CN101296651B - 用于确定患者血压的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

为了提供一种尤其是在家庭环境中无人监管的血压测量情况下，用于确定高质量患者血压值的技术，其建议使用一种用于确定患者(2)血压的系统(1)，该系统包括：血压测量装置(3，4)，用于测量血压值；辅助装置(6，7，8，9)，用于测量患者(2)在血压测量之前规定时段内的运动活动；以及处理装置(13，14)，所述处理装置(13，14)用于获得运动活动信息和血压值，所述处理装置(13，14)还用于使用运动活动信息自动评定血压值，并且所述处理装置(13，14)还用于依据评定结果提供测量结果。

Description

用于确定患者血压的系统和方法
本发明涉及一种用于确定患者血压的系统和方法。此外，本发明涉及一种用于确定患者血压的计算机程序。
血压是最重要的生理参数之一，并作为医学诊断、疾病预防以及疾病管理系统中的输入变量发挥着重要作用。对于心血管疾病和肾病而言血压是独立危险因素。在美国，2004年有6500万成年人患有高血压，其收缩压高于140mmHg且舒张压高于90mmHg和/或使用抗高血压药物。此外，四分之一的美国成年人表现出“高血压前期”症状。如这些数据显示，高血压导致很大的社会负担。
在过去几年间，已经提出在血压监测和治疗方面的新策略。每次到医院进行的血压测量将逐步得到基于家庭的个人卫生保健系统的补充，这为患者带来更多的自由和改善的生活质量。在该应用领域中，将有必要经由无人监管的测量，例如经由在家中的连续血压监测获得可靠、鲁棒的重要参数。个人卫生保健应用中的无人监管的血压测量(例如，用于基于家庭的充血性心力衰竭管理)很容易由于不适当的操作条件和/或患者不遵从而造成测量伪影或者操作误差。
尽管事实上医学界建议获得可靠的血压读数，但是几乎市场上可买到的血压测量装置都不能控制患者是否遵守这些建议。因此，存在这样的风险，例如，使用针对血压读数的最先进技术解决方案的基于家庭的疾病管理系统可能给出错误的治疗意见。这可能导致医学界拒绝基于家庭的个人卫生保健解决方案。
在美国专利申请2004/0199081 A1中描述了一种用于测量血压的方法和装置，其中将压力传感器应用于个体的肢体上，以检测所述肢体中主要的血压。在测量期间借助于定向感测单元检测肢体的定向，并且在求值单元根据检测的肢体定向对检测的血压进行校正。
本发明的目的在于提供一种用于尤其是在家庭环境中无人监管血压测量的情况下，确定高质量的患者血压值的技术。
根据本发明，该目的是通过一种用于确定患者血压的系统来实现的，该系统包括：辅助装置，用于测量患者在血压测量之前规定时段内的运动活动；血压测量装置，用于测量血压值；以及处理装置，所述处理装置用于获得运动活动信息和血压值，其中，所述处理装置还用于使用测得的运动活动评定测得的血压值的质量以确定测得的血压值的可信赖性，并且用于依据评定结果提供测量结果。
本发明的目的还通过一种用于确定患者的测得的血压值的质量的方法来实现，该方法包括如下步骤：测量患者在血压测量之前规定时段内的运动活动；使用运动活动信息自动评定随后测得的血压值的质量以确定测得的血压值的可信赖性。
本发明的目的还通过一种用于确定患者血压的计算机程序来实现，该程序包括：当在计算机中运行该计算机程序时，使用患者的运动活动信息自动评定测得血压值的计算机指令，所述运动活动信息是在血压测量之前规定时段内获得的；以及依据评定结果提供测量结果的计算机指令。根据本发明的必要技术效果因而可以基于根据本发明的计算机程序的指令来实现。这种计算机程序可存储在诸如CD-ROM的载体上，或者其可从因特网或者其它计算机网络得到。在执行计算机程序之前，通过例如借助于CD-ROM播放器从载体上读取计算机程序或者从因特网上读取计算机程序并将其存储到计算机的存储器中，将计算机程序加载到计算机上。除其它部件外计算机包括：中央处理单元(CPU)、总线系统、诸如RAM或者ROM等的存储器部件、诸如软盘或硬盘单元等的存储部件、以及输入/输出单元。或者，本发明的方法可以用硬件来实现，例如使用一个或多个集成电路。
公知的是，如果患者在取得血压读数之前没有静坐至少5至10分钟，则很可能测得不正确的(增加的)血压值。换言之，在测量之前患者应当休息至少5至10分钟。本发明的核心思想是利用关于患者在血压测量之前运动活动的信息来自动评定随后实测血压值质量。换言之，自动地确定这些值的可信赖性。为此，在血压测量之前执行患者运动活动的测量。“运动活动”具体而言包括患者的身体活动。本发明利用质量信息以便判定实测血压值是否可以看作“有效的”或“可信赖的”。本发明可不仅仅用于家庭环境。在医院或类似环境中，本发明可以帮助年轻且缺乏经验，甚至未经训练的人员获得高质量的血压值。
为了执行本发明，提供一种用于测量患者运动活动的辅助装置。优选地，该辅助装置用于长期连续监测患者的运动活动。例如，可以利用多个分布型佩戴式加速度传感器测量患者的运动活动。这些加速度传感器优选地集成到患者所穿的服装或者纺织品中。
通常本发明可以使用任何类型的血压测量装置。存在多种提供血压值的确定方法和装置，例如使用血压计(sphymomanometer)(听诊方法)、示波技术(自我测量中最普遍的技术)、PTT(脉搏传递时间)技术、压力测量法或Penaz的指套法。在本发明中，优选地使用示波技术，在该技术中患者使用例如围绕患者手臂固定的血压袖带。
处理装置优选地包括计算机部件，例如具有输入/输出部件的微处理器以执行对血压数据和额外的测量相关信息的处理。该处理装置优选地是佩戴式装置，其经由通信系统与传感器、测量装置以及本发明中利用的其他装置进行通信。优选地，所有装置都用于使用无线通信系统，例如BLUETOOTH或者WLAN等。为此，与该处理装置进行通信的所有传感器、测量装置以及其他装置都包括发送器或收发机单元。
本发明的这些和其他方面将基于从属权利要求中限定的下列实施例作进一步详细阐述。
在本发明的优选实施例中，辅助装置用于测量患者在血压测量期间的运动活动。因而，不仅在读数过程之前而且在读数过程期间可以观察该运动活动。当评定测量的质量时能够考虑患者在测量期间执行的所有运动。
处理装置优选地用于以校正的血压值形式和/或以带有置信区间的血压值形式或者以向患者提供(例如，经由连接到或者可连接到该处理单元的监视器或者扬声器等)请求患者重复该血压测量的信号形式提供测量结果。换言之，利用本发明，可以对测量的血压值进行校正，和/或可以在血压值上添加置信值，或者可以判定不得不放弃该读数并不得不重复测量，所有这些步骤都依赖于评定的结果，即依赖于求得的血压测量质量而执行。优选地使用测量相关信息，例如使用患者在血压测量之前或者期间的运动活动执行测得血压值的校正。
除了患者在血压测量之前的运动活动之外，还有多种额外的测量相关(背景)因素可影响测量的质量从而影响测得血压值的质量。因此，根据本发明的另一实施例，建议提供多个额外的辅助装置，所述额外的辅助装置用于提供额外的测量相关信息，这些信息已经在血压测量之前和/或期间获得，并且该处理装置用于获得至少一条额外的测量相关信息以对血压值进行评定。通过使用不止一条测量相关信息，可以得到更可靠和高质量的测量结果。借助于额外的辅助装置(例如患者周围环境中的个人卫生保健器材，如佩戴式传感器)、测量室中的传感器、和/或经由因特网提供额外的测量相关信息。然而，评估过程中使用的一些或者甚至全部测量相关信息可以由血压测量装置自身来提供。为此，血压测量装置可以包括一个或者多个辅助装置。
在本发明的优选实施例中，由处理单元执行所有数据处理。然而，包括运动活动数据和额外的测量相关数据的一些测量相关数据可以在被发送到处理单元以用于对血压值进行评定之前由相关的辅助装置、传感器或者其他装置进行(预)处理。为此，本发明利用的相关传感器、测量装置和其他装置包括(预)处理单元，其可以包括模拟数字转换器和数字信号处理器。
根据本发明，额外使用的测量相关信息可以分成如下四组数据：患者相关测量数据、非患者相关测量数据、患者相关的非测量数据以及非患者相关的非测量数据。患者相关数据是受患者直接或间接影响的数据。非患者相数据是不受患者影响的数据。测量数据是可使用传感器等直接测量的数据，而非测量数据是不能直接测量但可例如经由数据库等获得的数据。
患者的运动活动是患者相关测量数据。其它优选地在评定过程中包括的患者相关测量数据是患者的ECG(心电图)数据。使用这种ECG数据，例如患者的心率、心律、心率变异性以及呼吸率等可以用于评定读数的质量。例如，可以根据患者在血压测量之前和/或期间的心率使用适当算法估算患者的精神状态。为此，优选地提供佩戴式ECG装置。ECG电极优选地集成到承载有运动活动传感器的同一服装和纺织品中。
在本发明的另一实施例中，测量患者的皮肤电反应以估算患者的精神应激(例如，白大衣综合症)。再次，可以在血压测量之前和/或期间执行这种测量。为此使用的电极优选地集成到血压测量装置中或者集成到承载有运动活动传感器和ECG电极的同一服装或者纺织品中。
除了这些生理数据之外，优选地对患者在血压测量期间说话还是保持安静进行控制。为了高质量的测量结果，患者在测量期间不应说话。为了控制患者保持安静，利用麦克风等。再次，麦克风优选地也集成到所述服装或者纺织品中。
在本发明的另一优选实施例中，提供一种测量患者在血压测量期间体态的装置。为了高质量的测量结果，患者应当舒适地就座，患者的双腿不应交叠并且患者佩戴袖带的手臂应当被支撑到心脏水平处。为了控制患者的体态，优选地，使用集成有图象处理的照相机系统作为辅助装置。
可以在评定过程中额外包括的其他因素(患者相关测量数据)是袖带在血压测量期间的位置(袖带应当环绕患者手臂圆周的至少80％)、患者在血压测量期间的肌肉活动(肌肉应当放松)、血压测量之前的服药、患者的身体成分(尤其是使用刻度测量的水、肌肉和脂肪含量)、以及患者是否良好休息的事实。
为了获得非患者相关的非测量数据，该系统优选地包括用于获得患者性别和/或年龄的装置，和/或用于获得患者血压测量历史记录的装置。这些装置优选地用于经由数据通信系统，例如经由因特网从数据库获得信息。所获得的信息进一步帮助评定血压测量的质量。例如，可由处理单元使用先前的测量结果验证当前的测量结果。
为了获得非患者相关的测量数据，该系统优选地包括用于测量血压测量期间环境(房间)温度的装置，和/或用于测量在压测量期间环境声音强度的装置。为了高质量的测量结果，房间应当处于舒适的温度并且房间应当安静且不会使注意力分散。针对这些测量，可以使用温度计和麦克风。温度计和麦克风优选地集成到上述服装和纺织品中。例如，如果房间温度偏离了“标准”温度，则处理单元可以使用例如标准校准模块或者患者特异性校准表对实测血压值进行校正。
为了获得非患者相关的非测量数据，该系统优选地包括用于获得时间的装置(例如，通过使用处理装置的内置时钟)，和/或用于获得天气数据的装置(例如，通过使用经由因特网到当地天气数据库的连接)。
优选地，用于确定患者血压的系统是疾病治理系统或者其他(基于家庭的)个人卫生保健解决方案的一部分，该解决方案向患者发布治疗决策。利用本发明，可以可靠地避免使用错误的血压值作为这种疾病治理系统输入变量的风险。
下面将参考以下实施例和附图，以举例方式详细地描述本发明的这些和其他方面，其中：
图1示出了根据本发明的系统的示意性方框图；
图2示出了使用该系统的患者的示意图；以及
图3示出了根据本发明的方法的简化流程图。
附图标记
1 系统
2 患者
3 血压测量装置
4 袖带
5 上臂
6 用于测量运动的装置
7 活动传感器
8 活动传感器
9 活动传感器
10 (空白)
11 下肢
12 足部
13 处理装置
14 手持式计算机系统
15 接口
16 因特网
17 无线通信链路
18 监视器
用于确定患者2血压的系统1包括用于测量血压值的血压测量装置3。血压测量装置3使用示波法进行操作。除其它部件外血压测量装置3包括围绕患者上臂5安置的袖带4。
用于确定血压的系统1还包括用于测量患者2在血压测量之前规定时段内运动活动的装置6。为此，采用多个佩戴式活动传感器7、8、9连续测量患者2的运动。使用三个二维加速度传感器作为活动传感器7、8、9。传感器7、8、9以如下方式集成到患者2所穿的服装中：第一活动传感器7定位于患者的肩部，第二活动传感器8定位于患者的下肢11，而第三活动传感器9定位于患者的足部12。
用于确定血压的系统1还包括处理装置13。处理装置13是手持式计算机系统14的一部分。手持式计算机系统14包括以硬件、软件形式或者以这两者结合形式实现的功能模块或者单元。根据本发明，借助于包括当在手持式计算机系统14中运行时用于执行本发明的方法的各步骤的计算机指令的计算机软件，可以实现所有数据操作和数据处理、血压值的自动评定和依据该评定结果提供测量结果。
具体而言，手持式计算机系统14用于获得运动活动信息和血压值。为此，手持式计算机系统14以及血压测量装置3和加速度传感器7、8、9用于使用发送器和发射器(未示出)经由无线通信系统进行彼此地通信。这些发送器和发射器单元被集成作为手持式计算机系统14、血压测量装置3以及加速度传感器7、8、9的一部分。
手持式计算机系统14还包括经由因特网16与其他计算机系统进行彼此通信的接口15，例如与在医院网站的服务器系统进行彼此通信的接口15，以便自动向医师发送诸如临界高血压的临界情况。
典型的测量过程如下：在第一步100中，患者2启动血压测量，并且执行该测量。在下一步101中，使用无线通信链路17将血压值发送给处理单元13。在后一步102中，处理单元13(通过接收该血压值而被触发)使用无线同叙链路17与所有的加速度传感器7、8、9进行通信，以便请求关于患者在血压测量之前最后十分钟内的运动活动的信息。因此，在下一步103中，加速度传感器7、8、9使用所述通信链路17向处理单元13发送运动活动数据。在下一步104中，处理单元13借助于包括适当算法的计算机软件使用该运动活动信息对所获得的血压值进行评定。如果(根据内部查找表)发现由加速度传感器7、8、9中至少一个给出患者2的活动水平在规定时段内(例如，最后五分钟)过高，则在后一步105中，处理装置13产生并向用户接口(例如，手持式计算机系统14的监视器18)发送信号，请求患者2休息一段适当时间然后重复血压测量。如果发现患者2的活动水平是规律的，则处理装置13计算该血压值的置信区间(例如，±5mmHg)，并且在后一步108中，将两条信息都发送给手持式计算机系统14的监视器18以供向患者2显示。
对本领域技术人员来说显而易见的是，本发明不局限于前述说明性实施例的细节，本发明可在不脱离其精神和本质属性的情况下体现为其他具体形式。因此，在所有方面都认为当前的实施例是说明性的而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书来表示而非前面的描述，并且因此落在权利要求书的等价意义和范围内的所有变化旨在包含在其中。此外显而易见的是，词语“包括”不排除其他元件或者步骤，词语“一个”不排除多个，单个元件，例如计算机系统或者另一单元可实现在权利要求书中所述的几个部件的功能。权利要求书中的任何附图标记都不应被视为对所涉及权利要求的限制。

Claims (17)

1.一种用于确定患者(2)的血压的系统(1)，包括：
-血压测量装置(3，4)，用于测量血压值；
-辅助装置(6，7，8，9)，用于测量所述患者(2)在所述血压测量之前的规定时段内的运动活动；以及
-处理装置(13，14)，所述处理装置(13，14)用于获得所述运动活动信息和所述血压值，
其中，所述处理装置(13，14)还用于使用测得的运动活动评定测得的血压值的质量以确定测得的血压值的可信赖性，并且用于依据所述评定结果提供测量结果。
2.如权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，所述辅助装置(3，4)用于测量所述患者(2)在所述血压测量期间的运动活动。
3.如权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，所述处理装置(13，14)用于以经校正的血压值的形式提供测量结果。
4.如权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，所述处理装置(13，14)用于以带有置信区间的血压值的形式提供测量结果。
5.如权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，所述处理装置(13，14)用于以给所述患者(2)信号的形式提供测量结果，所述信号请求所述患者(2)重复所述血压测量。
6.如权利要求1所述的系统(1)，其特征在于，其包括多个额外的辅助装置，所述额外的辅助装置用于提供额外的测量相关信息，所述信息已经在所述血压测量之前和/或期间获得，并且所述处理装置(13，14)用于获得至少一条额外的用于评定所述血压值的测量相关信息。
7.如权利要求6所述的系统(1)，其特征在于，所述额外的辅助装置包括用于测量所述患者(2)的ECG数据的装置。
8.如权利要求6所述的系统(1)，其特征在于，所述额外的辅助装置包括用于测量所述患者(2)的皮肤电反应的装置。
9.如权利要求6所述的系统(1)，其特征在于，所述额外的辅助装置包括用于测量所述患者(2)是否保持安静的装置。
10.如权利要求6所述的系统(1)，其特征在于，所述额外的辅助装置包括用于测量所述患者(2)的体态的装置。
11.如权利要求6所述的系统(1)，其特征在于，所述额外的辅助装置包括用于获得所述患者(2)的性别和/或年龄的装置。
12.如权利要求6所述的系统(1)，其特征在于，所述额外的辅助装置包括用于获得所述患者(2)的血压测量历史记录的装置。
13.如权利要求6所述的系统(1)，其特征在于，所述额外的辅助装置包括用于在所述血压测量期间测量环境温度的装置。
14.如权利要求6所述的系统(1)，其特征在于，所述额外的辅助装置包括用于测量环境声音强度的装置。
15.如权利要求6所述的系统(1)，其特征在于，所述额外的辅助装置包括用于获得时间的装置。
16.如权利要求6所述的系统(1)，其特征在于，所述额外的辅助装置包括用于获得天气数据的装置。
17.一种用于确定患者(2)的测得的血压值的质量的方法，包括如下步骤：
-测量所述患者(2)在血压测量之前的规定时段内的运动活动；
-使用所述运动活动信息自动评定随后测得的血压值的质量以确定测得的血压值的可信赖性。
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