CN101193588A

CN101193588A - 连续血压监测的系统

Info

Publication number: CN101193588A
Application number: CNA2006800141925A
Authority: CN
Inventors: 图维·奥巴赫
Original assignee: Health Smart Ltd
Current assignee: Health Smart Ltd
Priority date: 2005-03-21
Filing date: 2006-03-21
Publication date: 2008-06-04
Also published as: EP1863381A4; EP1863381A2; CA2602899A1; AU2006225980A1; WO2006100676A2; JP2008536545A; US20090216132A1; WO2006100676A3

Abstract

本发明提供连续血压监测的系统。本发明提供用于监测血压的系统和方法。所述系统包括：无箍套非侵入便携式血压监测装置，被设置成实时处理通过所述便携式血压装置获取的信号以产生一个或更多个处理结果的处理器，以及具有实时显示所述处理结果中的一个或更多个的显示器的便携式监测器。在本发明的方法中，从无箍套非侵入便携式血压监测装置获取血压信号。实时处理便携式血压装置获取的信号，以产生在便携式监测器的显示器上实时显示的一个或更多个处理结果。本发明的方法和系统可以用于高血压管理。

Description

连续血压监测的系统

技术领域

本发明总体上涉及血压测量领域，更具体地说，涉及非侵入式血压测量系统。

背景技术

高血压通常被定义为持续上升超出140/90mmHg的血压。高血压管理(HBP管理)典型地包括药物组合；和与饮食、锻炼、压力管理以及可以改进血压的其他方面有关的生活方式改变。在这个时段期间，需要监测病人的血压。根据NICE-英国国家健康与临床优化研究所于2004年8月公布的指导，在初级保健护理中例行使用的自动走动血压监测或家庭监测装置因为它们的值尚未充分建立所以目前不被推荐。因此，在高血压管理的程序中，通过使病人周期性地向诊所报告来监测血压。然而，在诊所中获得的血压读数通常不能反映病人执行他的日常工作时的血压。这种情况和通过血压测量获得的高血压管理程序效果的反馈之间的长时间间隔一起，使得临床医生难于评价该程序针对病人血压的效果。由此，可能花费几个月的时间来评价该程序的作用并且确定是否修改该程序和怎样修改该程序。

箍套型(cuff-type)血压计是为测量个人血压而使用的常规非侵入式装置。在这些装置中，将可膨胀箍套卷绕诸如手臂的体肢。使箍套膨胀至足够使得动脉中的血流停止的压力，通常通过来自动脉的当血液在动脉中流动时出现的声音的停止来检测这种情况。当箍套中的压力逐渐缩减时，首先检测到动脉中的搏动流的压力是收缩血压。检测到动脉中的连续血流的压力是舒张血压。

存在希望在日常生活活动期间而不仅仅是在诊所监测个人血压的情形。在这些情况下，血压测量装置被个人佩戴，在一段时间内获取并记录周期性血压测量值。当血压监测装置包括箍套型血压计时，箍套的重量必须由个人持续负担，并且由于箍套的周期性膨胀而引起的不适和伴随的噪声干扰了此人执行他正常工作的能力，尤其是他的睡眠能力。

美国专利4,475,554描述了一种包括可膨胀柔性指状箍套的非侵入式连续血压计，其并有红外线发射和接收器以及连接至该发射和接收器并且控制动力压缩器的电子电路。

另一非侵入式血压测量方法基于动脉中的血液脉搏传导时间。美国专利5,649,543(Hosaka等人)公开了检测主动脉中的血液脉搏并随后检测周边动脉中的同一脉搏，并且基于从主动脉到周边动脉的脉搏传导时间来计算血压。在主动脉中通过心电图描记器R波检测这种脉搏，在周边动脉中通过光电脉搏波检测器检测这种脉搏。

公开号为WO0047110的国际申请公开了利用脉搏传导时间来测量血压和心血管状态的其他参数，其全部内容通过引用并入于此。在这个公开中，使用了在此由κ表示的参数，其中，κ被定义为人体中的血流速度与压力脉搏波传播速度的比率。WO0047110公开了根据ECG和脉搏记录计算κ的方法。例如，可以根据下面的代数表达式计算κ，即：

κ＝1/(1/(PEAK·v)+1)，

其中，v是脉搏波的传播速度(脉搏波速度)，其与脉搏传导时间(PTT)成反比，并且

PEAK＝κ₁·PTT·PA+κ₂·AREA，

其中，PA和AREA分别是根据体积描记器信号获取的脉搏波的振幅和面积，而κ₁和κ₂是两个根据经验获取的恒量。

作为在WO0047110中公开的另一实施例，κ可以通过下式获取：

κ = \frac{1}{((\frac{1}{PA}) + 1)}

WO0047110还公开了利用包含κ的代数表达式来计算人体的收缩血压(SP)、舒张血压(DP)、杨氏模量、心博出量(CO)、血管阻力(VR)以及血管顺应性(VC)。

上述引用的公开都不能向病人实时提供关于其心血管状态的反馈。

发明内容

下面是本文使用的术语及其缩写的术语表，其中一些是标准术语，其他是创造的。

体积描记器(PG)-测量血流的仪器。

脉搏传导时间(PTT)-动脉系统中脉压峰值抵达两点处之间的经过时间，或动脉系统中ECG信号中的特定点与跟随的脉搏波抵达特定点之间的经过时间。

心博出量(CO)-心脏每分钟泵入主动脉的血量。

血管顺应性(VCL)-血管容积变化与压力变化的比率。

AREA-体积描记器信号的峰值下的面积。

峰值振幅(PA)-体积描记器信号的峰值的振幅。

收缩压(SP)-心动周期的收缩期血压。

舒张压(DP)-心动周期的舒张期血压。

血压(BP)-血压。

血压监测器(BPM)-监测血压的装置。

心率可变性(HRV)-可以采用几种方式(例如，方差、FFT)评价的心率变化。

过度紧张或高血压(HBP)-过度紧张表示高血压。这通常表示：

高收缩血压始终超出140mmHg

高舒张血压始终超出90mmHg——(根据Medline Plus-美国国家健康研究所)

高血压管理(HBP管理)-对患有高血压的病人进行管理的过程。这个过程可以包括监测BP、开具药物；培训有关病人。

智能血压监测器(SmartPressure)-根据本发明的非侵入式连续血压监测装置。

智能心脏监测器(SmartHeart)或智能ECG(SmartECG)-将ECG传感器和智能血压监测器集成的移动胸式智能血压监测器。

本发明提供了一种用于在日常生活活动期间连续监测个人的血压、同时实时提供关于此人的心血管状态的生物反馈的系统和方法。如下所述，病人和临床医生都可以获得关于在日常活动期间实时提供的关于个人心血管状态的信息，这使得可以实时干涉，以便影响心血管状态。

本发明的系统包括便携式无箍套血压监测装置和便携式监测器。处理器处理来自所述血压监测装置的信号并且在和所述监测器关联的显示器上实时显示该信号或对显示该信号的处理结果。该处理结果例如可以包括：收缩血压(SP)、舒张血压(DP)、杨氏模量、心博出量(CO)、血管阻力(VR)以及血管顺应性。

在本发明的一优选实施方式中，所述血压监测装置包括血液脉搏传感器和ECG传感器。所述处理器被设置成根据通过血压传感器和ECG传感器获取的信号实时计算一个或更多个心血管参数。

可以将所述处理器计算出的血压用于触发警报。例如，超出或低于指定水平的血压或超出指定值的血压变化率可以触发警报或者可以使传感器单元改变其操作模式，例如，开始发送或开始存储生理参数的更详细信息。

所述处理器与所述监测器之间的通信可以是经由有线连接(例如，经由通用串行总线(USB))的通信。在这种情况下，所述监测器例如可以是膝上型个人计算机(LPT)、诸如苹果iPOD^的媒体播放器，或电子笔记本。在一优选实施方式中，所述处理器与所述监测器之间的通信是无线通信。所述监测器例如可以是被设置成和所述处理器进行通信的蜂窝电话或个人数字助理(PDA)。

在最优选实施方式中，所述便携式监测器是移动电话，并且所述处理器与该移动电话之间的通信是经由诸如“蓝牙”的无线通信协议而进行的。可以使用的其他无线通信协议例如包括：RF双向无线通信、红外线(IR)通信，以及超声波通信。可以采用与将新游戏或振铃声调上载至蜂窝电话相同的方式，将与所述处理器进行交互以在所述显示器上显示处理结果并且向个人提供反馈所必需的特定程序无线地上载到所述蜂窝电话中。

如果所述监测器是移动电话，则它可以向远程服务器发送从所述处理器接收到的数据，在该远程服务器中可以执行对所述数据的深入分析。所述远程服务器例如可以向个人提供对通过所述血压监测器获取的数据的附加处理、以及包括推荐的反馈。该服务器还可以向个人发出关于他的状况的警报、或在检测到紧急情形时召唤救援队伍以援助此人。可以将所述远程服务器链接到观察站，在该观察站中，人类专家可以研究并解析所述数据，并且向移动电话发送针对此人的推荐。

所述血压监测装置优选地适于个人佩戴，使得允许连续监测血压。例如，所述血压监测装置可以适于佩戴在个人的胸部、腕部或手指上。

在本发明的一优选实施方式中，所述血压监测装置包括血液脉搏传感器和ECG传感器，并且所述处理器被设置成通过上述引用的WO0047110中公开的方法来根据血压传感器和ECG传感器获取的信号实时计算一个或更多个心血管参数。首先执行校准处理，以便获取个人的参数κ的值，随后所述处理器使用该值以计算此人的一个或更多个心血管参数，如在WO0047110中公开的那样。

因而，在本发明的第一方面，本发明提供了一种个人血压监测系统，该个人血压监测系统包括：

(a)无箍套非侵入便携式血压监测装置；

(b)处理器，该处理器实时处理通过所述便携式血压监测装置获取的信号，以产生一个或更多个处理结果；以及

(c)便携式监测器，该便携式监测器具有实时显示所述处理结果中的一个或更多个的显示器。

在本发明的第二方面，本发明提供了一种个人血压监测方法，该个人血压监测方法包括以下步骤：

(a)从无箍套非侵入便携式血压监测装置获取血压信号；

(b)实时处理通过所述便携式血压监测装置获取的信号，以产生一个或更多个处理结果；以及

(c)在便携式监测器的显示器上实时显示所述处理结果中的一个或更多个。

在本发明的第三方面，本发明提供了一种个人高血压管理方法，所述个人高血压管理方法包括以下步骤：

(a)利用无箍套血压系统周期性地测量血压，所述无箍套血压系统包括：

(i)无箍套非侵入便携式血压监测装置；

(ii)处理器，该处理器实时处理通过所述便携式血压监测装置获取的信号，以产生一个或更多个处理结果；以及

(iii)便携式监测器，该便携式监测器具有实时显示所述处理结果中的一个或更多个的显示器。

附图说明

为了理解本发明并了解它实际上可以怎样执行，下面，参照附图，仅通过非限制性实施例的方式，对优选实施方式进行说明，在附图中：

图1示出了根据本发明的一个实施方式的连续血压监测系统；

图2示出了供图1的系统使用的传感器单元的框图；

图3示出了采用胸式传感器的形式的图2的传感器单元；

图4示出了采用腕式传感器的形式的图2的传感器；

图5示出了采用指式传感器的形式的图2的传感器；

图6示出了被设置成接合至移动电话的图2的传感器；

图7示出了图1的系统的校准方法；以及

图8示出了根据本发明的高血压管理方法。

具体实施方式

下面，对执行本发明的当前最佳设想模式进行详细说明。本说明不应被认为具有限制含义，而是仅出于例示根据本发明的一般原理的目的而给出的。本发明的范围由所附权利要求书最佳地限定。

图1示出了根据本发明一个实施方式的连续监测个人心血管状态的系统1的框图。系统1包括便携式传感器单元32和便携式监测器14。传感器单元32包括ECG传感器2和脉搏传感器4。ECG传感器2和脉搏传感器4可以被包括在适于被个人佩戴或携带的单个单元内，或者它们可以处于各自适于被个人佩戴或携带的分立单元中。系统1还包括CPU6。由ECG传感器2产生的指示个人的ECG的信号7和由脉搏传感器4产生的指示个人的脉搏的信号9被输入至CPU 6。CPU 6包括数模转换器8、存储器10以及处理器12。存储器10可以是存储有预装程序的只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、诸如闪速存储器的非易失性存储器，或这些类型的存储器的组合。

在模数转换之后，通过处理器6实时处理信号7和信号9。该处理可以包括放大和信号条件作用滤波。该处理包括涉及信号7和信号9的处理结果的计算中的个人血压计算。因此，传感器单元32充任无箍套血压监测器。可以将信号7和信号9以及处理结果存储在存储器10中，优选地采用压缩形式来存储，用于以后的进一步分析。可以存储在存储器10中的这种日志可以横跨几分钟或几小时的持续时间。将处理的结果从CPU 6实时发送至便携式监测器14。便携式监测器14包括用于实时显示从CPU 6发送至监测器14的数据的显示器16。如下所述，监测器14可以通过显示器16向个人提供可视生物反馈，可选地通过扬声器17向个人提供音频生物反馈。

CPU 6还包括用于和便携式监测器14进行通信的通信模块11。CPU6与监测器14之间的通信可以是经由有线连接(例如，经由通用串行总线(USB))的通信。在这种情况下，监测器14例如可以是膝上型个人计算机(LPT)，诸如苹果iPOD^的媒体播放器，或电子笔记本。监测器14可以设置有用于控制监测器14的操作的小键盘19、传感器单元32、或这两者。

在一优选实施方式中，CPU 6与监测器14之间的通信是无线通信，如图1所示。在这种情况下，通信模块11和监测器14分别包括天线18和天线20。监测器14例如可以是蜂窝电话(如图1所示)或个人数字助理(PDA)，该监测器14被设置成和CPU 6通信，并且优选地配备有被设置成执行数据分析的处理器、存储器、显示器、音频输出、诸如小键盘的输入装置、麦克风以及几何画板中的任何一个或更多个。从CPU 18向监测器14的数据发送可以依据命令而进行，或者例如可以在传感器32处于监测器14的附近时自动地启动。

在最优选实施方式中，便携式监测器14是移动电话，并且通信模块11与该移动电话之间的通信是经由诸如“蓝牙”的无线通信协议而进行的。可以使用的其他无线通信协议例如包括射频(RF)双向无线通信、红外线(IR)通信，以及超声波通信。可以将和CPU 6进行交互、在显示器16上显示处理结果并且向个人提供反馈所必要的特定程序上载到蜂窝电话14。例如，可以采用和将新游戏或振铃声调上载到蜂窝电话的相同方式，将程序无线地加载到蜂窝电话中。

当监测器14为移动电话时，它可以向远程服务器22发送从CPU 6接收到的数据，在该远程服务器中可以执行对所述数据的深入分析。在一个实施方式中，移动电话14经由蜂窝RF链路26和蜂窝基站24通信。另选的是，它可以利用诸如GPRS的蜂窝数据交换协议和服务器22通信。通过数据链路28将蜂窝基站24链接至远程服务器22。远程服务器22例如可以对个人提供对通过传感器单元32获取的数据的附加处理、对移动电话14和传感器单元32的初始化和更新、确定方案、以及包括推荐在内的反馈。服务器22还可以向个人发出关于他的状况的警告，或者在检测到紧急情形时召唤救援队伍以援助此人。移动监测器14可以配备有用于确定其系统1的地理位置的装置，如全球定位系统(GPS)，其可以用于在此人处于危难时(例如处理心脏发病期间)将救援队伍引导至遇险的个人。

可以使用诸如局域网(LAN)、因特网连网、RF蜂窝链路或公共交换电话网(PSTN)的附加数据链路30，以将远程服务器22连接至观察站30，在该观察站30中，人类专家可以研究数据，解析数据，并且向移动电话14发送针对个人的推荐。

当监测器14不是移动电话时，它可以利用诸如利用调制解调器或非对称数字用户线路(ADSL)连接至PTSN、局域网(LAN)或无线LAN(WAN)等的标准或专有协议和服务器22通信。

可以将通过处理器12计算出的血压用于触发警报，显示在显示器16上，或改变传感器单元的操作模式。例如，超出或低于指定水平的血压或超出指定值的血压变化率可以触发警报或者可以使传感器单元改变其操作模式，例如，开始发送或开始存储生理参数的更详细信息。

图2示出了根据本发明一示例性实施方式的包括ECG监测器2、脉搏监测器4以及CPU 6的传感器单元32的框图。在传感器单元32中，脉搏监测器4是体积描记器。该体积描记器包括心率(HR)或体积描记器电子设备34和光源36，该光源利用发射的光38照明人体皮肤58下的组织42中的一个或更多个血管43。通过光检测器41接收从皮肤42反射的光40。散射光40的强度取决于皮肤42下的血管43中的血流。体积描记器电子设备34在这种情况下产生的信号9指示血管43中的血量，由此可以用于监测血流。

另选的是，脉搏监测器4可以基于压电换能器(未示出)。将压电传感器施加至皮肤表面，其感测因一个或更多个血管中的血量变化而造成的血管扩张。作为对直接接触皮肤表面的代替，压电传感器可以和将器官的压力或形状的变化传递至压电传感器的诸如流体或膜的材料或结构接触。

在传感器单元32中，ECG监测器32包括连接至ECG电子设备46的ECG电极44和45，所述ECG电极44和45当传感器单元32被施加至皮肤表面58时与皮肤表面58接触，用于监测ECG信号。

在传感器单元32中，CPU 6包括向传感器单元32的所有功能提供电力的电池50。指示器48基于来自传感器的数据而提供可感测信号，例如指示传感器单元的状态(如“开启/关闭”、“低电量”)或用户的生理状态的可视或音频信号。时钟51提供将存储的数据与数据获取时间相关联的“时间戳”。传感器单元32还可以包括用于开启和关闭该单元以改变操作模式或通过通信接收到的命令的开关(未示出)。

传感器单元32可以包括附加传感器，以监测心脏、呼吸温度或压力函数并且提供例如在PCT IL/2006/00230中公开的监测和警报功能中的一些。例如，传感器单元32可以包括诸如用于监测个人的皮肤表面58的皮电活动的皮电活动(EDA)52的附加传感器。EDA传感器至少包括当将传感器单元32施加至皮肤表面58时和皮肤表面58接触的第一电极54和第二电极56。EDA电子设备60通过在第一电极54与第二电极56之间施加一非常低的电压以在电极之间的皮肤中产生电流，从而监测皮肤电阻率。EDA电子设备60产生向处理器12输入的指示皮肤电阻率的信号62。EDA传感器是可选的，可以取出它或者用诸如呼吸监测器或温度计的附加传感器替换它。

处理器12接收信号7、9，并且可选地接收诸如信号62的其他信号，并且根据存储在存储器10中的指令而实时处理数据。该处理包括实时确定个人的血压，以使得可以连续监测此人的血压。如上所述，可以通过通信模块11将信号7、9和诸如信号62的其他信号中的任何一个或更多个与计算出的血压一起发送至远程服务器22。

图3示出了采用适于接合至个人的胸部的胸式传感器60的形式的传感器单元32。可以利用卷绕个人的身躯并且用带扣64固定的带62将胸式传感器60接合至此人的胸部皮肤。另选的是，可以利用粘合剂(例如，ECG电极的粘合剂)将胸式传感器60粘附至胸部，或者，胸式传感器60可以悬挂为环绕颈部的三角旗形，并且在根据需要而施加至胸部时工作。作为又一另选例，可以将胸式传感器60贮藏在别处，例如贮藏在此人的口袋里，并且在需要时施加至胸部。当将胸式传感器施加至个人的胸部皮肤时，将ECG电极44和45中的至少一个施加至胸部皮肤。可以将胸式传感器中的另一ECG电极也施加至胸部皮肤，以获取来自胸部的ECG信号。另选的是，另一ECG电极可以处于离开胸部的一侧上，在这个情况下，通过个人将手指或其手臂的一部分施加至这个电极来获取ECG信号。

胸式传感器单元被设置成，使得在将胸式传感器60施加至胸部皮肤时体积描记器4的光源36和光检测器41暴露在胸式传感器60的远离胸部的表面上。个人按压手指，以向体积描记器提供这个部位的血流的读数。胸式传感器可以设置有通断开关64，该通断开关在手指或其他身体部位施加至胸式传感器时被压下，以启动传感器，由此节省电池电量。

在胸式传感器60的另一变型例中，作为在胸式传感器单元60中集成体积描记器的光源36和光检测器41的代替，可以用至胸式传感器的有线通信或至监测器14的诸如蓝牙的无线通信来将分离的脉搏传感器接合至手指或耳垂。在这种情况下，胸式传感器单元60还合并有诸如蓝牙的通信模块以与监测器14通信。

胸式单元可以连续监测个人的ECG和心率，并且仅在用户触摸脉搏传感器时才计算脉搏传导时间(PTT)和任何其他参数值。

图4示出了采用适于接合至个人的腕部的腕式传感器66的形式的传感器单元32。利用以带扣70固定的带68将腕式传感器66接合至个人的腕部。腕式传感器66优选地构造为和手表类似的形状和尺寸，并且可以可选地包括手表的功能，例如显示时间和日期、充当闹钟以及存储诸如电话号码的数据等。

当将腕式传感器66佩戴在个人的腕部时，ECG电极45施加至腕部皮肤，在图4的角度看不到。腕式传感器中的另一ECG电极44处于离开腕部的一侧上，在这种情况下，通过个人将手指施加至电极44来获取ECG信号。腕式传感器优选地设置有容座(receptacle)33，以使得电极44始终施加至手指上的同一位置。

腕式传感器66被设置成如下：当将腕式传感器60佩戴在腕部时，体积描记器4的光源36和光检测器41施加至腕部的血流最明显的腕骨区域(在图4的角度看不见)。在腕式传感器的一优选实施方式中，它被设置成使得用户必须用他的另一只手的手指触摸腕式传感器的被设计成包括体积描记器传感器36和41以及第二ECG电极的小区域。

图5示出了采用适于接合至个人的手指的指式传感器74的形式的用于获取ECG和体积描记器信号的传感器单元32。可以利用带75将该指式传感器接合至手指，或者可以将传感器模块的形状形成为使得手指可以按压在其上。指式传感器优选地设置有容座37，以将电极44始终施加至手指上的同一位置。

图6示出了采用设置成例如通过夹子72接合至移动电话71的传感器73的形式的传感器单元32。在这种情况下，用个人的一只手触摸ECG电极44，而用此人的另一只手覆盖ECG电极45以及脉搏传感器4的光源36和光检测器41。例如，电极45、光源36以及光检测器41可以和个人的抓着电话71的左手接触，而此人用他的右手的手指接触电极44。传感器73优选地设置有容座75，以将电极44始终施加至手指上的同一位置。

本发明的系统1优选地在使用之前针对个人进行校准。图7示出了根据本发明的可以使用的校准处理的流程图。在步骤80中，将箍套血压传感器、ECG传感器以及体积描记器施加至个人。在步骤82中，同时地，利用箍套血压传感器测量此人的血压，利用ECG传感器获取ECG信号，利用体积描记器获取脉搏信号。在步骤84中，将步骤82中获取的数据用于计算此人的一个或更多个参数的值，处理器12要使用所述一个或更多个参数的值，以分别根据ECG传感器2和脉搏传感器4获取的ECG和体积描记器读数来计算此人的血压。在步骤86中，确定是否要获取另一组血压、ECG以及体积描记器读数。如果是，则处理继续至步骤88，并且对此人进行血压改变，并将处理返回至步骤82，在新的条件下获取此人的一个或更多个参数的值。如果在步骤86中，确定不获取另一组血压、ECG以及体积描记器读数，则处理继续至步骤90，计算所述一个或更多个参数的平均值或最佳值。在步骤92中，将计算出的参数输入至存储器10，校准处理结束。

步骤88中的对人体进行血压改变的步骤例如可以通过此人改变他的位置或者执行体力劳动以增大其血压来进行。另选或附加的是，个人可以休息或放松来降低他的血压。还可以通过用户执行诸如沉思、心算的脑力劳动，或者通过药物来实现血压改变。

可以在设置为与CPU 6进行交互的箍套血压传感器所在的设施处执行校准处理。另选的是，可以将箍套血压传感器设置成利用无线或有线通信而与监测器14进行交互。监测器14可以利用无线或有线通信向传感器单元32发送血压数据。另选的是，可以经由小键盘33将计算出的参数人工地输入至传感器单元32。还应注意到，在一些情况下，确定血压的变化或者血压的变化率或其他生理参数的变化率就足够了，而不需要绝对校准。

在本发明的一优选实施方式中，校准处理包含计算在此由κ表示的参数，κ定义为人体中的血流速度与压力脉搏波传播速度的比率。WO0047110公开了根据ECG和脉搏记录来计算κ的方法。例如，如在该公开中所示，可以根据下面的代数表达式计算κ，即：

κ＝1/(1/(PEAK·v)+1)，

PEAK＝κ₁·PTT·PA+κ₂·AREA，

作为在WO0047110中公开的另一示例，κ可以通过下式获取，即：

κ = \frac{1}{((\frac{1}{PA}) + 1)}

可以从体积描记器信号中可选地滤出血管半径的缓慢(0.01至0.05Hz)波动(血管舒缩调(vasomotor tone))，以便增加κ测量的准确度。这例如可以通过用PEAK/(PEAK的缓慢分量)²替换PEAK来执行。PEAK的缓慢分量例如可以通过对脉搏波的低通滤波来获取。

例如可以将PTT获取为ECG波中的特定点(例如，R峰值)与对应压力波抵达脉搏检测器(例如体积描记器)之间的时间推移。用于测量PTT的其他装置例如包括沿同一动脉血管接合至皮肤并且彼此分离的一对体积描记器传感器。在这种情况下，PPT是压力波抵达两个位置之间的时间推移。

处理器12可以被设置成计算人体的杨氏模量、血管阻力、心博出量以及血管顺应性。如上所述，WO0047110公开了利用下面包含κ的代数表达式计算人体的杨氏模量、血管阻力、心博出量以及血管顺应性，即：

收缩压(SP)

方法1

SP＝ρv²Φ(κ，γ)，

其中，ρ为血液密度，γ为血液的热力学泊松指数，并且

Φ = \frac{\sqrt{2 κ {(γ - 1)}^{2} + 4 \cdot (γ - 1)} + 1 - 1}{2 (γ - 1)}

方法2

SP＝(logv²)/α+2ρv²κ/3+λ，

其中，λ＝(log(2ρR/E₀h))/α，其中，R为动脉的半径，h为动脉壁的厚度，E₀为参照零压力的杨氏模量，而α为根据经验获取的恒量。

方法3

SP＝(logv²/(1-εH²))/α+2ρv²κ/3+λ，

其中，ε为根据经验获取的恒量，而H为心率。

方法4

SP＝[(logv²)/α+λ]/(1-κ)。

方法5

SP＝[(logv²/(1-εH²))/α+λ]/(1-κ)。

舒张压(DP)

DP＝SP-ρv²κ，

杨氏模量

方法1

E＝(2R/h)(SP-DP)/κ

方法2

E＝(2R/h)SP/Φ(κ，γ)

方法3

E＝(2R/h)ρexp[(-λ+MP)α]

其中，MP为平均压力，MP＝(SP+2·DP)/3，其中，SP或DP是利用包含κ的代数表达式获得的。

方法4

E＝(2R/h)·ρ·exp((-λ+SP·(1-κ))α)

心博出量(CO)

CO＝PEAK·{v·[1+SP/(2ρ·v²)]}²

其中，SP是利用包含κ的代数表达式获得的，而PEAK的慢分量已经如上所述地滤出。

血管阻力(VR)

VR＝(SP-DP)/CO。

其中，SP、DP以及CO中的任何一个或更多个是利用包含κ的代数表达式获得的。

血管顺应性(VC)

VC＝PEAK/(SP-DP)。

其中，SP和DP中的任何一个或更多个是从包含κ的计算获得的。在本发明的范围内还设想了用于根据κ获取血管顺应性的其他方法。

VC、VR和CO对于血压的影响

在WO0047110中还公开了用于计算人体中血压变化是否是由于心博出量变化或血管顺应性变化造成的方法。因为不同生理过程支配不同起源的血压变化，并且相同的血压变化在由于不同起源而出现时需要不同的医学治疗，所以本发明提供用于确定恰当治疗的手段。

CO对观察到的SP变化的相对贡献通过由下式定义的参数INDEX1给出：

INDEX1＝SP/CO-SP/VC

其中，参数SP、CO以及VC中的任何一个或更多个是从包含κ的计算获得的。INDEX1随着时间的增大表示SP的变化主要是由于心博出量(CO)的变化而造成的。INDEX1随着时间的减小表示SP的变化主要是由于血管顺应性(VC)的变化而造成的。

VR和CO对观察到的SP变化的相对贡献通过由下式定义的参数INDEX2给出：

INDEX2＝SP/CO-SP/VR

其中，参数SP、CO以及VR中的任何一个或更多个是从包含κ的计算获得的。INDEX2随着时间的增大表示SP的变化主要是由于心博出量(CO)的变化而造成的。INDEX2随着时间的减小表示SP和DP的变化主要是由于血管阻力(VR)的变化而造成的。

研究/临床试验

本发明的系统可以用于在血压治疗的临床试验期间对血压进行连续监测。例如，可以在病人执行他们的日常工作时监测药物对他们的效果。本发明还可以提供其他参数，如心博出量的变化、PTT、血管顺应性变化、心率可变性。此信息在开发更好的治疗方面可能非常重要。

改进诊断和治疗

现今，在医生办公室，通常在压迫病人的一只手而另一只手不执行任何体力劳动时测量血压。在这些条件下获取的血压测量可能不能指示此人从事他的日常工作时的血压。获取病人血压的真实表示性记录可以增加诊断准确度。现有血压监测系统仅可以确定收缩血压和舒张血压，而没有关于心博出量、PTT或血管顺应性的变化的信息。因为不同生理过程支配不同起源的血压变化，并且相同的血压变化在由于不同起源而出现时需要不同的医学治疗，所以本发明提供用于确定更加准确的诊断和恰当治疗的手段。本发明的系统还可以根据ECG信号或脉搏信号进行计算。通过监测病人的心率可变性(HRV)和其他参数，该系统可以用于诊断心血管系统中的早期变化并由此防止并发症。

临床

在开始旨在影响病人血压的药物治疗专用体制之前和之后的血压记录可以使得能够更好地确定最佳剂量和给药定时。

生物反馈

生物反馈用于训练人们减轻其压力级别。本发明的监测系统允许针对血压下降进行训练。常规箍套血压装置因为它们对连续血压监测来说不实际所以不适用于血压生物反馈，并且它们干涉血液流动。本发明的系统使得个人能够实现血压生物反馈过程并且训练他自己以使得不仅在家而且在他从事他的日常工作时降低他的血压。

通过所述系统获取的血压可以和生理参数(例如，体温)组合，以给出对用户的精神状态和物理状况的更完整指示。例如，可以向用户提供指示多种生理参数的可视、音频或视听生物反馈。

例如，可以在显示器16上显示鸟飞过背景地带的动画，其中，翅膀的拍动指示人的呼吸率、鸟在地面之上的高度指示人的血压，而飞行速度指示人的心率。于是此人可以训练自己，以产生鸟的慢拍动、慢且低的飞行。类似的是，背景颜色可以指示EDA值。音乐和音频也可以给出生物反馈，同时音乐的特定分量反映特定生理参数的速率：例如，可以由一种乐器(例如，长笛)表示呼吸率、由另一种乐器(例如，鼓)表示心率、由音量表示血压水平，等等。

高血压管理(HBP管理)

现有的高血压管理过程不是有效的。即使在健康护理方面的人均投资为世界上最高的国家之一的美国，也仅34％的高血压患者正在接收根据AHA(美国心脏协会)的适当治疗。但即使这34％的人实际上也不能治愈，而是在他们的余生中每天接受药物治疗。医生不知道这些病人在他们的日常生活期间和当他们承受压力时的血压。

“90％至95％的高血压病例的起因不能获知”。(引用自AHA网站)。不知道高血压的主要起因是周围阻力，还是心博出量。不知道药物在睡眠期间、在身体活动期间或紧张情形下怎样影响血压，不知道针对特定个体病人的最佳药物是什么。

根据NICE的高血压管理指导，为了决定病人是否为高血压，临床医生必须要求病人在一个月间隔内到他的诊所三次，每次就诊期间测量该病人的血压两次并且仅在3个月的检查之后才开始药物治疗。然而，因为连贯跟踪治疗仅仅是一月大约一次，所以寻找哪一种药物对该病人有效可能是长期的过程，常常在费力且耗时的反复试验、充满漏洞的过程中花费很多个月。评价每一种药物的牵连、并且寻找针对特定病人的最佳组合可能要花费几个月。在许多病人不能感觉(或察觉)到药物的好处的同时，他们因副作用而在这个过程期间停止服药。临床医生不知道病人是否服药，或者他是否改变了他的生活方式。即使病人遵守了这个指令，临床医生和病人也都不能知道在日常活动期间当该病人正在驾驶或处于压力下时其血压在什么水平。

根据本发明的高血压管理(HBP管理)

本发明的系统和方法可以用于高血压管理。图8示出了根据本发明的这个方面的一个实施方式的个人高血压管理方法的流程图。在步骤100中，个人参与包括测量他的血压的临床会诊。在步骤102中，确定在诊所测量出的此人的血压是否超出一个或更多个预定阈值。该预定阈值例如可以是收缩血压超出140mm Hg、舒张血压超出90mm Hg。如果在步骤102确定此人的血压没有超出预定阈值，则在步骤103中，指示此人等待特定时间量(如十二个月)，然后返回以进行额外的临床会诊(步骤100)。

如果在步骤102确定此人的收缩血压和/或他的舒张血压超出预定阈值，则在步骤104中，确定他是否具有慢性心脏病(CHD)或糖尿病。如是，则在步骤106中，分别指示此人遵照CHD或糖尿病指导，处理终止。

如果在步骤102确定此人没有CHD或糖尿病，则在步骤108中，开具智能高血压管理1，并且向此人提供“智能血压监测器”(本发明的血压监测装置)，并且执行校准处理。此人接着经受“高血压管理程序I”(步骤110)，其中，此人周期性地用所述血压监测装置监测他的血压，并且遵照训练交互式指令。在这个时段期间，病人、他的临床医生以及远距离健康中心可以检查BP是否超出推荐范围，在特定活动期间BP怎样改变，此人的生活方式改变是否足以将BP保持在推荐范围中，或者是否需要药物治疗。在预定时间之后，并且根据BP的范围，处理在步骤112继续，此人返回以进行另一临床会诊，其中确定血压是否仍旧超出预定阈值以及此人是否仍然需要药物治疗和/或其他检查。这个会诊可以在诊所中进行，或者利用使用“智能血压监测器”和交互式音频或视频会议(例如，使用3G智能电话)的“远距离健康”来进行。如果在步骤112确定此人没有患高血压，则在步骤116中，指示此人对他的状况进行复查，并且保持健康的生活方式，并且在一段时间之后返回以进行额外会诊(步骤112)。

如果在步骤112确定此人患高血压，则在步骤114确定此人是否具有心血管(CV)风险。如果是，则在步骤118中，此人咨询专门医师，处理终止。如果不是，则在步骤120中，此人经受主要利用远距离健康支持管理进行自我帮助的“高血压管理程序II”。

“高血压管理程序II”涉及个人、他的主要护理者以及“远距离健康”中心(如服务器22和观察站30)。在高血压管理程序II中，此人如以上参照系统1所述地监测他的心血管状态。例如可以指示此人测量他的血压(例如，每天一次)。还希望他遵守可以作为多媒体教育节目向他呈现的生活方式训练程序。这个训练程序设置目标、以及促使此人在他的生活中实现的生活方式改变。该训练程序还被设计成教导此人在他的生活中怎样控制压力。

如以上参照图1所述，将个人获取的关于此人心血管状态的数据发送至远距离健康中心。还将这个信息提供给此人的主要护理者。远距离健康中心和/或护理者可以响应于关于此人心血管状态的数据(例如包括发送至远距离健康中心或护理者的血压测量值)而修改生活方式训练程序。护理者还可以推荐修改此人的药物治疗体制。

如果高血压管理程序II没有在个人的心血管状态方面产生令人满意的改进，则可以指示此人经受更加严格的高血压管理程序(“高血压管理程序III”)。

高血压读数可以采用话音消息或SMS的方式针对移动电话触发警报，以提醒此人服药，或尝试并改变他的生活方式。这个系统可以在检测到异常血压(例如，血压超出预定范围，或在需要对系统进行新校准时)提示此人时执行箍套血压测量。

“生活方式训练程序”可以采用可以在显示器16上观看的交互式多媒体训练系统的形式。个性化训练材料可以包括用于操作本发明的系统(包括向服务器22和向观察站30发送数据)的指令。该训练材料还可以参照例如通过因特网、电话与位于远距离健康中心(例如，包括观察站30的服务中心)处的专业健康护理者的通信或者与护理者的面对面交谈来指示此人。在优选形式下，可以向用作监测器14的移动电话提供指令，对个人进行周期性自动提示。

“生活方式训练程序”包括具有关于生活方式所有方面的可以帮助改进血压并且降低风险的推荐的个性化指导，例如饮食和营养、锻炼、压力管理、行为和心理建议或诸如计算机化CBT(认知行为治疗)的交互式程序。“生活方式训练程序”还可以包括交互式生物反馈程序和/或放松训练。

远距离健康或服务中心可以向个人或他的护理者就异常情形发生警报或者向此人派遣救护车。服务器22或中心系统的专业人员可以指示CPU 6将个人的ECG存储在存储器10中，以将该ECG发送至服务器22或发送至观察站30，或者指示此人监测他的血压、服药、休息、放慢呼吸等。中心的数据还可以用于研究，例如，检查特定药物和/或生活方式的有效性，以及/或心理或行为状况和方法。在一优选方法中，监测器14可以在每次个人进行了服药或相关活动时自动地或通过此人向服务器22或观察站30进行报告(例如，使用计步器；对他进行称重)。该中心还可以设置向个人提供专家意见的“呼叫中心”，并且可以提供其他信息和服务。

本发明向临床医生和病人二者提供了几乎可以实时更新的关于病人的心血管状态的相关信息。因此，临床医生将能够在短时间内了解此人正在接收的药物或治疗是否有效、以及他是否必须改变剂量或添加药物。病人将能够立即了解药物和/或改变其生活方式对其血压的有效性，具有更大动力来遵照推荐治疗。研究者和医药公司将能够监测每一种治疗以及药物和生活方式的组合针对每一种病人的有效性。健康护理提供者/付款人(健康计划或健康保险，或国家健康服务)将具有更好的信息，更重要的是可以减少成本的更好的健康护理服务。

随着根据本发明对个人的血压进行监测，此人将能够了解他的血压在一天内是否和怎样改变，其生活方式变化对他的血压有什么影响，以及药物怎样有效。这将激励他遵照护理者的指示。个人还能够立即报告任何副作用或他的健康方面的其他变化；而他的护理者或另一专业人员可以接收到这个信息，给他建议或呼叫他进行会诊。

可以根据任何需要的标准(例如，USA的HIPPA)来保持病人数据的私密性；同时可以累积统计信息，这对于研究和卫生当局有好处。

这个系统和处理还可以帮助加速新的药剂或疗法进入市场的时间，并且缩减临床试验的成本。

虽然已经参照确定示例性实施方式对本发明进行了说明，但在不脱离上述教导的精神和范围的情况下，本领域技术人员将可以容易地明白并容易地实现各种修改。

应当明白，参照一个实施方式描述的特征和/或步骤可以用于其他实施方式，并且不是本发明的所有实施方式都具有在特定图中示出的或者参照实施方式之一描述的全部特征和/或步骤。本领域技术人员可以想到描述的实施方式的变型例。

应注意到，上述实施方式中的一些可以说明发明人设想的最佳模式，并由此包括并非本发明必要的并且被描述为实施例的结构、行为、或者结构和行为的细节。如本领域公知的，在此描述的结构和行为也可以由执行相同功能的等同物代替，即使结构和行动不同。因此，本发明的范围仅由权利要求书中使用的要素和限制来限定。在此使用的术语“包括”“包含”及其变化表示“包括但未必限于”。

Claims

1.一种个人血压监测系统，该个人血压监测系统包括：

(a)无箍套非侵入便携式血压监测装置；

(b)处理器，该处理器实时地对通过所述便携式血压监测装置获取的信号进行处理，以产生一个或更多个处理结果；以及

2.根据权利要求1所述的个人血压监测系统，其中，所述血压监测装置包括ECG传感器和脉搏传感器。

3.根据权利要求1所述的个人血压监测系统，其中，所述处理结果中的一个或更多个是从包括以下内容的组中选择的：

i、收缩血压

ii、舒张血压

iii、动脉的杨氏模量

iv、心博出量

v、血管阻力的相对变化，以及

vi、血管顺应性的相对变化。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的个人血压监测系统，其中，所述处理包括计算人体中的血液流动速度与压力脉搏波的传播速度的比率κ。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的个人血压监测系统，其中，所述处理器与所述监测器之间的通信是经由有线连接而进行的。

6.根据权利要求5所述的个人血压监测系统，其中，所述监测器是从包括膝上型个人计算机、媒体播放器以及电子笔记本的组中选择的。

7.根据权利要求1到4中的任一项所述的个人血压监测系统，其中，所述处理器与所述监测器之间的通信是无线通信。

8.根据权利要求1到4中的任一项所述的个人血压监测系统，其中，所述监测器是从包括蜂窝电话和个人数字助理的组中选择的。

9.根据权利要求7或8所述的个人血压监测系统，其中，所述处理器与所述监测器之间的通信是经由从“蓝牙”、RF双向无线通信、红外线(IR)通信协议以及超声波通信协议中选择的协议而进行的。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的个人血压监测系统，其中，所述血压监测装置适于个人佩戴。

11.根据权利要求10所述的个人血压监测系统，其中，所述血压监测装置适于佩戴在个人的胸部、腕部或手指上。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的个人血压监测系统，所述个人血压监测系统还包括皮电活动传感器。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的个人血压监测系统，其中，所述监测器被设置成与远程服务器通信。

14.根据权利要求13所述的个人血压监测系统，其中，所述远程服务器被设置成对从所述监测器接收到的数据进行分析。

15.根据权利要求13或14所述的个人血压监测系统，其中，所述远程服务器被设置成基于从所述监测器接收到的数据来确定对个人的推荐。

16.根据前述权利要求中的任一项所述的个人血压监测系统，其中，所述监测器被设置成与观察站通信。

17.根据前述权利要求中的任一项所述的个人血压监测系统，其中，所述监测器被设置成在所述处理结果中的一个或更多个满足一个或更多个预定标准时产生可感测信号。

18.根据权利要求17所述的个人血压监测系统，其中，所述监测器被设置成在血压测量值超出预定血压水平时产生可感测信号。

19.根据前述权利要求中的任一项所述的个人血压监测系统在高血压管理中的应用。

20.根据前述权利要求中的任一项所述的个人血压监测系统供在向个人提供关于此人的心血管状态的生物反馈中使用。

21.一种个人血压监测方法，该个人血压监测方法包括以下步骤：

(a)从无箍套非侵入便携式血压监测装置获取血压信号；

(b)实时地对通过所述便携式血压监测装置获取的信号进行处理，以产生一个或更多个处理结果；以及

22.根据权利要求19所述的个人血压监测方法，其中，所述血压监测装置包括ECG传感器和脉搏传感器。

23.根据权利要求19所述的个人血压监测方法，其中，从包括以下内容的组中选择所述处理结果中的一个或更多个：

i、收缩血压

ii、舒张血压

iii、动脉的杨氏模量

iv、心博出量

v、血管阻力的相对变化，以及

vi、血管顺应性的相对变化。

24.根据权利要求19到21中的任一项所述的个人血压监测方法，其中，所述处理包括计算人体中的血液流动速度与压力脉搏波的传播速度的比率κ。

25.根据权利要求19到22中的任一项所述的个人血压监测方法，其中，经由有线连接将所述一个或更多个处理结果发送至所述监测器。

26.根据权利要求23所述的个人血压监测方法，其中，从包括膝上型个人计算机、媒体播放器以及电子笔记本的组中选择所述监测器。

27.根据权利要求19到22中的任一项所述的个人血压监测方法，其中，经由无线连接将所述一个或更多个处理结果发送至所述监测器。

28.根据权利要求25所述的个人血压监测方法，其中，所述监测器是从包括蜂窝电话、个人便携式计算机以及个人数字助理的组中选择的。

29.根据权利要求25或26所述的个人血压监测方法，其中，经由从“蓝牙”、RF双向无线通信、红外线通信协议以及超声波通信协议中选择的协议将所述一个或更多个处理结果发送至所述监测器。

30.根据权利要求19到27中的任一项所述的个人血压监测方法，其中，所述血压监测装置适于个人佩戴。

31.根据权利要求28所述的个人血压监测方法，其中，所述血压监测装置适于佩戴在个人的胸部、腕部或手指上。

32.根据权利要求19到29中的任一项所述的个人血压监测方法，所述个人血压监测方法还包括获取人体的皮电活动的步骤。

33.根据权利要求19到30中的任一项所述的个人血压监测方法，所述个人血压监测方法还包括在所述监测器与远程服务器之间传送数据的步骤。

34.根据权利要求31所述的个人血压监测方法，其中，所述远程服务器对从所述监测器接收到的数据进行分析。

35.根据权利要求31或32所述的个人血压监测方法，其中，所述远程服务器基于从所述监测器接收到的数据来确定对个人的推荐。

36.根据权利要求19到33中的任一项所述的个人血压监测方法，所述个人血压监测方法还包括在所述监测器与观察站之间传送数据的步骤。

37.根据权利要求19到34中的任一项所述的个人血压监测方法，所述个人血压监测方法还包括当所述处理结果中的一个或更多个满足一个或更多个预定标准时产生可感测信号的步骤。

38.根据权利要求35所述的个人血压监测方法，所述个人血压监测方法包括当血压测量值超出预定血压水平时产生可感测信号的步骤。

39.根据权利要求21到38中的任一项所述的个人血压监测方法在高血压管理中的应用。

40.根据权利要求21到39中的任一项所述的个人血压监测系统在向个人提供关于此人心血管状态的生物反馈中的应用。

41.一种个人高血压管理方法，所述个人高血压管理方法包括以下步骤：

(i)无箍套非侵入便携式血压监测装置；

(ii)处理器，该处理器实时地对通过所述便携式血压装置获取的信号进行处理，以产生一个或更多个处理结果；以及

42.根据权利要求41所述的个人高血压管理方法，所述个人高血压管理方法还包括服药的步骤。

43.根据权利要求41或42所述的个人高血压管理方法，所述个人高血压管理方法还包括提供生活方式训练程序的步骤，所述生活方式训练程序设置一个或更多个目标、以及促使此人在他的生活中实现的生活方式改变。

44.根据权利要求43所述的个人高血压管理方法，其中，所述生活方式训练程序在压力管理、生物反馈、CBT、营养以及锻炼中的任何一个或更多个方面对个人进行训练。

45.根据权利要求41到44中的任一项所述的个人高血压管理方法，其中，至少每天一次地测量血压。

46.根据权利要求41到45中的任一项所述的个人高血压管理方法，所述个人高血压管理方法还包括向远距离健康中心发送血压测量值的步骤。

47.根据权利要求41到45中的任一项所述的个人高血压管理方法，所述个人高血压管理方法还包括向观察站发送血压测量值以由健康保健提供者进行观察的步骤。