CN102665537A - 用于动脉血压监测器的袖带 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具有用在病人手腕、上臂或下臂上的袖带的血压计，该血压计装有可充气囊状部和支撑结构。袖带被分成两个部分。第一部分抵靠肢体的动脉侧保持囊状部，而第二部分邻接肢体的非动脉侧并机械地连接到支撑结构。当袖带连接到病人的肢体时，囊状部被定位成避免接收由肢体的重量造成的重力。相反地，重力被袖带的下部区域中的支撑结构吸收，从而从囊状部被移除。

Description

用于动脉血压监测器的袖带

技术领域

本发明涉及用于动脉血压的非侵入性监测的方法和医疗器械，并且特别地涉及使用可充气袖带的装置和方法。

背景技术

在许多情况下，血压监测已经迅速变成人类和动物治疗的被接受的和重要的方面。血压监视器现在是在急诊室、重症和重症监护病房、手术室和家中病人环境的传统部分。

已经使用几种已知技术以非侵入性地监测对象的动脉血压波形，即：听诊、示波测量法、眼压测量法和流量计。听诊、示波测量法和流量计技术使用标准堵塞动脉(例如，对象的肱动脉)的可充气袖带。听诊技术通过监测当袖带慢慢放气或充气时发生的一定柯氏(Korotkoff)音来确定对象收缩压和舒张压。另一方面示波技术通过测量当袖带慢慢放气或充气时发生在袖带中的小的压力振荡来确定这些压力以及对象的平均压力。流量计技术依赖检测在袖带下游的血液流动变化。

测量血压的示波法是在市售的自动系统中目前最流行的方法。这种方法依赖测量动脉计数压力的变化，如通过可充气袖带施加的压力，该袖带可控地释放或充气。在某些情况下，袖带压力变化是连续的，并且有时是增加的。在所有示波法系统中，转换器(压力传感器)监测动脉计数压力振荡，并且当由转换器产生的信号表示血压数据时，处理电子设备转换这些振荡所选择的参数。

在示波法中，平均血压值是在对应于压力振荡的极限的峰值时的袖带压力值的平均值。收缩血压一般被估计为压力振荡极限的峰值之前的衰减压力斜坡的压力，对应于在极限的幅度等于峰值振幅的部分中的时间点。一般来说，收缩压是极限的峰值之前的袖带的衰减压力上的压力，其中极限的幅度为峰值振幅的0.57至0.45。同样地，舒张血压是极限的峰值之后的袖带的衰减压力上的压力，对应于极限的幅度等于峰值振幅的不同部分的时间的点对应的压力。例如，舒张血压可常规地估计为峰值之后的袖带的衰减压力上的压力，其中极限的幅度等于峰值振幅的0.82至0.74。在本领域中还已知其它算法。

听诊法还涉及围绕病人的协同动脉放置的袖带的膨胀。当袖带在由心脏施加到动脉壁上的最高压力以上被充气时，收缩压在柯氏音消失时显示。当袖带压力升高在大气压力以上时，舒张压在柯氏音第一次出现时显示。听诊法只能用于确定收缩压和舒张压，而不能确定平均压力。

为了使用动脉压计算的示波法和听诊方法，必须从动脉获得足够质量的振荡信号。可充气袖带和患者肢体几何形状之间的匹配极大地影响信号质量(例如，由脉冲形状失真和噪声水平确定的信号质量)。袖带的尺寸应该与肢体的长度和周长对应。定位在袖带内的流体囊状部应以完全包围动脉路径的这种方式围绕肢体的至少一部分缠绕，并且在囊状部中的压力达到动脉内的收缩压时，影响动脉的渐进充分压缩。由袖带产生的压力不应该受到由肢体的重量施加的重力的影响。换句话说，囊状部不应该被除了流体泵和动脉血压以外的任何外部作用力压缩。此外，当袖带定位在手腕上或手腕的附近时，手腕应升高约在主动脉水平处，否则血的静水压力将导致另外的错误。一般来说，考虑到上述目标，现有技术加压袖带有以下不足：需要手动调整袖带尺寸以匹配肢体尺寸，由静水压力和肢体重量对压力测量的精度造成有害影响。

为了减少上述缺陷引起的错误，已提出许多袖带设计。通过引用在此整体并入供参考的Lem的美国专利No.3,527,204公开一种双袖带，该双袖带具有定位在充气室的顶部上的液体填充室，并且该双袖带被构造成使在病人的肢体上所施加的压力通过将压力施加到空气和液体两者而形成。在通过引用在此整体并入供参考的Schmalzbach的美国专利No.3,752,148中公开了具有并排囊状部的双袖带设计。在通过引用在此整体并入供参考的Sano等的美国专利No.7,250,030中公开了具有定位在层中两个室的双空气室袖带设计。在通过引用在此整体并入供参考的Clemmons的美国专利No.6,224,558中公开了在袖带的外表面上设计有半刚性外层的袖带。通过引用在此整体并入供参考的Itonaga等的美国专利No.6,336,901公开了包括两个空气袋的袖带设计依次被充气以提供更均匀的动脉压缩。

已经提出其它袖带设计以改善袖带最初安装在病人的肢体上的方式。例如，参见授予Itonaga等人的美国专利No.6,565,524(具有弹性板的弹性袖带，其中该弹性板具有与要被测量的肢体部位相匹配的曲率)，Sano等人的美国专利No.7,144,374(具有施加在可径向变化弹性部件上的可调节带的袖带)和Yamakoshi等人的美国专利No.7,083,573(被构造成具有竖轴的开口环的袖带)，所述专利中的每个通过引用在此整体并入供参考。然而，每个以上提及的袖带设计都未能提供足够的测量精度。因此，提供一种可以方便地应用于肢体而同时显示提高的测量精度的袖带设计将是有利的。

发明内容

本发明涉及一种用于血压计的袖带，所述血压计可以被用来在病人的肢体(例如，在病人的手腕、上臂或下臂处)被定位在重力场的同时从该肢体测量动脉血压力。袖带包括相互连接的第一部分和第二部分，其中第一部分被构造成抵靠病人的肢体的动脉侧定位加压装置(例如气囊)，而第二部分机械地连接到支撑件。加压装置与压力传感器连接，用于监测加压装置中指示动脉血压的压力振荡。

第二部分和支撑相互地布置在重力场中，以使重力场的矢量远离动脉侧而朝向病人的肢体的后侧指向，使得基本上没有重力被施加到加压装置。因此，加压装置远离第二部分设置。在这种布置中，由重力场内的肢体产生的作用力由第二部分和支撑件替代地被吸收。袖带具有可变几何形状，该可变几何形状允许病人的肢体容易地插入并然后被牢牢地抓握，以使肢体可以被第二部分支撑。通过分流重力影响远离加压装置，由压力传感器提供的信号的信噪比被提高，以便进行更加准确的血压测量。

附图说明

根据本发明的说明性的实施例的下面的详细描述和附图，本发明的上述及其它的特征会更显而易见，其中：

图1提供包括根据本发明的测量袖带的血压计的透视图；

图2提供图1的血压计的横截面图；

图3提供包括根据本发明的测量袖带的另一个血压计的侧视图；

图4提供图3的血压计的前视图；

图5提供包括根据本发明的测量袖带的另一个血压计的前视图；

图6提供包括根据本发明的测量袖带的图4的血压计的变化的透视图；

图7提供包括根据本发明的测量袖带的另一个血压计的透视图；

图8是图7的血压计的横截面图；

图9提供包括根据本发明的测量袖带的另一个血压计的视图；和

图10是图9的血压计的横截面图；

附图中使用的相同附图标记表示血压计和测量袖带的相同部件。

具体实施方式

本发明涉及使用具有合适加压装置(例如，可充气囊状部)的加压袖带的非侵入性动脉血压测量方法。囊状部内的压力可以通过压缩流体产生。例如，可以选择的压缩流体是由传统的空气泵压缩和提供到囊状部和由传统减压阀从囊状部释放的空气。由囊状部产生的压力优选使用连接到囊状部的压力传感器监控。

上面描述的示波(oscilloroetric)方法通过分析由血液浪涌引起的袖带压力测量的振荡来执行，血涌流过传输压力脉冲到囊状部的易弯曲的动脉。上面描述的听诊方法通过分析压缩动脉内产生的声波(科氏声音)的特征进行。在每一种情况下，该方法依赖于作为传送到囊状部的动脉的机械振荡或振动的准确检测。

这些振荡和振动可以通过连接到囊状部的相应传感器检测。当传统袖带缠绕围绕病人的手腕并且定位在桌面上的一个错误操作源是手臂和手的重量。即使重力的微小变化也可能会导致在袖带内的假振荡和振动，并且因而损害指示来自动脉的振荡和振动的信号。例如，这种压力变化可能由病人的动作或外部振动引起(例如，当病人激动时生成的)。为了减少这种假信号，本发明依赖两个设计特点的结合：使可充气袖带与支撑结构的连接断开，和调整袖带的几何结构适合病人肢体的尺寸和形状。本发明背后的核心思想是断开重力与肢体动脉侧的连接，并且引导重力朝向袖带的邻近肢体的后侧的的背部侧。

图1说明根据本发明的血压计，其包括被分呈两部分的袖带16。第一部分101包括囊状部11，第二部分102包括通过杆4(亦见图2)支撑的背部支撑件10。袖带16绕着病人的肢体1缠绕，并且用诸如锁定带13、14(例如，钩环扣，诸如VELCRO钩环扣)合适的锁定装置被锁定到适当的位置，。可充气囊状部11定位在袖带16的内侧上(在第一部分101的边界内)，以面对病人的肢体1的手腕的内侧。换句话说，第一部分101被构造成面对病人的肢体的动脉侧。囊状部优选地是由诸如乳胶、合成弹性材料或天然弹性材料或诸如聚氨酯的任何弹性材料的弹性材料形成。

图1的血压计还包括装入在基部3内的电子模块、显示器19和至少一个控制按钮17。背部支撑件10优选地包括用于抵靠背部支撑件10舒适地支撑病人的肢体1的衬垫12。囊状部11可充气以压缩肢体1内的动脉，从而限制动脉内的血液流动。该限制产生动脉振荡，可以通过连接到囊状部11的传统的压力传感器或加速度计检测所述动脉振荡。

例如，在图2中显示，背部支撑件10通过杆4连接到基部3。在操作期间，基部3优选地放置在平台上，如桌面。再次参考图1，两个扶手7、8由相应支架5和6连接到基部3。扶手7、8将病人肢体1支撑在远离第一部分101的位置处。通过在血压监测期间支撑肢体1的重量，扶手7、8使袖带16免于支撑肢体1的全部重量，并帮助减少肢体1的重量对加压装置处产生的信号噪声的影响。

除了压力传感器，基部3可以包括其它部件，如电源、传感器、电子电路、内部泵、阀等。用于连接囊状部11到内部泵的软管组件、压力传感器和阀可以优选隐藏在基部3和杆4内部。如图2所示的液体填充袋31可以优选地设置在囊状部11和肢体1之间的位置处以遵照动脉血流改善压力。

图1和2的血压计可以进行如下操作。最初，当锁定带13、14未锁定时，袖带16的第一部分101从后侧板10被释放，并且肢体1(病人的手臂，如图1所示)放置在衬垫12上，使得手腕30面向外以向外定位肢体1的内表面(动脉侧)，以使动脉22远离衬垫12定位。袖带16然后绕着肢体1缠绕，并且锁定带13、14被固定。在此结构中，囊状部11和液体填充袋31(如果提供)面对动脉22。

操作者继续操作以按压开关17，开关17启动血压计的测量循环。内部泵给囊状部11加压以抵靠肢体1内的支撑骨骼23压缩动脉22。如图2所示，后侧板10的轴线21关于血压计的垂直方向的20倾斜角度α。血压计的基部3优选地被定位以使垂直方向20平行于重力矢量24。因为在此结构中的肢体1主要由衬垫12和背部支撑件10支撑，因此重力矢量24朝向支撑件5指向，并远离囊状部11和肢体1的动脉侧。角度α优选地设置在20°和60°之间。

囊状部11接收来自肢体1的动脉侧的动脉振荡，并且将振荡发送到内部压力传感器。响应地，内部压力传感器发送信号到电子电路，并且电子电路转换信号以确定囊状部11内的压力，以计算收缩压值和舒张压值，并传输信号到显示器19，用于显示收缩压值和舒张压值。由于重力矢量24直接远离囊状部11指向，因此重力矢量24的变化所引起的动脉压的失真(例如，由病人的肢体1运动引起)减少。如图2所示，杆4可以优选地包括枢轴和/或弹簧18，该枢轴和/或弹簧被构造成进一步吸收由于在肢体1被扶手7、8支撑时患者肢体1的运动而导致重力矢量24的变化。

为了最小化由血液流体的重量产生的静水压力的影响，期望将袖带升高大约到大致等于病人的主动脉的垂直水平的垂直水平36。在图4中图示的本发明的实施例中，杆4被构造成使袖带16关于水平方向34倾斜，以在水平方向34和袖带轴线35之间形成角度β。由水平方向34限定的水平面垂直于重力矢量的方向。通过以这种方式倾斜袖带16，袖带可以被定位接近水平36。

此外，为了相对于肢体1的手腕3设置袖带16在预定位置处，优选地设置引导件33。当肢体1由袖带16保持时，引导件33被构造成依靠在病人的拇指的基部32处，从而相对病人的手腕30设置袖带16的纵向位置。通过这种方式，引导件33一致地定位袖带16，从而提高连续血压测量的可重复性。优选地设置枕头85在基部3上，用于以舒适且稳定方式支撑肢体1的肘部53。

在图5和6中说明用于倾斜和支撑肢体1以从重力矢量24中释放囊状部11的可选结构。这两种结构采用一个或多个腿部52，所述腿部可以被定位以放在桌面50上和依靠在桌面50上，从而支撑血压计和肢体。

如在图6中显示，通过设置连接到第二部分102的连杆54和扶手55，重力矢量24的影响可以进一步被从囊状部11隔离，用于进一步稳定肢体1的手腕30相对袖带16的定位。连杆54优选地包括柔性材料(例如，尼龙或其它合适的塑料)，以进一步吸收由于病人的肢体1运动导致重力矢量24的变化。如在图5中显示，肢体1的轴线51关于水平方向34倾斜角度β，角度β优选地被设定在20°与45°之间。如前所述，这种定位有助于保持袖带16的水平大约在主动脉的水平，并且远离桌面50距离56，以安全地保证第一部分101和袖带16与桌面50在使用期间不接触，从而不利地影响测量精度。在此结构中，肢体1的内侧部分58(动脉侧)和囊状部11因此不受肢体11的重量的影响。

除了减轻囊状部11受重力矢量24的影响，袖带16的尺寸必须被形成为提供夹持肢体1的良好柔性。换句话说，肢体1应该被袖带16很好地支撑，而同时使袖带16的重量与囊状部11分离。因此，肢体1的后侧(远离动脉)应该不能被机械地连接到囊状部11，而是应该连接到袖带的重量支撑部分。例如，这在图7中被图示，其中图7显示了根据本发明的另一个实施例的血压计。

图7的血压计包括支撑囊状部11的基部65，并且与可伸缩带60连接，所述可伸缩带60是柔软易弯的(例如，橡胶织物)。带60优选地可以可缩回地卷绕在线轴63上，线轴63可旋转地设置在保持圆筒62内。线轴63优选地在定位在手柄66内的抓握部67的控制下被弹簧加载以将带60收缩在线轴63内。手柄66用作用于血压计的支撑件，并且实际上功能等效于图1和2的支撑件4。在操作期间，手柄66由操作者保持，以抵靠带60支撑肢体1的重量。

如图7和8中显示，可伸缩带60的一端固定到销64，而另一端连接到线轴63，使得带60可在方向61上移动进入圆筒62中，直到可伸缩带60完全包围肢体1。在操作中，操作者挤压抓握部67，抓握部67通过连杆68操作线轴63，以释放并允许可伸缩带60以从圆筒62向外展开。肢体1(例如，如在图7中图示由病人的手开始)可以插入通过展开的可伸缩带60。此时，囊状部11被放气，并且连接到囊状部11的压力传感器关于大气压“归零”。接下来，操作者松开抓握部67，并且线轴63在弹簧力下旋转以在方向61上拉可伸缩带60，直到可伸缩带紧紧包围肢体1。线轴63优选地包括棘轮或其它传统的“单向”机构，从而使被收紧的带60被锁定，使得带不再被收紧或展开，从而没有进一步挤压抓握部67。优选地设置在基部65内的空气泵给囊状部11充气，并且动脉压力通过先前描述的本领域已知方法之一测量。肢体1的重量通过收紧带60的背侧2支撑，并且随后通过手柄66支撑，而手臂的动脉侧仅暴露给由囊状部11施加的压力，而不是暴露给由肢体1的重量施加的压力。肢体1的重量可以进一步通过使肢体1倚靠在桌面50的一侧而被支撑，或通过使用在图1-6中所示的支撑结构之一被支撑。

图7和8的袖带16的替代实施例显示在图9和10中。在图9和10的实施例中，伸缩带被铰接的三部分颚状部替换，该鄂状部包括基部78和夹具73、77，夹具73、77分别通过枢轴75和57可旋转地连接到基部78。囊状部11被构造成使其不突出超过夹具73和77的开口端。当夹具73和77关闭时，夹具将肢体1分别地支撑在唇状部74和76处，使得一旦袖带16顺时针转动到其如在图9和10中显示的位置，囊状部11被释放而部支撑手臂的重量。

夹具73和77可以通过挤压抓握部67打开以在方向80上移动。当抓握部67被挤压时，夹具73和77打开以使囊状部11可以接近基部78的内表面86靠着肢体1的动脉侧定位。在此位置，动脉22可以通过囊状部11抵靠骨骼23而被压缩。一旦囊状部11被如此定位，抓握部67被释放，夹具73、77旋转以关闭并紧紧包围肢体1。为了便于关闭，夹具73、77优选地设置有传统弹簧复位机构。

如图10所示，由电子控制电路控制的内部泵81被容纳在血压计的基部78的内部腔84内，通过充气管83给囊状部充气。通过充气管83与囊状部11连通的压力传感器82感测囊状部压力，并且将指示囊状部压力的信号发送到电子控制电路用于进行处理。电子控制电路优选地容纳在血压计的控制面板72的后面。

控制面板72优选地包括一个或多个控制按钮17、79，用于启动电子电路、泵81、压力传感器82和电子控制电路。控制面板72还优选地配备有指示灯9，用于提供动脉血压测量的当前状态的指示。

虽然已经参照本发明的多个优选实施例来具体地显示和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在没有偏离本发明的精神和范围的情况下，在形式和细节上可以有各种变化。因此，本发明将仅通过权利要求及其等价物的范围限定。

Claims (28)

1.一种用于从病人的肢体非侵入性地测量动脉血压的袖带，所述肢体具有动脉侧和后侧，并且被定位在重力场中，所述袖带包括：

相互连接的第一部分和第二部分，其中第一部分装有加压装置，所述加压装置被构造成通过压力源被加压，加压装置被构造成用于邻近肢体动脉侧定位；和

支撑件，所述支撑件机械地连接到第二部分，其中第二部分和支撑件共同布置在重力场内，以使重力场的矢量在远离病人的肢体的动脉侧而朝向病人的肢体的后侧的方向上指向，使得基本上没有重力被施加到加压装置。

2.根据权利要求1所述的袖带，其中，加压装置包括柔性囊状部，所述囊状部被构造成通过流体被加压。

3.根据权利要求2所述的袖带，还包括连接到囊状部的压力传感器。

4.根据权利要求2所述的袖带，还包括从囊状部向内设置用于定位在囊状部和肢体之间的衬垫。

5.根据权利要求2所述的袖带，还包括从第二部分向内设置用于定位在第二部分和肢体之间的衬垫。

6.根据权利要求1所述的袖带，其中，支撑件还包括：

基部，所述基部被构造成用于抵靠固定表面定位支撑件；和

杆，所述杆将第二部分与基部相互连接。

7.根据权利要求6所述的袖带，其中，杆进一步包括枢轴部件，所述枢轴部件被构造成吸收由于肢体的运动引起的重力矢量的变化。

8.根据权利要求7所述的袖带，其中，枢轴部件包括弹簧。

9.根据权利要求6所述的袖带，还包括：

一个或多个支架，所述一个或多个支架连接到基部，并且向外且远离第一部分定位，用于为肢体提供另外的支撑。

10.根据权利要求1所述的袖带，其中，第一部分在第一端部处枢转地连接到第二部分，并且在第二端部处能够调节地和能够移除地固定到第二部分。

11.根据权利要求10所述的袖带，第一部分通过钩环扣能够调节地和能够移除地固定到第二部分。

12.根据权利要求1所述的袖带，其中，支撑件被构造成用于从重力场的矢量方向以角度α定位第一部分和第二部分之间的轴线，其中角度α设定在20°至60°的范围内。

13.根据权利要求1所述的袖带，其中，支撑件包括机械地连接到第二部分的至少一个腿部，所述至少一个腿部被构造成用于抵靠固定表面定位。

14.根据权利要求1所述的袖带，进一步包括：

扶手，所述扶手机械地连接到第二部分；和

一对腿部，所述一对腿部机械地连接到扶手，其中：

所述一对腿部被构造成用于抵靠固定表面定位；以及

所述扶手被构造成用于被病人的手抓握以沿着袖带的纵向轴线稳定地定位病人的手腕。

15.根据权利要求1所述的袖带，其中，支撑件被构造成用于从垂直于重力场的矢量的水平平面以角度β定位袖带的纵向轴线，其中角度β设定在20°至45°的范围内。

16.根据权利要求1所述的袖带，还包括：

从袖带向外延伸的引导件，所述引导件被构造成邻接肢体的部位，以沿着袖带的纵向轴线稳定地定位肢体。

17.根据权利要求16所述的袖带，其中，引导件被构造成邻接病人的拇指的基部。

18.根据权利要求1所述的袖带，进一步包括显示器和控制按钮中的至少一个。

19.根据权利要求1所述的袖带，其中，第二部分被构造成在袖带中设置能够张开和收缩以容纳和抓握病人的肢体的开口。

20.根据权利要求19所述的袖带，其中，支撑件包括控制装置，所述控制装置能够操作用于操纵第二部分以提供张开或收缩的开口。

21.根据权利要求20所述的袖带，其中，控制装置通过可挤压手柄操作。

22.根据权利要求20所述的袖带，其中，第二部分包括：

柔性带，所述柔性带被构造成以能够伸长或收缩用于分别提供张开或收缩的开口。

23.根据权利要求22所述的袖带，进一步包括用于容纳带的可收缩部分的保持圆筒。

24.根据权利要求19所述的袖带，其中，第二部分包括：

第一夹持部件和第二夹持部件，所述第一夹持部件和所述第二夹持部件枢转地连接到第一部分的相对端，第一夹持部件和第二夹持部件能够相对第一部分协同地枢转以提供张开或收缩的开口。

25.一种血压计，包括：

袖带，所述袖带用于从病人的肢体非侵入性地测量动脉血压，所述肢体具有动脉侧和后侧，并且被定位在重力场中，所述袖带包括：

相互连接的第一部分和第二部分，其中第一部分装有加压装置，所述加压装置被构造成通过压力源被加压，并被构造成用于邻近肢体动脉侧定位；和

支撑件，所述支撑件机械地连接到第二部分，其中第二部分和支撑件共同布置在重力场内，以使重力场的矢量在远离病人的肢体的动脉侧而朝向病人的肢体的后侧的方向上指向，使得基本上没有重力被施加到加压装置。

26.一种使用包括袖带的血压计从病人的肢体测量动脉血压的方法，其中肢体具有动脉侧和后侧并被定位在重力场中，并且其中所述袖带包括：

互相连接的第一和第二部分，其中第一部分装有加压装置，所述加压装置被构造成通过压力源被加压；和

支撑件，所述支撑件机械地连接到第二部分；

该方法包括以下步骤：

通过邻近肢体的动脉侧定位的加压装置将病人的肢体定位在袖带内；

旋转袖带，使得第二部分和支撑件共同布置在重力场内，以使重力场的矢量在远离病人的肢体的动脉侧且朝向病人的肢体的后侧的方向上指向，使得基本上没有重力被施加到加压装置；和

当加压装置中的压力增加或减小时，监测指示连接到加压装置的压力传感器处的动脉血压的响应。

27.根据权利要求28所述的方法，其中，将袖带旋转到第一部分和第二部分之间的轴线从重力场的矢量方向以角度α定位的位置，其中角度α设定在20°至60°的范围内。

28.根据权利要求28所述的方法，还包括以下步骤：

从垂直于重力场的矢量的水平平面以角度β定位袖带的纵向轴线，其中角度β设定在20°到45°的范围内。

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