CN104968258B - 用于连续无创血压测量的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

用于监控血压的设备和方法。所述设备包括被配置为基于第一血压信号监控第一血压测量的控制器。所述控制器还被配置为：如果所述第一血压测量超过预定阈值，则基于第二血压信号发起获取第二血压测量。发起获取第二血压测量的决定仅基于一个血压测量。

Description

用于连续无创血压测量的设备和方法
技术领域
本发明总体涉及适用于监控血压的设备和方法。
背景技术
在医疗中常常需要监控血压，例如通过有创的过程。利用动脉管路的血压测量最为可靠。动脉管路的安装(fitting)是有创的，绝大多数在麻醉下进行。
无创测量血压的方法和装置也是已知的。无创测量血压的最为常见的方法是利用围绕上臂放置的可膨胀臂套。虽然精确，但是这些测量阻碍血流流向四肢端部，因而只能间歇使用。
已知维持流过被问询动脉的血流的备选血压测量方法。如美国专利US 6,669,648、US 7,390,301、US 8,114,005、以及美国专利申请US2011/0105917和US 2011/0105918所记载的“vascular unloading technique”，通过安装于手指的可膨胀指套连续地测量血压。这种已知方法允许血流在通过被问询动脉时得以维持，从而有可能进行长期连续测量。通过在第二手指上提供第二指套并在进行血压测量时在两个指套间交替，对被问询动脉中血淤上的压力负荷加以限制。
可以理解，不可以将利用不同测量技术或在身体上不同点测得的血压进行直接比较，这至少是因为小动脉(例如手指中)和主动脉之间存在血压差。因此，校准血压测量可能是有益的。
发明内容
根据本发明的一个实施例，提供了一种用于监控血压的设备，包括被配置为基于第一血压信号监控第一血压测量的控制器。所述控制器还被配置为：如果所述第一血压测量超过预定阈值，则基于第二血压信号发起获取第二血压测量。发起获取第二血压测量的决定仅基于一个血压测量，例如第一血压测量。通过在单个测量上聚焦血压测量的监控，可以进一步降低病人的不适。
根据本发明的第二实施例，提供了一种监控血压的方法，包括：接收第一血压信号，基于第一血压信号监控第一血压测量，以及如果所述第一血压测量超过预定阈值，则基于第二血压信号发起获取第二血压测量。发起获取第二血压测量的决定仅基于一个血压测量。
所述预定阈值可以是最小或最大阈值。所述第一血压信号可以是连续和/或无创血压信号，例如通过指套提供的(例如，上述美国专利所描述的一个指套)的信号。通过/从利用可膨胀臂套的测量装置/分光计，可以提供/获得第二血压信号。
用于监控血压的设备自身可以包括获取第一和/或第二血压信号所需的一些或全部压套或其他设备。因而所述设备还可包括臂套和/或指套。备选地，所述设备可以简单地是从已知临床使用的血压测量设备获得血压信号的监控和控制单元。所述设备可以形成血液动力监控器的一部分。
在监控第一血压测量中所述控制器可确定何时希望对第一血压测量的校准进行检查(结合以上讨论的阈值)。通过仅当血压测量超过预定阈值时才发起校准测量，校准测量的次数被最小化。这一点是有益的，因为大量二次校准测量可能使主体不适并且可能短暂地干扰第一血压测量。
控制器可被配置为：基于使用第一血压信号计算的脉压，决定发起获取第二血压测量。脉压(PP)可以是收缩压(Psys)和舒张压(Pdia)之差：
PP＝Psys-Pdia
如果脉压超过预定阈值，则控制器可发起获取第二血压测量。脉压通常保持在预定范围内。普通成年人的健康安静脉压大约在30-40mmHG。如果测得很高或很低的脉压，则这些值可被当作可能需要对第一血压测量的校准进行检查的指示。在一个实施例中，控制器被配置为：如果脉压下降至低于15mmHG和/或如果脉压超过150mmHG，发起获取第二血压测量。
附加地或备选地，短时间内的大脉压变化可能是应当对血压测量的校准进行检查的指示。控制器可被配置为：如果一个时间段内脉压变化超过预定值，发起获取第二血压测量。该时间段可以是固定时间段，例如前90秒。在一个实施例中，控制器被配置为：如果脉压在90秒内下降超过50％或者在90秒内上升超过100％，发起获取第二血压测量。
备选地或附加地，可在从固定时间点开始的时间段内监控脉压变化。例如，控制器可被配置为：如果从上一次获取第二血压信号起，脉压变化了预定量，则发起获取第二血压测量。特别地，已知从上一次获取第二血压信号起超过60％的脉压增加和/或从上一次获取第二血压信号起超过150％的脉压下降可以指示希望对血压测量的校准进行检查的情况。这种短时间内的大脉压变化通常不是由生理或病理事件引起的，因而可以是第一血压信号的校准可能需要检查的指示。
已知可作为可能需要校准检查的良好指示符的另一个参数是med-dia比。med-dia比是平均动脉压(MAP)与舒张压(Pdia)之差除以脉压(PP)，即：
Figure BDA0000747914330000031
控制器可被配置为：基于med-dia比，发起获取第二血压测量，所述med-dia比是基于第一血压信号计算的。控制器可被配置为：如果med-dia比超过预定阈值，发起获取第二血压测量。在一个实施例中，控制器被配置为：如果med-dia比下降至低于21％和/或超过51％，发起获取第二血压测量。
一旦接收/获取第二血压测量，可基于第二血压测量重新校准第一血压测量。重新校准第一血压测量可包括将其放大或者为其添加偏置，使得某些值与第二血压测量高度匹配。另一方面，如果第一和第二血压测量的差别不明显，则可简单地认为第一血压测量依然准确并且不执行重新校准。控制器可被配置为：如果第一血压测量与第二血压测量的差别达到预定量，则基于第二血压测量校准第一血压测量。例如，控制器可被配置/编程为：比较第一和第二血压测量的收缩压值或者这两种测量的舒张压值，或者收缩压值和舒张压值二者。已知，如果第一和第二血压测量的差别为13mmHG或者更少，则可省略重新校准并且控制器可被相应地配置。
当重新校准检查没有引起重新校准时，即，第一和第二血压测量之间的差别被认为过小而不授权重新校准第一血压测量时，临时禁止自动重新校准检查以防止设备重复性地重新检查已知被准确校准的测量是有益的。在一个实施例中，控制器被配置为：如果在在先预定时间段中已进行过第二血压测量并且第一血压测量未被重新校准，则禁止发起获取第二血压测量的步骤。控制器可应用禁止发起获取第二血压信号的决定，以便在预定时间段内评估获取第二血压信号的需要时不使用多个阈值中的任一个。
控制器还被配置为：如果在在先预定时间段期间已基于特定阈值被超过而进行过第二血压测量并且未重新校准第一血压测量，则基于所述特定阈值被超过而不发起获取第二血压测量。这一点对绝对值阈值(例如最大和最小脉压或者med-dia比)特别有益。
附图说明
根据以下与附图相结合的具体实施方式，本发明可被更充分地理解和了解，其中：
图1示出了根据本发明实施例的用于连续测量血压并自动重新校准的系统；
图2示出了详细示出用于确定是否需要对监控的血压信号的校准进行检查的方法的流程图；
图3A示出了脉压的定义；以及
图3B示出了血压测量的校准。
具体实施方式
图1示出了根据本发明实施例的用于连续测量血压并自动重新校准的系统。血压监控器100经由连续BP接口106连接到一套指套120(任一时间仅使用其中一个)以接收连续血压信号，并经由校准BP接口108连接到臂套140以在请求时接收校准血压信号。接口106和108与控制器102相连，控制器102可基于通过接口106和108从指套120和臂套140接收的血压信号，计算经校准的连续血压信号。控制器基于存储在存储器104中的可执行软件代码执行其功能。控制器102分析经校准的连续血压信号，并且当与经校准的连续血压信号相关联的阈值超过预定阈值时(如参考图2所讨论的)，向臂套血压测量设备140发出指令，以进行校准血压测量。控制器102可在其他时间向臂套140发出进行校准血压测量的指令，例如在连续血压测量开始时或者当用户经由用户接口110请求时。血压信号可存储在存储器104中，用于将来分析和病人记录。
校准血压信号被控制器102分析并用于计算校准函数。控制器102将校准函数应用于连续血压信号以计算经校准的血压信号。然后，经校准的血压信号可通过输出112而输出。输出112可以是监控器、网络连接、存储设备或任意其他输出。
指套120可以是诸如美国专利US 6,669,648和US 7,390,301以及美国专利申请US2012/0059233所公开的那些指套。提供两个指套120，这样可以测量两个手指的血压。一次测量一个手指并定期在每个手指之间交换测量，以降低不适感和施加在手指上的压力。在一个实施例中，交换时相对于前一个连续血压值对新的手指测量进行校准，而不进行任何臂套测量。
指套120可位于与佩戴臂套140的手臂相对的手臂上，以避免臂套140的激活打断使用指套120的测量。备选地，臂套140和指套120可位于同一手臂上，以允许在医疗过程期间解放另一手臂供其他用途。应当注意的是，可以使用连续测量血压和提供校准血压信号的其他装置，并且本发明不限于结合指套和臂套来工作。
图2示出了详细示出根据本发明实施例的用于确定连续血压信号是否需要重新校准的方法200的流程图。方法可通过上述装置来实现。
在记录测量以前，使用校准血压信号对连续血压信号进行初始校准210。连续血压信号和校准血压信号可分别通过使用图1所示的指套120和臂套140来获得。优选使用臂套进行校准测量，因为这种测量当前被认为是黄金标准。一旦血压信号被校准，可以进行经校准的血压信号测量220。连续监控经校准的血压信号，以检查一个或多个预先选定阈值是否被超过230。如果其中一个阈值被超过，则进行新的校准血压测量240。如果经校准的连续血压测量信号与校准信号的差异达到预定量，则重新校准连续血压信号260。如果经校准的连续血压信号与校准信号没有差异，则不需要校准，并且测量220继续。可以理解，步骤250可被省略，以便只要在步骤230中超过阈值就重新校准连续血压信号。一旦连续血压信号被重新校准260，将继续经校准的连续血压信号测量220。通过连续监控血压测量并且只要超过阈值就重新校准，可以在依然确保测量精度的同时限制校准测量的次数。
图3A示出了一个心动周期上的典型血压变化。纵坐标示出血压，而横坐标示出时间。一个心动周期上的最大压力为收缩压(Psys)，而最小压力为舒张压(Pdia)。一个心动周期上的平均压力为平均动脉压(MAP)。收缩压(Psys)和舒张压(Pdia)之差为脉压(PP)。
PP＝Psys-Pdia
已知脉压与期望模式之间的偏差提供了应当检查血压测量的校准的很好指示。具体来说，已知如果脉压落在预定压力范围之外，则这可以指示血压测量不再准确。例如，脉压下降至低于大约15mmHG或脉压上升至超过大约150mmHG，在正常生理中被认为非常罕见，其可以可靠地被认为指示误校正，因此可作为应当检查测量的校准的指示。
此外，已知脉压的快速改变可指示测量的校准不再正确。因此，实施例使用脉压变化率作为检查血压测量的校准的附加或备选触发。具体地，如果脉压在90秒内下降超过50％或者在90秒内上升超过100％，触发用于检查校准的臂套测量。尽管此触发事件使用预定固定时间段来评估脉压的变化率，一种备选或附加的评估变化率的方法是考虑从设置/定义的时间点起脉压的变化量。例如，从上一次校准或校准检查起的大脉压变化可指示需要对当前校准进行检查。在实施例中，如果从上一次校准或校准检查起脉压下降超过60％，或者从上一次校准或校准检查起脉压上升超过150％，则重新校准信号。
已知可作为误校正的可靠指示符的另一个参数是med-dia比，即平均动脉压(MAP)与舒张压(Pdia)之差除以脉压(PP)，即：
Figure BDA0000747914330000071
med-dia比在正常条件下(如正常休息心率)大约为1/3，MAP可大约为：
Figure BDA0000747914330000072
已知如果med-dia比落入在预定范围之外，可能需要校正的检查。具体来说，小于21％(0.21)或大于51％(0.51)的med-dia比被标识为校准检查的可靠触发。
为了滤除短期波动，可以对所测得的参数(例如脉压和med-dia比)应用移动平均。这么做应改善信噪比以实现更清晰的血压信号，并且确保噪声或短期误校准不会导致发起校准检查或重新校准。另一种滤除这些噪声或短期误校准的方法是应用于测得参数的中值滤波器，其中使用移动窗口的中值来替代移动平均。
一旦超过阈值，便进行校准测量。这可用于校准连续血压信号；然而，为维持测量的一致性，仅当经校准的连续血压信号与校准测量的差异达到预定量时才重新校准是有益的。已知如果经校准信号的收缩压和舒张压的任一个与校准信号中测得的收缩压和舒张压的差异达到13mmHG，则可能需要校准。
在实施例中，用户可在任何时间自由地请求重新校准或者在所使用指套之间交换。当用户请求校准测量，或者用户请求将指套测量交换到其他手指时，不考虑经校准信号和校准信号之间的差异而执行重新校准。
在一个实施例中，如果校准测量与经校准的血压测量的差异不够大，则系统很可能被正确校准，并且设备在预定时间段内(例如5分钟)禁止自动重新校准。此外，如果校准检查因绝对值超过阈值(例如最大脉压)而发起并且没有要求重新校准，则在随后一段时间内，例如在血压信号源的下次改变或者下次手指间交换指套之前，可以丢弃该阈值。
校准测量还可以在手指改变之间进行。在一个实施例中，例如，如果从上一次手指改变或上一次校准测量起所经过的时间超过4分钟，可以进行校准测量。如果正在进行校准测量，则可以推迟任何定时的手指改变。
图3B示出了如何基于输入血压信号和第二校准血压信号来计算经校准的血压信号。放大输入血压信号，使得其具有与校准信号相同的幅值或脉压。通过偏置压使放大血压信号偏移，使得平均动脉压与校准信号相匹配。因此，最终的经校准测量应当具有与校准信号相似的收缩压和舒张压。应当注意的是，校准可以只涉及脉压或平均动脉压之一的匹配。同样，可以使用其他因子来校准输入信号。为更准确地校准输入连续血压信号，可使用多个心动周期上的平均值，例如，记录在连续血压信号中的最近10次心跳。
从校准信号计算出的因子用于形成校准函数，所述校准函数从校准时间起连续应用于输入连续血压信号。当执行每一次重新校准时，计算新的校准函数并将其应用于连续血压信号，以提供经校准的连续血压测量。
尽管已描述了某些实施例，仅通过示例方式提出实施例，范围不意图限制本发明的范围。事实上，本文所描述的新方法、装置和系统可实现为各种其他形式；此外，可对本文描述的方法和系统的形式做出各种省略、替换和改变，而不脱离本发明的精神。所附权利要求及其等同方式旨在涵盖将落入本发明的范围和精神内的这些形式或修改。

Claims (12)

1.一种用于监控血压的设备，包括：
控制器，被配置为：
基于来自第一血压测量装置的第一血压信号监控第一血压测量，
如果满足以下条件中的至少一个，则基于来自第二血压测量装置的第二血压信号发起获取第二血压测量：(1)所述第一血压信号的脉压超过预定阈值，(2)一个时间段内第一血压信号的脉压的改变超过预定阈值，或者(3)第一血压信号的med-dia比超过预定阈值，其中，med-dia比是平均动脉压与舒张压之差除以脉压；
响应于获取第二血压测量，如果所述第一血压测量的血压与第二血压测量的血压的差异达到预定量，则基于所述第二血压测量来重新校准所述第一血压测量，其中重新校准所述第一血压测量包括：放大所述第一血压测量和/或向所述第一血压测量添加偏置，使得所述第一血压测量与所述第二血压测量匹配。
2.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器还被配置为：如果所述脉压下降至低于15mmHG，发起获取所述第二血压测量，和/或如果所述脉压超过150mmHG，发起获取所述第二血压测量。
3.根据权利要求1所述的设备，其中所述时间段是固定时间段。
4.根据权利要求3所述的设备，其中所述控制器还被配置为：如果所述脉压在所述时间段内下降超过50％和/或如果所述脉压在所述时间段内上升超过100％，发起获取所述第二血压测量。
5.根据权利要求4所述的设备，其中所述时间段为90秒。
6.根据权利要求1所述的设备，其中所述时间段是从预定时间点开始的所述时间段。
7.根据权利要求6所述的设备，其中所述控制器还被配置为：如果从上一次第二血压测量或重新校准起所述脉压下降超过60％，和/或如果从上一次第二血压测量或重新校准起所述脉压上升超过150％，发起获取所述第二血压测量。
8.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器还被配置为：如果所述med-dia比下降至低于21％，发起获取所述第二血压测量，和/或如果所述med-dia比超过51％，发起获取所述第二血压测量。
9.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器被配置为：如果已在前一个预定时间段期间进行了第二血压测量并且没有基于所述第二血压测量重新校准所述第一血压测量，则禁止发起获取第二血压测量。
10.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制器还被配置为：如果已在前一个预定时间段期间基于特定预定阈值被超过而进行了第二血压测量并且没有重新校准所述第一血压测量，则禁止基于所述预定阈值被超过而发起获取第二血压测量。
11.根据权利要求1所述的设备，还包括臂套和/或指套。
12.一种血液动力监控器，包括根据权利要求1所述的设备。
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