CN101554324B - 一种血压测量模块 - Google Patents

Abstract

一种血压测量模块及血压测量方法，测量模块包括袖带，充放气控制模块、压力检测模块、压力处理模块、以及CPU，还包括用于采集脉搏音的声音检测模块，以及用于对采集到的脉搏音进行放大和滤波处理的声音处理模块。在一次测量中，CPU用于自动搜索脉搏波和脉搏音，获取脉搏波和对应袖带压的脉搏波序列，以及脉搏音和对应袖带压的脉搏音序列，同时获得振荡法的血压数据以及听诊法的血压数据，并根据对两组血压数据的比较和信号质量的判断，给出合理准确的最终测量结果，为准确诊断患者的血压状况提供可靠的依据。同时，实现了依据脉搏幅度确定充气目标压力的自适应充气方式，具有操作简单，测量快捷、准确的优点。

Description

一种血压测量模块

技术领域

本发明涉及医疗仪器领域，尤其涉及一种血压测量模块及血压测量方法。 

背景技术

血压作为人体最重要的生理参数，在临床具有极其重要的意义。目前血压测量主要分为两大类，一种是有创压(IBP)。其测量准确，但是由于需要侵入体内，有无菌要求，所以其应用只局限于手术室等特殊场合。另一种是无创血压(NIBP)。相比与有创血压(IBP)测量法，无创血压(NIBP)测量法具有测量方便，操作简单，不具有无菌要求等优点，因此无创血压在越来越多的场合替代有创血压的测量。 

无创血压测量法分为两种：一种是手动测量(典型方法：听诊法)。听诊法要求有经验的医护人员采用医用听诊器、水银压力计，及袖带、充/放气囊，通过将袖带捆绑在受试者上臂适当位置，以听诊器贴近肱动脉，通过袖带充放气产生的柯氏音的变化，借助水银压力计来判断收缩压和舒张压大小，其结果可作为临床标准(FDA标准)。手动听诊法由于需要通过听诊器听见在袖带放气过程中的第一相和第四相(或者第五相)柯氏音，因此对操作者的听力水平、经验和以及测量环境都有一定的要求，尤其是舒张压的第四相柯氏音很容易出现误判导致测量结果偏差。并且临床上由于患者的特殊性，存在一些误判的可能，例如心律失常导致的″听诊裂隙″等异常现象。因此测量结果的准确性与操作者的水 平有很大关系。 

另一种是自动测量(典型方法：振荡法)。振荡法也是通过袖带充气升压以阻塞手臂的血液流动，再逐渐使袖带放气降压以恢复手臂的血液流动；不同的是，它用电子传感器采集放气过程中的数据，手臂动脉血流的脉动传递到袖带内所产生的压力脉搏波的幅值，及其对应的袖带内压力值；从而得到一组幅度从小到大，再从大到小的压力脉搏波数据及对应的由大到小的袖带压力数据，找到最大脉搏幅度Am，其所对应的压力为平均压Pm，收缩压脉搏幅度As＝Am*Ks，其对应压力为收缩压，舒张压脉搏波幅度Ad＝Am*Kd，其对应压力为舒张压。振荡法测量操作简单，但测量准确性依赖于经验系数Ks和Kd的选定，测量结果与听诊法有偏差，因此单次测量存在测量结果偏差较大的风险。目前常用的解决办法是通过多次测量，然后取平均值作为最终结果，而多次测量会给被测者带来身体上的不适。 

因此，现有技术仍然存在缺陷，需要改进。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种在一次测量中可以同时获得听诊法和振荡法两种测量结果的血压测量模块及其测量方法，为准确诊断患者的血压状况提供可靠的依据。 

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案为： 

一种血压测量模块，包括袖带，还包括充放气控制模块、压力检测模块、压力处理模块、声音检测模块、声音处理模块、以及控制模块；所述充放气控制模块用于接受控制模块指令并控制袖带充气或放气，所述压力检测模块用于检测并输出压力信号，所述压力处理模块用于将所述压力信号分解成袖带压力信号和脉搏波信号，并分别送至所述控制模块相应输入端，所述声音检测模块用于采集在同一袖带压力信号下的脉 搏音，所述声音处理模块用于对采集到的脉搏音进行处理，并将处理后的脉搏音信号送至所述控制模块相应输入端，所述控制模块用于处理脉搏波和对应袖带压的脉搏波序列，获得第一组血压数据，以及处理脉搏音与对应袖带压的脉搏音序列，并依据所述脉搏音序列获得第二血压数据。 

所述的血压测量模块，其中：所述第二组血压数据中的收缩压值为所述脉搏音序列中强度超过预设第一阈值的第一组数对应的袖带压，所述第二组血压数据中的舒张压值为所述脉搏音序列中强度超过预设第一阈值的最后一组数对应的袖带压。 

所述的血压测量模块，其中：所述的控制模块还用于在充气阶段监控脉搏幅度，并在脉搏幅度降至第二阈值时，控制所述充放气控制模块输出停止充气的控制信号。 

所述的血压测量模块，其中：所述的脉搏幅度为脉搏音强度，所述第二阈值为脉搏音幅度阈值。 

所述的血压测量模块，其中：所述的脉搏幅度为脉搏波幅度，所述第二阈值为脉搏波幅度阈值。 

所述的血压测量模块，其中：所述的控制模块还用于对第一组血压数据和第二组血压数据进行比较，并依据二者比较结果给出测量结果。 

所述的血压测量模块，其中：所述的控制模块还用于对放气测量过程中获取的脉搏音和脉搏波进行分析和质量判断，并给出最终测量结果。 

所述的血压测量模块，其中：当所述控制模块判断第一组血压数据和第二组血压数据的误差在容许误差范围内，取二者平均值作为测量结果。 

所述的血压测量模块，其中：当所述控制模块判断脉搏音信号存在干扰而脉搏波信号无干扰时，以所述第二组血压数据作为最终测量结果，当判断脉搏波信号存在干扰而脉搏音信号无干扰时，以所述第一组血压数据作为最终测量结果；当判断脉搏音信号和脉搏波信号均存在干扰，并且干扰超过预定范围时，给出测量结果不准确的提示。 

所述的血压测量模块，其中：还包括与所述控制模块连接的Flash存储器，所述Flash存储器用于数据存储和数据回放。 

一种血压测量方法，包括以下步骤： 

A、对袖带充气，判断是否达到充气目标压力，当达到所述充气目标压力时，停止充气； 

B、在放气过程中搜索脉搏波和脉搏音，获取脉搏波和对应袖带压的脉搏波序列，以及获取脉搏音与对应袖带压的脉搏音序列，根据所述脉搏波序列获得第一组血压数据，以及依据所述脉搏音序列获得第二组血压数据。 

所述的测量方法，其中：所述步骤B中，所述第二组血压数据中的收缩压值为所述脉搏音序列中强度超过预设第一阈值的第一组数对应的袖带压，所述第二组血压数据中的舒张压值为所述脉搏音序列中强度超过所述第一阈值的最后一组数对应的袖带压。 

所述的测量方法，其中：所述步骤A包括如下步骤： 

A11、对袖带充气； 

A21、判断脉搏音强度是否低于预设脉搏音阈值，是，则停止对袖带充气；否则，返回步骤A11。 

所述的测量方法，其中：所述步骤A包括如下步骤： 

A12、对袖带充气； 

A22、判断脉搏波幅度是否低于预设脉搏波阈值，是，则停止对袖 带充气；否则，返回步骤A12。 

所述的测量方法，其中：所述步骤B之后还执行步骤C：对获取的所述第一组血压数据和第二组血压数据进行比较，以及对放气过程中获取的脉搏音节律和脉搏波波形进行分析和质量判断，显示最终测量结果。 

所述的测量方法，其中：所述步骤C包括如下步骤： 

C1、对获取的所述第一组血压数据和第二组血压数据进行比较，二者数据的误差在容许误差范围内，取二者平均值作为最终测量结果，否则，转步骤C2； 

C2、对放气过程中获取的脉搏音节律和脉搏波波形进行分析，当判断脉搏音信号存在干扰而脉搏波信号无干扰时，以所述第二组血压数据作为最终测量结果；当判断脉搏波信号存在干扰而脉搏音信号无干扰时，以所述第一组血压数据作为最终测量结果；当判断脉搏音信号和脉搏波信号均存在干扰，并且干扰超过预定范围时，给出测量结果不准确的提示。 

本发明的有益效果为：采用本发明的血压测量模块和测量方法，可以在一次测量中同时获得两种测量结果，即振荡法的第一组血压数据和听诊法的第二组血压数据，由于是在同一时间同一袖带压下用不同方法测量得到两组数据，两组数据之间具有关联性，因此更具有互相参考和评估的价值，为准确诊断患者的血压状况提供可靠的依据。并且本发明通过对一次测量中获得的两组数据的比较，以及获得数据的信号源质量的判断，自动给出最终合理的测量结果和提示，因此测量结果准确，更贴近被测者真实的血压值。本发明还改变了传统的预先设定充气目标压力的充气控制模式，改为实时监控脉搏幅度，依据脉搏幅度确定充气目标压力的自适应充气方式，解决了预设目标充气压力充气给血压较低的 被测者带来压力过大的不适，以及给血压较高的被测者多次充气带来的测量时间过长的问题。同时，本发明测量模块在充放气测量的全过程中实现了自动控制，因此具有操作简单，测量快捷、准确的优点。 

附图说明

图1为本发明血压测量模块实施例的原理框图； 

图2为脉搏波序列示意图； 

图3为脉搏音序列示意图； 

图4为血压测量方法实施例流程图。 

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明： 

为了在一次测量中可以同时获得听诊法和振荡法两种测量结果，本发明的血压测量模块的实施例如图1所示，包括三个部分：测量模块10，具有导气管的袖带20，声音检测模块30。其中测量模块10包括：充放气控制模块11、压力检测模块12、压力处理模块14、声音处理模块15、AD转换模块16、控制模块CPU18，在实际应用中还可以增加显示装置17，显示测量结果。充放气控制模块用于接受CPU指令并根据CPU的指令控制袖带自动充气或放气，压力检测模块12与袖带20连接，其输出端与压力处理模块14连接，用于检测并输出压力信号，由于袖带压变化较慢，压力处理模块14通过滤波将压力检测模块12检测到的压力信号分解成袖带压力信号和脉搏波信号，并送至AD转换模块16中，由AD转换模块16将袖带压力信号和脉搏波信号转换成数字信号，并分别送至所述CPU相应输入端，在实际应用中，AD转换模块16的功能可由具有该功能的CPU实现，因此可以不单独采用AD转换模块。CPU 用于给出开始充气的指令，以及判断充气是否达到充气目标压力，当判断达到充气目标压力时，给出停止充气并开始放气的指令。在放气测量的过程中，CPU用于自动搜索脉搏波，并将有效脉搏波与当前袖带压成对存储起来，获得图2所示的脉搏波和对应袖带压的脉搏波序列，对脉搏波序列进行插值，滤波的处理，获得被测者的近似脉搏波包络线，将最大脉搏波对应的压力值认为是平均压，找到最大脉搏波幅度Am，其所对应的压力为平均压Pm，再利用经验系数Ks和Kd，计算出第一组血压数据，即利用振荡法获取的收缩压和舒张压值。 

本发明的血压测量模块还包括声音检测模块30，以及在测量模块中还包括声音处理模块15，声音检测模块用于采集脉搏音，例如采用声音传感器实现，声音处理模块15对采集到的脉搏音进行放大和滤波处理，并将处理后的脉搏音信号送至CPU脉搏音信号输入端。由于放气开始后，肱动脉中的血液冲开袖带阻力从肱动脉中流过时会产生第一声柯氏音，第一声柯氏音所对应的袖带压即为收缩压，柯氏音一直延续到袖带上的压力等于某一压力值时，肱动脉中的血流不再受袖带的阻力自由畅通，柯氏音消失，而刚刚消失时的袖带压力即为舒张压。根据听诊法中柯氏音变化原理，CPU还用于在放气测量过程中搜索脉搏音，将强度超过预设第一阈值的脉搏音与对应的袖带压一起存为脉搏音序列，如图3所示，图中曲线1为袖带压，曲线2为柯氏音节律。脉搏音序列中第一组和最后一组数对应的袖带压分别为收缩压和舒张压，由此获得听诊法的第二组血压数据。由于放气可以是台阶放气，也可以是线性放气，因此，如果是线性放气，收缩压为脉搏音序列中第一个数对应的袖带压，舒张压为最后一个数对应的袖带压。其中，所述的第一阈值根据经验设定，例如，以开始放气时检测出的背景噪音作为第一阈值。显示装置17可以把袖带压力波形，脉搏波形，以及实时袖带压力数值，振荡法获取的收缩压和舒张压值，听诊法的收缩压/舒张压值显示给操作者，使操作 者在一次测量过程中不仅获得了脉搏波幅度信息，还获得了听诊法中的柯氏音信息，同时获得两种方法的测量数据，由于是在同一时间同一袖带压下用不同方法测量得到两组数据，两组数据之间具有关联性，因此更具有互相参考和评估的价值，为准确诊断患者的血压状况提供可靠的依据。 

图1所示的本发明血压测量模块还具有充气自适应功能，传统的血压自动测量中，充气目标压力是预先设定的，当达到充气目标压力后则自动停止充气，这种方法会由于个体血压的差异，使低血压被测者承受高于其收缩压较多值的压力，从而产生身体不适，而对血压较高的被测者则带来由于多次充气造成测量时间过长的问题。本发明的CPU还用于在充气阶段监控脉搏幅度，并依据脉搏幅度来判断充气是否完成，确定充气目标压力，在脉搏幅度降至第二阈值时，认为血管被压住，血流基本不通过，已达到充气目标压力，此时CPU控制充放气控制模块11输出停止充气的控制信号，停止对袖带的充气，以及输出开始放气的控制信号，进入放气测量过程。在实际应用中，CPU可以通过单独监控脉搏音强度，以脉搏音强度是否降至预设的脉搏音幅度阈值来判断充气是否完成，此时第二阈值为脉搏音幅度阈值；CPU还可以通过单独监控脉搏波幅度，以脉搏波幅度是否降至预设的脉搏波幅度阈值来判断充气是否完成，此时第二阈值为脉搏波幅度阈值。CPU还可以同时监控脉搏音强度和脉搏波幅度，以脉搏音强度是否降至预设的脉搏音幅度阈值，并且脉搏波幅度是否也降至预设的脉搏波幅度阈值来判断充气是否完成。这种自适应的方法能够较好地解决现有技术在自动充气中遇到的问题，适用不同的测试人群，因此适用性和舒适性强。其中，包括脉搏音幅度阈值和脉搏波幅度阈值的第二阈值根据经验值设定，例如，通过采集不同人体的生理参数作为数据样本，根据数据样本来确定。 

本发明的血压测量模块在测量获得两组数据的基础上，为了获得更 贴近被测者真实血压值、更准确的测量结果，还对获取的第一组血压数据和第二组血压数据进行比较，以及对放气测量过程中信号质量做出判断，给出最后测量结果和提示。因此，CPU还用于将柯氏音法获得的收缩压和舒张压在脉搏波序列中标记出来，并对比两种方法获得的结果是否在容差范围内，如果两组数据误差在容差范围内，取两组数据的平均值作为最终测量结果，如果两组数据误差超出容差范围，CPU还以放气测量过程中获取的脉搏音节律和脉搏波波形互为参考，对其进行分析，判断是否存在干扰信号。由于脉搏音具有以下特点，即，脉搏音序列的节律与脉搏搏动的节律有对应关系，脉搏音序列包络曲线为先增后减的趋势，并且较光滑，除两端点外没有明显突变，如果是台阶放气，在一个台阶的同一压力下，脉搏音序列强度相当，节律较一致。因此，CPU可依据脉搏音自身这些特点，通过对脉搏音节律的分析以及脉搏音和脉搏波波形的比较来判断脉搏音信号是否存在严重干扰，并且通过对脉搏波包络波形的分析，即脉搏波幅度是否存在突变等因素来判断脉搏波序列是否存在严重干扰。当判断脉搏音信号存在干扰而脉搏波信号无干扰时，以第二组血压数据作为最终测量结果，由显示装置17显示；当判断脉搏波信号存在干扰而脉搏音信号无干扰时，以第一组血压数据作为最终测量结果，由显示装置17显示；当判断脉搏音信号和脉搏波信号均存在干扰，并且干扰超过预定范围时，显示装置17在显示振荡法测量结果的第二组血压数据的同时，给出测量结果不准确的提示，为准确诊断患者的血压状况提供了可靠的依据。其中，两组数据的容差可根据测量要求和经验确定，例如，按照经验值，容差可取+/-5mmHg。 

在实际应用中，测量模块10中还可以包括一过压保护模块13，过压保护模块13分别与CPU和压力检测模块12相连，用于当充气压力过大控制模块不能自动停止充气时，直接控制充放气模块进行放气。还可以在CPU外围增加与CPU相连的Flash存储器，用于数据存储，实现 数据回放的功能，方便操作者。测量模块10中的显示装置17以及CPU还可以由计算机来实现。本发明的血压测量模块可以单独作为血压仪使用，也可以作为一功能模块嵌入其它医疗设备中，以扩展医疗设备的使用功能。 

本发明血压测量方法的实施例如图4所示，包括以下步骤： 

步骤1、CPU控制充放气控制模块11开始对袖带充气。 

步骤2、判断充气是否达到充气目标压力，当达到充气目标压力时，CPU控制充放气控制模块自动停止充气，而充气目标压力依据脉搏幅度来确定；因此该步骤可以包括如下具体步骤： 

2.1、判断脉搏波幅度是否低于预设脉搏音阈值，是，则转入步骤2.2，否则，返回步骤1； 

2.2、判断脉搏音强度是否低于预设脉搏音阈值，是，则停止对袖带充气，并转至步骤3；否则，返回步骤1。 

步骤2也可以采用如下步骤之一：即，判断脉搏音强度是否低于预设脉搏音阈值，是，则停止对袖带充气；否则，返回步骤1。或，判断脉搏波幅度是否低于预设脉搏波阈值，是，则停止对袖带充气；否则，返回步骤1 

步骤3、开始放气，放气可以是台阶放气，也可以是线性放气，本实施例以台阶放气为例。每放气至一个台阶，CPU自动搜索脉搏波，并将有效脉搏波与当前袖带压成对存储起来为脉搏波序列；同时搜索脉搏音，将强度超过预设第一阈值的脉搏音与脉搏波和袖带压一起存为脉搏音序列。 

步骤4、判断是否获得足够台阶的脉搏波序列，以及足够的脉搏音序列，即柯氏音第四相是否出现，是，则自动打开放气阀门，将袖带连通大气并转至步骤5，否则，返回步骤3。 

步骤5、对脉搏波序列进行插值、滤波处理，获得被测者的近似脉 搏波包络线，根据最大脉搏波幅度Am以及经验系数Ks和Kd，计算出第一组血压数据；以及根据脉搏音序列，获得听诊法的第二组血压数据，即脉搏音序列中第一组和最后一组数对应的袖带压分别为第二组数据的收缩压和舒张。 

步骤6、对获取的所述第一组血压数据和第二组血压数据进行比较，二者数据的误差在容许误差范围内，取二者平均值作为最终测量结果，否则，转步骤7； 

步骤7、对放气过程中获取的脉搏音节律和脉搏波波形进行分析，当判断脉搏音信号存在干扰而脉搏波信号无干扰时，以所述第二组血压数据作为最终测量结果；当判断脉搏波信号存在干扰而脉搏音信号无干扰时，以所述第一组血数据作为最终测量结果；当判断脉搏音信号和脉搏波信号均存在干扰，并且干扰超过预定范围时，给出第二组血压数据的同时，给出测量结果不准确的提示。 

本发明将听诊法和自动振荡法测量有机结合到一起，在一次充放气过程中，同时获得听诊法测量结果和振荡法测量结。既具有听诊法的测量精准的特点，又具有振荡法的操作简单，对操作人员要求较低的优点。 

可以理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，而所有这些改变或替换都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。 

Claims (6)

1.一种血压测量模块，包括袖带，其特征在于：还包括充放气控制模块、压力检测模块、压力处理模块、声音检测模块、声音处理模块、以及控制模块；所述充放气控制模块用于接受控制模块指令并控制袖带充气或放气，所述压力检测模块用于检测并输出压力信号，所述压力处理模块用于将所述压力信号分解成袖带压力信号和脉搏波信号，并分别送至所述控制模块相应输入端，所述声音检测模块用于采集在所述袖带压力信号下的脉搏音，所述声音处理模块用于对采集到的脉搏音进行处理，并将处理后的脉搏音信号送至所述控制模块相应输入端，所述控制模块用于处理脉搏波和对应袖带压的脉搏波序列，获得第一组血压数据，以及处理脉搏音与对应袖带压的脉搏音序列，并依据所述脉搏音序列获得第二组血压数据；

所述的控制模块还用于对第一组血压数据和第二组血压数据进行比较，并依据二者比较结果给出测量结果，或者

所述的控制模块还用于对放气测量过程中获取的脉搏音和脉搏波进行分析和质量判断，并给出最终测量结果；

当所述控制模块判断第一组血压数据和第二组血压数据的误差在容许误差范围内，取二者平均值作为测量结果；

当所述控制模块判断脉搏音信号存在干扰而脉搏波信号无干扰时，以所述第二组血压数据作为最终测量结果，当判断脉搏波信号存在干扰而脉搏音信号无干扰时，以所述第一组血压数据作为最终测量结果；当判断脉搏音信号和脉搏波信号均存在干扰，并且干扰超过预定范围时，给出测量结果不准确的提示。

2.根据权利要求1所述的血压测量模块，其特征在于：所述第二组血压数据中的收缩压值为所述脉搏音序列中强度超过预设第一阈值的第一组数对应的袖带压，所述第二组血压数据中的舒张压值为所述脉搏音序列中强度超过所述第一阈值的最后一组数对应的袖带压。

3.根据权利要求2所述的血压测量模块，其特征在于：所述的控制模块还用于在充气阶段监控脉搏幅度，并在脉搏幅度降至第二阈值时，控制所述充放气控制模块输出停止充气的控制信号。

4.根据权利要求3所述的血压测量模块，其特征在于：所述的脉搏幅度为脉搏音强度，所述第二阈值为脉搏音幅度阈值。

5.根据权利要求3所述的血压测量模块，其特征在于：所述的脉搏幅度为脉搏波幅度，所述第二阈值为脉搏波幅度阈值。

6.根据权利要求5所述的血压测量模块，其特征在于：还包括与所述控制模块连接的Flash存储器，所述Flash存储器用于数据存储和数据回放。

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