CN101589949B - 自动血压测量的校准方法和电子血压计 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动血压测量的校准方法以及电子血压计，其特征在于包括：对于根据脉搏波振幅的包络线与可充气部件压力之间的关系来计算血压的示波法血压测量方式，在利用含示波法的电子血压计自动测量血压的同时使用柯式音法测量血压，用柯式音法测得的收缩压和舒张压对电子血压计进行调节校准。

Description

自动血压测量的校准方法和电子血压计

技术领域

本发明涉及一种自动测量血压的方法和使用此方法的电子血压计，特别是一种对示波法自动血压测量的校准方法和使用此方法的电子血压计。 

背景技术

现有自动测量血压的电子血压计一般由可充气部件充气袖套、气泵、气阀、压力传感器、电子电路、、微处理器、显示器等构成。微处理器中装有软件程序，实施血压自动测量，所用方法大多数为示波法。 

采用示波法测量血压的过程中，先由气泵将可充气部件加压到一个目标压力值(目标压力一般比被测者的心脏收缩压或称高压高过20-40mmHg)，此时可充气部件阻断动脉血流，然后对可充气部件进行慢放气。随着可充气部件压力下降，可充气部件内的压力信号中开始可检测到脉搏波。脉搏波是心搏产生的动脉血液压力波动在可充气部件内产生的气压波动。当袖套压力从高于收缩压降到收缩压以下时，脉搏波幅度会逐渐增大，到平均动脉压力时，脉搏波达到最大值。然后脉搏波又随可充气部件压力下降而衰减。当可充气部件压力远低于舒张压(或称低压)时，脉搏波消失。在可充气部件的压力下降过程中，可充气部件的压力信号经过压力传感器和电子电路处理后送入微处理器，微处理器根据脉搏波振幅与可充气部件压力之间的关系来计算血压，当计算出收缩压和舒张压后，打开气阀，使袖套全部放气，完成一次测量过程，并把测量结果保存和显示。 

示波法血压测量是根据脉搏波振幅的包络线与可充气部件压力之间的关系来计算血压。与包络线的最大值对应的可充气部件压力是平均动脉压，以包络线的最大值为参考点，以这点为基础，在包络线上向反时间方向寻找数值为包络线最大值的大约0.55倍的包络线点，这一点所对应的可充气部件压力为收缩压；向正时间方向寻找数值为最大值的大约0.72倍的包络线点，这一点所对应的可充气部件压力为舒张压。0.55和0.72这两个常数分别称为收缩压参数辨识点和舒张压参数辨识点，是根据临床实验得出的对大部分人适用的数据。由于电子血压计生产厂家的不同，这两个常数可能会有所不同。 

实践证明，在使用示波法测量血压时，与用称之为”黄金标准”的柯式音法测量血压相比，总会有一部分被测者会产生10mmHg以上的测量误差，从而影响病情的诊断。 

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷或不足，本发明人对如何解决自动测量血压时总会有一部分人会产生测量误差的问题进行了研究，发明了一种自动血压测量的校准方法和使用此方法的电子血压计。 

本发明人经过检索，尚未发现本发明提供的方法和血压计。 

本发明总的技术构思：提供一种在自动血压测量中用示波法测量血压的校准方法和使用此方法的电子血压计，所述电子血压计由包括微处理器在内的硬件和软件程序组成，所述电子血压计包括至少两个校准血压设定按键(简称“设定按键”)，和在所述微处理器内装有的参数辨识点设定程序，通过所述设定按键和参数辨识点设定程序，确定被测者特有的参数辨识点，并将其存贮于所述电子血压计内的记忆装置中，以备所述被测者使用。所述电子血压计还可以进一步包括一个校准选择开关，以选择使用不同的参数辨识点。 

示波法血压测量校准方法包括以下步骤： 

1)在用含示波法的电子血压计自动测量血压的同时使用柯式音法测量血压； 

2)在血压测量结束后，用所述设定按键将用柯式音法测得的血压值输入到所述电子血压计微处理器中； 

3)根据所述柯式音法测得的血压，用所述参数辨识点设定程序确定并设置被测者的收缩压和舒张压参数辨识点。 

本发明的技术方案如下： 

自动血压测量的校准方法，其特征在于包括：对于根据脉搏波振幅的包络线与可充气部件压力之间的关系来计算血压的示波法电子血压计，操作者利用在所述电子血压计自动测量血压的同时使用柯式音法测量得到的收缩压数值和舒张压数值，使用按键根据所述收缩压数值和舒张压数值对所述电子血压计进行被测者个人参数辨识点的调节校准；所述调节校准，采用电子血压计上设置的三个按键：校准按键，增加按键和减少按键；所述校准按键用于启动、结束校准过程和确认校准值；所述增加按键用于增加输入血压值；所述减少按键用于减小输入血压值。 

所述柯式音法测量血压采用汞柱或机械式血压计。 

所述对电子血压计进行调节校准，采用电子血压计上设置的二个按键：增加按键和减少按键；所述增加按键用于增加输入血压值；所述减少按键用于减小输入血压值；所述增加按键和减少按键被每次同时按下2-5秒的时间，则顺次启动电子血压计自动血压测量测得的收缩压显示程序，舒张压显示程序，校准血压值输入结束程序。 

电子血压计，其特征在于包括：至少二个按键：增加按键和减少按键；所述增加按键和所述减少按键用于，在所述电子血压计自动测量血压结束后，使用所述增加按键和所述减少按键增加或减少所述电子血压计自动测量得到的血压值，使所述自动测量得到的血压值与以柯式音法测得的血压值一致，使所述电子血压计可以通过柯式音法测得的血压值进行被测者个人参数辨识点的调节校准。 

进一步包括一个校准按键；所述校准按键用于启动、结束校准过程和确认校准值。进一步包括一个校准按键；所述校准按键被每按下一次，则顺次启动所述电子血压计自动血压测量测得的收缩压显示程序，舒张压显示程序，校准血压值输入结束程序。进一步包括一个校准按键；所述校准按键被每按下一次，则使所述电子血压计顺次完成对自动血压测量测得的收缩压的显示，对自动血压测量测得的舒张压的显示，对校准血压值的输入。进一步包括一个校准选择开关；当所述校准选择开关指向个人校准模式时，所述电子血压计使用对个人校准的血压测量方法进行自动血压测量。 

电子血压计，其特征在于包括：三个按键：校准按键，增加按键和减少按键；所述校准按键用于启动、结束校准过程和确认校准值；所述增加按键用于增加输入血压值；所述减少按键用于减小输入血压值；所述增加输入血压值和减小输入血压值均以用柯式音法测得的血压值为标准。 

本发明的技术效果如下：本发明自动血压测量的校准方法和电子血压计允许操作者用称之为”黄金标准”的柯式音法针对一个具体的被测者对一个使用示波法的电子血压计进行个性化的校准，从而提高电子血压计对给定的被测者的血压测量的准确性。这对于高血压的诊断和治疗具有重要的临床意义。 

附图说明

图1电子血压计的硬件结构示意图。 

图2电子血压计的校准软件程序流程图。 

图3可充气部件压力信号和与其对应的脉搏波振幅及其包络线。 

图4电子血压计校准方法示意图。 

附图标记列示如下：图1和图4：20-听诊器，22-加压部件；24-可充气部件；25-放气阀；26-压力传感器，30-差分放大器，31-增加按键，32-减小按键，33-血压计开关，34-微处理器，35-校准按键，36-显示器，37-校准选择开关，38-电子血压计； 

图2：42-初始化，44-数据获取，46-加压阶段判断，48-压力显示更新，54-血压测量，56-血压测量结束判断，58-校准前血压测量结果显示，60-校准输入启动判断，62-收缩压 校准，64-收缩压校准确认判断，66-舒张压校准，68-校准输入结束判断，70-个人参数辨识点计算，72-个人参数辨识点记录，74-校准后血压测量结果显示，76-程序结束。 

图3：P(t)-可充气袖套压力，Eo(t)-脉搏波振幅及其包络线，t1-收缩压Pa发生的时间，t2-脉搏波振幅包络线最大值P2发生的时间，t3-舒张压Pc发生的时间，Pa-收缩压，Pb-平均动脉压力，Pc-舒张压，P1-脉搏波振幅包络线在t1时的值，P2-脉搏波振幅包络线的最大值，P3-脉搏波振幅包络线在t3时的值。 

具体实施方案 

本发明提供一种对自动血压测量中的示波法的校准方法和使用此方法的电子血压计，所述电子血压计包括硬件部分和软件程序部分。硬件部分包括：可充气部件、气泵、气阀、压力传感器、电子电路、微处理器、至少两个校准血压设定按键(简称“设定按键”)，和显示器。软件部分包括：参数辨识点设定程序和示波法血压测量程序。所述电子血压计还可以进一步包括一个校准选择开关，以选择使用不同的参数辨识点。 

在用含示波法的电子血压计自动测量血压的同时使用柯式音法测量血压的方法可以是： 

1)如果电子血压计使用的是臂式袖套，操作者在电子血压计自动血压测量的减压过程中，使用听诊器在电子血压计臂式袖套下仔细监听柯式音，同时监视电子血压计的数字压力显示，用传统的柯式音法测得收缩压和舒张压。压力显示也可以使用传统的汞柱或机械式血压计，方法是用一个三通连接接头将所述传统血压计和电子血压计共同与臂式袖套相连。 

2)如果电子血压计使用的不是臂式袖套，操作者可以使用一臂式袖套在所述电子血压计所用一侧伎体相反的另一侧的上臂上，使用一个传统的汞柱或机械式血压计，在电子血压计自动血压测量的过程中，用传统的柯式音法测得收缩压和舒张压。用所述设定按键将柯式音法测得的血压输入到所述电子血压计微处理器中的方法可以是： 

1)所述电子血压计包括三个设定按键，一个设定按键可以命名为”校准”按键，用于启动、结束校准过程和确认校准值；一个设定按键可以命名为增加按键，可以用符号”+”表示，用于增加输入血压值；一个设定按键可以命名为减小按键，可以用符号”-”表示，用于减小输入血压值。当”校准”按键被按下一次时，所述电子血压计显示自动血压测量测得的收缩压。如果柯式音法测得的收缩压不同于自动血压测量测得的收缩压，可以用增加按键或减小按键改变。当”校准”按键又一次被按下时，所述电子  血压计显示自动血压测量测得的舒张压。同样，如果柯式音法测得的舒张压不同于自动血压测量测得的舒张压，可以用增加按键或减小按键改变。当”校准”按键再一次被按下时，校准血压值输入结束。 

2)所述电子血压计包括二个设定按键，一个设定按键可以命名为增加按键，可以用符号”+”表示，用于增加输入血压值；一个设定按键可以命名为减小按键，可以用符号”-”表示，用于减小输入血压值。当增加按键和减小按键被同时按下2至5秒一次时，所述电子血压计显示自动血压测量测得的收缩压。如果柯式音法测得的收缩压不同于自动血压测量测得的收缩压，可以用增加按键或减小按键改变。当增加按键和减小按键被又一次同时按下2至5秒时，所述电子血压计显示自动血压测量测得的舒张压。同样，如果柯式音法测得的舒张压不同于自动血压测量测得的舒张压，可以用增加按键或减小按键改变。当增加按键和减小按键被再一次同时按下2至5秒时，校准血压值输入结束。 

所述参数辨识点设定程序可以包括以下步骤： 

a)根据所述设定按键输入的柯式音法所测收缩压(或舒张压)确定收缩压(或舒张压)发生时间； 

b)根据柯式音法收缩压(或舒张压)发生时间测得收缩压(或舒张压)发生时的脉搏波振幅包络线点值P1(或P3)； 

c)测定脉搏波振幅包络线最大值P2； 

d)计算收缩压(或舒张压)参数辨识点P1/P2(或P3/P2)； 

e)存贮被测者的收缩压(或舒张压)参数辨识点P1/P2(或P3/P2)。 

所述示波法校准方法可以进一步包括以下步骤： 

1.重复两次或多次获得一个被测者的收缩压(或舒张压)参数辨识点； 

2.计算所述被测者的收缩压(或舒张压)参数辨识点的平均值； 

3.存贮被测者的收缩压(或舒张压)参数辨识点的平均值。 

当所述电子血压计对一给定的被测者校准之后，被测者可以通过校准选择开关，选择使用校准后的收缩压参数辨识点和舒张压参数辨识点进行自动血压测量。 

如图1所示，电子血压计，包括有：加压部件22，，可充气部件24，放气阀25，压力传感器26，差分放大器30，增加按键31，减小按键32，血压计开关33，微处理器34，校准按键35，显示器36，和校准选择开关37。血压计开关33为启动电子血压计的电源开关。  加压部件22可以是手动气泵，也可以是电动气泵。可充气部件24可以是手臂袖套，也可以是腕式袖套。放气阀25可以是机械自动放气阀或电磁自动放气阀。压力传感器26和差分放大器30可以是分开的部件或是集成一体的部件。压力传感器26和差分放大器30也可以用电容式传感器和振荡器代替。显示器36可以是LCD或LED数字或图型显示器。校准选择开关37可以是一个二段式开关，此二段式开关分别指向一般校准模式(对人群校准的模式)和个人校准模式(对个人校准的模式)。当校准选择开关37指向一般校准模式时，校准选择开关37发送一个低电位信号到微处理器34；当校准选择开关37指向个人校准模式时，校准选择开关37发送一个高电位信号到微处理器34。校准选择开关37也可以是一个多段式开关，此多段式开关分别指向一般校准模式，个人校准模式1，个人校准模式2，等等，以供多人使用。此多段式开关每一个不同指向的电位可以用微处理器34不同的I/O口读取，以区别不同的被测者。微处理器34里还可以含有一个存贮一般校准模式的一般参数辨识点(例如0.55和0.72)和个人校准模式的个人参数辨识点(通过对个人校准后获得的参数辨识点)的记忆装置。记忆装置可以是EEPROM(电可擦写可编程只读存储器)。 

校准按键35，增加按键31，和减小按键32，可以是三个结构一样的按键电路。所述按键电路通常为打开状态，按键两端为高电位。当按键被按下时，按键电路形成一个短路，使电压由高位变为低电位，从而发送一个信号到微处理器34。当按一下增加按键31或减小按键32时，微处理器34增加或减小显示器36上显示的血压值，增加或减小部分是一个固定的数值，该数值可以为1mmHg或0.1kPa或其他固定的数值。 

如图1所示，当所述电子血压计开始测量血压时，可充气部件24内的压力被压力传感器26测量到，压力传感器26所产生的压力信号由差分放大器30进行差分放大后，输出到包括信号采集(模/数转换)，处理，和控制等功能的微处理器34，微处理器34对压力信号记录后进行运算处理，并将结果在显示器36上进行显示。所述电子血压计可以通过常用的示波法自动测量血压，然后显示测量结果。如果校准选择开关37指向低电位，微处理器34将使用一般参数辨识点进行血压值的计算；如果校准选择开关37指向高电位，在微处理器34将使用个人参数辨识点进行血压值的计算。 

如图2所示，一个自动血压测量，有三个设定按键的电子血压计的校准软件程序流程图可以包括如下步骤： 

a)初始化42：包括更新在图1中的显示器34上的显示值和记录显示器34更新的时间。这些初始值一般为零。 

b)数据获取44：在当前时间t时压力传感器26获得的在图1中充气袖套24中的压力数据P(t)。 

c)加压阶段判断46：判断压力P(t)是否小于目标压力值，如果大于目标压力值那么判定加压结束，程序跳入步骤f)；如果小于目标压力值，则判定充气袖套24内的压力处于加压阶段，继续步骤b)至d)。所述目标压力值一般比被测者的心脏收缩压或称高压高过20-40mmHg。 

d)压力显示更新48：将微处理器34采集到的压力数据P(t)更新显示到图一中的显示器36上。 

e)不断的重复步骤b)至d)直到步骤c)判定加压状态结束。 

f)血压测量54：使用示波法进行血压测量，微处理器34记录下被测者的脉搏波振幅包络线与可充气部件24在各时间点的压力。(血压测量程序为行内人士所熟悉，在此不作描述)。 

g)压力显示更新48：将微处理器34采集到的压力数据P(t)更新显示到图1中的显示器36上。 

h)血压测量结束判断56：当可充气袖套24内的压力下降到5mmHg以下，则判定血压测量结束。血压测量结束判断56也可根据血压测量54提供的信息判定血压测量结束。如血压测量没有结束，程序步骤不断的重复b)至h)直到步骤h)判定血压测量结束。 

i)校准前血压测量结果显示58：如果校准选择开关37指向个人校准模式并且个人校准模式已经被校准过，微处理器34将根据个人校准模式的个人参数辨识点计算得出血压值，否则微处理器34将根据一般校准模式的一般参数辨识点计算得出自动测量血压值，然后在显示器36上进行显示。 

j)校准输入启动判断60：判断校准按键35是否发出信号，如果在步骤i)结束后60秒内校准按键35没有发出信号，程序走向步骤r)；如果在步骤i)结束后60秒内校准按键35发出信号，则校准程序启动，显示器36显示自动测量血压值中的收缩压。 

k)收缩压校准62：微处理器34根据收到的增加按键31或减小按键32发出的信号，增加或减小显示器36上显示的收缩压，使显示器36上显示柯式音所测得的收缩压。 

如图3所示，此收缩压被标为Pa。 

l)收缩压校准确认判断64：判断校准按键35是否发出信号，如果没有，程序回到步 骤k)；如果校准按键35发出的信号，则微处理器34确认收缩压Pa已被认定。如图  3所示，微处理器34根据Pa而确定收缩压发生时间t1，然后显示器36显示自动测量血压值中的舒张压。 

m)舒张压校准66：微处理器34根据收到的增加按键31或减小按键32发出的信号，增加或减小显示器36上显示的舒张压，使显示器36上显示柯式音所测得的舒张压。 

n)校准输入结束判断68：判断校准按键35是否发出信号，如果没有，程序回到步骤m)；如果校准按键35发出信号，则微处理器34确认舒张压Pc已被认定，如图3所示，微处理器34根据Pc而确定舒张压发生时间t3，校准输入结束。 

o)个人参数辨识点计算70：微处理器34根据如图3所示t1和t3时脉搏波振幅包络线点值P1和P3以及脉搏波振幅包络线上的最大值P2计算个人参数辨识点。个人参数辨识点分为：个人收缩压参数辨识点和个人舒张压参数辨识点为。个人收缩压参数辨识点为P1/P2；个人舒张压参数辨识点为P3/P2。 

p)个人参数辨识点记录72：微处理器34对个人收缩压参数辨识点为P1/P2和个人舒张压参数辨识点为P3/P2进行记录。 

q)校准后血压测量结果显示-74：微处理器34将根据个人收缩压参数辨识点P1/P2和个人舒张压参数辨识点P3/P2计算得出血压值，在显示器36上进行显示。显示时间可以在5-30秒之间。 

r)程序结束76：电子血压计结束血压测量校准。 

电子血压计应在进行个人校准后，才可以使用个人校准模式进行自动血压测量。如图4所示，一台使用臂式袖套的电子血压计受到校准。校准应由有一名受过柯式音法专业培训的操作者进行。操作者调节校准选择开关37，使校准选择开关37指向个人校准模式。操作者把可充气部件24绑在被测者手臂上，然后通过加压部件22对可充气部件24进行充气。当可充气部件24内的压力达到目标压力值(目标压力一般比被测者的心脏收缩压或称高压高过20-40mmHg)后停止加压，放气阀25开始有效地对可充气部件24以每秒3至5mmHg的速度进行放气，此时操作者通过使用听诊器20在可充气部件24下的动脉发出的声音进行监听，同时观察显示器36上的压力显示，采用柯氏音法测量被测者的血压，得到收缩压Pa和舒张压Pc。 

在血压测量结束后，电子血压计将显示自动血压测量得出的血压值结果(即收缩压和舒张压)。如果自动血压测量得出的收缩压和舒张压与通过柯氏音法测量得到的收缩压Pa和舒张压Pc一致，则表示电子血压计无需校准，电子血压计结束血压测量校准。如果不一  致，则表示电子血压计需要校准。此时操作者按一下校准按键35，校准输入启动。操作者按动增加按键31或减小按键32，增加或减小显示器36上显示的收缩压，使显示器36上显示的收缩压与通过柯式音所测得的收缩压Pa一致。当显示器36上显示的收缩压与通过柯式音所测得的收缩压Pa一致后按下校准按键35确认收缩压已被认可。微处理器34记录Pa发生的时间t1，同时显示器36显示根据自动血压测量得出的舒张压。同样，操作者按动增加按键31或减小按键32，增加或减小显示器36上显示的舒张压，使显示器36上显示的舒张压与通过柯式音所测得的舒张压Pc一致。当显示器36上显示的舒张压与通过柯式音所测得的舒张压Pc一致后按下校准按键35确认舒张压已被认定。微处理器34记录Pc发生的时间t3。微处理器34根据记录的数据进行个人收缩压参数辨识点和个人舒张压参数辨识点的计算。 

微处理器34将计算得出的个人收缩压参数辨识点和个人舒张压参数辨识点记录下来，在电子血压计对此专一被测者测量血压时，被测者可以通过校准选择开关37选择电子血压计将使用一般参数辨识点或个人参数辨识点进行血压的测量计算。当更换被测者时，电子血压计需要对新的被测者重新进行个人参数辨识点的设定，才能使用个人校准模式自动测量血压。否则只能用一般校准模式自动测量血压，即使用一般参数辨识点进行血压的测量计算。 

当用说明性的方案描述这项发明时，这个描述不限制在所解释的有限的意义上。对说明性方案的不同改造，及其它创造性的方案，对于掌握上述技术的人来说是显然的。因此，可以预期，任何改造或者具体化方案，都将落在本发明的真实范围内。 

Claims (9)

1.自动血压测量的校准方法，其特征在于包括：对于根据脉搏波振幅的包络线与可充气部件压力之间的关系来计算血压的示波法电子血压计，操作者利用在所述电子血压计自动测量血压的同时使用柯式音法测量得到的收缩压数值和舒张压数值，使用按键根据所述收缩压数值和舒张压数值对所述电子血压计进行被测者个人参数辨识点的调节校准；所述调节校准，采用电子血压计上设置的三个按键：校准按键，增加按键和减少按键；所述校准按键用于启动、结束校准过程和确认校准值；所述增加按键用于增加输入血压值；所述减少按键用于减小输入血压值。

2.根据权利要求1所述的自动血压测量的校准方法，其特征在于：所述柯式音法测量血压采用汞柱或机械式血压计。

3.根据权利要求1所述的自动血压测量的校准方法，其特征在于：所述增加按键和减少按键被每次同时按下2-5秒的时间，则顺次启动电子血压计自动血压测量测得的收缩压显示程序，舒张压显示程序，校准血压值输入结束程序。

4.电子血压计，其特征在于包括：至少二个按键：增加按键和减少按键；所述增加按键和所述减少按键用于，在所述电子血压计自动测量血压结束后，使用所述增加按键和所述减少按键增加或减少所述电子血压计自动测量得到的血压值，使所述自动测量得到的血压值与以柯式音法测得的血压值一致，使所述电子血压计可以通过柯式音法测得的血压值进行被测者个人参数辨识点的调节校准。

5.根据权利要求4所述的电子血压计，其特征在于：所述增加按键和减少按键被每次同时按下2-5秒时，则顺次启动所述电子血压计自动血压测量测得的收缩压显示程序，舒张压显示程序，校准血压值输入结束程序。

6.根据权利要求4所述的电子血压计，其特征在于：进一步包括一个校准按键；所述校准按键用于启动、结束校准过程和确认校准值。

7.根据权利要求4所述的电子血压计，其特征在于：进一步包括一个校准按键；所述校准按键被每按下一次，则顺次启动所述电子血压计自动血压测量测得的收缩压显示程序，舒张压显示程序，校准血压值输入结束程序。

8.根据权利要求4所述的电子血压计，其特征在于：进一步包括一个校准按键；所述校准按键被每按下一次，则使所述电子血压计顺次完成对自动血压测量测得的收缩压的显示，对自动血压测量测得的舒张压的显示，对校准血压值的输入。

9.根据权利要求4所述的电子血压计，其特征在于：进一步包括一个校准选择开关；当所述校准选择开关指向个人校准模式时，所述电子血压计使用对个人校准的血压测量方法进行自动血压测量。

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