CN103315726B - 便携式血压测量设备和血压测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种便携式血压测量设备和血压测量方法，所述血压测量设备包括血压监测仪，所述血压监测仪与袖带式电脑血压计连接，血压监测仪包括条带第一部分和条带第二部分，条带第一部分和条带第二部分之间设置有主体，条带第二部分中设置有传感器和CPU，CPU与设置在主体内部的控制马达连接，控制马达与条带第二部分的一端连接，主体上设置有显示屏和控制按钮。本发明由于采用全自动的测量方法，就避免在测试中使用者许多相应的操作和介入，同时利用校准算法和插值算法计算使用者的相应的舒张压和收缩压，也就避免了由于使用者由于经验的不同导致的误差。

Description

便携式血压测量设备和血压测量方法

技术领域

本发明属于腕表式的人体健康监控设备，具体是一种便携式血压测量设备和血压测量方法。

背景技术

对于慢性高血压患者而言，目前有许多的药物可供其选择。或者说，对于当今患者而言主要的问题是能明确什么时候是服药的最合适的时机及其剂量应该是多少。对于慢性血压病患者而，当他感到血压有不正常时，需要能在第一时间采用相应的药物去迅速减少其血压。

然而，大多数的患者并不能立刻意识到血压的瞬间或者渐渐上升，即便是这些血压升高能引起心脏病发作、动脉瘤和其它的严重危害。这就需要有一种血压监控设备，在既不影响使用者的日常生活的情况，同时又能快速持续地监测患者的血压；而且在正常使用中又不需要使用者的干涉。

先前的血压监控系统，基于里瓦罗卡原理，即采用膨胀法阻断或者开通手臂血管中的血液，并通过听诊血流的情况来确定收缩压和舒张压。如果这个过程要实现自动和机械化，则需要更好的控制和一致性来保证，但这样就会引进新的测量错误。本专利提供了通过避免重复使用膨胀隔断的方法，同时使用校准技术来避免引入新测量误差，并提供增加测量的精确度的一种方法。

非侵入式的被称为跟踪袖带原则，即依靠液压伺服控制系统，以保持手指的动脉容量为常量，在这种情况下，袖带的压力会随着动脉血压变化，从而给出患者的瞬时血压。但是，这种方法并不能保证测量的精确，而且因为测量中需要长时间监测袖带压力，这通常会引起病人的痛苦和不适感。

精确的、非侵入式和持续地的血压监测为患者提供了通过采用更精确地服用抗高血压药物和预防过量服药的副作用的方法来监控其血压的途径。最新的医学也有证据表明需要经常监测血压的所谓的正常的人群大大大于以前所认为的情况。而且，日常生活中在不同的时间点记录病人血压值会有助于诊疗低血压和高血压病人和非常正常的血压情况。低血压可导致晕厥，晕厥或一般感觉无力或嗜睡，有导致病人不能正常生活的危险。通过提高或降低血压模式的建立和处理，使其在对个人造成危害之前能被控制。

现在技术存在的主要问题是：1.传统的袖带式血压计，虽然能精确地测量使用者的血压，但使用中需要使用者许多相应的操作和介入，而且要通过听诊法判断舒张压和收缩压，对于使用者有一定的经验要求；2.目前虽然也有自动电子化获得使用者的血压，即避免了由于使用者经验的原因造成测量误差，但却不能做到持续不间断地测量，因为测量中需要长时间观测袖带压力，这通常会引起病人的痛苦和不适感；3.虽也有便携式，可以做到长期不间断的测量，但是或者由于算法过于复杂或者由于没有精确的数据为参考不能达到测量的精确要求。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种便携式血压测量设备和血压测量方法。

一种血压测量方法，其特征在于包括如下步骤：1）将带有敏感于动脉壁扩张收缩的传感器元件的血压监控仪贴在使用者的相应部位，以获取相应区域的动脉脉冲情况；2）根据使用者的情况，设定一个相应的正常监测设备压力值，即作为监测设备的基本压力；3）使用标准血压计或者其它能精确测量血压的设备来校准传感器；4）通过血压监控仪自动完成血压监测。

所述的一种血压测量方法，其特征在于步骤3）中血压计和传感器在一定的时间内一起采样使用者的数据，这些数据被不断进行比较以根据传感器实际测得的血压值设定相应的使用者的血压值，从传感器获得的数据会根据相应的算法以判断是否为有效的数据，如果接收到一个有效的数据，那么血压计和传感器两者获得的数据均被存储到系统的存储器中，这些数据组成相应的校准表，这个校准表用以将传感器获取的数据转化为相应的使用者实际的血压值，并存储在存储器中。

所述的一种血压测量方法，其特征在于步骤4）中使用者的血压被持续或者周期采样，如果其中一项或者多项数据不在预先根据功能采样所设定的范围内，系统便会发出警报，每组被采到的数据都需要判断确认系统是否采集到了真正有效的数据，如果数据有效，系统依据瞬时或者平均的高低压力值和参考校准表计算出相应的舒张压和收缩压并存入相应的存储器，这些值可用以核对预设的报警水准，或者根据需要周期或者持续地显示出来。

一种便携式血压测量设备，其特征在于其包括血压监测仪，所述血压监测仪与袖带式电脑血压计的一端通过连接线连接，袖带式电脑血压计的另一端通过连接线与充气袖带连接。

所述的一种便携式血压测量设备，其特征在于血压监测仪与袖带式电脑血压计通过袖带式电脑血压计中的传输器与血压监测仪中的无线接收模块通过无线传输进行连接。

所述的一种便携式血压测量设备，其特征在于所述血压监测仪包括条带第一部分和条带第二部分，条带第一部分和条带第二部分之间设置有主体，条带第二部分中设置有传感器和CPU，CPU与设置在主体内部的控制马达连接，控制马达与条带第二部分的一端连接，所述主体上设置有显示屏，所述主体上设置有控制按钮。

所述的一种便携式血压测量设备，其特征在于所述主体上设置有手动控制器，所述手动控制器与条带第二部分的一端连接。

所述的一种便携式血压测量设备，其特征在于所述血压监测仪的条带第一部分上设置有扣，条带第二部分上设置有与用于与所述扣相扣接的多个孔。

所述的一种便携式血压测量设备，其特征在于所述条带第一部分的一端设置有一个用于与条带第二部连接的方形的扣子，所述条带第二部分设置有相互配合的两块粘扣带。

所述的一种便携式血压测量设备，其特征在于所述条带第一部分设置有纵向槽，所述条带第二部分设置有与纵向槽配合的锁定部分，锁定部分包括与条带第二部分通过铆钉耦合的轴，轴上设置有比轴更大的可绕轴旋转的顶端。

本发明是一个在使用中不需要使用者干涉确的，但又能提供精确的、基本上说是持续读取本人的血压的便携式测量仪。或者更确切点说便是实际上利用传感器和内带的电路来计算舒张压和压缩压。由于采用全自动的测量方法，就避免在测试中使用者许多相应的操作和介入，同时利用校准算法和插值算法计算使用者的相应的舒张压和收缩压，也就避免了由于使用者由于经验的不同导致的误差。而由于正常使用中仅需要通过腕部的传感器进行数据采样，使得使用者在几乎没有知觉的情况进行血压的监测。而本发明提供的校准算法，由于有精确的数据作为参考，又使得测试的精度能达到合理的要求。

附图说明

图1是本发明的校准的基本原理图；

图2是本发明的自动校准系统示意图；

图3是本发明的校准的原理框图；

图4是本发明的血压监控仪的正面示意图；

图5是本发明的血压监控仪的侧面示意图；

图6是本发明的另一种血压监控仪的示意图；

图7是本发明的另一种表带的示意图；

图8是本发明的另一种表带的局部放大图；

图9是本发明的数据交互的原理框图；

图10A和图10B是本发明的流程图；

图中，20—血压监控器；21—血压计；22—袖带；24—显示器；26—第一连接线；28—第二连接线；40—自动袖带；41—血压计；41a—中传输器；42—监测器；52—无线接收模块；54—译码电路；56—中央处理单元；58—存储器；60—显示部分；62—控制部分；64—插拔式接收器；80—血压监控仪；82—条带第一部分；84—扣；86—条带第二部分；88—传感器；89—头A；90—头B；92—控制马达；94—带；96—轴A；100—显示屏；102—手动控制器；110—传感器；112—头C；114—头D；120—主体；122—边框；124—支架A；126—支架B；128—轴B；130—支架C；132—支架D；134—第一按钮；136—第二按钮；138—第三按钮；190—血压监控仪；202—边框；204—显示屏；206—控制按钮A；208—控制按钮B；210—控制按钮C；212—第一条带；213—传感器；214—扣子；216—第二条带；218—第一粘扣带；220—第二粘扣带；302—表带；304—第一部分；306—第二部分；308—纵向槽；310—锁定部分；314—轴；316—顶端；318—法兰；320—右旋部分；322—位置；400—中央处理单元；402—时钟；404—时间保持器；410—接口；412—血压计；414—存储器；416—控制部分；418—计数器；420—显示部分；422—报警部分；500—设备打开；503—校准数据存入存储器；505—报警；506—手腕压力在正常范围内；508—报警；510—显示；512—马达调整；516—采样血压计；518—采样传感器；520—采样数据有效吗；522—存储血压计数据；524—存储传感器数据；526—校准数据足够了吗；528—显示校准完成；530—这是第N次连续无效数据；532—报警；534—启动正常工作；536—采样手腕压力时间到了吗：538—采样手腕压力；540—存储采样压力值；542—压力在正常范围内；544—报警；546—显示；548—马达调整；550—采样传感器；552—存储传感器值；554—有足够的值被存储了吗；556—存储的数据有效吗；558—系统复位；560—校准血压值；562—血压在设定的正常范围内吗；564—显示血压；566—报警；568—显示血压；570—需要存储血压数据吗：572—存储数据。

具体实施方式

本发明是提供一种非侵入式的、非侵害性的、便携式的持续监测血压的方法。在具体实施上，首先，将敏感于动脉壁扩张收缩的传感器元件贴在使用者的相应部位，以获取相应区域的动脉脉冲情况。第二步、根据使用者的情况，设定一个相应的正常监测设备压力值，即作为监测设备的基本压力。第三步、使用标准血压计或者其它能精确测量血压的设备来校准传感器，这种设备最好采用电子方式输出。血压计和传感器在一定的时间内一起采样使用者的数据，这些数据被不断进行比较以根据传感器实际测得的血压值设定相应的使用者的血压值。从传感器获得的数据会根据相应的算法以判断是否会有效的数据。如果接收到一个有效的数据，那么血压计和传感两者获得的数据均被存储到系统的存储器中，这些数据组成相应的校准表，这个校准表用以将传感器获取的数据转化为相应的使用者实际的血压值，并存储在存储器中。同一个使用者的校准表在成功校准的过程根据累积校准中获得的数据可以进行一定的调整。

完成校准后，本血压便可开始自动完成血压监测了。使用者的血压可以被持续或者周期采样，如果其中一项或者多项数据不在预先根据功能采样所设定的范围内，系统便会发出警报。每组被采到数据都需要判断确认系统是否采集到了真正有效的数据。如果数据有效，是系统依据瞬时或者平均的高低压力值和参考校准表计算出相应的舒张压和收缩压并存入相应的存储器。这些值可用以核对预设的报警水准。或者根据需要周期或者持续地显示出来。

校准数据可以通过传统的袖带血压计测量获得，并通过无线传送方式将相应的信息传送给接收设备用以校准。

本发明的目的是在不造成使用者不便的情况下，提供一种全天候式的持续的血压监测设备并存储相应的数据。

另外本发明提供了实现一种小型的、便携式及高度精确性的测量血压的设备。

还有一个方面，就本发明提供了一种非侵入式的血压监测，简便的校准方法。本发明的优势还在于各个组成清楚、规格也非常显而易见。

本发明是用于通过读取舒张压和收缩压进行持续的血压监测和脉搏的监测。设备被配置为适合穿戴在腕上，就像是普通的手表一样，除了在校准过程中，本设备并不需要使用袖带或者其它的传统的血压计。其中的CPU（中央处理器）获取多个测试数据，就像是校准数据一样被存入相应的数据库中。设备中包括传感器，例如可以放置在袖口上，用以侦测由于动脉舒张或者收缩而引起的放置了传感器区域的压力变化。检测到的数据根据校准中获得的表格被转化为相应的血压值以显示。这样，设备可以根据使用者的身体情况进行设置并且提供精确的血压显示。正如后面的解释，通过经验确定相应的标准的安装压力情况可以将用户在使用时维持在一个相对统一的条件下。由于手臂移动或者肌肉的绷紧采集的杂散可以通过数据筛选的方法去除。

校准完成后，校准数据被存入CPU或者RAM（随机存储器），并可由CPU存取。相应的，任何由传感器输出的信号，CPU会根据相应的算法和校准表产生对应的舒张压和收缩压数据。这或者直接与先前获得的校准数据直接匹配而得、或者通过插值法获得，依据相应的外推法、内插法和使用的传感器的相应特征。

例如可以采用如从最接近的数据进行线性内插。如果数据超出校准的最高和最低点，则可采用类似于外插法来获取相应的血压值。举例来说，。由于身体变化会导致相应的血压在一定程度上的变化，因此不能将对应关系简单理解为传感器的转化曲线的对应的关系。

插值法和推算法首先是依据经验。然而插值的数据基本是来自于给定的校准数据。而推断则可以使用校准数据或者预设的其它数据。例如采用在购买前即预先已经输入的数据，数据可以依据相应的年龄、身高、体重、体型和性别作为相应的考虑因子。存储的数据可以来自于选定被测的控制组和相应的个体的测试数据的统计值。

参考图1表明了本发明在校准的基本原理。穿戴在使用者手腕上的腕表式持续血压监测仪如20所示。监测仪21通过可以按照要求与传统的自动化的袖带式血压计进行自由连接或者断开。整个血压计21包括充气袖带、电脑数据读出、连接线26和通过提供校准目的的连接线28连接到监控器20。校准完成后的正常使用中，袖带式血压计就不再需要了。使用时，传感器一般贴近使用者的动脉的一个或者多个地方。在校准时，血压监控器20利用压力传感器感应动脉的脉冲来监测血压，同时通过袖带22，电脑式的血压计21也进行持续的血压测量。

特别的一种情况参考图2。描述的是完全自动的校准系统，在这个包括一个传统的自动袖带40，当手臂放入到袖带内时，通过内部的传感器可以获得使用者的动脉血压。按照一定间隔获得的舒张压和收缩压数据可以通过血压计控制41中的中传输器41a通过无线传送的方式传送给血压监测器42中的无线接收模块。数据最好以数字的方式传送。然而，也可以采用模拟的方式传送。无线接收器内嵌于监测器42中，通常需要使用天线（图中没有标出）。监测器42中的CPU会通过比较血压计41和监测器42形成相应的校准数据表。正如后面将会说明的，血压监测器20和42均包括传感器在相应的袖口位置，以感应动脉扩张和收缩，从而使CPU可以依据校准表的数据和后面提到的补偿算法来计算产生相应的血压值。

参考图4和图5。图中血压监控仪80包括条带的第一部分82和相应的扣84，条带的第二部分86包括多组的孔以与条带82进行相应的扣接。条带86中包括传感器88以确定带的张力。头89和90与CPU耦合在一起（没有显示）。在设定预定值时，带的张力应该保持在合适常量，以保证血压监测仪能保证其正确的校准。

CPU通过控制马达92调整带的张力保持在相应的值。然而，通过计算机补偿后，并不一定要求保证其正常使用时的张力与校准时完全一样。马达92通过带94、轴96与条带96的一端联接。轴96通过带94和马达92而旋转，并带动条带86的松紧以完全控制基准压力在预定值。粗调则可以通过扣84可以进行相应的选择。实际的压力值可以通过显示屏100以显示出来。

另外一种方案是，马达92可以不用，而是利用图中的手动控制器102达到同样目的。相应的基本血压或者说是可以接受的正常血压范围可以通过按钮134、136和138进行相应设置，同时三个按钮也可控制是否显示相应的基本压力值。

测量基本压力不一定需要提供一个单独的传感器，如传感器88。而是直接利用如图中的传感器110可以作为一个附件测量功能，下面还会讲到，当然也还有其它方法来进行相应的测量。传感器110将动脉张力等的变化转化为电信号，通过头112和114送到CPU。传感器的选择设计应该适合表带式结构并能较好感应压力的变化。根据实际使用的传感器的形式，也可将传感器贴装在图中122的位置。传感器可以有多种选择，如可采用基于压电效应，或者也可采用通过基于膜合式，应变计，光学动作感应或液压传感间接转化而得。传感器110与CPU之间数据交互的原理框图9和流程图10A和10B中会更清晰。

持续式血压监控仪80主体120包括了显示屏100。屏100由在六面由边框122围着。边框122带有两个支架124和126用以支起相应的轴128。轴128帮助连接条带82与边框122。相应的支架130与132用以给轴96提供支撑。显示屏可采用LED或者LCD屏。整个血压监控仪采用电池供电。如采用LCD屏，设备可根据需要显示相应的血压、心率等数据，或者其它如时间、报警门限及动态的血压图示。使用中也可通过按钮134、136及138进行显示的切换。通过按钮也可设置相应数据采集周期等。

边框122上的三个按钮134、136及138提供了显示和控制接口。如提供了功能、编程和显示的控制。

图6是本发明提出的第一种形式，具体包括主体206，类似于图4和图5中的120部分，这部包括边框202，显示屏204嵌于其内，206、208和210是相应的控制按钮，其功能如前所述。第一条带212由尼龙或者类似的材料制成，一端有一个方形的扣子214以与第二条带216进行连接。第二条带216连接粘扣带218和220。粘扣带218和220可用以连续调整基本压力至适当的值，这个压力值可以通过传感器213进行测量并显示在显示屏204上。

图7和8展示了另外通过使用者的表带来维持预定压力的可选办法。其控制按钮及显示部分与图4类似。这里关键的不同之处是调整基本压力的方法，在此不需要图4和5中所提到的马达或者卷筒的部分。

表带302包括第一部分304和第二部分306。第一部分304由一个纵向槽308，与第二部分306的锁定部分310连接在一起。表带306部分包括内置的传感器312。锁定部分310包括了一个与表带306通过铆钉耦合的一个轴314。轴314包括一个更大的顶端316有一个连续法兰318。法兰318支持右旋成份320，这样可以围绕轴314自由旋转。

在图7中右旋部分320与纵向槽308是平行的，这样条带一和条带二可以相对移动以从监测仪300贴紧手腕或者从手腕上移开。右旋部分320能旋转到位置322，具体如图8所示，此时条带304和306在一定位置被扣在一起。由于右旋成分320和第二条带306之间有空隙略小于第一条带302的厚度，这就需要压紧第一条带，才能使右旋成分320旋到位置322处。利用这种扣紧方式，使得使用者能够方便地连续微调基本的压力值。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种便携式血压测量设备，其特征在于，其由血压监测仪组成；所述血压监测仪包括条带第一部分和条带第二部分，条带第一部分和条带第二部分之间设置有主体，所述主体上设置有手动控制器，所述手动控制器与条带第二部分的一端连接，条带第二部分中设置有用于确定带的张力的传感器和CPU，CPU与设置在主体内部的控制马达连接，控制马达与条带第二部分的一端连接，马达通过带、轴与条带的一端联接；轴通过带和马达、或带和手动控制器而旋转，并带动条带的松紧，以完全控制基准压力在预定值；所述主体上设置有显示屏，所述主体上设置有控制按钮，所述血压监测仪的条带第一部分上设置有扣，条带第二部分上设置有与用于与所述扣相扣接的多个孔，所述条带第一部分的一端设置有一个用于与条带第二部连接的方形的扣子，所述条带第二部分设置有相互配合的两块粘扣带，所述条带第一部分设置有纵向槽，所述条带第二部分设置有与纵向槽配合的锁定部分，锁定部分包括与条带第二部分通过铆钉耦合的轴，轴上设置有比轴更大的可绕轴旋转的顶端；所述血压监测仪还包括存储有校准数据的存储器。