CN105147272B

CN105147272B - 血压测量装置及测量血压的方法

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Publication number: CN105147272B
Application number: CN201510574925.1A
Authority: CN
Inventors: 黄安麒
Original assignee: Guangzhou Shiyuan Electronics Thecnology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Shiyuan Electronics Thecnology Co Ltd
Priority date: 2015-09-10
Filing date: 2015-09-10
Publication date: 2017-12-26
Anticipated expiration: 2035-09-10
Also published as: CN105147272A

Abstract

一种血压测量装置及测量血压的方法，该装置包括：袖带，刚性气囊，检测袖带内的第一压力值的第一压力检测装置，抽放气装置，检测刚性气囊内的第二压力值的第二压力检测装置；抽放气装置在充气阶段将刚性气囊中的空气抽到袖带中，在放气阶段将袖带中的空气释放到刚性气囊中，根据第一压力值、第二压力值、袖带中空气量与基于刚性气囊的空气的袖带内压力值的第一对应关系、刚性气囊内空气量与刚性气囊内压力值的第二对应关系、刚性气囊与袖带的空气量和值，确定测量血压时的抽气加压/放气降压导致的压力值、人体脉搏导致的压力值。本发明实施例可以准确地对抽气加压/放气降压导致的压力值、人体脉搏导致的压力值进行区分，从而提高血压测量的准确度。

Description

血压测量装置及测量血压的方法

技术领域

本发明涉及医用电子领域，特别是涉及一种电子血压计测量装置及其测量方法。

背景技术

对血压进行精确的实时监测和控制，对人类的身体健康有着重要的作用，目前较为常用的对血压进行检测的方式，通常采用电子血压计进行。

目前普遍使用的电子血压计，都是基于示波法原理(振荡法)，基于示波法原理的电子血压计大多是先加压(充气)后减压(放气)，然后在减压过程中检测脉搏波信号，以实现血压参数测量，即为减压时测量技术(MWD技术)，如图1所示。类似地，也有直接在加压(充气)过程中检测脉搏波信号，以实现血压参数测量的方法，如图2所示，这种方法对充气过程的匀速控制要求较高。

上述两种测量血压的方式，从结果和原理上看，并无太大差异。他们均需要在目标阶段中，一方面检测脉搏波信号，另一方面实时获得气泵加压(或气阀降压)的压力曲线。然后根据脉搏波的强度序列，获得舒张压、平均压、收缩压的时间点，在气泵加压(或气阀降压)的压力曲线上对应的时间点的压力，即为舒张压、平均压、收缩压的压力值。

因此，电子血压计的原理包含了一个关键技术点：划分袖带压力中的两个压力成分：气泵加压(或气阀降压)导致的压力变化，人体脉搏导致的压力变化。前者对应气泵加压(或气阀降压)的压力曲线，后者对应脉搏检测及脉搏强度序列。两者的划分越清晰，则准确度越高。

目前电子血压计的设计对这两个组成部分的划分方式是：假设气泵加压(或气阀降压)导致的压力变化为低频信号，假设人体脉搏导致的压力变化为高频信号，然后通过一个高通滤波器从整体压力信号中分离出人体脉搏导致的压力变化，通过一个低通滤波器从整体压力信号中分离出气泵加压(或气阀降压)导致的压力变化。

然而，不同的人的脉搏频率是有很大差异的，不同的气泵加压(或气阀降压)频率也是有大差异的，所以无法通过一个预设的滤波器来对两者进行区分。实际的产品设计中，往往只能选择一个统计上折中的滤波器，准确度并不高，对这两个组成部分并不能清晰地进行区分，从而导致血压测量结果不准确。

发明内容

基于此，本发明实施例的目的在于提供一种血压测量装置及测量血压的方法，其可以提高血压测量的准确度。

为达到上述目的，本发明实施例采用以下技术方案：

一种血压测量装置，包括：袖带，与所述袖带连接的第一压力检测装置、刚性气囊，抽放气装置，第二压力检测装置；

在测量血压过程中，所述抽放气装置在充气阶段将所述刚性气囊中的空气抽取到所述袖带中，并在放气阶段将所述袖带中的空气释放到所述刚性气囊中，所述第一压力检测装置检测所述袖带内的第一压力值，所述第二压力检测装置检测所述刚性气囊内的第二压力值；

所述血压测量装置根据所述第一压力值、所述第二压力值、所述袖带中的空气量与基于所述刚性气囊的空气的袖带内压力值的第一对应关系、所述刚性气囊内的空气量与刚性气囊内压力值的第二对应关系、所述刚性气囊与所述袖带的空气量和值，确定测量血压时的抽气加压/放气降压导致的压力值、人体脉搏导致的压力值。

一种血压测量装置的测量血压的方法，所述血压测量装置包括刚性气囊、袖带，所述方法包括步骤：

在充气阶段从所述刚性气囊中抽取空气至所述袖带中，在充气阶段将所述袖带中的空气排至所述刚性气囊中；

检测所述袖带内的第一压力值以及所述刚性气囊内的第二压力值；

根据所述第一压力值、所述第二压力值、所述袖带中的空气量与基于所述刚性气囊的空气的袖带内压力值的第一对应关系、所述刚性气囊内的空气量与刚性气囊内压力值的第二对应关系、所述刚性气囊与所述袖带的空气量和值，确定测量血压时的抽气加压/放气降压导致的压力值、人体脉搏导致的压力值。

根据如上所述的本发明实施例的方案，其设定有刚性气囊以及检测袖带内压力的第一压力检测装置、检测刚性气囊内压力的第二压力检测装置，从而，在测量血压的过程中，不再从外界抽取空气，而是从刚性气囊中抽取，放气时也不再放至外界，而是放气至刚性气囊中，从而刚性气囊与袖带的空气量之和是恒定的，并结合刚性气囊内空气量与压力量的对应关系以及所检测的刚性气囊内、袖带内的压力值，可以准确的确定出测量血压时的抽气加压/放气降压导致的压力值、人体脉搏导致的压力值，可以清晰地对这两种压力进行区分，从而提高血压测量的准确度。

附图说明

图1是现有技术中采用减压过程中实现血压测量的原理曲线示意图；

图2是现有技术中采用加压过程中实现血压测量的原理曲线示意图；

图3是现有技术中的一种电子血压计的原理结构示意图；

图4是本发明一个实施例的血压测量装置的结构示意图；

图5是一个具体示例中的血压测量装置的结构示意图；

图6是另一个具体示例中的血压测量装置的结构示意图；

图7是第三个具体示例中的血压测量装置的结构示意图；

图8是本发明一个实施例中的血压测量方法的流程示意图；

图9是一个具体示例中基于检测值确定测量血压时的抽气加压/放气降压导致的压力值、人体脉搏导致的压力值的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不限定本发明的保护范围。

图3示出了现有技术中的一种电子血压计的原理结构示意图，如图3所示，该电子血压计包括有气泵、气阀、袖带和压力传感器。以在加压(充气)过程中检测脉搏波信号来实现血压参数测量为例，具体过程为如下所述：在加压过程中，气阀关闭，气泵从外界抽取空气至袖带，增加袖带内的气压。同时，袖带也会受到人体脉搏冲击，这种人体脉搏的冲击也会影响到袖带内气压。在减压过程中，气阀打开，袖带内的空气排至外界。在这个测量过程中，由于气泵是直接从外界抽取空气，所抽取的空气量无法确定，而人体脉搏冲击带来的气压也无法直接测定，因而无法对气泵导致的袖带内气压增加量、人体脉搏的气压进行清晰的区分。

在此基础上，图4示出了本发明一个实施例中的血压测量装置的结构示意图。

如图4所示，本实施例中的血压测量装置包括有：袖带401，与袖带401连接的第一压力检测装置402、刚性气囊403，抽放气装置404，第二压力检测装置405。

在测量血压过程中，抽放气装置404在充气阶段将刚性气囊403中的空气抽取到袖带401中，并在放气阶段将袖带401中的空气释放到刚性气囊403中，第一压力检测装置402检测袖带401内的压力值(为便于与刚性气囊内的压力值相区分，在此称为第一压力值，后文相同)，第二压力检测装置405检测刚性气囊403内的压力值(为便于与袖带内的压力值相区分，在此称为第二压力值，后文相同)。

然后，所述血压测量装置根据上述第一压力值、上述第二压力值、上述袖带中的空气量与基于刚性气囊的空气的袖带内压力值的第一对应关系、刚性气囊内的空气量与刚性气囊内压力值的第二对应关系、刚性气囊403与袖带401的空气量和值，确定测量血压时的抽气加压/放气降压导致的压力值、人体脉搏导致的压力值。

其中，血压测量装置在确定测量血压时的抽气加压/放气降压导致的压力值、人体脉搏导致的压力值时，本领域技术人员知晓，基于其实现原理，可以采用各种可能的设备或器件来实现，例如微处理器、可编程器件PLD(Programable Logic Device)、FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)等等，因此，本发明实施例中对此不做具体限定。

如上所述，由于在测量血压过程中，不再从外界抽取空气，而是从一个刚性气囊中抽取，放气也不再放到外界，而是放气至刚性气囊中。因此，袖带中的空气量与刚性气囊中的空气量和值会保持为一个恒定值，而该恒定值可以为测量血压之前向刚性气囊中注入的空气量，具体可以是在该装置生产时确定，例如首先将刚性气囊与袖带均抽至真空，再往刚性气囊中注入预设量的空气量，该预设即为上述袖带中的空气量与刚性气囊中的空气量和值。因此，该袖带与刚性气囊中的空气量和值会是一个可准确测量的值。

对于同一血压测量者、同样的袖带佩戴方式来说，袖带中的空气量与气泵带来内部气压会是一个固定的对应关系，因此，上述第一对应关系可以是在血压测量者已佩戴了袖带之后、在实际测量之前进行校准确定，其中一个可行的方式可以是如下所述：

在测量血压之前，将袖带401中的空气全部排至刚性气囊403中，即袖带401中的空气排空，所有空气均在刚性气囊403中；

然后，在预定极短耗时时间内，将刚性气囊403中的空气抽取到袖带401中，并检测袖带401中的校准压力值(为与后续确定第二对应关系时的校准压力值相区分，在此称为第一校准压力值，后文相同)；在此过程中，为了保证耗时时间短，需要抽放气装置快速运行，将刚性气囊中的气体将快速抽至袖带，在这个过程的耗时时间足够短(例如小于0.1秒)的情况下，可以认为这个过程中并没有因为人体脉搏所导致的压力变化，因而可以认为第一压力检测装置检测到的压力值就是袖带内因刚性气囊的气体进入所带来压力，从而可以据此建立上述第一对应关系；

根据上述空气量和值、上述第一校准压力值，确定上述第一对应关系。

类似地，由于刚性气囊的外壳为刚性，因此刚性气囊中的空气量与其内部气压会有一个固定的对应关系。因此，上述第二对应关系，也可以是在实际测量之前进行校准确定，具体可以是在装置生产时进行校准确定。其中一个可行的方式可以是如下所述：

将刚性气囊403抽至真空，并关闭刚性气囊403的气阀；需要说明的是，由于目前的抽气装置极难将气囊内的气压抽至0千帕的绝对真空状态，因此，在本发明实施例中，所提及的真空可以仅仅是一种相对真空，并不表示一定要是绝对真空。一般情况下，只要气囊内的气压能够低于大气压强，或者气囊内的真空度满足设定的真空度范围，就可以认为已经将刚性气囊抽至真空状态；

向刚性气囊403中注入预设量的空气，并实时检测刚性气囊403中的校准压力值(为与上述第一校准压力值相区分，在此称为第二校准压力值，后文相同)；

然后，根据注入的空气量与上述第二校准压力值确定上述第二对应关系。

如上所述，刚性气囊403与袖带401的空气量和值、上述第一压力值、上述第二压力值可以准确测量，而袖带中的空气量与基于刚性气囊的空气的袖带内压力值的第一对应关系、刚性气囊内的空气量与刚性气囊内压力值的第二对应关系也可以准确确定，因而在此基础上可以准确地确定测量血压时的抽气加压/放气降压导致的压力值、人体脉搏导致的压力值。

假设刚性气囊403与袖带401的空气量和值记为Q_all，上述第一压力值记为P_xd，上述第二压力值记为P_qn，袖带中的空气量与基于刚性气囊的空气的袖带内压力值的第一对应关系记为F₁，刚性气囊内的空气量与刚性气囊内压力值的第二对应关系记为F₂。

基于此，可以通过下述方式确定测量血压时的抽气加压/放气降压导致的压力值P_fromqn、人体脉搏导致的压力值P_frommb：

根据第二压力值P_qn、第二对应关系F₂，确定所述刚性气囊中的当前空气量Q_nowqn，即Q_nowqn＝F₂(P_qn)；

根据空气量和值Q_all、刚性气囊中的当前空气量Q_nowqn确定袖带中的当前空气量Q_nowxd，即Q_nowxd＝Q_all-Q_nowqn；

根据袖带中的当前空气量Q_nowxd、上述第一对应关系F₁，确定上述测量血压时的抽气加压/放气降压导致的压力P_fromqn，即P_fromqn＝F1(Q_nowxd)；

根据测量血压时的抽气加压/放气降压导致的压力值P_fromqn、上述第一压力值P_xd，确定人体脉搏导致的压力值P_frommb＝P_xd-P_fromqn。

在得到抽气加压/放气降压导致的压力值P_fromqn、人体脉搏导致的压力值P_frommb之后，后续的血压测量的过程可以与现有技术中的相同，在此不再详加赘述。

综合上述内容，可以得知，只要能够检测袖带内的第一压力值、刚性气囊内的第二压力值、上述空气量和值、能够确定上述第一对应关系、第二对应关系，就能够实现对测量血压时的抽气加压/放气降压导致的压力值P_fromqn、人体脉搏导致的压力值P_frommb这两种压力的区分，抽放气装置只要能够实现在此过程中的将空气从刚性气囊抽至袖带、并将袖带中的空气排至刚性气囊即可，因而可以采用各种可能的方式实现。

为便于说明，以下结合抽放气装置的其中几种实现方式进行详细说明。需要说明的是，本领域技术人员可以理解，下述各种实现方式的说明仅仅是一种示例性说明，基于如上所述的本发明实施例的思想，还可以采用其他的方式来实现上述抽放气装置。

图5中示出了一个具体示例中的血压测量装置的结构示意图，如图5所示，在该示例中，上述抽放气装置404可包括图5中所示的气泵501、气阀502，其中，气泵(可称为第一气泵)501、气阀502分别连接在刚性气囊403与袖带401之间，刚性气囊403中的空气通过气泵501抽至袖带401，袖带401中的空气通过气阀502排放至刚性气囊403。此时，上述第一压力检测装置402、第二压力检测装置405可以采用压力传感器来实现。

考虑到刚性气囊403中存在气压，在将气阀502打开放气时，只能将袖带401放气至与刚性气囊403的气压相同的状态，不能彻底地对袖带401放气。因此，如图5所示，上述气阀502也可以通过气泵(可称为第二气泵)来实现，气泵502工作时将袖带401的控制抽至刚性气囊403中，可以具有排气更干净且速度更快的效果。

图6示出了另一个具体示例中的血压测量装置的结构示意图，如图6所示，在该示例中，上述抽放气装置404可包括图6中所示的设置在所述刚性气囊内的电可控活动阀601，可以基于电可控活动阀601的活动来实现抽放气过程。

结合图6中所述的方向，当电可控活动阀601向右移动时，即把刚性气囊403中的空气压入袖带401，当电可控活动阀601向左移动时，即把空气从袖带401抽至刚性气囊403。此时，如图6所示，上述第一压力检测装置402、第二压力检测装置405均可以采用压力传感器来实现。

在另一个具体示例的方案中，如图7所示，上述第一压力检测装置402可以用压力传感器来实现，而上述第二压力检测装置405则可以是与电可控活动阀601连接的行程传感器。由于电可控活动阀601的活动位置直接与刚性气囊内的气压相关，因此，通过形成传感器可以准确地知晓电可控活动阀601的当前位置，从而藉此知晓刚性气囊内的当前压力。

基于如上所述的血压测量装置，本发明实施例还提供一种血压测量装置的测量血压的方法。图8中示出了一个实施例中的测量血压的流程示意图。

如图8所示，本实施例中的方法包括步骤：

S801：在充气阶段从所述刚性气囊中抽取空气至所述袖带中，在放气阶段将所述袖带中的空气排至所述刚性气囊中；

S802：检测所述袖带内的第一压力值以及所述刚性气囊内的第二压力值；

S803：根据所述第一压力值、所述第二压力值、所述袖带中的空气量与基于所述刚性气囊的空气的袖带内压力值的第一对应关系、所述刚性气囊内的空气量与刚性气囊内压力值的第二对应关系、所述刚性气囊与所述袖带的空气量和值，确定测量血压时的抽气加压/放气降压导致的压力值、人体脉搏导致的压力值。

根据如上所述的本发明实施例的方案，在测量血压的过程中，不再从外界抽取空气，而是从刚性气囊中抽取，放气时也不再放至外界，而是放气至刚性气囊中，从而刚性气囊与袖带的空气量之和是恒定的，并结合刚性气囊内空气量与压力量的对应关系以及所检测的刚性气囊内、袖带内的压力值，可以准确的确定出测量血压时的抽气加压/放气降压导致的压力值、人体脉搏导致的压力值，可以清晰地对这两种压力进行区分，从而提高血压测量的准确度。

对于同一血压测量者、同样的袖带佩戴方式来说，袖带中的空气量与气泵带来内部气压会是一个固定的对应关系，因此，上述第一对应关系可以是在血压测量者已佩戴了袖带之后、在实际测量之前进行校准确定。

据此，如图8所示，在上述步骤S801之前，本发明实施例还可以包括步骤：

S8002：在测量血压之前，将所述袖带中的空气全部排至所述刚性气囊中；在预定时间内，将所述刚性气囊中的空气抽取到所述袖带中，并检测所述袖带中的第一校准压力值；根据所述空气量和值、所述第一校准压力值，确定所述第一对应关系。

在快速将刚性气囊中的气体将快速抽至袖带时，这个耗时时间将会比较短，在这个耗时时间足够短(例如小于0.1秒)的情况下，可以认为这个过程中并没有因为人体脉搏所导致的压力变化，因而可以认为检测到的第一校准压力值就是袖带内因刚性气囊的气体进入所带来压力，从而可以据此建立上述第一对应关系；

类似地，由于刚性气囊的外壳为刚性，因此刚性气囊中的空气量与其内部气压会有一个固定的对应关系。因此，上述第二对应关系，也可以是在实际测量之前进行校准确定，具体可以是在装置生产时进行校准确定。

据此，如图8所示，在上述步骤S801之前，本发明实施例的方案还可以包括：

步骤S8001：将所述刚性气囊抽至真空，并关闭所述刚性气囊的气阀；向所述刚性气囊中注入预设量的空气，并实时检测所述刚性气囊中的第二校准压力值；根据注入的空气量与所述第二校准压力值确定所述第二对应关系。需要说明的是，由于目前的抽气装置极难将气囊内的气压抽至0千帕的绝对真空状态，因此，在本发明实施例中，所提及的真空可以仅仅是一种相对真空，并不表示一定要是绝对真空。一般情况下，只要气囊内的气压能够低于大气压强，或者气囊内的真空度满足设定的真空度范围，就可以认为已经将刚性气囊抽至真空状态。

图9中示出了一个具体示例中上述步骤S803中确定抽气加压/放气降压导致的压力值、人体脉搏导致的压力值的流程示意图。

假设刚性气囊与袖带的空气量和值记为Q_all，上述第一压力值记为P_xd，上述第二压力值记为P_qn，袖带中的空气量与基于刚性气囊的空气的袖带内压力值的第一对应关系记为F₁，刚性气囊内的空气量与刚性气囊内压力值的第二对应关系记为F₂。

据此，如图9所示，本发明一个具体示例中确定抽气加压/放气降压导致的压力值、人体脉搏导致的压力值的方式包括：

步骤S8031：根据第二压力值P_qn、第二对应关系F₂，确定所述刚性气囊中的当前空气量Q_nowqn，即Q_nowqn＝F₂(P_qn)；

步骤S8032:根据空气量和值Q_all、刚性气囊中的当前空气量Q_nowqn确定袖带中的当前空气量Q_nowxd，即Q_nowxd＝Q_all-Q_nowqn；

步骤S8033：根据袖带中的当前空气量Q_nowxd、上述第一对应关系F₁，确定上述测量血压时的抽气加压/放气降压导致的压力P_fromqn，即P_fromqn＝F1(Q_nowxd)；

步骤S8034：根据测量血压时的抽气加压/放气降压导致的压力值P_fromqn、上述第一压力值P_xd，确定人体脉搏导致的压力值P_frommb＝P_xd-P_fromqn。

在得到抽气加压/放气降压导致的压力值P_fromqn、人体脉搏导致的压力值P_frommb之后，后续的血压测量的过程可以与现有技术中的相同。例如，可以结合抽气加压/放气降压导致的压力值P_fromqn、人体脉搏导致的压力值P_frommb确定出具体的血压测量值，具体可以为：根据人体脉搏导致的压力值P_frommb的压力曲线，获得舒张压、平均压、收缩压的时间点，再确定抽气加压/放气降压导致的压力值P_fromqn的压力曲线上对应的时间点的压力，即为舒张压、平均压、收缩压的压力值，该过程可以采用现有技术中已有的方式进行，在此不再详加赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种血压测量装置，其特征在于，包括：袖带，与所述袖带连接的第一压力检测装置、刚性气囊，抽放气装置，第二压力检测装置；

2.根据权利要求1所述的血压测量装置，其特征在于，所述抽放气装置包括气泵、气阀，所述气泵、气阀分别连接在所述刚性气囊与袖带之间。

3.根据权利要求1所述的血压测量装置，其特征在于，所述抽放气装置包括充气气泵、放气气泵，所述充气气泵、放气气泵分别连接在所述刚性气囊与所述袖带之间。

4.根据权利要求1所述的血压测量装置，其特征在于，所述抽放气装置包括设置在所述刚性气囊内的电可控活动阀。

5.根据权利要求2或3或4所述的血压测量装置，其特征在于，所述第二压力检测装置为与所述刚性气囊连接的压力传感器。

6.根据权利要求4所述的血压测量装置，其特征在于，所述第二压力检测装置包括与所述电可控活动阀连接的行程传感器。