodiment of the apparatus referring to some of the preferred embodiments.

A Figura 3 é uma vista superior em 3-D de uma possível configuração externa do presente aparelho.Figure 3 is a 3-D top view of a possible external configuration of the present apparatus.

A Figura 4 descreve os principais locais de registo para a avaliação da pressão arterial num sujeito vivo e os mecanismos de ligação preferidos para a aquisição de sinais com a presente invenção.Figure 4 depicts the main recording sites for the assessment of blood pressure in a living subject and preferred binding mechanisms for signal acquisition with the present invention.

A Figura 5a é um fluxograma esquemático que esclarece as fases gerais do primeiro método preferencial para a estimativa da pressão do fluido e outros parâmetros relacionados.Figure 5a is a schematic flowchart clarifying the general phases of the first preferred method for estimating fluid pressure and other related parameters.

A Figura 5b é um fluxograma esguemático gue explicita as fases gerais do segundo método preferencial para a estimativa da pressão do fluido e outros parâmetros relacionados.Figure 5b is a schematic flow chart showing the general phases of the second preferred method for estimating fluid pressure and other related parameters.

A Figura 6 é uma representação gráfica dos sinais típicos adguiridos numa bancada de teste com a presente invenção, baseada num acelerómetro de 3 eixos, imediatamente antes da sonda estar em contacto com a parede do vaso e guando esta entra progressivamente em contacto com a parede do vaso.Figure 6 is a graphical representation of typical signals drawn on a test bench of the present invention based on a 3-axis accelerometer just before the probe contacts the vessel wall and progressively contacts the vessel wall. vase.

As Figuras 7a à 7c são representações gráficas dos sinais obtidos numa bancada de teste, com uma sonda baseada num acelerómetro de 3 eixos e com um manómetro gue é inserido através da parede do vaso.Figures 7a to 7c are graphical representations of signals obtained on a test bench, with a probe based on a 3-axis accelerometer and with a pressure gauge which is inserted through the vessel wall.

A Figura 7d é uma representação gráfica do sinal de referência obtido pelo manómetro e dos perfis superior e inferior, calculados a partir dos sinais apresentados nas figuras 7a à 7c, utilizando a abordagem do detetor de envelope.Figure 7d is a graphical representation of the reference signal obtained by the pressure gauge and the upper and lower profiles, calculated from the signals shown in figures 7a to 7c, using the envelope detector approach.

A Figura 7e é uma representação gráfica dos espectros de freguência filtrados, resultantes do produto entre as portadoras moduladas e a onda portadora original, guando se utiliza a abordagem do detetor de produto.Figure 7e is a graphical representation of the filtered product frequency spectra between the modulated carriers and the original carrier wave using the product detector approach.

A Figura 7f é uma representação gráfica do sinal de referência proveniente do manómetro e dos perfis temporais calculados a partir dos sinais apresentados nas figuras 7a à 7c, utilizando a abordagem do detetor de produto.Figure 7f is a graphical representation of the reference signal from the pressure gauge and the time profiles calculated from the signals shown in figures 7a to 7c using the product detector approach.

A Figura 7g é uma representação gráfica gue compara a forma de onda obtida de modo invasivo com o manómetro, e a forma de onda obtida de modo não invasivo, utilizando a diferença entre os perfis inferior e superior do sinal acelerométrico que está alinhado com a direção do movimento da parede do vaso.Figure 7g is a graphical representation comparing the invasively obtained waveform with the pressure gauge and the non-invasively obtained waveform using the difference between the upper and lower profiles of the accelerometric signal that is aligned with the direction. of vessel wall movement.

A Figura 7h é uma representação gráfica que compara a forma de onda obtida de modo invasivo com o manómetro, e a forma de onda obtida de modo não invasivo, utilizando o perfil total dos perfis apresentados na figura 7d.Figure 7h is a graphical representation comparing the invasively obtained waveform with the manometer and the noninvasively obtained waveform using the total profile of the profiles shown in Figure 7d.

A Figura 7i é uma representação gráfica que compara a forma de onda obtida de modo invasivo com o manómetro, e a forma de onda obtida de modo não invasivo, utilizando os perfis superior e inferior do sinal acelerométrico que está alinhado com a direção do movimento da parede do vaso.Figure 7i is a graphical representation comparing the invasively obtained waveform with the pressure gauge and the non-invasively obtained waveform using the upper and lower profiles of the accelerometric signal that is aligned with the direction of motion of the toilet wall.

A Figura 7j é uma representação gráfica que compara a forma de onda obtida de modo invasivo com o manómetro, e a forma de onda obtida de modo não invasivo, utilizando o perfil temporal recuperado do sinal acelerométrico que está alinhado com a direção do movimento da parede do vaso apresentada na figura 7f.Figure 7j is a graphical representation comparing the invasively obtained waveform with the pressure gauge and the non-invasively obtained waveform using the recovered time profile of the accelerometric signal that is aligned with the direction of wall movement. of the vessel shown in figure 7f.

A Figura 71 é uma representação gráfica que compara a forma de onda obtida de modo invasivo com o manómetro, e a forma de onda obtida de modo não invasivo, usando o perfil total dos perfis apresentados na figura 7f.Figure 71 is a graphical representation comparing the invasively obtained waveform with the pressure gauge and the noninvasively obtained waveform using the total profile of the profiles shown in Figure 7f.

A Figura 7m é uma representação gráfica de formas de onda de pressão calibradas, resultantes do cálculo do perfil inferior apresentado na figura 7i e da equação de calibração.Figure 7m is a graphical representation of calibrated pressure waveforms resulting from the calculation of the lower profile shown in Figure 7i and the calibration equation.

A Figura 8 é um exemplo de uma curva de calibração, obtida experimentalmente, para uso na avaliação da pressão arterial.Figure 8 is an example of an experimentally obtained calibration curve for use in blood pressure assessment.

As Figuras 9a to 9c são representações gráficas de sinais brutos (não processados) adquiridos num sujeito humano com uma sonda baseada num acelerómetro de 3 eixos, quando o aparelho de deteção é colocado sobre a artéria carótida.Figures 9a to 9c are graphical representations of raw (unprocessed) signals acquired in a human subject with a 3-axis accelerometer-based probe when the detector is placed over the carotid artery.

A Figura 9d é uma representação gráfica dos perfis superior e inferior, calculados a partir dos sinais apresentados nas figuras 9a à 9c, utilizando o método do detetor de envelope.Figure 9d is a graphical representation of the upper and lower profiles, calculated from the signals shown in figures 9a to 9c, using the envelope detector method.

A Figura 9e é uma representação gráfica dos perfis que resultam das quatro abordagens (métodos) preferidas: perfis inferior e superior do sinal acelerométrico que está alinhado com a direção do movimento da parede do vaso, diferença entre os perfis anteriores e o perfil total dos sinais apresentados na figura 9d.Figure 9e is a graphical representation of the profiles resulting from the four preferred approaches (methods): lower and upper profiles of the accelerometric signal that are aligned with the direction of vessel wall movement, difference between the previous profiles and the total signal profile. shown in figure 9d.

A Figura 9f é uma representação gráfica que apresenta a soma dos perfis superior e inferior do sinal acelerométrico que está alinhado com a direção do movimento da parede do vaso.Figure 9f is a graphical representation showing the sum of the upper and lower profiles of the accelerometric signal that is aligned with the direction of vessel wall movement.

A Figura 9g é uma representação gráfica das formas de onda de pressão arterial calibradas, resultantes da computação da diferença entre os perfis inferior e superior apresentado na figura 9e, e da equação de calibração adequada.Figure 9g is a graphical representation of the calibrated blood pressure waveforms resulting from the computation of the difference between the upper and lower profiles shown in Figure 9e, and the appropriate calibration equation.

A Figura 9h é uma representação gráfica das formas de onda de pressão arterial calibradas, resultantes da computação do perfil total apresentado na figura 9e, e da equação de calibração adequada.Figure 9h is a graphical representation of the calibrated blood pressure waveforms resulting from the computation of the total profile shown in Figure 9e and the appropriate calibration equation.

A Figura 9i é uma representação gráfica das formas de onda de pressão arterial calibradas, resultantes da computação do perfil inferior apresentado na figura 9e e da equação de calibração adequada.Figure 9i is a graphical representation of the calibrated blood pressure waveforms resulting from the computation of the lower profile shown in Figure 9e and the appropriate calibration equation.

A Figura 9j é uma representação gráfica das formas de onda de pressão arterial calibradas, resultantes da computação do perfil superior apresentado na figura 9e e da equação de calibração adequada.Figure 9j is a graphical representation of calibrated blood pressure waveforms resulting from the computation of the upper profile shown in Figure 9e and the appropriate calibration equation.

A Figura 91 é uma representação gráfica de uma forma de onda de pressão arterial calibrada, apresentada na figura 9g e os seus pontos notáveis principais.Figure 91 is a graphical representation of a calibrated blood pressure waveform shown in Figure 9g and its major notable points.

A Figura 10a é um exemplo de uma curva de calibração, obtida experimentalmente, para medição de pressão de um fluido confinado num vaso elástico.Figure 10a is an example of an experimentally obtained calibration curve for pressure measurement of a fluid confined in an elastic vessel.

A Figura 10b é uma representação gráfica que compara a forma de onda obtida de modo invasivo com o manómetro, e a forma de onda calibrada obtida de modo não invasivo com o aparelho, através da computação da diferença entre os perfis inferior e superior e a curva de calibração adequada (figura 10a) .Figure 10b is a graphical representation comparing the invasively obtained waveform with the pressure gauge and the non-invasively calibrated waveform obtained with the apparatus by computing the difference between the lower and upper profiles and the curve. of proper calibration (figure 10a).

LegendaSubtitle

Sensor de Aceleração 1Acceleration Sensor 1

2.7 - Estrutura2.7 - Structure

2.2 - Vibrador2.2 - Vibrator

Sensor deSensor

Aceleração 2Acceleration 2

2.3 - Vibrador2.3 - Vibrator

Parafuso deScrew

FixaçãoFixation

Placa deBoard of

Circuito ImpressaPrinted Circuit

2.102.10

Ponte Nãoou outra Placa de SuporteBridge No Other Support Plate

FlexívelFlexible

2.52.5

2.112.11

Pé de apoioSupport foot

2.122.12

Parede do vasoVase wall

2.6 - Interface Mecânico2.6 - Mechanical Interface

Descrição Detalhada da InvençãoDetailed Description of the Invention

Para fins ilustrativos, e sem qualquer carácter restritivo, a presente invenção será descrita em detalhe com referência às figuras apresentadas na secção 4. Ao longo da descrição seguinte são especificados pormenores específicos para proporcionar uma compreensão mais completa aos especialistas na técnica. Esta invenção não está de modo algum limitada na sua aplicação aos detalhes de construção e à organização de componentes aqui ilustrada. De forma semelhante, os resultados apresentados nalgumas figuras não se limitam ao que está aqui exposto. Além disso, o uso da sintaxe e da redação técnica não deve ser interpretado como limitativo. 0 uso de incluído, contendo, existente, composto, envolvendo, e variações destes é feita para incluir o acima mencionado e o seu equivalente.For illustrative purposes, and without limitation, the present invention will be described in detail with reference to the figures given in section 4. Specific details are specified throughout the following description to provide a more complete understanding to those skilled in the art. This invention is by no means limited in its application to the construction details and component arrangement illustrated herein. Similarly, the results presented in some figures are not limited to what is set forth herein. In addition, the use of syntax and technical writing should not be construed as limiting. Use of included, containing, existing, compound, wrapping, and variations thereof is made to include the above and its equivalent.

Numa perspetiva, a invenção é uma sonda e um sistema para medição não invasiva e automática da pressão interna de um fluido confinado num vaso de paredes elásticas ou dotado de uma janela elástica na sua parede. Noutra perspetiva, a invenção é um conjunto de métodos para avaliar a pressão interna do fluido e outros parâmetros associados que são independentes da ação do operador, isto é, da força que este exerce sobre a parede do vaso. Numa aplicação preferida, a sonda, o sistema e o conjunto de métodos são utilizados para avaliar a função fisiológica (por exemplo, a pressão arterial) de um sujeito humano de modo a proporcionar informação de base sobre seu estado cardiovascular. A invenção também pode ser concebida para ser adaptada para monitorizar a função fisiológica de outras espécies de sangue quente.In one perspective, the invention is a probe and a system for noninvasively and automatically measuring the internal pressure of a fluid confined in an elastic wall vessel or having an elastic window in its wall. From another perspective, the invention is a set of methods for assessing the internal pressure of the fluid and other associated parameters that are independent of the action of the operator, that is, the force exerted on the vessel wall. In a preferred application, the probe, system, and set of methods are used to assess the physiological function (e.g., blood pressure) of a human subject to provide background information on its cardiovascular state. The invention may also be designed to be adapted to monitor the physiological function of other warm-blooded species.

A Figura 1 ilustra os componentes e o processo geral da concretização preferida. Uma sonda 1.2 é colocada em contacto mecânico com uma parede ou janela do vaso que contém o fluido confinado 1.1. A sonda inclui um vibradorFigure 1 illustrates the components and general process of the preferred embodiment. A probe 1.2 is placed in mechanical contact with a vessel wall or window containing the confined fluid 1.1. The probe includes a vibrator

1.4 e um acelerómetro 1.3, montados numa plataforma comum, e está ligado a um sistema de aquisição 1.5 e a um gerador de sinal 1.9 que é responsável pela entrega de um sinal elétrico oscilatório ao vibrador. 0 vibrador gera uma perturbação oscilatória equivalente que é transmitida para a unidade mecânica e é detetada pelo acelerómetro. Ao mesmo tempo, a pressão do fluido que é transmitida através da parede ou janela do vaso é também detetada pelo acelerómetro, de tal forma que o seu sinal oscilatório permanente (resultante da excitação do vibrador) é atenuado e modulado em amplitude.1.4 and an accelerometer 1.3, mounted on a common platform, and is connected to a 1.5 acquisition system and a 1.9 signal generator which is responsible for delivering an oscillatory electrical signal to the vibrator. The vibrator generates an equivalent oscillatory disturbance that is transmitted to the mechanical unit and is detected by the accelerometer. At the same time, the pressure of the fluid that is transmitted through the vessel wall or window is also detected by the accelerometer, such that its permanent oscillatory signal (resulting from vibrator excitation) is attenuated and amplitude modulated.

A saída da sonda é introduzida num circuito de condicionamento 1.6 que amplifica os sinais do acelerómetro e monitoriza a corrente instantânea e a potência do vibrador utilizando uma resistência de deteção. Os sinais são depois entregues a um digitalizador 1.7 que converte os sinais analógicos numa representação digital. Os sinais digitalizados são fornecidos a um dispositivo de controlo eletrónico 1.8 que executa os vários passos que constituem a metodologia da invenção, incluindo: deteção de picos 1.12, extração de perfis 1.13, remoção de artefactos 1.14, calibração 1.11 e estimativa da pressão do fluido e outras variáveis relacionadas 1.15. 0 sinal de saída do dispositivo de controlo eletrónico é então convertido numa forma útil para o utilizador por meio de um dispositivo de apresentação digital ou analógico que contém informação numérica e gráfica. 0 dispositivo de controlo eletrónico pode também ser responsável por controlar e gerar os sinais 1.9 que excitam o vibrador, por exemplo, por meio de um sintetizador digital direto (SDD).The probe output is fed into a conditioning circuit 1.6 which amplifies the accelerometer signals and monitors the instantaneous current and vibrator power using a sensing resistor. The signals are then delivered to a digitizer 1.7 which converts the analog signals into a digital representation. The digitized signals are provided to an electronic control device 1.8 which performs the various steps constituting the methodology of the invention including: peak detection 1.12, profile extraction 1.13, artifact removal 1.14, calibration 1.11 and estimation of fluid pressure and other related variables 1.15. The output signal of the electronic control device is then converted into a form useful for the user by means of a digital or analog display device containing numerical and graphic information. The electronic control device may also be responsible for controlling and generating the vibrating excitation signals 1.9, for example by means of a direct digital synthesizer (SDD).

As Figuras 2a a 2e mostram as concretizações preferidas da sonda que constitui a presente invenção. Em geral, os principais elementos que constituem a sonda são:Figures 2a to 2e show preferred embodiments of the probe constituting the present invention. In general, the main elements that make up the probe are:

1) um ou mais acelerómetros 2.1, 2.8 (no caso da figura 2c);1) one or more accelerometers 2.1, 2.8 (in the case of Figure 2c);

2) um ou mais vibradores 2.2, 2.3; 3) uma placa de circuito impresso (PCB, em inglês) ou outra placa de suporte com as respetivas conexões elétricas 2.4; 4) uma interface mecânica 2.6 que está em contacto com a parede do vaso 2.12 5) uma base semirrígida tal como espuma, plástico ou determinado tipo de metaloide 2.5 que acomode a estrutura principal e 6) uma estrutura 2.7 que envolve a montagem e é adaptada para ser mantida contra a parede do vaso através de um dispositivo de fixação ou um operador. 0 vibrador pode ser um dispositivo mecânico ou eletromecânico tal como qualquer tipo de motor ou atuador fora do eixo, um altifalante eletromagnético de qualquer tipo ou um piezelétrico. 0 sensor de aceleração é um dispositivo elétrico, magnético ou eletrónico que gera uma ou mais tensões elétricas proporcionais à aceleração que lhe é transmitida. A interface mecânica consiste numa peça de forma achatada ou num outro elemento com uma configuração ergonómica, tal como um material polimérico, que permite a transmissão da distensão da parede móvel para a unidade de deteção. 0 centro da interface mecânica está alinhado com o centro do vibrador. Numa forma de realização, o acelerómetro, montado na mesma placa que os outros dois elementos, está posicionado em qualquer lugar quer ao lado do vibrador, quer ao lado da interface mecânica (figuras 2a à 2d). Numa outra forma de realização (figuras 2e à 2f) , o acelerómetro é colocado no lado oposto da placa, onde o vibrador se encontra e está alinhado com o centro do último.2) one or more vibrators 2.2, 2.3; 3) a printed circuit board (PCB) or other support plate with its electrical connections 2.4; 4) a mechanical interface 2.6 which is in contact with the vessel wall 2.12 5) a semi-rigid base such as foam, plastic or certain type of metalloid 2.5 that accommodates the main structure and 6) a structure 2.7 that surrounds the assembly and is adapted to be held against the vessel wall by a fastener or an operator. The vibrator may be a mechanical or electromechanical device such as any type of off-axis motor or actuator, an electromagnetic loudspeaker of any kind or a piezoelectric. An acceleration sensor is an electrical, magnetic or electronic device that generates one or more electrical voltages proportional to the acceleration transmitted to it. The mechanical interface consists of a flattened part or other ergonomically shaped element, such as a polymeric material, which allows transmission of the movable wall strain to the sensing unit. The center of the mechanical interface is aligned with the center of the vibrator. In one embodiment, the accelerometer, mounted on the same plate as the other two elements, is positioned anywhere either beside the vibrator or beside the mechanical interface (Figures 2a to 2d). In another embodiment (Figures 2e to 2f), the accelerometer is placed on the opposite side of the plate, where the vibrator is and is aligned with the center of the latter.

Existem várias implementações possíveis da sonda de deteção, no que diz respeito à sua disposição, elementos de posicionamento e encapsulamento. Numa forma de realização direta e preferida (figuras 2a e 2e), existe um acelerómetro do tipo MEMS (Sistema Microeletromecânico) e um vibrador, contido e ligado por um PCB. Numa outra forma de realização (figura 2b), o acelerómetro é do tipo MEMS, e existem dois ou mais vibradores, contidos e ligados por um PCB. Em particular, esta concretização é adequada para utilizar quer duas frequências de vibração distintas ou frequências muito semelhantes, de modo a criar batimentos.There are several possible implementations of the sensing probe with regard to its arrangement, positioning elements and encapsulation. In a direct and preferred embodiment (Figures 2a and 2e) there is a MEMS-type accelerometer (Microelectromechanical System) and a vibrator, contained and connected by a PCB. In another embodiment (Figure 2b), the accelerometer is of the MEMS type, and there are two or more vibrators contained and connected by a PCB. In particular, this embodiment is suitable for using either two distinct vibration frequencies or very similar frequencies to create beats.

Numa outra forma de realização (figura 2c), existe um vibrador e dois acelerómetros do tipo MEMS contidos e ligados por um PCB. Ambos os acelerómetros estão igualmente orientados e bem alinhados e a saida de ambos os sinais pode ser eletronicamente subtraída, de modo a remover todos os componentes de aceleração comuns. Esta configuração é apropriada especialmente para eliminar artefactos ou interferências mecânicas parasitárias que são introduzidas, por exemplo, por um operador. Esta configuração é também adequada em circunstâncias nas quais os acelerómetros MEMS de 2 eixos são usados para obter informações de aceleração de 3 eixos.In another embodiment (Figure 2c) there is a vibrator and two MEMS-type accelerometers contained and connected by a PCB. Both accelerometers are equally oriented and well aligned and the output of both signals can be electronically subtracted to remove all common acceleration components. This configuration is especially suitable for eliminating parasitic artifacts or mechanical interference that is introduced, for example, by an operator. This setting is also suitable in circumstances where 2-axis MEMS accelerometers are used to obtain 3-axis acceleration information.

Numa concretização adicional (figuras 2d), o acelerómetro do tipo MEMS e o vibrador estão contidos e ligados por um PCB que aumenta as vibrações da montagem. 0 PCB apresenta uma estrutura distinta, onde a parte posterior é fixada à caixa com parafusos 2.9 e a parte anterior é livre e pode vibrar com mais amplitude, devido à estrutura média em forma de feixe que os une.In a further embodiment (FIGS. 2d), the MEMS-type accelerometer and vibrator are contained and connected by a PCB that increases the vibrations of the assembly. The PCB has a distinct structure where the rear is fixed to the housing with screws 2.9 and the front is free and can vibrate more widely due to the average beam-like structure joining them together.

Em relação à interface mecânica da sonda de deteção, é possível identificar várias configurações preferidas. Numa forma de realização (figuras 2a-2d), a peça de interface está alinhada com o centro do vibrador que está situado no lado oposto do PCB e é pressionado contra um material semirrigido. Numa forma de realização adicional (figura 2f), a peça de interface está diretamente acoplada a uma ponte não flexível 2.10 que está colocada no meio do vibrador. Numa outra realização possível, a interface é um material polimérico que cobre e/ou encapsula o vibrador, de tal modo que toda superfície do vibrador pode ser utilizada para tocar a parede do vaso.Regarding the mechanical interface of the detection probe, it is possible to identify several preferred configurations. In one embodiment (Figures 2a-2d), the interface piece is aligned with the center of the vibrator which is situated on the opposite side of the PCB and is pressed against a semi-rigid material. In a further embodiment (Figure 2f), the interface piece is directly coupled to a non-flexible bridge 2.10 which is disposed in the middle of the vibrator. In another possible embodiment, the interface is a polymeric material that covers and / or encapsulates the vibrator such that the entire surface of the vibrator may be used to touch the vessel wall.

No que diz respeito ao suporte do vibrador, podem ser identificadas duas disposições distintas. Numa concretização (figuras 2a a 2d), o vibrador está em contacto com o PCB por meio de um pé de apoio 2.11 que o suporta no centro. Noutra concretização (figuras 2e a 2f) , é utilizada uma configuração equilátera na qual três suportes de base equidistantes 2.11 sustentam o vibrador na sua periferia. Em ambos os casos, os pés de apoio servem como espaçadores entre o vibrador e o PCB.With respect to the vibrator holder, two distinct arrangements can be identified. In one embodiment (Figures 2a to 2d), the vibrator is in contact with the PCB by means of a support foot 2.11 which supports it in the center. In another embodiment (Figures 2e to 2f), an equilateral configuration is used in which three equidistant base supports 2.11 support the vibrator at its periphery. In either case, the support feet serve as spacers between the vibrator and the PCB.

Na figura 3, é apresentada uma configuração 3-D exequível da vista superior da estrutura externa da sonda. Numa forma de realização preferida, a sonda de deteção está contida numa estrutura de deteção, tal como uma caixa de plástico ou de metal 3.1, e está em contacto com o vaso por meio de uma peça de interface 3.2 que comprime localmente a parede elástica. Numa outra disposição, a sonda de deteção pode ser enquadrada numa peça de material que inclui a unidade vibrador-acelerómetro e é acoplada diretamente à parede do vaso, utilizando um mecanismo de fixação tal como uma camada adesiva, uma banda ou faixa que sustenta o mesmo. Na figura 4, a implementação preferida da sonda é aplicada para medir a pressão arterial de um indivíduo humano, utilizando duas abordagens diferentes. Na primeira, a sonda encerrada é sustentada por um operador 4.1, enquanto que na segunda abordagem a sonda está ligada ao sujeito por meio de um colar de Velcro® 4.2, uma tira de borracha ou qualquer outro dispositivo de fixação conhecido pelo especialista na técnica. Em ambos os casos, a estrutura do sensor que está a ser suportada é adjacente a uma posição anatómica do sujeito e a interface mecânica está sobreposta, com uma certa pressão, a uma artéria superficial onde o pulso é palpável, tal como: artérias carótida A, braquial B, radial C ou femoral D.In Figure 3, a workable 3-D configuration of the top view of the probe outer structure is shown. In a preferred embodiment, the sensing probe is contained in a sensing structure, such as a plastic or metal housing 3.1, and is in contact with the vessel by means of an interface piece 3.2 that locally compresses the elastic wall. In another arrangement, the sensing probe may be framed in a piece of material that includes the vibrator-accelerometer unit and is coupled directly to the vessel wall using a clamping mechanism such as an adhesive layer, band or strip that supports it. . In Figure 4, the preferred probe implementation is applied to measure the blood pressure of a human subject using two different approaches. In the first, the enclosed probe is supported by an operator 4.1, while in the second approach the probe is attached to the subject by means of a Velcro® 4.2 collar, rubber strap or any other fixation device known to the person skilled in the art. In both cases, the sensor structure being supported is adjacent to an anatomical position of the subject and the mechanical interface is superimposed with some pressure on a superficial artery where the pulse is palpable, such as: carotid arteries A , brachial B, radial C or femoral D.

Na figura 5a, o método para medir a pressão do fluido, de acordo com a presente invenção, é descrito esquematicamente num diagrama de blocos. A primeira etapa para iniciar o processo consiste em definir os parâmetros de excitação do vibrador 5.01. A forma de onda de excitação que aciona o vibrador pode ser sinusoidal, quadrada, triangular ou de qualguer outra forma adequada e a sua frequência pode ser composta por uma vasta gama de frequências e aplicada quer num modo contínuo ou de rajada (burst) . As experiências conduzidas para averiguar a gama de frequências satisfatórias determinaram que uma gama superior a 150Hz funciona bem com tecidos humanos. No entanto, verificou-se que a frequência ótima a ser utilizada, embora condicionada pela largura de banda do acelerómetro, deve corresponder à frequência onde a amplitude máxima das oscilações de aceleração é atingida. Como tal, numa implementação preferida, a primeira fase do método envolve a determinação desta frequência ótima de vibração, o que permitirá obter o ganho máximo do sistema.In Figure 5a, the method for measuring fluid pressure according to the present invention is described schematically in a block diagram. The first step to start the process is to set the vibrator 5.01 excitation parameters. The excitation waveform driving the vibrator may be sinusoidal, square, triangular or any other suitable shape and its frequency may be comprised of a wide range of frequencies and applied either in a continuous or burst mode. Experiments conducted to ascertain the satisfactory frequency range determined that a range greater than 150Hz works well with human tissues. However, it has been found that the optimal frequency to be used, although conditioned by the accelerometer bandwidth, must correspond to the frequency at which the maximum amplitude of acceleration oscillations is reached. As such, in a preferred implementation, the first phase of the method involves determining this optimum vibration frequency, which will yield the maximum system gain.

O processo de aquisição começa imediatamente antes da sonda ser posicionada e pressionada contra a parede do vaso, de modo a estabelecer uma amplitude da portadora de aceleração (valor de referência para a calibração) e a registar as oscilações sem restrições do vibrador, detetadas pelo próprio acelerómetro 5.02. Como resultado do posicionamento da sonda na parede do vaso 5.03, as oscilações detetadas pelo acelerómetro são atenuadas em amplitude. Como tal, e para fins de calibração, o valor de amplitude de referência inicialmente predefinido é restaurado, através do ajuste do sinal de excitação que aciona o vibrador 5.04. Em seguida, as novas oscilações moduladas em amplitude (condicionadas), detetadas pelo acelerómetro, são registadas 5.05. Numa concretização particular da invenção, os dados podem ser adquiridos durante um curto periodo de tempo, por exemplo 5s, 30s ou 60 segundos. Outros tempos de aquisição de dados podem também ser considerados pela presente invenção. Na verdade, os dados podem ser adquiridos continuamente durante um longo periodo de tempo, como 2448h. Numa concretização preferida, as gravações devem ser feitas durante o periodo de tempo durante o qual é interessante cobrir a variabilidade da pressão do fluido.The acquisition process begins immediately before the probe is positioned and pressed against the vessel wall to establish an acceleration carrier amplitude (reference value for calibration) and to record unrestricted vibrator oscillations detected by the probe itself. accelerometer 5.02. As a result of positioning the probe on the vessel wall 5.03, the oscillations detected by the accelerometer are attenuated in amplitude. As such, and for calibration purposes, the initially preset reference amplitude value is restored by adjusting the excitation signal that drives the vibrator 5.04. Then the new amplitude modulated (conditioned) oscillations detected by the accelerometer are recorded 5.05. In a particular embodiment of the invention, data may be acquired for a short period of time, for example 5s, 30s or 60 seconds. Other data acquisition times may also be considered by the present invention. In fact, data can be acquired continuously over a long period of time, such as 2448h. In a preferred embodiment, recordings should be made during the time period during which it is interesting to cover the variability of fluid pressure.

A Figura 6 ilustra os sinais tipicos adquiridos numa bancada de teste com a presente invenção, baseada num acelerómetro de 3 eixos, neste processo de aquisição inicial. O eixo c está alinhado com a direção do movimento da parede do vaso e os outros dois eixos a, b estão ortogonalmente alinhados com o eixo c1. Nestes sinais, três regiões diferentes podem ser realçadas: a região RI apresenta as oscilações detetadas pelo acelerómetro, imediatamente antes da sonda estar em contacto com a parede do vaso; a região R2 coincide com o posicionamento da sonda quando ela entra progressivamente em contacto com a parede do vaso e a região R3 representa as oscilações do acelerómetro, quando a sonda é colocada na parede do vaso, com uma certa pressão. A 2 2De agora em diante, a, bec referem-se às direções x,yez, representadas na figura 2.Figure 6 illustrates typical signals acquired on a test bench of the present invention based on a 3-axis accelerometer in this initial acquisition process. Axis c is aligned with the direction of movement of the vessel wall and the other two axes a, b are orthogonally aligned with axis c 1 . In these signals, three different regions can be highlighted: the region R1 shows the oscillations detected by the accelerometer just before the probe is in contact with the vessel wall; the R2 region coincides with the positioning of the probe when it progressively comes into contact with the vessel wall and the R3 region represents the accelerometer oscillations when the probe is placed on the vessel wall at a certain pressure. A 2 2 From now on, a, b and c refer to the x, y, and z directions shown in figure 2.

diferença entre a amplitude das oscilações das regiões Rl e R3 corresponde à atenuação Ate que é proporcional à força que é exercida sobre o tubo.The difference between the amplitude of the oscillations of the regions R1 and R3 corresponds to the attenuation Ate which is proportional to the force exerted on the tube.

principio de funcionamento do aparelho de deteção baseia-se na modulação em amplitude dos sinais acelerométricos, que ocorre quando a sonda é colocada na parede do vaso e a pressão do fluido transmitida através dele atenua as oscilações do vibrador, detetadas pelo acelerómetro.The principle of operation of the detection apparatus is based on the amplitude modulation of the accelerometric signals, which occurs when the probe is placed on the vessel wall and the fluid pressure transmitted through it attenuates the vibrator oscillations detected by the accelerometer.

Num modelo direto, e considerando que a sonda é submetida a um deslocamento sinusoidal x (t) induzido pelo vibrador, então:In a direct model, and considering that the probe is subjected to a vibrator-induced sinusoidal shift x (t), then:

x(t)= L.sin(w.t + Θ (t) ) , onde L é a amplitude de oscilação, w é a frequência angular de oscilação e 6(t) é a fase da oscilação.x (t) = L.sin (w.t + Θ (t)), where L is the amplitude of oscillation, w is the angular frequency of oscillation and 6 (t) is the phase of oscillation.

Quando a sonda está sem restrições, a forma de onda sinusoidal x(t)) é detetada pelo acelerómetro como:When the probe is unrestricted, the sinusoidal waveform x (t)) is detected by the accelerometer as:

a(t) = - L.w2.sin(w.t + Θ (t) ) = -L.x(t)2 a (t) = - Lw 2 .sin (wt + Θ (t)) = -Lx (t) 2

Esta forma de onda é designada como onda portadora ou portadora e corresponde a uma oscilação sem constrangimentos e, portanto, não modulada.This waveform is referred to as a carrier or carrier wave and corresponds to an unrestricted and therefore unmodulated wobble.

Quando a sonda é colocada contra a parede do vaso, a amplitude L sofre uma atenuação imediata Atc (Od Atc É100%) que é proporcional à força que é aplicada na parede do vaso F e também à resistência que é oferecida pela parede do vaso à deformação (rigidez k). As flutuações na pressão do fluido P são também transmitidas através da parede do vaso, modulando as oscilações detetadas pelo acelerómetro, através da atenuação. Nesta fase, a variação da pressão do fluido é definida como o sinal de modulação e o sinal do acelerómetro corresponde à portadora modulada em amplitude. Assim:When the probe is placed against the vessel wall, the amplitude L is immediately attenuated At c (Od At c Is 100%) which is proportional to the force that is applied to the vessel wall F and also to the resistance that is provided by the vessel wall. vessel to deformation (stiffness k). Fluctuations in fluid pressure P are also transmitted through the vessel wall, modulating the oscillations detected by the accelerometer through attenuation. At this stage, the change in fluid pressure is defined as the modulation signal and the accelerometer signal corresponds to the amplitude modulated carrier. Like this:

a (t) = -Atc.x (t)2 a (t) = -Atc.x (t) 2

Atc α ai.FAt c α ai.F

Atc α a2.kAt c α a 2 .k

Atc α a2.P onde ai, a2, as são constantes de calibração. A atenuação Atc dos dados modulados pode ser medida até 100% na quantidade total da amplitude L.Atc α a 2 .P where ai, a2, as are calibration constants. Attenuation At c of modulated data can be measured up to 100% over the total amount of amplitude L.

Adicionalmente aos sinais do acelerómetro, o processo de modulação em amplitude é ainda verificado quando os parâmetros elétricos do vibrador são medidos. Assim sendo:In addition to the accelerometer signals, the amplitude modulation process is further verified when the vibrator electrical parameters are measured. Therefore:

p (t) = Atc.i (t) .v (t)p (t) = Atc.i (t) .v (t)

Atc α bi.FAtc α bi.F

Atc α b2.kAtc α b 2 .k

Atc α b2.P onde i(t) e p(t) são os sinais de corrente e potência elétrica do vibrador. v(t) é a tensão elétrica fornecida ao vibrador por um gerador de sinal, correspondente à onda portadora x(t) e bi, b2, b2 são constantes de calibração.Atc α b 2 .P where i (t) and p (t) are the vibrator current and electric power signals. v (t) is the electrical voltage supplied to the vibrator by a signal generator corresponding to the carrier wave x (t) and bi, b2, b 2 are calibration constants.

Fazendo novamente referência à figura 5a, e após o processo de modulação 5.06, é iniciado um processo inverso de desmodulação 5.18 no dispositivo de controlo eletrónico 1.8, com deteção de picos das respetivas oscilações de amplitude modulada 5.07. Os máximos e mínimos locais são calculados utilizando uma abordagem baseada em limiares e depois interpolados, sendo os envelopes superior e inferior extraídos da portadora modulada. Estes envelopes, correspondentes ao sinal de modulação, passam por uma fase de filtragem para remover o ruido de alta frequência 5.09 que está tipicamente presente neste tipo de medições.Referring again to Figure 5a, and after modulation process 5.06, an inverse demodulation process 5.18 is initiated on the electronic control device 1.8, with peak detection of the respective amplitude modulated oscillations 5.07. Local maxima and minima are calculated using a threshold based approach and then interpolated, with upper and lower envelopes extracted from the modulated carrier. These envelopes, corresponding to the modulation signal, undergo a filtering phase to remove the high frequency noise 5.09 that is typically present in such measurements.

Os perfis inferior e superior extraídos ( pi, ps ) são as principais fontes de informação das flutuações de pressão do fluido, permitindo uma estimativa direta da forma de onda de pressão do fluido ou até mesmo a extração de artefactos relativos à manipulação do operador. Diferentes métodos, baseados no uso de vários ou apenas de um perfil 5.11, podem ser utilizados para avaliar a morfologia da onda de pressão 5.13. O método mais simples utiliza os perfis superior ou inferior extraídos do sinal do acelerómetro que coincide com a direção do movimento da parede do vaso ( piIIK)V, ps^) · Outro método requer a determinação da diferença entre os perfis inferior e superior 5.10, extraídos também do sinal do acelerómetro que coincide com a direção do movimento da parede do vaso ( pi^_ Psn»v) · Um terceiro método, aplicado quando a invenção é baseada num acelerómetro de 3 eixos, envolve o cálculo do perfil total 5.12, ( perfil_total_a) extraído dos vários sinais acelerométricos ortogonais, onde:The extracted lower and upper profiles (pi, ps) are the main sources of information on fluid pressure fluctuations, allowing direct estimation of the fluid pressure waveform or even extraction of operator manipulation artifacts. Different methods, based on the use of several or only one profile 5.11, can be used to evaluate pressure wave morphology 5.13. The simplest method uses the upper or lower profiles extracted from the accelerometer signal that coincide with the direction of vessel wall motion (pi IIK) V , ps ^) · Another method requires determining the difference between the lower and upper profiles 5.10 , also extracted from the accelerometer signal that coincides with the direction of vessel wall motion (pi ^ _ P s n 'v) · A third method, applied when the invention is based on a 3-axis accelerometer, involves the calculation of the profile total 5.12, (total_profile_a) extracted from the various orthogonal accelerometric signals, where:

aux_mov=pira,v-psnK)V aux-ortog, = piol - psol aux_ortog2 = pio2 - pso2 /7 2 2 perfil_total_a = Jaux_mov +aux_ortog1 +aux_ortog2 aux_mov = pi ra , v -ps nK) V aux-ortog, = pi ol - ps ol aux_ortog 2 = pi o2 - ps o2 / 7 2 2 total_a profile = Jaux_mov + aux_ortog 1 + aux_ortog 2

E, piol - psol, pio2 — pso2 são as diferenças entre os perfis inferior e superior, extraídos dos sinais do que coincidem com as direções ortogonais ao movimento da parede do vaso.And, pi ol - ps ol , pi o2 - ps o2 are the differences between the lower and upper profiles, extracted from the signs that coincide with the orthogonal directions to the vessel wall movement.

Também é possível extrair informações relevantes quando os perfis superior ou inferior extraídos dos sinais do acelerómetro são somados (pi+ps) 5.16. Com esta abordagem, é possível remover as flutuações médias da linha de base de cada um dos sinais do acelerómetro. Estas flutuações de linha de base reproduzem os artefactos que estão especialmente presentes neste tipo de medições, e também o movimento induzido à sonda pela distensão da parede do vaso 5.17.Relevant information can also be extracted when the upper or lower profiles extracted from the accelerometer signals are summed (pi + ps) 5.16. With this approach, it is possible to remove the average baseline fluctuations of each of the accelerometer signals. These baseline fluctuations reproduce the artifacts that are especially present in this type of measurement, as well as the movement induced by the probe by distending the vessel wall 5.17.

No caso de sinais modulados de corrente ou de potência detetados pelo vibrador, as abordagens para avaliar a morfologia da onda de pressão são as mesmas. A única diferença é que o método aplicado quando a sonda é baseada num acelerómetro de 3 eixos ( perfil_total_a) 5.12 não é utilizado, uma vez que não estão presentes grandezas vetoriais. Como consequência, apenas os métodos que usam os perfis superior ou inferior extraídos dos sinais de corrente e de potência, bem como os métodos que envolvem a determinação da sua diferença ou soma, podem ser aplicados.In the case of modulated current or power signals detected by the vibrator, the approaches to assess pressure wave morphology are the same. The only difference is that the method applied when the probe is based on a 3-axis accelerometer (total_profile_a) 5.12 is not used, since vector quantities are not present. As a consequence, only methods using the upper or lower profiles extracted from the current and power signals, as well as the methods involving the determination of their difference or sum, can be applied.

Em relação ao processo de desmodulação 5.18, é também exequível aplicar um outro método de processamento de sinal, com base numa aproximação do detetor de produto a sinais de aceleração, corrente e/ou potência modulada. Este método, ilustrado na figura 5b, permite a recuperação do sinal de modulação através dos seguintes passos: a) cálculo do produto da (s) portadora (s) modulada (s) e da onda portadora original (ou seja, a forma de onda de excitação que aciona o vibrador) 5.20; b) computação dos espectros de frequência utilizando o algoritmo da Transformada Rápida de Fourier 5.21; C) filtragem passa-baixo dos espectros de frequência 5.22 e d) cálculo dos perfis temporais por meio do algoritmo da Transformada Rápida de Fourier Inversa 5.23. Os perfis temporais recuperados, correspondentes ao sinal de modulação, passam então por uma fase de suavização para remover o ruido de alta frequência 5.24.With respect to demodulation process 5.18, it is also feasible to apply another method of signal processing based on a product detector approximation to modulated acceleration, current and / or power signals. This method, illustrated in Figure 5b, allows the modulation signal to be recovered by the following steps: a) calculating the product of the modulated carrier (s) and the original carrier wave (ie the waveform of excitation that drives the vibrator) 5.20; b) computation of frequency spectra using the Fast Fourier Transform algorithm 5.21; C) low pass filtering of frequency spectra 5.22 and d) calculation of time profiles using the Inverse Fourier Fast Transform algorithm 5.23. The recovered time profiles corresponding to the modulation signal then undergo a smoothing phase to remove high frequency noise 5.24.

De forma semelhante ao método de processamento de sinal anterior (abordagem de detetor de envelope - figura 5a) , com este método (abordagem de detetor de produto figura 5b), a morfologia da onda de pressão também pode ser avaliada utilizando um ou mais perfis 5.25. O método mais simples utiliza o perfil extraído do sinal de aceleração/ corrente/potência que coincide com a direção do movimento da parede do vaso ( pmOv) · O outro método, aplicado quando a invenção é baseada num acelerómetro de 3 eixos, envolve o cálculo do perfil total ( perfil_total__b) 5.26, extraídos dos vários sinais do acelerómetro ortogonal ( pmov Poi P02) r onde: aux_mov= pmov aux_ortg1 = p01 aux_ortg2 = po2 total _ profile_b = Jaux_ mov2 + aux_ ortgx 2 + aux_ ortg22 E Poj Po2 são os perfis que correspondem às direções ortogonais do movimento da parede do vaso.Similar to the previous signal processing method (envelope detector approach - figure 5a), with this method (product detector approach figure 5b), pressure wave morphology can also be evaluated using one or more profiles. 5.25 . The simplest method uses the profile extracted from the acceleration / current / power signal that coincides with the direction of vessel wall movement (p mO v). The other method, applied when the invention is based on a 3-axis accelerometer, involves the calculation of the total profile (total_profile__b) 5.26, taken from the various orthogonal accelerometer signals (p mov Poi P 0 2) r where: aux_mov = p mov aux_ortg 1 = p 01 aux_ortg 2 = p o2 total _ profile_b = Jaux_ mov 2 + aux_ ortgx 2 + aux_ ortg2 2 E P o j Po2 are the profiles that correspond to the orthogonal directions of vessel wall movement.

Após a fase 5.18 e para quantificar a forma de onda de pressão e outros parâmetros relacionados, é necessário prosseguir para a etapa de calibração e avaliação de parâmetros 5.19. 0 método de calibração é focado no uso de curvas de calibração (tipo aceleração-pressão), cuja determinação e aplicação exigem a conservação da aceleração detetada pelo aparelho. Por outras palavras, a amplitude da portadora de aceleração medida quando a sonda de deteção vibra livremente deve ser igual à medida quando esta é pressionada contra a parede do vaso.After phase 5.18 and to quantify the pressure waveform and other related parameters, it is necessary to proceed to the parameter calibration and evaluation step 5.19. The calibration method is focused on the use of calibration curves (acceleration-pressure type) whose determination and application require the conservation of acceleration detected by the device. In other words, the amplitude of the acceleration carrier measured when the sensing probe vibrates freely should be equal to the measurement when it is pressed against the vessel wall.

Numa concretização preferida, o dispositivo de controlo eletrónico 1.8 seleciona manual ou automaticamente a curva de calibração adequada da base de dados de curvas a utilizar, e de acordo com a amplitude da portadora de aceleração estabelecida como referência. Após esta etapa, a implementação de um circuito (loop) de controlo automático de aceleração-tensão é crucial para a eficiência do processo de calibração. 0 circuito mede constantemente a atenuação da portadora de aceleração quando a ponta de deteção é colocada na parede elástica, restabelecendo o valor de amplitude de referência através do ajuste da tensão de entrada do vibrador. Como tal, qualquer que seja a força exercida sobre a parede do vaso durante o processo de aquisição, esta não interfere com o processo de calibração.In a preferred embodiment, the electronic control device 1.8 manually or automatically selects the appropriate calibration curve from the curve database to be used, and according to the acceleration carrier amplitude set as a reference. Following this step, the implementation of an automatic acceleration-voltage control loop is crucial for the efficiency of the calibration process. The circuit constantly measures the attenuation of the acceleration carrier when the sensing tip is placed on the elastic wall, restoring the reference amplitude value by adjusting the vibrator input voltage. As such, whatever force exerted on the vessel wall during the acquisition process does not interfere with the calibration process.

Além da pressão do fluido e da morfologia da onda, existem outros parâmetros associados que podem ser calculados por meio da presente invenção.In addition to fluid pressure and wave morphology, there are other associated parameters that can be calculated by the present invention.

A distensão da parede do vaso, por exemplo, pode ser inferida quando a unidade sensorial não está a ser excitada, e o acelerómetro apenas deteta as mudanças de deslocamento associadas com a propagação da onda de pressão. É também possível avaliar a distensão da parede do vaso, quando a unidade sensorial está a ser excitada, por meio da soma dos perfis superior e inferior, extraída dos sinais acelerométricos modulados (pi+ps). Independentemente do método que é utilizado, é necessário terminar o processo com uma dupla integração do sinal de aceleração obtido, para quantificar o deslocamento total da parede do vaso.Vessel wall distension, for example, can be inferred when the sensory unit is not being excited, and the accelerometer only detects the displacement changes associated with pressure wave propagation. It is also possible to assess the distension of the vessel wall when the sensory unit is being excited by summing the upper and lower profiles extracted from the modulated accelerometric signals (pi + ps). Regardless of the method used, it is necessary to terminate the process with a double integration of the acceleration signal obtained to quantify the total displacement of the vessel wall.

A complacência do vaso (c _AV ) definido como a AP variação do volume (AV ) por unidade de alteração de pressão (ΔΡ ) , é outro parâmetro que pode ser facilmente estimado. ΔΡ é obtido diretamente da forma de onda de pressão calibrada, enquanto AV é calculado com base na geometria e distensão do vaso.Vessel compliance ( c _ AV ) defined as the AP volume change (AV) per unit pressure change (ΔΡ) is another parameter that can be easily estimated. ΔΡ is obtained directly from the calibrated pressure waveform, while AV is calculated based on vessel geometry and distension.

Uma vez que outros parâmetros importantes podem ser também determinados, serão apresentadas três aplicações diferentes da sonda, sistema e métodos de deteção, aproveitando a utilidade da presente invenção em vários campos.Since other important parameters can also be determined, three different applications of the probe, system and detection methods will be presented, taking advantage of the usefulness of the present invention in various fields.

APLICAÇÃO 1APPLICATION 1

Aplicação do aparelho e do método para medição da dinâmica daApplication of the apparatus and method for measuring the dynamics of

ÁGUA NUMA BANCADA DE TESTE DE ACORDO COM A INVENÇÃOWATER IN A TEST BENCH ACCORDING TO THE INVENTION

Este estudo destinou-se a medir, de forma nãoinvasiva, a morfologia da onda de pressão que se propaga através de um fluido confinado num tubo elástico. Foi desenvolvida uma bancada de teste dedicada, capaz de originar formas de onda de pressão de modo arbitrário, através de um tubo de látex com diâmetro e espessura de parede da mesma ordem de grandeza que a de uma grande artéria. As ondas de pressão foram geradas manualmente por um mecanismo de pistão, colocado numa das extremidades e lançadas num tubo de 70 cm de comprimento (12,7 mm de diâmetro interno, 0,8 mm de espessura de parede), cheio de água. Na outra extremidade, um manómetro colocado longitudinalmente ao tubo monitorizou o nível de pressão DC e as flutuações de pressão. As medições foram realizadas durante um curto período de tempo e próximo do sensor de pressão, utilizando o aparelho e o método de acordo com a presente invenção. A sonda de deteção, baseada num acelerómetro de 3 eixos, foi excitada por uma forma de onda sinusoidal contínua de 700Hz e segurada por um dispositivo de fixação que permitia manter uma força constante, enquanto a sonda estava contra a parede do tubo a detetar as variações de pressão. A aquisição de dados foi realizada através de um sistema de aquisição dedicado, baseado num digitalizador de 16 bits. Todos os sinais foram amostrados a 12,5 kHz e armazenados para análise off-line. Os dados acelerométricos foram então comparados com os dados obtidos pelo manómetro, usado como referência na avaliação da pressão.This study was designed to noninvasively measure pressure wave morphology that propagates through a fluid confined in an elastic tube. A dedicated test bench has been developed, capable of arbitrarily generating pressure waveforms through a latex tube with a diameter and wall thickness of the same order as a large artery. The pressure waves were generated manually by a piston mechanism placed at one end and released into a water-filled 70 cm (12.7 mm internal diameter, 0.8 mm wall thickness) tube. At the other end, a manometer placed longitudinally to the tube monitored the DC pressure level and pressure fluctuations. Measurements were performed for a short time and near the pressure sensor using the apparatus and method according to the present invention. The detection probe, based on a 3-axis accelerometer, was excited by a 700Hz continuous sine waveform and held by a clamping device that maintained a constant force while the probe was against the pipe wall to detect variations. pressure Data acquisition was performed using a dedicated acquisition system based on a 16-bit digitizer. All signals were sampled at 12.5 kHz and stored for offline analysis. The accelerometric data were then compared with the data obtained by the pressure gauge, used as a reference in the pressure assessment.

Os dados adquiridos são apresentados nas figuras 7a à 7c, em que a, b, c são as portadoras moduladas e d é o sinal de referência do manómetro, c é a portadora modulada detetada pelo eixo acelerométrico alinhado com a direção do movimento da parede do vaso e as outras duas portadoras moduladas (a, b) são detetadas pelos eixos acelerométricos ortogonalmente alinhados com o primeiro. Os perfis superior e inferior das portadoras moduladas foram extraídos (figura 7d) e depois ligeiramente suavizados, onde: al, bl, cl são os perfis inferiores e a2, b2, c2 são os perfis superiores das portadoras moduladas descritas anteriormente. Simultaneamente, e com base na abordagem do detetor de produto, foi também possível recuperar os perfis temporais das portadoras moduladas (a, b, c), identificados na figura 7f, respetivamente como a3, b3 e c3. Após calcular e filtrar os espectros de frequência do produto entre as portadoras moduladas e a onda portadora original (figura 7e) , foi aplicado o algoritmo da Transformada Rápida de Fourier Inversa para obter os referidos perfis temporais.The acquired data are shown in figures 7a to 7c, where a, b, c are the modulated carriers and d is the gauge reference signal, and c is the modulated carrier detected by the accelerometric axis aligned with the direction of vessel wall movement. and the other two modulated carriers (a, b) are detected by the accelerometric axes orthogonally aligned with the first one. The upper and lower profiles of the modulated carriers were extracted (Figure 7d) and then slightly smoothed, where: al, bl, cl are the lower profiles and a2, b2, c2 are the upper profiles of the modulated carriers described above. At the same time, and based on the product detector approach, it was also possible to retrieve the time profiles of modulated carriers (a, b, c), identified in figure 7f, respectively as a3, b3 and c3. After calculating and filtering the product frequency spectra between the modulated carriers and the original carrier wave (Figure 7e), the Inverse Fourier Fast Transform algorithm was applied to obtain these time profiles.

Nas figuras 7g à 71, são ilustradas representações gráficas que comparam a forma de onda obtida, de modo invasivo, com o manómetro e as formas de onda obtidas, de modo não invasivo, usando os diferentes métodos da presente invenção. As raízes quadradas do erro quadrático médio (RMSE, em inglês) entre a forma de onda de referência e as formas de onda obtidas utilizando diferentes métodos foram determinadas e estão resumidas na tabela 1.7g to 71 are graphical representations comparing the invasively obtained waveform with the manometer and the non-invasively obtained waveforms using the different methods of the present invention. The square roots of the mean square error (RMSE) between the reference waveform and the waveforms obtained using different methods were determined and are summarized in Table 1.

Tabela 1 Medidas da RMSE entre a forma de onda de referência (manómetro) e as formas de onda obtidas usando os diferentes métodos da presente invenção.Table 1 RMSE measurements between the reference waveform (manometer) and the waveforms obtained using the different methods of the present invention.

Processo de Desmodulação Process of Demodulation Método Method RMSE (%) RMSE (%) Detetor de Envelope Detector Envelope Diferença entre os perfis2 superior e inferior (e)Difference between upper and lower profiles 2 (e) 2.62 2.62 Perfil Total (f) Total Profile (f) 3.64 3.64 Perfil Superior (c2)2 Upper Profile (c2) 2 3.41 3.41 Perfil Inferior (cl)2 Lower Profile (cl) 2 1.94 1.94 Detetor de Produto Detector Product Perfil Temporal (c3)2 Time Profile (c3) 2 3.88 3.88 Perfil Total (f3) Total Profile (f3) 4.55 4.55

Este estudo mostra que os diferentes métodos utilizados pela presente invenção têm a capacidade de restituir com precisão a forma de onda de pressão original, evidenciando um melhor desempenho quando se utiliza o método do perfil inferior ou a abordagem da diferença de perfis.This study shows that the different methods used by the present invention have the ability to accurately restore the original pressure waveform, showing better performance when using the lower profile method or the profile difference approach.

Além da avaliação da forma de onda de pressão, também foi possível calibrar a forma de onda de pressão obtida para os diferentes métodos e validar a relação geral entre a pressão do fluido e a aceleração detetada. A Figura 2PerfiI obtido através do eixo acelerométrico que está alinhado com a direção do movimento da parede do vaso.In addition to the pressure waveform evaluation, it was also possible to calibrate the pressure waveform obtained for the different methods and validate the general relationship between fluid pressure and the detected acceleration. Figure 2 Profile obtained through the accelerometric axis that is aligned with the direction of movement of the vessel wall.

7m exemplifica uma forma de onda de pressão calibrada resultante do cálculo do melhor método (perfil inferior cl) e da equação de calibração, obtida experimentalmente, neste estudo (figura 8). A gama de valores apresentada abrange a gama dos valores normais tipicos de uma artéria humana saudável.7m exemplifies a calibrated pressure waveform resulting from the calculation of the best method (lower profile cl) and the calibration equation obtained experimentally in this study (Figure 8). The range of values presented covers the range of normal values typical of a healthy human artery.

APLICAÇÃO 2APPLICATION 2

Aplicação do aparelho e do método para a medição da pressão ARTERIAL SANGUÍNEA E DE OUTROS PARÂMETROS HEMODINÂMICOS DE ACORDO COM A INVENÇÃOApplication of the apparatus and method for measuring blood pressure and other hemodynamic parameters according to the invention

Este estudo teve como objetivo avaliar, de modo não invasivo, a forma de onda da pressão arterial calibrada (OPA) na aorta ascendente de um sujeito humano. A OPA foi analisada a um nivel central, onde a verdadeira carga imposta ao ventrículo esquerdo e às paredes da grande artéria central é representada. As medições foram realizadas durante um curto periodo de tempo e na artéria carótida comum de um indivíduo saudável, utilizando o aparelho e o método de acordo com a presente invenção.This study aimed to noninvasively evaluate the calibrated blood pressure (OPA) waveform in the ascending aorta of a human subject. OPA was analyzed at a central level, where the true load imposed on the left ventricle and the walls of the great central artery is represented. Measurements were performed for a short time and on the common carotid artery of a healthy individual using the apparatus and method according to the present invention.

A sonda de deteção, baseada num acelerómetro de 3 eixos, foi excitada por uma forma de onda sinusoidal continua de 700Hz e segurada por um operador que tentou manter uma pressão constante sobre a artéria carótida. A aquisição de dados foi realizada através de um sistema de aquisição dedicado, baseado num digitalizador de 16 bits. Todos os sinais foram amostrados a 12,5 kHz e armazenados para análise off-line.The detection probe, based on a 3-axis accelerometer, was excited by a continuous 700Hz sine waveform and held by an operator who tried to maintain a constant pressure on the carotid artery. Data acquisition was performed using a dedicated acquisition system based on a 16-bit digitizer. All signals were sampled at 12.5 kHz and stored for offline analysis.

Os dados adquiridos são apresentados nas figuras 9a à 9c, em que c é a portadora modulada detetada pelo eixo acelerométrico alinhado com a direção do movimento da parede do vaso e a, b são as portadoras moduladas detetadas pelos eixos acelerométricos alinhados ortogonalmente com o primeiro. Com o intuito de desmodular utilizou-se o método do envelope, onde os perfis superior e inferior das portadoras moduladas foram extraídos (figura 7d) e filtrados por um passa-baixo, al, bl, cl são os perfis inferiores e a2, b2, c2 são os perfis superiores das portadoras moduladas descritas anteriormente.The acquired data are presented in Figures 9a to 9c, where c is the modulated carrier detected by the accelerometric axis aligned with the direction of vessel wall movement and a, b are the modulated carriers detected by the accelerometric axes orthogonally aligned with the first. In order to demodulate, the envelope method was used, where the upper and lower profiles of the modulated carriers were extracted (Figure 7d) and filtered by a low pass, al, bl, cl are the lower profiles and a2, b2, c2 are the upper profiles of the modulated carriers described above.

Na figura 9e, são ilustradas as formas de onda obtidas, de modo não invasivo, utilizando os diferentes métodos da presente invenção: e corresponde ao método da diferença de perfis superior e inferior, f ao método do perfil total, cl e c2 aos métodos dos perfis3 inferior e superior, respetivamente. Um método adicional, baseado na soma dos perfis superior e inferior3, foi também aplicado, de modo a obter as flutuações médias da linha de base dos dados acelerométricos (figura 9f) . 0 padrão obtido representa, não apenas, a forma de onda de aceleração da parede, como também alguns artefactos que poderiam ser induzidos pelo operador, durante a aquisição.Figure 9e illustrates the non-invasively obtained waveforms using the different methods of the present invention: and corresponds to the upper and lower profile difference method, f to the total profile method, cl and c2 to the methods of the lower and upper 3 profiles, respectively. An additional method, based on the sum of the upper and lower profiles 3 , was also applied to obtain the mean baseline fluctuations of the accelerometric data (Figure 9f). The pattern obtained represents not only the acceleration waveform of the wall, but also some artifacts that could be induced by the operator during acquisition.

No intuito de calibrar a OPA pulsátil, foi estabelecida uma amplitude de referência da portadora de aceleração para o eixo alinhado com a direção do movimento da parede do vaso e, em seguida, foi escolhida a curva de 3PerfiI obtido através do eixo acelerométrico que está alinhado com a direção do movimento da parede do vaso.In order to calibrate the pulsed OPA, a reference amplitude of the acceleration carrier was established for the axis aligned with the direction of vessel wall movement, and then the 3 PerfiI curve obtained through the accelerometric axis was chosen. aligned with the direction of movement of the vessel wall.

calibração do conjunto de curvas que correspondem ao mesmo valor de referência. Nas figuras 9g a 9f, estão representadas as OPAS calibradas resultantes para cada um dos métodos, evidenciando valores para as pressões diastólica (PDias) e sistólica (PSist) muito semelhantes. Os valores obtidos para a PDias, PSist e pressão de pulso estão na gama de valores normais de um indivíduo saudável.calibration of the set of curves that correspond to the same reference value. Figures 9g to 9f show the resulting calibrated PAHO for each method, showing very similar values for diastolic (PDias) and systolic (PSist) pressures. The values obtained for the Day, PSist and pulse pressure are within the normal range of a healthy individual.

Na presente aplicação, pode também ser feita outra análise de dados, a fim de avaliar outros tipos de parâmetros hemodinâmicos. Na realidade, com a presente informação, é possível, por exemplo, determinar a média da pressão arterial, a frequência cardíaca ou identificar os pontos proeminentes da OPA (figura 91), tais como: o pé da onda (PO), o pico sistólico (PS), o ponto de reflexão (PR), o nó dicrótico (ND) ou o pico dicrótico (PD). Estes pontos fiduciários podem assim ser empregues para estudos de determinação de outros índices importantes, tais como: índice de aumento (Aix, em inglês), tempo de ejeção do ventrículo esquerdo (LVET, em inglês), índice de Buckberg, índice do tempo de tensão, índice do tempo diastólico ou outros parâmetros relacionados, conhecidos por um especialista na técnica.In the present application, another data analysis can also be done in order to evaluate other types of hemodynamic parameters. In fact, with this information it is possible, for example, to determine mean blood pressure, heart rate or to identify prominent OPA points (Figure 91) such as: wave foot (PO), systolic peak (PS), the reflection point (PR), the dicrotic node (ND) or the dicrotic peak (PD). These fiduciary points can thus be employed for studies of determining other important indices, such as: enlargement index (Aix), left ventricular ejection time (LVET), buckberg index, tension, diastolic time index or other related parameters known to one skilled in the art.

Os resultados deste estudo demonstram que esta invenção tem potencial para ser uma ferramenta importante para a avaliação do risco cardiovascular, fornecendo informações significativas sobre a avaliação da pressão arterial central, para a análise descritiva da OPA e para a avaliação de parâmetros hemodinâmicos relevantes.The results of this study demonstrate that this invention has the potential to be an important tool for cardiovascular risk assessment, providing meaningful information on central arterial pressure assessment, OPA descriptive analysis and the assessment of relevant hemodynamic parameters.

APLICAÇÃO 3APPLICATION 3

Aplicação do aparelho e do método na avaliação da pressão da ÁGUA NO INTERIOR DE UM TUBO DE LÁTEX PARA DIFERENTES POSIÇÕES DE APLANAÇÃOApplication of the apparatus and method for the evaluation of water pressure inside a latex pipe for different application positions

Este estudo teve como objetivo medir, de modo não invasivo, a pressão da água confinada num tubo de látex para diferentes posições de aplanação.This study aimed to noninvasively measure the pressure of water confined in a latex tube to different applanation positions.

As medições foram realizadas na bancada de teste descrita na aplicação 1, utilizando o aparelho e o método de acordo com a presente invenção. A sonda de deteção, ligada de forma rigida a um sistema de monitorização de posição tri-axial, foi colocada na extremidade do tubo de látex, próxima do manómetro e foi excitada por uma forma de onda sinusoidal continua cuja frequência correspondia ao seu valor de ressonância mecânica. Dez medidas distintas, com posições de aplanação sucessivamente mais elevadas, foram realizadas durante um curto periodo de tempo, com o objetivo de adquirir a onda de pressão gerada por um pistão movido manualmente por um operador. No processo de aplanação, o sistema posicionador linear deslocou-se para posições que variavam de 80500 a 113500 micropassos, garantindo que a parte central do piezoelétrico estava em contato direto e a aplanar o tubo de látex. As várias aquisições foram realizadas após a conservação da amplitude da portadora de aceleração, mais precisamente o valor pré-estabelecido na curva de calibração a ser utilizada (figura 10a). Como tal, para cada posição de aplanação, a tensão de entrada do sinal de excitação que aciona o vibrador foi ajustada de forma a repor o valor de calibração de referência. Subsequentemente, a onda de pressão foi gerada e adquirida pelo aparelho. A aquisição de dados foi realizada através de um sistema de aquisição dedicado, baseado num digitalizador de 16 bits. Todos os sinais foram amostrados a 12,5 kHz e armazenados para análise off-line.Measurements were performed on the test bench described in application 1 using the apparatus and method according to the present invention. The sensing probe, rigidly connected to a tri-axial position monitoring system, was placed at the end of the latex tube near the pressure gauge and was excited by a continuous sinusoidal waveform whose frequency corresponded to its resonance value. mechanical. Ten distinct measurements, with successively higher applanation positions, were performed over a short period of time with the objective of acquiring the pressure wave generated by a piston manually moved by an operator. In the planing process, the linear positioner system shifted to positions ranging from 80500 to 113500 microspheres, ensuring that the central part of the piezoelectric was in direct contact and flattening the latex tube. The various acquisitions were performed after conserving the acceleration carrier amplitude, more precisely the value pre-established in the calibration curve to be used (figure 10a). As such, for each planing position, the input voltage of the excitation signal driving the vibrator has been adjusted to reset the reference calibration value. Subsequently, the pressure wave was generated and acquired by the apparatus. Data acquisition was performed using a dedicated acquisition system based on a 16-bit digitizer. All signals were sampled at 12.5 kHz and stored for offline analysis.

Para cada aquisição, a curva de calibração foi aplicada ao perfil de modulação da aceleração recuperado, usando o algoritmo do detetor de envelope e o método da diferença entre os perfis inferior e superior. Os principais valores de pressão (máximo, minimo, média e diferença), obtidos com a invenção após a calibração, foram comparados com os valores de pressão de referência, obtidos com o manómetro.For each acquisition, the calibration curve was applied to the recovered acceleration modulation profile using the envelope detector algorithm and the difference between the lower and upper profiles. The main pressure values (maximum, minimum, mean and difference) obtained with the invention after calibration were compared with the reference pressure values obtained with the pressure gauge.

Os resultados obtidos estão sintetizados na tabela 2, e na figura 10b é possível observar uma representação gráfica comparando a forma de onda obtida, de forma invasiva, com o manómetro e a forma de onda calibrada obtida, de forma não invasiva, com o aparelho na série Al.The results obtained are summarized in Table 2, and in Figure 10b a graphical representation can be observed comparing the invasively obtained waveform with the pressure gauge and the non-invasively calibrated waveform obtained with the device in Al series.

As alterações sucessivas na aplanação do tubo não prejudicam a estimativa exata dos principais valores de pressão utilizando a presente invenção. As estimativas dos valores de pressão máxima, minima, média e diferencial são, em média, 1,53 mmHg, 0,41 mmHg, 0,78 mmHg e 1,33 mmHg mais elevadas do que as medidas, respetivamente, com o manómetro. A realização deste critério de precisão em experiências de bancada de teste parece ser um indicador muito bom da viabilidade desta invenção na avaliação da pressão arterial, nomeadamente quando os valores de pressão gerados no interior do tubo de látex estão na maior parte dentro da gama dos encontrados numa população saudável ou com doença cardiovascular.Successive changes in pipe flattening do not impair the accurate estimation of the main pressure values using the present invention. Estimates of maximum, minimum, mean and differential pressure values are, on average, 1.53 mmHg, 0.41 mmHg, 0.78 mmHg and 1.33 mmHg higher than the pressure gauge respectively. The achievement of this precision criterion in test bench experiments appears to be a very good indicator of the feasibility of this invention in the assessment of blood pressure, particularly when the pressure values generated within the latex tube are mostly within the range found. in a healthy population or with cardiovascular disease.

Fica evidente a partir dos resultados obtidos que a força mais importante da presente invenção, nomeadamente do método de calibração, é a sua validade para diferentes posições de aplanação e, portanto, a sua independência inerente a uma ação do operador. Qualquer que seja a força exercida sobre a parede do vaso, o procedimento prevê o restabelecimento da atenuação para o valor de referência de calibração.It is evident from the results obtained that the most important force of the present invention, namely the calibration method, is its validity for different planing positions and therefore its independence inherent to an operator action. Whatever the force exerted on the vessel wall, the procedure provides for the restoration of attenuation to the calibration reference value.

Várias formas de realização foram já descritas. Contudo, podem ser feitas várias modificações sem sair do âmbito da invenção, tal como definido pelas reivindicações seguintes.Various embodiments have already been described. However, various modifications may be made without departing from the scope of the invention as defined by the following claims.

Claims (20)

REIVINDICAÇÕES 1. Aparelho para a medição não invasiva da pressão de um fluido confinado num vaso de paredes elásticas ou dotado de uma janela elástica na sua parede, compreendendo os seguintes componentes no posicionamento/configuração geométrica e com a funcionalidade descritas:1. Apparatus for non-invasive pressure measurement of a fluid confined in an elastic wall vessel or provided with an elastic window in its wall, comprising the following components in position and geometric configuration and functionality described: a) Um vibrador e um acelerómetro (unidade/sonda de deteção) montados numa placa de suporte comum, em que o acelerómetro e o vibrador estão colocados em lados opostos da placa; e, o vibrador é sustentado e mantido em contacto com a placa por meio de, pelo menos, um pé de apoio que o suporta no centro ou na periferia;(a) a vibrator and an accelerometer (sensing unit / probe) mounted on a common support plate, where the accelerometer and vibrator are placed on opposite sides of the plate; and, the vibrator is supported and maintained in contact with the plate by at least one support foot supporting it at the center or periphery; b) Uma interface mecânica cujo centro está alinhado com o centro do vibrador, permitindo a transmissão da distensão da parede móvel do vaso para a unidade de deteção;(b) a mechanical interface whose center is aligned with the center of the vibrator, allowing the distention of the movable vessel wall to be transmitted to the detection unit; c) Um dispositivo de controlo eletrónico configurado para receber o sinal do acelerómetro modulado, e adaptado para aplicar os métodos de calibração e de processamento de sinal, por forma a obter parâmetros que correspondem à pressão do fluido, à morfologia da onda de pressão e a outros parâmetros relacionados.(c) an electronic control device configured to receive the modulated accelerometer signal and adapted to apply calibration and signal processing methods to obtain parameters corresponding to fluid pressure, pressure wave morphology and other related parameters. 2. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, em que o dispositivo de controlo eletrónico, através de um circuito de controlo automático de tensão-aceleração mede constantemente a atenuação da portadora de aceleração quando a unidade vibrador-acelerómetro é colocada na parede elástica por meio da interface mecânica, restabelecendo o valor de amplitude de referência através do ajuste da tensão de entrada do vibrador.Apparatus according to claim 1, wherein the electronic control device by means of an automatic voltage-acceleration control circuit constantly measures the attenuation of the acceleration carrier when the vibrator-accelerometer unit is placed on the elastic wall by means of mechanical interface, restoring the reference amplitude value by adjusting the vibrator input voltage. 3. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, em que o dispositivo de controlo eletrónico seleciona manual ou automaticamente a curva de calibração adequada da base de dados de curvas a utilizar, e de acordo com a amplitude da portadora de aceleração estabelecida como referência.Apparatus according to claim 1, wherein the electronic control device manually or automatically selects the appropriate calibration curve from the curve database to be used, and according to the acceleration carrier amplitude set as a reference. 4. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, que compreende um sistema de aquisição que inclui um circuito de condicionamento que amplifica os sinais do acelerómetro e mede a corrente elétrica instantânea e a potência do vibrador, utilizando uma resistência de deteção; e, um digitalizador que converte o sinal analógico numa representação digital.Apparatus according to claim 1, comprising an acquisition system including a conditioning circuit that amplifies the accelerometer signals and measures the instantaneous electric current and the vibrator power using a sensing resistor; and a digitizer that converts the analog signal into a digital representation. 5. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, em que o vibrador é um dispositivo mecânico ou eletromecânico, tal como qualquer tipo de motor ou atuador fora do eixo, um altifalante eletromagnético de qualquer tipo, ou um piezelétrico.Apparatus according to claim 1, wherein the vibrator is a mechanical or electromechanical device, such as any type of off-axis motor or actuator, an electromagnetic loudspeaker of any kind, or a piezoelectric. 6. Aparelho de acordo com a reivindicação 1, em que o acelerómetro é um dispositivo elétrico, magnético ou eletrónico que gera uma ou mais tensões elétricas proporcionais à aceleração que lhe é transmitida.Apparatus according to claim 1, wherein the accelerometer is an electrical, magnetic or electronic device that generates one or more electrical voltages proportional to the acceleration transmitted to it. 7. Método para a medição não invasiva da pressão de um fluido confinado por um vaso de paredes elásticas ou provido de uma janela elástica na sua parede, compreendendo algumas ou todas as etapas seguintes:A method for noninvasively measuring the pressure of a fluid confined by an elastic wall vessel or provided with an elastic window in its wall, comprising some or all of the following steps: • ajuste dos parâmetros de varrimento do vibrador, incluindo a determinação da sua frequência ótima de vibração;• adjusting the vibrator sweep parameters, including determining its optimum vibration frequency; • inicio do processo de aquisição imediatamente antes da sonda estar posicionada na parede do vaso, de modo a estabelecer a amplitude da portadora de aceleração (valor de referência para a calibração) e a registar as oscilações do vibrador sem restrições, detetadas pelo próprio acelerómetro;• start of the acquisition process immediately before the probe is positioned on the vessel wall to establish the acceleration carrier amplitude (reference value for calibration) and to record the unrestricted vibrator oscillations detected by the accelerometer itself; • posicionamento da sonda na parede do vaso, por meio de um dispositivo de fixação ou de um operador;• positioning of the probe on the vessel wall by means of a clamping device or an operator; • restabelecimento da amplitude da portadora de aceleração de referência (inicialmente predefinida), ajustando o sinal de excitação que aciona o vibrador;• restoring the amplitude of the reference acceleration carrier (initially preset) by adjusting the excitation signal that drives the vibrator; • aquisição das novas oscilações (restritas) em amplitude, detetadas pelo acelerómetro e moduladas pelas flutuações do fluido de pressão - portadora modulada;• Acquisition of new (restricted) amplitude oscillations, detected by the accelerometer and modulated by pressure fluid fluctuations - modulated carrier; • aplicação de métodos de processamento de sinal que extraiam o sinal de modulação, o calibram e, portanto, obtêm parâmetros que correspondem à pressão do fluido, à morfologia da onda de pressão e a outros parâmetros relacionados;• application of signal processing methods that extract the modulation signal, calibrate it and thus obtain parameters that correspond to fluid pressure, pressure wave morphology and other related parameters; • apresentação dos parâmetros calculados.• Display of calculated parameters. 8. Método de acordo com a reivindicação 7, em que a frequência ótima de vibração corresponde ao seu valor de ressonância mecânica e, portanto, à frequência onde a amplitude máxima das oscilações de aceleração é atingida.A method according to claim 7, wherein the optimum vibration frequency corresponds to its mechanical resonance value and, therefore, to the frequency at which the maximum amplitude of acceleration oscillations is reached. 9. Método de acordo com a reivindicação 7, em que os métodos de processamento podem ser aplicados às portadoras moduladas em amplitude de corrente e de potência, detetadas pelo vibrador.The method of claim 7, wherein the processing methods may be applied to the current and power amplitude modulated carriers detected by the vibrator. 10. Método de acordo com a reivindicação 7, em que a etapa de determinação da forma de onda de pressão utiliza o perfil superior, o perfil inferior ou outros perfis temporais extraídos do sinal acelerométrico que coincide com a direção do movimento da parede do vaso.The method of claim 7, wherein the pressure waveform step utilizes the upper profile, the lower profile, or other time profiles extracted from the accelerometric signal that coincides with the direction of vessel wall movement. 11. Método de acordo com as reivindicações 7 e 9, em que a etapa de determinação da forma de onda de pressão utiliza o perfil superior, o perfil inferior ou outros perfis temporais, extraídos dos sinais elétricos (corrente ou potência) do vibrador.A method according to claims 7 and 9, wherein the pressure waveform determination step utilizes the upper profile, the lower profile or other time profiles extracted from the electrical signals (current or power) of the vibrator. 12. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado por a etapa de determinação da forma de onda de pressão utilizar a diferença entre os perfis inferior e superior, extraídos do sinal acelerométrico que coincide com a direção do movimento da parede do vaso.Method according to Claim 7, characterized in that the pressure waveform determination step uses the difference between the lower and upper profiles, extracted from the accelerometric signal that coincides with the direction of movement of the vessel wall. 13. Método de acordo com as reivindicações 7 e 9, em que a etapa de determinação da forma de onda de pressão utiliza a diferença entre os perfis inferiores e superiores, extraídos dos sinais elétricos (corrente ou potência) do vibrador.A method according to claims 7 and 9, wherein the pressure waveform determination step utilizes the difference between the lower and upper profiles extracted from the electrical signals (current or power) of the vibrator. 14. Método de acordo com a reivindicação 7, em que a etapa de determinação da forma de onda de pressão envolve a computação do perfil total, extraído dos vários sinais acelerométricos ortogonais, quando a invenção é baseada num acelerómetro de 3 eixos.The method of claim 7, wherein the pressure waveform step involves computing the total profile extracted from the various orthogonal accelerometric signals when the invention is based on a 3-axis accelerometer. 15. Método de acordo com a reivindicação 7, em que a etapa de remoção das flutuações médias da linha de base utiliza a soma dos perfis superior e inferior de cada um dos sinais acelerométricos ou dos sinais elétricos do vibrador (corrente ou potência).The method according to claim 7, wherein the step of removing the average baseline fluctuations uses the sum of the upper and lower profiles of each of the accelerometer signals or the vibrator electrical signals (current or power). 16, em que um circuito de controlo automático de tensãoaceleração mede constantemente a atenuação da portadora de aceleração quando a ponta de deteção é colocada na parede elástica, restabelecendo o valor de amplitude de referência através do ajuste da tensão de entrada do vibrador.16, wherein an automatic acceleration voltage control circuit constantly measures the acceleration carrier attenuation when the sensing tip is placed on the elastic wall, restoring the reference amplitude value by adjusting the vibrator input voltage. 16. Método de acordo com a reivindicação 7, em que a etapa de calibração da forma de onda da pressão depende de curvas de calibração, cuja determinação e de aplicação exigem a conservação da amplitude da portadora de aceleração, ou seja, a amplitude medida quando o sensor está a vibrar livremente é a mesma da que é medida quando este comprime a parede do vaso.The method of claim 7, wherein the pressure waveform calibration step depends on calibration curves, the determination and application of which require the conservation of the acceleration carrier amplitude, that is, the amplitude measured when The sensor that is vibrating freely is the same as that measured when it compresses the vessel wall. 17. Método de acordo com as reivindicações 7 eA method according to claims 7 and 7. 18. Método de acordo com a reivindicação 7, em que os parâmetros extraídos são, pelo menos, a pressão interna do fluido, a forma de onda de pressão do fluido, a distensão de vaso e a complacência do vaso.The method of claim 7, wherein the extracted parameters are at least internal fluid pressure, fluid pressure waveform, vessel distension and vessel compliance. 19. 19 Método Method como descrito as described na reivindicação in claim 7, em 7, in que o referido whereas that vaso é vase is uma artéria. an artery. 20 . 20 Método Method de acordo com according a reivindicação the claim 19, em 19, in
que o local de registo está localizado numa artéria superficial, onde o pulso é palpável.that the registration site is located in a superficial artery where the pulse is palpable. 21. Método de acordo com as reivindicações 16 eMethod according to claims 16 and
20, em que os parâmetros extraídos são, entre outros, a frequência cardíaca, a forma de onda de pressão arterial (OPA), a pressão arterial sistólica, a pressão arterial diastólica, a pressão arterial média, a pressão de pulso, o índice de aumentação e outros parâmetros hemodinâmicos extraídos dos pontos proeminentes da forma de onda de pressão calibrada.20, where the extracted parameters are, among others, the heart rate, the blood pressure waveform (OPA), the systolic blood pressure, the diastolic blood pressure, the mean arterial pressure, the pulse pressure, the augmentation and other hemodynamic parameters extracted from the prominent points of the calibrated pressure waveform.
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