CN102202566A - 血压确定方法和用于确定血压的装置 - Google Patents

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Abstract

一种装置(10)及方法，其能够在颞浅动脉处对连续的逐次搏动心率进行读取，从而给出了关于脑血压和与血液相关疾病的指征。装置(10)是非侵入式的。优选地，对连续的逐次搏动心率的读取是通过在相同的心脏搏动期间同时在左颞浅动脉和右颞浅动脉处进行测量而得到的。从左颞浅动脉测量到的波形与从右颞浅动脉测量到的波形不同的地方就可能是即将发生中风的指征或者近期发生过中风的指征。更进一步说，波形指数可被用作其他与血液相关疾病的临床指征。

Description

血压确定方法和用于确定血压的装置
技术领域
本发明涉及一种血压确定方法和用于确定血压的装置。本发明特别针对的是在颞浅动脉处确定血压。
背景技术
接下来对本发明背景技术的论述是为了便于理解本发明。但是，应当理解的是该论述并不是承认或认可任何一种被提及的材料在任何本申请优先权日之前的管辖范围内是已经被出版公开、已知或属于公共常识的一部分。
血压通常是在位于病人手臂中的动脉处测量。这种测量可以通过侵入式或非侵入式的手段进行。在脑动脉中的血压测量大体上是通过使用侵入式方法确定颈内动脉(CA)和大脑中动脉(MCA)的压力而测量得到。这种传统的侵入式测量提供了对中风和中风复发机会的早期预测因子(early predicator)，但是由于这种测量的侵入性质，它们不能作为常规检测。这存在着血液将在导管尖端周围形成凝块、堵塞动脉和必须通过手术重新打开血管的风险。存在着导管刺破动脉引起内出血的极小可能的风险。还有可能出现的情况是，导管尖端将会使物质从动脉的内衬上分离，引起血管下游堵塞。
经颅心脏多普勒(Transcranial cardio Doppler)TCCD是使用超声技术对主要颅血管中血流速率进行评估的另一种方法。但是测量所获得的是通过动脉的血液运动。多普勒必须要被准确地定位以确保在超声束方向上存在着运动。在多普勒信号中可能会发生含糊不清，这被称为混叠(aliasing)。这需要通过技能熟练的操作员调整脉冲重复，脉冲重复频率可能会进一步地受到取样容积范围的局限。相似地，还存在大量的像对使用频率那样的调整，这种调整需要大量的技能和经验。频率的选择是在对流动(flow)的灵敏度更高(更高频率)和穿透效果更好(更低频率)这两者之间的折衷。超声穿透骨骼对颅内大血管中流动动力学采样的能力与颅骨厚度成反比。然而，处于中风年龄段的病人骨骼增厚可能会排斥这种探测。
因此，本发明的目标是在脑内动脉处确定病人的血压，同时改善当前设备和技术带来的问题。
发明内容
在本申请文件全篇中，除非另有相反的指引，否则“包含”、“由……组成”等表述都应被解释为非穷举式的(non-exhaustive)，或者换句话说，意思就是“包括，但不限于”。
装置和方法使得人们能够在颞浅动脉处读取脑血压，从而给出了对与血液相关的疾病的指征。该装置是非侵入式的。优选地，对脑血压的读取可被测量为在相同的心脏搏动期间同时在左颞浅动脉和右颞浅动脉处的连续的逐次搏动率(continuous beat to beat rate)。从左颞浅动脉测量到的波形与从右颞浅动脉测量到的波形不同的地方就可能是对即将发生中风的指征或者近期发生过的中风的指征。更进一步说，波形指数可被用作其他与血液相关疾病的临床指征。
附图说明
本发明现在将仅以实施例的方式通过参照附图进行介绍，其中：
图1是装置的前视图。
图2是展示了传感器与头带连接的侧视图。
图3描绘的是装置所要使用的位置。
图4描绘的是脑内颞浅动脉的内部位置。
图5是颅动脉网络彼此相关的系统图。
图6、7和8是对对象的左颞浅动脉和右颞浅动脉两者测量到的图形结果。
具体实施方式
根据参照图1的本发明第一实施方式，有用于确定血压的装置10。装置10包含一对压力传感器12。桥接这两个压力传感器12的是头带14。头带14是弯曲的，因此两个压力传感器12朝向彼此被张紧从而当它被放置在穿戴者身上时头带14的张力可将压力传感器12保持在适当的位置。
根据优选实施方式的传感器12的组件与专利申请WO/2002/030277中所讨论过的那些相类似，其通过引用并入本文。根据优选实施方式的传感器12包括换能器，其根据作用于其隔膜上压力的改变产生电压输出。柱塞16贴近换能器的隔膜。当前系统的柱塞16和传感器12被构建成较小规模，如WO/2002/030277中所公开的，以便克服颞浅动脉近端到耳廓的约束。重要的是，柱塞16能够被定位成使得压平压力(applanation pressure)可被施加到颞浅动脉上从而允许测量出波形。
柱塞16是一种用刚性材料制成的设计特殊的半球形组件。在优选实施方式中，柱塞16是由生物相容的模制的聚合物塑料制成。柱塞16的半球形表面适合于推到对象的颞浅动脉上并部分地阻塞颞浅动脉。柱塞16的基部被包在传感器内，该基部盖住了隔膜表面并直接接触隔膜。
在隔膜和柱塞16之间有凝胶层，用于过滤掉干扰和非自然运动导致的突然改变。它还抑制了噪声比。柱塞深度被特别地设计成使得当头带14被舒适穿戴时，它能够在大多数正常头部上阻塞不大于颞浅动脉102直径的一半。这将会使所采集的动脉脉搏实现完整且可靠的传输，包括动脉壁的舒张、流的湍动(the turbulence of the flow)和从心脏沿动脉壁传输的振动。
由于柱塞16和隔膜是每次脉搏时仅有的运动单元，动脉压力随着每次心跳到达颞浅动脉而被精确地采集为波形。对于0mmHg-300mmHg之间的压力改变来说，隔膜针对压力变化的位移形成线性关系。在信号放大以后，这样一种方程式下传感器中电压改变的范围处于0.5V到4V之间。半球形柱塞16能够可靠地传输每次心脏搏动波形的连续逐次搏动测量。
参见图2，每个压力传感器12与柱塞16相反的一侧被连接在头带14一端。连接的方法采用的是球接头18的形式。托架20被包在压力传感器12内与柱塞16相反的一侧。被连接到联接件22上的球接头18被卡入托架20中，以允许压力传感器能够不依赖于头带14的位置而被移动到广泛的位置上。该结构允许柱塞16被精确地定位在各种各样的穿戴者的颞浅动脉上。优选地，球接头包含球形或半球形头部，其具有足够大的直径以允许球接头具有更大的运动范围以应对受测试者的面部特征或面部结构同时不会大过头带14端部的宽度。
优选地，联接件22是有细牙螺纹24的圆柱体，螺纹可被旋入头带14一端内的孔26中。所述孔含有便于联接件22进出孔26的精细运动的管道。
每个压力传感器12还被连接到数据和控制电缆28上。如图1中所示，优选的是连接点使得电缆28基本上平行于头带14也与压力传感器12相连的部分。电缆28被连接到屏幕上使得两个分离的波形可被并列地或彼此重叠地显示出来。波形在ADC单元中被测量出来。
通过这种方式，装置10的整体视觉效果与一对传统式的头戴式耳机很相似。压力传感器12可具有使穿戴者舒适的衬垫。
现在将参照其预期的用途介绍装置10。
参见图3，对象将装置10放在他们的头部100上。头带14张紧的曲线确保了压力传感器12保持着被按压在头部侧面上的状态。医疗人员(未示出)此后通过在其托架20内转动球接头18的方式调整装置10从而使得两个柱塞16被定位在对象100的颞浅动脉102上。这个定位是重要的，因为颞浅动脉102提供了血压读取的以下优点：
●其抵住骨骼的位置有助于通过压力传感器12运用垂直压平术(vertical applanation methodology)确定血压。
●通常来说，在该区存在的脂肪极少使得能够对要记录的脉搏进行完整的传输，这是因为不会考虑任何显著的软组织补偿。
●在该点处，动脉位于颅骨骨骼外部；以及
●动脉位置恒定，这是因为在人类的颞浅动脉位置不存在有记录的变化(recorded variation)。
颞浅动脉的内部位置在图4中被描绘出来，并且颅动脉网络彼此相关的系统在图5中被描绘出来。可以理解到的是在其中一条动脉中的斑块(plague)将会影响到相互连接的动脉的血流。任何梗阻或狭窄的位置都将会改变血流，这取决于梗阻的位置而不同，并且应当可能非侵入式地从波形中取得指数范围以粗略地确定出系统中哪个地方出现了问题。
在恰当地定位了装置10之后，每个传感器12a，12b将其血压测量信号经由它们各自的电缆28a，28b发送给处理工作站104。
一旦接收到各种信号，处理工作站104根据产生数据的传感器12来分离测量数据。
在最后的调整过程中，左颞浅动脉102a和右颞浅动脉102b两者在ADC单元中的输出被清零或拉平(level)。这是通过转动联接件22进出头带14端部处的孔26的方式调整柱塞抵住颞浅动脉102的微调实现的。重要的是，使动脉上的压平压力在左颞浅动脉和右颞浅动脉之间相等，以确保在两侧测量到的波形之间的任何变化不是由于压平压力的变化而引起的。一旦设备被固定到位，测量就相当稳定并且对于处于几乎任何位置的穿戴者，该测量都可以长时间地进行。
图6是处理工作站104的显示画面，示出了对正常对象的左颞浅动脉和右颞浅动脉两者的测量。在从任一侧取得的测量值之间仅存在着极微小的变化，这些波形或多或少是彼此的镜像。
图7是处理工作站104的显示画面，示出了对近来已经经历了中风的对象的左颞浅动脉和右颞浅动脉两者的测量。在本病例中，左右两侧之间波形变化非常大。
图8是处理工作站104的显示画面，示出了对看似正常并且没有任何其他有可能即将中风的指征的对象的左颞浅动脉和右颞浅动脉两者的测量。然而，在重搏切迹(dicrotic notch)时段内存在变化，在左侧也高于右侧。该对象可能存在着发生中风或其他与血液相关的脑内疾病的潜在风险。
主动脉分支为左右两条颈总动脉A，这些动脉进一步分支成两条颈内动脉C和两条颈外动脉B。左颈总动脉A分支成左颈内动脉C和左颈外动脉B。相类似地，右颈总动脉A分支成右颈内动脉C和右颈外动脉B。由于有这样分支，使得动脉的任何狭窄或堵塞都会影响到血流，而这将会反映到颞浅动脉处测量到的波形中。医疗过程经常限于脑一侧的动脉中。相似地，与动脉狭窄、堵塞或其他并发症相关的问题都可能是在一个分支中，例如：在左颈内动脉中。测量和比较颈主动脉两侧可被用于评估脑循环的充分程度(adequacy)和脑两侧动脉中的血压。
例如，在体外膜肺氧合作用(extracorporeal membrane oxygenation)的新生儿中，有时会需要对右颈总动脉重建，这将会得益于对左右两侧动脉进行血压监测。相似地，在高风险中风的病例中，使用装置10测量左右两侧动脉中血压之间的差异提供了一种探测动脉阻塞病变或动脉瘤的非侵入式方法，它们通常仅发生在脑的一侧动脉中而非两侧。这种监测可以使从未得过中风的人或处于中风后监测的病人从中受益。因为测量是非侵入式的，它比侵入式方法的风险低，因此装置10可被用来监测更大的人群。
用装置10进行血压监测可在长的时间段中执行，当人们进行他们日常的活动时，测量结果被记录下来因此数据可被传送到医疗执业医生那里做进一步分析。
本领域技术人员应当理解到的是上面的发明不仅限于介绍的实施方式。具体地，可以做出以下的修正和改良而可不脱离本发明的范围：
●头带14可以加衬垫以在使用期间提供给穿戴者额外的舒适度。
●头带14上与压力传感器12连接的部分可以是能从头带12的其余部分延长的。通过这种方式，装置10可以让具有各种不同的头部大小和形状的人们使用。
●由于球接头16的使用使得压力传感器12能够进行自由运动，因此重要的是，压力传感器12和数据和控制电缆22之间的连接点要设在使得数据和控制电缆22的重量不引起压力传感器12发生移动的位置。
●压力传感器可被夹子或不需要头带的一些其他连接机构定位在颞浅动脉处，此时传感器可以不通过任何方式被连接或可以被连接到两个分离的测量设备上。

Claims (14)

1.一种用于在颞浅动脉处测量脑血压的非侵入式装置，其包括：压力传感器和至少一个连接到所述压力传感器上的调整机构，借此在使用时，所述调整机构使得所述压力传感器被定位于所述颞浅动脉上并对颞浅动脉提供压平压力。
2.权利要求1的非侵入式装置，进一步包括头带，在使用时，所述头带被张紧以使得所述压力传感器被压抵在头部侧方的颞浅动脉上。
3.权利要求1或2的非侵入式装置，其中所述调整机构包括球接头，所述球接头经由容纳在所述压力传感器内的托架被连接到所述压力传感器上，借此所述压力传感器能够被移动到广泛的位置上。
4.权利要求3的非侵入式装置，其中所述调整机构进一步包括被连接到球接头的联接件，所述联接件能够被旋入形成于头带内的孔中，以便于在使用时精细调整颞浅动脉上的压力传感器。
5.权利要求2的非侵入式装置，进一步包括第二压力传感器和被连接到所述第二压力传感器上的第二调整机构，借此在使用时，所述头带被弯曲以将所述压力传感器和所述第二压力传感器桥接起来，使得两个压力传感器朝向彼此被张紧，借此头带的张力可将第一和第二压力传感器保持在颞浅动脉上。
6.前述权利要求任一项的非侵入式装置，其中所述压力传感器进一步包括贴近换能器隔膜的柱塞。
7.权利要求6的非侵入式装置，其中所述柱塞是刚性的半球形组件，适合于推进到颞浅动脉上，并在使用时在颞浅动脉上提供压平压力。
8.权利要求6或7的非侵入式装置，其中在所述柱塞和所述隔膜之间有凝胶层。
9.前述权利要求任一项的非侵入式装置，其中所述压力传感器被连接到电缆上。
10.权利要求9的非侵入式装置，其中所述电缆连接到处理工作站上，其中在使用时，所述传感器所测量的波形能够被显示在所述处理工作站上。
11.一种用于在颞浅动脉处测量脑血压的非侵入式方法，其包括的步骤有：
a.将压力传感器定位在颞浅动脉上；
b.调整所述压力传感器以在颞浅动脉上施加压平压力；和
c.当每次心脏搏动到达颞浅动脉时测量波形。
12.权利要求11的非侵入式方法，进一步包括的步骤是张紧处于穿戴者头部的颞浅动脉上的第二压力传感器，使得第一传感器被定位在穿戴者的左颞浅动脉上而第二传感器被定位在穿戴者的右颞浅动脉上。
13.权利要求12的非侵入式方法，进一步包括的步骤是使左颞浅动脉和右颞浅动脉之间的压平压力相等。
14.权利要求12或13的非侵入式方法，其中比较从左颞浅动脉测量到的波形与从右颞浅动脉测量到的波形，从而评估脑部血循环和脑两侧动脉中的压力。
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