CN101044976A - 利用血氧浓度及心电图测量仪来测量血压值的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明是一种利用血氧浓度及心电图测量仪来测量血压值的方法及装置，所述方法是通过由血氧浓度测量仪测量出心脏动脉脉动时的血氧周期连续变化波形，及通过心电图测量仪明确知道何时为血压的收缩压、舒张压的脉动时间区段，再将该脉动时间区段与血氧浓度测量仪所测量的连续变化波形相互对应，并通过微处理器计算出该连续变化波形与心电图的脉动时间区段相对应的截面积，并依预存的计算公式换算出收缩压及舒张压的值，进而可准确测量血压值(收缩压及舒张压)。

Description

利用血氧浓度及心电图测量仪来测量血压值的方法及装置

技术领域

本发明提供一种利用血氧浓度及心电图测量仪来测量血压值的方法及装置，其是一种同时通过血氧浓度及心电图测量仪的测量装置，对测量者作非侵入式的测量，并通过血氧浓度测量仪所测量的血氧周期连续变化波形及心电图所测量的收缩压及舒张压脉动时间区段相互对应而得到准确的血压值。

背景技术

血压计可分为侵入式及非侵入式两大类，而非侵入式血压计又分为传统水银式血压计及电子式血压计，电子式血压计在目前市面上又大多以听音法及共振法为主，而听音法的电子血压计测量方法，其是以柯氏音法来判别收缩压及舒张压的大小，是先将血压计的气囊袋束覆在人体手臂或手腕处，再将气囊袋充气加压至该手臂或手腕的动脉完全阻止血液的流动，使其气囊袋下的动脉不再脉动，然后再将气囊袋中气体慢慢泄压，并在泄压时不停的侦测血管内的脉搏脉动，当气囊袋内的压力接近收缩压前，其压力传感器会感应到气囊袋动脉的脉动，当侦测到柯氏音效第一音时，读取血压计上的读值，即是收缩压(Systolic Pressure，SP)，之后逐渐卸放气囊袋内压力，如此血管通道变大，时间变长，血液在血管喷流时间加长，直到气囊袋压力小到某一阶段后，通道渐大，压力喷射效应渐失，当柯氏音效开始钝化时，记录其最后一音，就是舒张压(Diastolic Pressure，DP)。

请参阅图1所示，图中的连续曲线波形a为血管内的血压的变化，而斜线b为气囊袋内放气的气压变化值，由斜线b自左上方与连续曲线波形a的第一交叉点即为柯氏音法的收缩压，而最右下方的斜线b与联机曲线波形a交叉的最后一个点为柯氏音法的舒张压，中间的多个交叉点所听到的柯氏音为血液扰流的声音，但由于该气囊袋会有一段因为充、放气而造成时间间隔，如此无法得知血压真正的值，而且由于气囊袋在充、放气过程中会对测量者的手臂或手腕造成束覆紧迫的现象，同时也因测量时间长，让测量者会感到非常不舒服。

鉴于以上方法的缺点，遂有人利用血管容积变化信号方式以求测量出正确的血压值，因血管容积变化信号与血压同为在循环系统下而产生的物理量。血管容积变化信号，顾名思义就是因心脏脉动周期，而使得血管内单位面积的血流量呈周期性的变化，这种血管管径因压力的作功而改变其直径，这种血管管径的变化也会因为连续血压的影响而呈现连续性，目前最常用的方法就是利用光学检测。其方法可分为反射式及穿透式两种，反射式光学传感器是通过LED所发射的光能会在真皮层反射至传感器，而穿透式传感器是利用两种不同波长的LED光(如：红光及红外光)穿过手指组织，由手指下方的接收器接收信号，利用血管管径因动脉脉动时而造成的变化，会造成投射光线的偏折，再由这些偏折的角度经由光能转换电能方式在时间轴上描绘出连续的波形，请参照图1a所示，同样的，血压也与血管容积变化产生相同的周期性的信号波，而一个血压的周期定义是由心脏收缩开始至下一个收缩开始，也就是每一个周期信号中波谷与波谷所包围的时间区段，由于通过该光学检测方式所反映的血管容积的变化，并非代表血管容积的绝对值，因此该所测量的血管管径变化的波形在时间轴上所描绘的振幅纯粹只代表资料撷取进来时的电位大小，同时也由于心脏收缩与血管壁作用效应作折积的结果，如此无法准确计算出每一个血压周期的波峰、波谷位置，因此也无法测量出准确的血压值。

发明内容

发明人有鉴于上述测量血压的方法在实施时的缺失，特精心研究，再进一步发展出本案的利用血氧浓度及心电图测量仪来测量血压值的方法及装置。

本发明的主要目的，在于提供一种利用血氧浓度及心电图测量仪来测量血压值的方法，该方法是通过血氧浓度测量仪所测量的血氧周期连续变化波形与心电图测量仪所测量的心脏收缩与舒张时的电位变化，而能精确测量血压，其主要是由血氧浓度测量装置在测量血液中的血氧浓度时可因心脏的收缩及舒张时的脉动而描绘出周期连续变化波形，同时通过在相同时间区段的心电图准确测量心脏在收缩及舒张时的电位变化，如此，即可通过微处理器计算血氧浓度的周期连续变化波形的截面积，而由心电图的测量明确知道何时为收缩压及舒张压的计算时间点，再经过微处理器预存的计算公式转换处理后，即可得到正确的收缩压及舒张压值，如此，测量者不但可精确测量血压，并可随同量出脉搏跳动数/每分钟、血液中的含氧量、并得到心电图与血压波图。

本发明的另一目的，在于提供一种利用血氧浓度及心电图测量仪来测量血压值的装置，该装置上设有一机体，该机体表面上设有一显示结果的显示屏，而在机体表面上则设有两相对的电极，所述电极是供双手拇指按压，而在机体一侧则设有一探头，且该机体中设有微处理器及储存器与一连串相关电路相连接，以作为处理及储存相关数据用，以便使用时，可将拇指按压在电极上，同时将探头夹住拇指以外的某一手指上，如此，即可同时得到血氧周期连续变化波形及心脏收缩及舒张的时间区段，通过显示屏可清楚看出两者的交错，再通过微处理器的运算后，即可得到收缩压及舒张压的值。

本发明的又一目的，在于提供一种利用血氧浓度及心电图测量仪来测量血压值的装置，该装置上设有一机体，该机体表面上设有一显示结果的显示屏，而在机体上连接有电气线路，而该电气线路的另一端则设有两相对的电极，所述电极是可贴压至人体处，而在机体一侧则设有一探头，且该机体中设有微处理器及储存器与一连串相关电路相连接，以作为处理及储存相关数据用，以便使用时，可分别将电极贴压人体的手腕上，同时将探头夹位某一手指上，如此，即可同时得到血氧周期连续变化波形及心脏收缩及舒张的时间区段，通过显示屏可清楚看出两者的交错，再通过微处理器的运算后，即可得到收缩压及舒张压的值，如此可提供测量者24小时随时监测。

本发明的再一目的，在于提供一种利用血氧浓度及心电图测量仪来测量血压值的装置，该装置上设有一机体，该机体中设有微处理器及储存器与一连串相关电路相连接，又该微处理器连接有一输出/入组件，该输出/入组件可通过有线或无线方式作电信号传输。

通过本发明，可精确测量收缩压及舒张压的值。

附图说明

为使审查员对本发明的方法及结构能具有更深入的认识与了解，现举实施例配合图式，详细说明如下：

图式的简单说明：

图1是现有血压测量方式的测量结果示意图。

图1a是另一种现有血压测量方式的测量结果示意图。

图2是本发明测量后的波形示意图。

图2a是本发明测量后的波形放大示意图。

图3是本发明的电路方块示意图。

图4是本发明的装置示意图。

图5是本发明的使用示意图。

图6是本发明的另一使用示意图。

主要组件图号说明：

机体                              10

显示屏                            11

输入组件                  12

输出组件                  13

电源开关                  14

电极                      15

探头                      16

外部电子装置              17

微处理器                  20

模拟/数字信号转换电路     30

信号滤波电路              31

信号放大电路              32

具体实施方式

本发明是一种利用血氧浓度及心电图测量仪来测量血压值的方法。血氧浓度是血液中被氧结合的含氧血红蛋白(HbO2)的容量占全部可结合的血红蛋白(HB)容量的百分比，即血液中血氧的浓度(SPO2)。目前采取的脉搏式血氧浓度测定原理包括有分光光度测定和血液容积描记两部分。在本实施例中，是以分光光度测定方式说明如何通过血氧浓度测量仪与本发明的相互关系，熟悉这项技术的人可以通过其它测量方式来完成。

以分光光度测定方式的血氧测量仪是采用波长为660nm的红光和940nm的红外光，根据含氧血红蛋白(HbO2)对660nm红光吸收量较多，而对940nm红外光吸收量较少；相反，血红蛋白(HB)对660nm红光吸收量较多，而对940红外光吸收量较少这一事实，用分光光度法测定红外光吸收量与红光吸收量的比值，就能确定血红蛋白的含氧浓度。

血氧浓度测量仪在测量血液中血氧浓度时，除可测量血氧浓度数值外，由于血管内的血液的心脏收缩与舒张而脉动，此时经由光能透照血管的外围组织时，能检测透照光能的衰减程度与心脏脉动有关，心脏收缩时，因血管外围血容量最多，光能吸收量也最大，检测到的光能最小；心脏舒张时恰好相反，光能吸收量的变化反映了血管容积的变化，再通过光能转换电能方式，将血管容积变化在时间轴上描绘出连续的血氧周期连续变化波形。

另外，心电图(ECG)信号是测量心脏收缩与舒张时的电位变化，心脏的肌肉是人体肌肉中，唯一具有自发性跳动及节律性收缩的肌肉，而心脏传导系统发出电波，会刺激整个肌肉纤维而产生收缩，因此电波的产生及传导，肌肉都会产生微弱的电流分布全身，若将心电图信号的电极连接到身上不同的部位，就可描绘出心电图。

其原理是通过心脏收缩和舒张运动所产生的弱电流，当这种电流流经全身时(人为导电体)，可经由安置在手脚上的电极，转移到电流计，再以波纹记录在纸带上，此即是心电图。

目前医学临床上使用最普遍的是12导程心电图(Electrocardiography，ECG)，其中包括三个标准导程I、II、III，三个加压导程aVR、aVL、aVF及六个胸导程V1、V2、V3、V4、V5、V6，随着心脏的收缩对于时间轴所引起的一连串动作电位变化，依序有心房去极化、心房再极化、心室去极化、心室再极化，所分别产生的波有P波、QRS综合波与T波；其各波形生理意义分别为P波代表心房去极化、QRS综合波代表心室去极化、T波代表心室再极化、PR间期代表左右心房去极化和去极化波传导到房室结的时间，QT间期则代表左右心室去极化和再极化时间，而心脏脉动波形的PR间期即是心脏收缩期，而PST间期即是心脏的舒张期。

基本上，在本发明的实施例中是以第一导程测量方式说明如何通过心电图测量仪与本发明的相互关系，熟悉这项技术的人可以通过其它方式来测，本实施例的方法是以两手分别接触不同电极，再测量出心脏脉动时所产生的微电流变化，如此可通过所描绘的心电图在时间轴上心脏的收缩及舒张时间区段。

承上所述，请参照图2、图2a所示，本发明的方法是通过心电图的测量仪明确知道何时为收缩压及舒张压的计算时间区段，再将血氧浓度测量装置所测量的血氧周期连续变化所转换的电位波形与心电图的心脏脉动时的电位波形在相同的时间轴上的相对应，如此可分别通过血氧周期连续变化所转换为电位波形在时间轴相对应于心电图上的心脏脉动波形的PR间期的截面积，及与相对应于心电图上的心脏脉动波形PST间期的截面积，通过微处理器预存的计算公式分别计算处理后，即可得到收缩压及舒张压的值，如此，测量者不但可精确测量收缩/舒张压，并可随同量出脉搏跳动数/每分钟、血液中的含氧量及心电图与血压波图。

配合上述的方法，请参照图3及图4所示，该装置上设有一机体10，该机体10上设有一微处理器20，该微处理器20分别与显示屏11及输入/输出组件12、13以及电源开关14相连接，其中，显示屏11是安装在机体10表面上，以供显示测量结果，而输入组件12是安装在机体10表面上，以供输入相关设定及数据用(如选择显示血压的收缩/舒张压值或心电图或血压波形图...)，而输出组件13可为有线或无线传输装置，并通过该传输装置与其它外部电子装置17相连接(如PDA、计算机...等等)，且该微处理器20内储存有相关数据，再者，该微处理器20还与一模拟/数字信号转换电路30、信号滤波电路31及信号放大电路32串接，其中，信号放大电路32并与在机体10表面的电极1 5及探头16相连接，其中，探头16的一侧安装了两个发光管，一个发出红光，一个发出红外光，另一侧安装有一个接收器，将检测到的通过手指动脉血管的红光和红外光转换成电位信号。由于皮肤、肌肉、脂肪、静脉血、色素和骨头等，对这两种光的吸收系数是恒定的，只有动脉血流中的HBO2和HB浓度随着血液的动脉周期性的变化，从而引起光电检测器输出的信号强度随的周期性变化，将这些周期性变化的信号进行处理，就可测出对应的血氧浓度，同时，也计算出脉率，并描绘出血氧周期连续变化波形，而电极则是用来测量心脏的收缩及舒张变化时的电位变化。

在使用时，可将拇指按压在电极15上(请参照图5所示)，或将电极15通过电气线路从机体10延伸，分别贴压在人体相对位置处(请参照图6所示)，同时将探头16夹住拇指以外的手指，如此，即可同时得到血氧周期连续变化波形及心脏收缩及舒张的时间区段，通过显示屏11可清楚看出两者的变化，再通过一模拟/数字信号转换电路30、信号滤波电路31及信号放大电路32的转换，将数据传送至微处理器20上，经微处理器20预存的计算公式的运算后，即可得到精准收缩压及舒张压的值。

综上所述，本发明的一种利用血氧浓度及心电图测量仪来测量血压值的方法，在产业上具有很大的利用价值，且可改良现有技术中血压机测量时的各种缺点，在使用上能增进功效，合于实用，充分符合发明专利的条件，实为一理想的发明。故申请人特依专利法，申请发明专利。

Claims (7)

1.一种利用血氧浓度及心电图测量仪来测量血压值的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

在相同时间轴上的血氧浓度测量仪所测量出心脏脉动的血氧周期连续变化波形，与同时通过心电图测量心脏的舒张及收缩时间区段相对应；

通过微处理器计算血氧周期连续变化波形对应于时间轴上的截面积；

由心电图的测量明确知道何时为收缩压及舒张压的计算时间区段；

经过微处理器预存的计算公式计算处理，得到收缩压及舒张压的值。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，由连续两个以上的舒张/收缩时间区段所计算的血氧周期连续变化波形周期的截面积加总平均。

3.一种利用血氧浓度及心电图测量仪来测量血压值的装置，其特征在于，该装置包括有：

一微处理器，用来控制及运算处理数据；

一显示屏，与微处理器相连接，以供显示结果；

一输入组件，与微处理器相连接，用来输入相关数据；

一模拟/数字信号转换电路，与微处理器相连接，用来将模拟信号转换成数字信号；

一信号滤波电路，与模拟/数字信号转换电路连接，用来滤除杂波；

一信号放大电路，与信号滤波电路相连接，用来放大信号；

两电极，与信号放大电路相连接，以供接触测量者身体；

一探头，与信号放大电路相连接，以供测量用模拟/数字信号转换电路。

4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，该装置整合为一机。

5.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述微处理器可与一无线或有线输出组件相连接。

6.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电极设置在该装置的机体上，供测量者以手指按压。

7.如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述电极是通过电气线路延伸于该装置的机体外，以贴压至测量者的身体。

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