CN105578951A - 血压测量设备 - Google Patents
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Abstract
一种用于连续地且非侵入性地测量患者的血压的方法包括:通过第一压力传感器(P1)测量与第一位置处的患者的动脉血压成比例的第一压力信号。另外,通过第三环境压力传感器(P3)测量环境压力。更进一步地,该方法包括:从源自第一压力传感器的信号中减去源自第三环境压力传感器的信号,以补偿由测量点高度变化和大气压力改变引起的变化,从而提供表示患者的相对全身动脉血压的信号。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于测量血压的方法和设备。特别地,本发明涉及基于脉搏波速度(PWV)测量的连续非侵入式血压测量系统。
背景技术
传统地,通过依靠造成间歇测量的压血带技术的设备测量血压。间歇测量有几个缺点,即,它是缓慢的和麻烦的,并且另外,它阻止血液循环用于测量。还有已知基于确定脉搏波速度(PWV)和脉搏传送时间(PPT)测量结果的一些连续测量系统,其中,确定在血管中传播的脉搏并且基于波速可以确定血压。然而,由于例如待被测量的患者的动作或者由于改变环境因素(诸如改变测量高度或压力)而导致这些连续测量系统的结果通常很不可靠。
发明内容
本发明的目的是缓解并消除与已知的现有技术有关的问题。特别地,本发明的目的是提供一种用于以可靠、简易和快速的方式连续地且非侵入地测量血压的设备。另外,本发明的目的是使在没有外部设备的情况下,校准测量结果成为可能。
本发明的目的可以通过独立权利要求的特征来实现。
本发明涉及一种根据权利要求1的用于连续地且非侵入性地测量患者的血压的设备和一种根据权利要求13的方法。
根据本发明的实施例,一种用于连续地且非侵入性地测量患者的血压的设备包括:第一压力传感器(P1),被配置成测量与第一位置处的患者的动脉血压成比例的压力信号;以及第三环境压力传感器(P3),被配置成测量环境压力。另外,该设备被配置成从源自第一压力传感器的信号中减去源自第三环境压力传感器的信号,以补偿由测量点高度变化和大气压力改变引起的变化,从而提供表示患者的相对全身动脉血压的信号。
根据实施例,该设备进一步还包括:第二压力传感器(P2),被配置成测量与第二位置处的患者的动脉血压成比例的压力信号,其中,该设备被配置成从源自第二压力传感器的信号中减去源自第三环境压力传感器的信号,以补偿由测量点高度变化和大气压力改变引起的变化。
更进一步地,根据示例,两个压力传感器(有利的是,电容式传感器)被布置在单个专门设计的部件中以距离彼此(p1,p2)已知距离定位在远端桡动脉的路径上。电容式传感器具有更大的动态范围,并且与电阻式传感器相比较更灵敏。该距离被优化并且被最小化(1-4cm),以便在对运动伪差不敏感的位置处,测量结果可以在远端前臂和腕区域之间非常小的区域中实现,并且使得所有测量结果可以迅速地被执行监测动脉脉搏波的传播。因此,传感器可以被放置在舒适且耐用腕带中。
另外,当具有所述传感器的设备要被放置在远端桡动脉的路径上(并且有利的是放置在远端前臂和腕区域之间相对较小的区域中)时,因为这两个传感器(P1,P2)准确测量来自具有相同粘弹性特性的相同动脉血管的相同波脉搏,所以测量结果非常可靠。通过该特征,例如当与其中第一传感器在手腕区域处并且第二传感器在手指处(即,这些不同区域处的血管的特性不同,并且还有手指区域的脉搏波与手腕区域不同)的实施例相比较时,测量结果可以非常准确地并且以可靠方式实现。另外,当测量点位于关节的不同侧时,传感器之间的距离容易变化。所有这些上文所提及的点引起测量不准确和测量缺点。
除了这些之外,该设备(有利地是,腕带)可以装备有能够检测上肢运动的至少两个加速度计(诸如3DMEMS加速度计)。有利的是,这些传感器(也包括加速度计)位于距离彼此1cm到4cm之内。另外,有利的是,加速度计的一个轴线沿着上肢的轴线被定向。
根据实施例,压力传感器与皮肤的接触通过由水平层状结构构成的弹性液体填充垫来介导,该结构允许动脉压力波被有效传递到传感器,但消除了由来自其它方向的运动伪差造成的压力峰值的传输。
在高达1kHz的频率下设置采样分辨率,从而允许能够准确检测脉搏波速度。因此,该系统在动脉脉搏波传播中对快的逐次心搏变化(beattobeatalteration)敏感。与先前架构相比较,该架构具有几个益处。常规非侵入式血压测量依赖导致间歇测量的压血带技术。常规PWV解决方案依赖通过r波的测量和通过外围传感器对脉搏波的检测的心电图同步。这些解决方案是麻烦的,需要多个位置中的传感器并且由于两个重要原因而容易出现明显偏差。首先,在实际心脏射血阶段开始时,脉搏波和r波明显变化。其次,常规方法还需要估计从心脏到外围测量点的距离,该估计由于大的解剖变化不能准确地被实现。
与已知的现有技术相比,本发明还提供了其它优点,诸如执行连续地且非侵入性地血压测量的可能性。这是基于具有连续自动校准的脉搏波速度(PWV)测量。
另外,本发明使得可以通过两种示例性方式连续地且非侵入性地测量血压并且还使得可以在测量开始时,在无需外部设备、布线或心电图电极的情况下校准测量结果,而且还补偿由于体位改变或运动而造成的改变。在动脉传感器中的一个动脉传感器故障的情况下,它还具有连续测量的能力。
根据实施例,本发明使得可以经由检测脉搏波速度(PWV)的两个紧密放置的传感器和补偿由于体位改变或运动而造成的脉搏波幅度或速度的波动的第三传感器来测量血压。另外,根据第二实施例,本发明使得可以经由动脉压力传感器(仅需一个)和单独的环境压力传感器的差来直接测量血压。
附图说明
下面根据附图,参照示例性实施例对本发明进行更详细地描述,其中:
图1A-图1C图示了根据本发明的有利实施例的用于连续地且非侵入性地测量患者的血压的示例性设备的原理,
图2图示了根据本发明的有利实施例的用于连续地且非侵入性地测量患者的血压的示例性方法,以及
图3图示了根据本发明的有利实施例的用于连续地且非侵入性地测量患者的血压的另一示例性方法。
具体实施方式
图1A-图1C图示了根据本发明的有利实施例的用于连续地且非侵入性地测量患者的血压的示例性设备100的原理,其中,该设备包括第一压力传感器(P1),其被配置成测量与第一位置处的患者的动脉血压成比例的压力信号,该设备还包括第三环境压力传感器(P3),其被配置成测量环境压力。另外,该设备被配置成从源自第一压力传感器的信号中减去源自第三环境压力传感器的信号,以补偿由测量点高度的变化引起的变化和大气压力改变,从而提供表示患者的相对全身动脉血压的信号。要理解的是,减去以及其它信号处理可以在后端系统中进行,由此,有利的是,该设备包括用于将测量信号传达到后端的无线数据通信装置。
该设备还可以包括第二压力传感器(P2),其被配置成测量与第二位置处的患者的动脉血压成比例的压力信号,由此,该设备被配置成从源自第二压力传感器的信号中减去源自第三环境压力传感器的信号,以补偿由测量点高度变化和大气压力改变引起的变化。
有利的是,第一传感器和第二传感器被布置成检测信号,以使第一近端传感器在第二远端传感器之前检测到该信号,由此,该设备被配置成提供这作为第一质量控制。
另外,如图1C中所描述的,设备100可以包括用于检测用户的运动(诸如手部运动或者其它高度改变,即,垂下(fall)和倒下(collapse))的至少一个(优选两个)加速度计A1,A2。该设备可以被配置成基于可能由所述加速度计的测量结果补充的所检测的压力信号,或者可替代地基于纯粹由所述加速度计检测到的信号中的改变来检测这些运动。有利的是,加速度计是3DMEMS加速度计。要注意的是,该设备(诸如腕带)附加地还包括允许测量的其它部件(诸如MCU或ASIC逻辑电路(逻辑)、电源(如电池)等等)。
图2和图3图示了根据本发明的有利实施例的用于连续地且非侵入性地测量患者的血压的示例性方法(方法A,方法B)。
如图2中所描述的方法A。
利用信号处理系统,传感器P1,P2被放置以使得最大信号被得到并且使得这两个动脉压力传感器P1,P2检测到该信号,以便近端传感器在远端传感器之前启动。该程序提供了第一质量控制。有利的是,具有相等特点的第三电容式压力传感器P3用来测量环境压力信号。从源自动脉传感器P1,P2的信号中减去源自环境压力传感器P3的信号,以补偿由测量点高度变化(即,体位改变,测量点位置相对于心脏的变化)和大气压力改变引起的变化。该信号可以在数厘米的分辨率的情况下,产生高度改变,并且因此测量动脉压力传感器的垂直位置的改变。例如,如果环境压力突然升高或减小(即,在上肢运动期间、爬楼梯期间、或开门或关门期间),这立即在动脉传感器读数和脉搏波的幅度中得以反映。
利用本发明的实施例,信噪比可以连续被最大化。例如,除了PWV明显减慢之外,抬高手部高于头部还导致脉搏波的幅度大大降低。这使得难以可靠地检测到用于精确PWV计算所需的波的关键相位(即,脉搏波的波足相位(foot-phase))。本发明的主要兴趣之一是得到全身动脉压力,其在手腕处的压力读数是近似值。由于除了初始校准程序(见下文,得出从心脏水平到手腕区域的距离)之外,可以使得在患者运动期间连续检测测量点高度改变并且相应地补偿读数,所以第三传感器P3读数还可以用来推断全身压力。它还可以用来建模高度的迅速改变(即,垂下和倒下)。
另外,根据实施例,作为示例,手部运动和其它高度改变(即,垂下和倒下)可以附加地或独立地通过加速度计(诸如3DMEMS加速度计)进行检测,该加速度计可以被配置成能够检测上肢运动并且提供指示作为示例的行走、站立、端坐和仰卧的信号。
如图3中所描述的方法B。
从理论上讲,在减去环境压力值之后,动脉压力传感器可以提供动脉压力值,至少在用后续校准程序(见下文)校准和进行算法的单独拟合的时候。然而,这在很大地取决于其中传感器对动脉压缩的压力(即,安装压力)。由于这难以标准化,所以这些读数作为绝对值被认为不是可靠的,但可以用于在给定安装压力保持恒定的情况下,检测动脉压力的显著相对改变。该方法利用P1或P2、以及传感器P3。可以在传感器(P1/P2)中仅一个正常工作的情况下得出值,并且提供可以检测血压的显著相对改变的备用测量方法
基线校准程序
环境压力传感器用于基线校准。应当执行血压测量,以使测量点停留在距离心脏恒定距离处。因为大气压力是高度的函数,所以环境压力传感器可以在几厘米的分辨率的情况下得出垂直位移或高度相对于海平面的改变。因此,该系统自动对不同的测量条件进行校准,而不管高度。这提供了第二质量控制(C2)。为了将相对测量转换成绝对测量,执行患者特定校准程序,以使当仰卧时,上肢以相对于水平面90°的角度平直抬高。根据示例性实施例可以通过加速度计(例如,3DMEMS加速度计)监测该程序,并且当实现90°的角度时,执行PWV计算算法。使用等式(1),其中△h是高度改变,ρ是这被认为是恒定的血液浓度,并且g是所计算的流体静压(△Phydrostatic)的绝对改变的重力常数:
ΔPhydrostatic=Δhρg(1)
使用该等式,来自动脉传感器的压力值可以被校准为绝对值。这提供了第三质量控制(C3)。该程序还得出从身体到手腕的近似距离△h以用于连续自动校准序列。在这种背景下,环境温度的改变被认为是不显著的。为了得出另一个,动脉压力的潜在更可靠的测量,得到两个其它参数。通过数学算法计算脉搏波从近端传感器传播到远端传感器(p1,p2)所需要的时间(即,脉搏传送时间,PTT),该数学算法跟踪已知对脉搏波的反射不敏感的脉搏波的波足(foot)处的特定点。结果是脉搏波速度(PWV)和PTT。已经示出PWV和PTT的变化以很好地与全身动脉压力的变化相关。然而,人际相关较弱。信号处理算法可以集成在部件本身的信号处理单元中或位于远程后端系统中。
首先,通过利用Moens-Korteweg等式(2)得到绝对压力值,其中,t是动脉壁的厚度,d是动脉的直径,p是这被认为是恒定的血液浓度,并且E是反映动脉壁弹性的杨氏模量。当PWV已知时,该等式还可以用来得到与未来心血管事件的概率相关联的参数E:
杨氏模量E不是恒定的,而是随压力而变化。E对压力的依赖性由等式(3)示出,其中,E0是零压力模量,α是血管常数(实验性地验证α=0.017mmHg-1),P是压力,e是欧拉数(2.71828…):
E=E0eαP(3)
当等式(2)代入(3)时,得出等式(4),该等式(4)描述了PWV与P和零压力弹性E0的关联性。
从该等式中,可以得出P:
特别重要的是,当压力P已知时,从该等式E0或随后的E还可以得出描述零压力弹性或杨氏模量E与PWV的关联性,或者通过外部测量设备或通过先前描述的方法(A)得到,其至少当在可以在恒定安装压力条件(E0=PWV2pd/[teαP]或者E=PWV2ρd/t)下执行测量时,在足够的准确度的情况下利用。这些参数可以用在预测未来心血管事件或用在监测治疗响应。
特别重要的是,当P和PWV已知时,从等式(10)中可以容易地得出α。
从等式(12)中我们可以看出,假设获得了常数K,则很容易得到压力。在校准程序期间,等式(1)成立,并且由于△h直接从环境压力传感器获得(或来自加速度计数据,如本文献中别处所公开的),所以△Phydrostatic的绝对值是已知的:
ΔPhydrostatic=Δhρg(1)
在校准程序期间,当上肢抬高时,流体静压改变。将等式(1)代入等式(12)得出:
因此,在校准程序期间,可以获得患者特定和测量特定常数K。最佳程序是首先在校准程序期间使用等式(14)确定K,然后在压力P作为PWV的函数的情况下,将K代入等式(12)。
上肢位置相对于身体的改变导致流体静压变化。由于环境压力传感器P3连续报告高度改变,所以这些改变可以很容易地加以补偿。由于没有身体参考高度传感器,所以当系统在恒定高度下使用时,仅应用这些考虑。因此,该系统可以被构建,以使等式(15)用校正上肢位置相对于心脏的变化的流体静压项(△Phydrostatic_caiibration)代替。根据在基线校准期间所确定的高度相对于默认设置点的改变,该项是正或负:
可替代地或作为补充函数,可以利用两个加速度计来实现得出△h和△Phydrostatic_caiibration并随后得出△PWVcaiibration的基线校准程序。根据实施例,即使在没有压力传感器P3的情况下,这也可以实施。当这两个加速度计中的三个3D加速度计轴线之一位于垂直于腕带并且平行于上肢的轴线时,因此能够沿着上肢的轴线在距离r1(近端加速度计)和r2(远端加速度计)处测量离心或径向加速度a1和a2。
在以下等式中,所指定的两个测量位置处的径向加速度如下,其中,ω是角速度:
a1=ω2r1anda2=ω2r2(17)
两个加速度计之间的加速度差是:
a2-a1=ω2r2-ω2r1(18)
随后,令D为两个加速度计之间的固定距离(D=r2-r1):
a2-a1=ω2(r2-r1)(19)
其得出上肢的角速度:
ω=[(|a2-a1|)/D]1/2(20)
然后可以计算出当直立站立或端坐(即,严格水平)时上肢相对于患者的垂直轴线弯曲90°的角度时等于△h的腕带的中心处的半径r=(r2+r1)/2。可以计算出在上肢的严格水平摆动期间腕带中心处的离心力:
F=(mω2)/r(21)
r=(mω2)/F,(22),其中,F=ma,并且m是加速度传感器元件的质量,其在两个加速度计中是相同的,并且因此,它们的平均值简单为m,其中,a是腕带中心处的加速度(a2+a1)/2
r=ω2/a(23)
将等式(20)代入(23)得出:
r=[(|a2-a1|)/D]/a,(24)
r=[(|a2-a1|)/D]*2/(a2+a1)(25),,并且r=△h
r=2(|a2-a1|)/[D(a2+a1)](26)
随后,当患者仰卧时上肢相对于平面弯曲90°的位置时,如前文所描述的,△PWVcalibration同时用△Phydrostatic_caiibration和处理后的值进行记录。
利用脉搏波曲线,算法可以用来使用小波变换函数得到作为每时间单位的脉搏波数的心率、来自基线的呼吸速率、幅度和心率变化。
连续自动校准程序
在方法A中,从P1和P2中减去P3读数得到稳定幅度和最大信噪比。来自P3的读数可以用来检测测量点高度改变,并且因此在运动或体位改变期间检测手腕相对于心脏水平的运动。由于在基线校准序列期间获得△h,所以如早前所描述的,该数据还可以用来推断全身压力水平。
在方法B中,减去P3读数得到绝对动脉压力值。来自P3的读数可以用来推断全身压力水平或补偿运动或体位改变。
上文已经参照前述实施例对本发明进行了解释,并且已经展示了本发明的几个优点。应当清楚,本发明并不局限于这些实施例,而是包括在本发明思想和以下权利要求的精神和范围内的所有可能的实施例。例如,要注意的是,与基线校准程序中类似,得出角速度ω的加速度计传感器输出和上肢倾斜可以用于连续自动校准。另外,要注意的是,上文所描述的加速度计可以例如是3DMEMS加速度计或从现有技术得知的类似的加速度计。
另外,要注意的是,有利的是,该设备可以通过腕带设备实现,其中,该腕带设备有利的是包括所有压力传感器和加速度传感器。数据处理还可以通过腕带设备实现,或者可替代地,腕带设备可以向外部数据处理后端发送(例如,无线方式)测量信号用于数据计算。数据处理后端可以包括例如云服务器、任何计算机或移动电话应用,并且根据示例,它可以发送计算结果或以其他方式处理的数据,例如用于显示返回到腕带设备或其它数据显示设备(诸如数据通信网络中的计算机等)或者返回到用户的智能电话。
Claims (13)
1.一种用于连续地且非侵入性地测量患者的血压的设备,其特征在于,所述设备包括:
-第一压力传感器(P1),被配置成测量由第一位置处的所述患者的动脉血压引起的压力信号,
-第二压力传感器(P2),被配置成测量由第二位置处的所述患者的动脉血压引起的压力信号,所述第二位置与所述第一位置不同,
-第三环境压力传感器(P3),被配置成测量环境压力,
其中所述设备被配置成:
-从源自所述第一压力传感器的所述信号减去源自所述第三环境压力传感器的所述信号,并且从源自所述第二压力传感器的所述信号减去源自所述第三环境压力传感器的所述信号,以补偿由测量点高度变化和大气压力改变所引起的变化,从而提供表示所述患者的相对全身动脉血压的信号。
2.根据权利要求1所述的设备,其中所述第一传感器和所述第二传感器被布置在所述设备中,以便在使用中它们被配置成以距离彼此已知的固定距离压抵所述患者的测量位置,其中所述距离在0.5cm到5cm之间,更有利地在1cm到4cm之间。
3.根据权利要求2所述的设备,其中所述设备被配置成被放置在远端桡动脉的路径上的测量位置上。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的设备,其中所述压力传感器是电容式传感器。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的设备,其中所述设备包括至少一个加速度计,优选地包括两个加速度计,用于测量所述设备的运动并且从而测量所述用户的运动,诸如手部的运动或者高度的改变,包括垂下和倒下,并且其中所述加速度计优选地是3DMEMS加速度计。
6.根据权利要求5所述的设备,其中所述设备被配置成使用由至少两个加速度计提供的加速度数据以用于基线校准程序,所述基线校准程序得出△h和△Phydrostatic_calibration,并且随后得出△PWVcalibration。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的设备,其中所述压力传感器是电容式压力传感器,和/或其中所述采样分辨率是至少100Hz,更有利地是至少1kHz。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的设备,其中在所述减去之后从所述脉搏波得到最大信号,并且其中所述第一传感器和所述第二传感器被布置成检测所述信号,以使得所述第一近端传感器在所述第二远端传感器之前检测所述信号,由此所述设备被配置成提供这作为第一质量控制。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的设备,其中所述血压基于脉搏波速度测量结果,其中基于所述第一检测器和所述第二检测器检测相同脉搏之间的时间差、以及所述第一传感器和所述第二传感器的距离来确定所述脉搏的速度。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的设备,其中所述第三环境压力传感器的所述信号用于校准所述第一传感器测量结果和/或所述第二传感器测量结果,以使得表示所述患者的绝对全身动脉血压的信号被提供。
11.根据前述权利要求中的任一项所述的设备,其中所述第三环境传感器的分辨率在几厘米、有利地2cm或更小的分辨率处与相对于海平面的垂直位移或者高度的改变成比例。
12.用于连续地且非侵入性地测量患者的血压的腕带设备,其特征在于,所述腕带设备包括:
-第一压力传感器(P1),被配置成测量由第一位置处的所述患者的动脉血压引起的压力信号,
-第二压力传感器(P2),被配置成测量由第二位置处的所述患者的动脉血压引起的压力信号,所述第二位置与所述第一位置不同,
-第三环境压力传感器(P3),被配置成测量环境压力,
其中所述腕带设备被配置成:
-从源自所述第一压力传感器的所述信号减去源自所述第三环境压力传感器的所述信号,并且从源自所述第二压力传感器的所述信号减去源自所述第三环境压力传感器的所述信号,以补偿由测量点高度变化和大气压力改变所引起的变化,从而提供表示所述患者的相对全身动脉血压的信号,或者
-向后端数据处理单元发送测量的所述信号,以用于从源自所述第一压力传感器的所述信号减去源自所述第三环境压力传感器的所述信号,并且从源自所述第二压力传感器的所述信号减去源自所述第三环境压力传感器的所述信号,以补偿由测量点高度变化和大气压力改变所引起的变化,从而提供表示所述患者的相对全身动脉血压的信号。
13.一种用于连续地且非侵入性地测量患者的血压的方法,其特征在于,在所述方法中,:
-通过第一压力传感器(P1)测量与第一位置处的所述患者的动脉血压成比例的第一压力信号,
-通过第二压力传感器(P2)测量与第二位置处的所述患者的动脉血压成比例的第二压力信号,其中所述第二位置与所述第一位置不同,
-通过第三环境压力传感器(P3)测量环境压力,
其中所述方法进一步包括:
-从源自所述第一压力传感器的所述信号减去源自所述第三环境压力传感器的所述信号,并且从源自所述第二压力传感器的所述信号减去源自所述第三环境压力传感器的所述信号,以补偿由测量点高度变化和大气压力改变所引起的变化,从而提供表示所述患者的相对全身动脉血压的信号。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106880347A (zh) * | 2017-03-08 | 2017-06-23 | 深圳瑞光康泰科技有限公司 | 多参数血压测量装置 |
WO2017198028A1 (en) * | 2016-05-16 | 2017-11-23 | Onedash Limited | A method for obtaining the blood pressure of a person, and a device thereof |
WO2021218651A1 (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-04 | 华为技术有限公司 | 一种角度确定方法、装置和处理芯片 |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10039455B2 (en) | 2014-05-19 | 2018-08-07 | Qualcomm Incorporated | Continuous calibration of a blood pressure measurement device |
WO2016065476A1 (en) * | 2014-10-30 | 2016-05-06 | 2352409 Ontario Inc. | A wearable device and method for non-invasive monitoring continuous blood pressure and other physiological parameters with reduced movement artifacts |
WO2016107607A1 (en) | 2015-01-04 | 2016-07-07 | Vita-Course Technologies Co.,Ltd | System and method for health monitoring |
CN204515353U (zh) | 2015-03-31 | 2015-07-29 | 深圳市长桑技术有限公司 | 一种智能手表 |
CN107847153B (zh) * | 2015-07-03 | 2020-12-04 | 深圳市长桑技术有限公司 | 一种生理参数监测的系统和方法 |
US10542961B2 (en) | 2015-06-15 | 2020-01-28 | The Research Foundation For The State University Of New York | System and method for infrasonic cardiac monitoring |
CA3052782A1 (en) * | 2017-02-06 | 2018-08-09 | Gnotrix, Llc | Apparatus and methods of sensing a patient condition, such as anatomy position, and of controlling patient applications |
TWI676464B (zh) * | 2017-12-15 | 2019-11-11 | 劉佳星 | 電容式加速度計裝置及其感測方法 |
CN109009044B (zh) * | 2018-08-15 | 2024-01-02 | 合肥博谐电子科技有限公司 | 一种新型脉搏波获取装置 |
US11744476B2 (en) | 2020-08-20 | 2023-09-05 | Apple Inc. | Blood pressure measurement using device with piezoelectric sensor |
US20220240803A1 (en) * | 2021-02-03 | 2022-08-04 | Apple Inc. | Blood Pressure Monitoring System Including a Liquid Filled Sensor |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1768699A (zh) * | 2000-11-14 | 2006-05-10 | 欧姆龙健康医疗事业株式会社 | 电子血压计 |
US20080214942A1 (en) * | 2007-02-09 | 2008-09-04 | Lg Electronics Inc. | Apparatus and method for measuring blood pressure |
US20100241011A1 (en) * | 2009-03-20 | 2010-09-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Calibration of Pulse Transit Time Measurements to Arterial Blood Pressure using External Arterial Pressure Applied along the Pulse Transit Path |
US20110166461A1 (en) * | 2008-08-15 | 2011-07-07 | Suesstrunk Heinz | Equipment and method for continually measuring the blood pressure for monitoring purposes |
US20110224529A1 (en) * | 2008-11-18 | 2011-09-15 | Sense A/S | Methods, apparatus and sensor for measurement of cardiovascular quantities |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5752920A (en) * | 1996-08-01 | 1998-05-19 | Colin Corporation | Blood pressure monitor apparatus |
US6699199B2 (en) * | 2000-04-18 | 2004-03-02 | Massachusetts Institute Of Technology | Photoplethysmograph signal-to-noise line enhancement |
KR100908470B1 (ko) * | 2000-11-14 | 2009-07-21 | 오므론 헬스캐어 가부시키가이샤 | 전자 혈압계 |
JP3495344B2 (ja) * | 2001-05-16 | 2004-02-09 | 日本コーリン株式会社 | 圧脈波検出装置 |
JP4325638B2 (ja) * | 2006-04-26 | 2009-09-02 | オムロンヘルスケア株式会社 | 脈波測定装置 |
US20080312553A1 (en) * | 2007-06-14 | 2008-12-18 | Timmons Michael J | Intracorporeal pressure measurement devices and methods |
KR101068116B1 (ko) * | 2008-05-23 | 2011-09-27 | (주)한별메디텍 | 비침습적 연속 혈압 및 동맥 탄성도 측정을 위한 요골 맥파센싱 장치 및 방법 |
KR101577342B1 (ko) * | 2009-05-07 | 2015-12-15 | 삼성전자주식회사 | 혈압 측정 장치 및 방법 |
US8998817B2 (en) * | 2009-08-28 | 2015-04-07 | Up-Med Gmbh | Blood pressure measuring device and method for measuring the blood pressure of a living being |
JP5471337B2 (ja) * | 2009-11-17 | 2014-04-16 | セイコーエプソン株式会社 | 血圧測定装置及び血圧測定方法 |
-
2014
- 2014-06-03 WO PCT/FI2014/050445 patent/WO2014195578A1/en active Application Filing
- 2014-06-03 US US14/895,892 patent/US20160120418A1/en not_active Abandoned
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- 2014-06-03 EP EP14807252.3A patent/EP3003133A4/en not_active Withdrawn
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1768699A (zh) * | 2000-11-14 | 2006-05-10 | 欧姆龙健康医疗事业株式会社 | 电子血压计 |
US20080214942A1 (en) * | 2007-02-09 | 2008-09-04 | Lg Electronics Inc. | Apparatus and method for measuring blood pressure |
US20110166461A1 (en) * | 2008-08-15 | 2011-07-07 | Suesstrunk Heinz | Equipment and method for continually measuring the blood pressure for monitoring purposes |
US20110224529A1 (en) * | 2008-11-18 | 2011-09-15 | Sense A/S | Methods, apparatus and sensor for measurement of cardiovascular quantities |
US20100241011A1 (en) * | 2009-03-20 | 2010-09-23 | Massachusetts Institute Of Technology | Calibration of Pulse Transit Time Measurements to Arterial Blood Pressure using External Arterial Pressure Applied along the Pulse Transit Path |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2017198028A1 (en) * | 2016-05-16 | 2017-11-23 | Onedash Limited | A method for obtaining the blood pressure of a person, and a device thereof |
CN108882876A (zh) * | 2016-05-16 | 2018-11-23 | 卫保数码有限公司 | 用于获得人的血压的方法及其装置 |
CN106880347A (zh) * | 2017-03-08 | 2017-06-23 | 深圳瑞光康泰科技有限公司 | 多参数血压测量装置 |
WO2021218651A1 (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-04 | 华为技术有限公司 | 一种角度确定方法、装置和处理芯片 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20160120418A1 (en) | 2016-05-05 |
EP3003133A1 (en) | 2016-04-13 |
WO2014195578A1 (en) | 2014-12-11 |
EP3003133A4 (en) | 2017-02-22 |
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