CN106793964A - 无创血压监测器、操作无创血压监测器的方法和计算机程序产品 - Google Patents

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Abstract

一种操作无创血压(NIBP)监测器来测量对象的血压的方法，所述NIBP监测器包括袖套、用于测量所述袖套中的压力并用于输出表示所述袖套中的所述压力的压力信号的压力传感器，以及生理参数传感器，所述方法包括：在所述袖套的充气期间获得所述对象的脉搏率或心率的第一测量结果，所述第一测量结果是从所述压力信号获得的；在所述袖套的充气期间获得所述对象的所述脉搏率或心率的第二测量结果，所述第二测量结果是从所述生理参数传感器获得的；比较所述第一测量结果与所述第二测量结果；并且基于比较的步骤的结果来估计在所述袖套的充气期间由所述NIBP监测器获得的血压测量的可靠性。

Description

无创血压监测器、操作无创血压监测器的方法和计算机程序 产品
技术领域
本发明涉及无创血压(NIBP)监测器和操作NIBP监测器的方法，并且具体涉及改善由这种监测器和方法获得的血压测量的准确性。
背景技术
动脉血压(BP)是最重要的生命体征之一，并且被广泛用于临床实践中。通常通过缓慢改变缠绕对象的上臂的袖套中的压力来测量无创动脉血压(NIBP)。通过测量来自袖套远端的声音(听诊方法，基于科罗特科夫音)或通过测量由手臂和肱动脉的容积脉动引起的袖套中的压力脉动并从这些压力脉搏的包络线提取特征(示波法)来确定BP。示波法容易自动化且被广泛使用。
图1图示了典型的示波法的原理，其示出袖套压力10以及该袖套压力的经处理的高通滤波迹线12与时间的图表。左边的y轴示出脉搏幅度，右边的y轴示出袖套压力，x轴示出时间。为了执行使用示波法的NIBP测量，首先袖套压力10斜坡上升直到其足够大于收缩压。在斜坡上升之后，袖套放气(在图1中是逐渐进行放气的，但是分步式放气也是可以的)。在放气期间，发生由袖套的球囊的体积变化(这继而是由肱动脉的体积变化引起的)引起的袖套压力的小的振荡。测得的袖套压力10是经高通滤波的，并且结果得到的迹线12示出由于肱动脉的体积变化引起的袖套压力振荡。确定振荡幅度的包络线14。该脉搏包络线14的最大值A最大被采用以作为用于确定收缩压16和舒张压15的参考点。收缩压16被确定为在高于参考点处的压力的压力处压力振荡大约为最大幅度A最大的0.8倍时的袖套压力。舒张压15被确定为在低于参考点处的压力的压力处压力振荡大约为最大幅度A最大的0.55倍时的袖套压力。这些比率是基于经验值(例如，参见LA Geddes等人的“Annals of BiomedicalEngineering 10”(第271-280页,1982年))的。血压设备的制造商所采用以确定收缩压和舒张压的准确算法通常是商业秘密。
图2图示了用于采集示波NIBP测量的典型的监测器20。泵22、压力传感器24和阀门26通过管子30连接到袖套28。控制单元32连接到泵22和阀门26，以控制这些部件的操作，并且还连接到压力传感器24，以便接收表示袖套28中的气体压力的信号(“压力信号”)。控制单元32运行控制泵22和阀门26的算法，并且处理来自压力传感器24的压力信号以确定BP测量。在运行示波法期间，泵22将空气吹到袖套28中，从而对其进行充气。压力传感器24测量系统中的气体压力(并因此测量袖套28中的气体压力)并输出表示袖套28中的压力的信号(被称作“压力信号”)。当达到大于收缩压的压力时，停用或关闭泵22，打开阀门26并使其缓慢(或分步式)放气，在此期间，持续测量袖套压力并存储测量(压力信号)。通过控制单元32控制泵22和阀门26，其还接收袖套压力测量并使用这些测量来计算脉搏包络线以及收缩压和舒张压。在实践中，出于安全原因，监测器20可以包括多个传感器和阀门。
对典型的监测器20的操作通常对于对象而言是不舒适的(在一些情况下是令人痛苦的)，这是因为手臂被外部压力所按压。在临床环境或医院(或者甚至家庭)环境(在这些环境中需要日夜获得血压测量)中，通过监测器20进行血压测量常常会打扰到对象的睡眠。最初开发的用于高敏锐对象(例如，在重症监护室(ICU)中的那些对象)的NIBP监测器是针对准确性和精确性而不是对象的舒适性进行优化的。
在家庭环境中，已经发现NIBP测量对于对象具有相对低的接受度(例如，对象没有遵守要求的测量安排或没有正确执行测量)，这在一些情况下是由于对袖套充气而引起的疼痛(这可能涉及对袖套充气的持续时间和/或袖套中的峰值压力)、刺激袖套下的皮肤(尤其是在对象持续穿戴的NIBP监测器上)、血肿以及打扰对象睡眠引起的。
能够在以下三个区中的任一个区或全部区中改善NIBP测量的舒适性：总测量时间(期望减少)、达到的最大袖套压力(期望较低的最大压力)以及袖套压力随着时间的积分(期望较小的积分)。当然，舒适的这种增加不应以NIBP测量的准确性超过可接受限制为代价。
除了上述监测器的类型(其中，在对袖套放气期间(这通常花费45秒左右)使用包络线检测结果来测量BP)外，还开发了能够在袖套的充气的同时测量BP的监测器。这能够减少总测量时间(在一些情况下减少到20秒左右)，这是因为一旦获得了BP测量，放气阶段就会非常快，并且因此能够导致对对象更舒适的测量。然而，在袖套的充气期间用于测量BP的当前可用算法不如传统的基于放气的算法准确，这是因为基于充气的测量易受到由对象移动或心律不齐引起的测量伪像的影响。
因此，需要在袖套的充气期间测量血压并提供与传统的监测器相比改善的血压测量准确性的NIBP监测器和操作该监测器的方法。
发明内容
根据第一方面，提供了一种操作无创血压NIBP监测器来测量对象的血压的方法，所述NIBP监测器包括：袖套；压力传感器，其用于测量所述袖套中的压力并用于输出表示所述袖套中的所述压力的压力信号；以及生理参数传感器，所述方法包括：在所述袖套的充气期间获得针对所述对象的生理参数的第一测量结果，所述第一测量结果是从所述压力信号中获得的；在所述袖套的充气期间获得针对所述对象的所述生理参数的第二测量结果，所述第二测量结果是从所述生理参数传感器获得的；比较所述第一测量结果与所述第二测量结果；并且基于比较的步骤的结果来估计在所述袖套的充气期间由所述NIBP监测器获得的血压测量的可靠性。
在一些实施例中，获得所述生理参数的第二测量结果的步骤是在获得所述第一测量结果的步骤的同时或在获得所述第一测量结果的步骤的特定时间窗口内执行的。
在一些实施例中，所述方法还包括以下步骤：校正所述第一测量结果和所述第二测量结果中的一个的计时来考虑在获得所述测量结果中的时间延迟。
在一些实施例中，估计所述可靠性的步骤是在由所述NIBP监测器获得血压测量之前执行的。
在一些实施例中，所述方法还包括以下步骤：基于所估计的可靠性来确定是要在所述袖套的充气期间还是要在所述袖套的放气期间获得血压测量。在一些实施例中，确定的步骤包括：如果在所述袖套的充气期间由所述NIBP监测器获得的血压测量被估计为可靠，则确定应当在所述袖套的充气期间获得血压测量。在一些实施例中，确定的步骤包括：如果在所述袖套的充气期间由所述NIBP监测器获得的血压测量被估计为不可靠，则确定应当在所述袖套的放气期间获得血压测量。
在一些实施例中，所述方法还包括以下步骤：如果所述血压测量被估计为不可靠，则丢弃在所述袖套的充气期间由所述NIBP监测器获得的血压测量，或者将所述测量标记为不可靠。
在一些实施例中，比较所述第一测量结果与所述第二测量结果的步骤包括：评价所述第一测量结果与所述第二测量结果之间的数值差，或者评价所述第一测量结果与所述第二测量结果有多匹配。
在一些实施例中，将要在所述袖套的充气期间由所述NIBP监测器获得的血压测量安排到特定时间，所述方法还包括以下步骤：估计在已安排的血压测量期间在所述对象中发生心律不齐的风险；并且根据所估计的风险调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，调整的步骤包括：基于所估计的风险来确定是否要将已安排的血压测量重新安排到不同的时间。在一些实施例中，调整的步骤包括：如果所估计的风险太高，则将已安排的血压测量重新安排到不同的时间。
在一些实施例中，调整的步骤包括：基于所估计的风险来确定是否要在所述袖套的放气期间而不是在所述袖套的充气期间执行所述血压测量。在一些实施例中，调整的步骤包括：如果所估计的风险太高，则在所述袖套的放气期间而不是在所述袖套的充气期间执行已安排的血压测量。
在一些实施例中，估计心律不齐的风险的步骤包括：分析心律不齐在所述对象中的发生以提供将来何时可能发生心律不齐的估计结果；并且其中，在已安排的血压测量期间在所述对象中发生心律不齐的风险的所述估计结果是基于将来何时可能发生心律不齐的估计结果的。
在一些实施例中，估计心律不齐的风险的步骤包括：确定所述对象的姿势。
在一些实施例中，根据所估计的风险调整已安排的血压测量的步骤包括：在确定出所述对象处于针对所述血压测量的不正确姿势或非优选姿势时延迟已安排的血压测量。
在一些实施例中，根据所估计的风险调整已安排的血压测量的步骤包括：在确定出对象处于针对在所述袖套的充气期间执行血压测量的不正确姿势或非优选姿势时在所述袖套的放气期间执行已安排的血压测量。
在一些实施例中，估计心律不齐的风险的步骤包括：确定所述对象的最近活动水平。
在一些实施例中，根据所估计的风险调整已安排的血压测量的步骤包括：在确定出所述对象最近参加了活动时延迟已安排的血压测量。
在一些实施例中，根据所估计的风险调整已安排的血压测量的步骤包括：在确定出所述对象最近参加了活动时在所述袖套的放气期间执行已安排的血压测量。
在一些实施例中，所述生理参数传感器不同于测量所述袖套中的所述压力的传感器。
在一些实施例中，所述生理参数是与所述对象的心脏相关的参数。
在一些实施例中，所述生理参数是脉搏率、心率或表示所述对象的心跳的其它参数。
在一些实施例中，所述生理参数传感器是光学体积描记PPG传感器、加速度计或心电图描记ECG传感器。
在一些实施例中，所述生理参数传感器与所述袖套集成。在其它实施例中，所述生理参数传感器与所述袖套物理分离。
根据第二方面，提供了一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有被实施在其中的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为：当由合适的计算机、处理器或控制单元运行时令所述计算机、处理器或控制单元执行上述方法中的任一项。
根据第三方面，提供了一种用于测量对象的血压的无创血压NIBP监测器，所述NIBP监测器包括：袖套；用于测量所述袖套中的压力并用于输出表示所述袖套中的压力的压力信号的压力传感器；用于测量生理参数的生理参数传感器；以及控制单元，其被配置为：在所述袖套的充气期间获得针对所述对象的所述生理参数的第一测量结果，所述第一测量结果是从所述压力信号获得的；在所述袖套的充气期间获得针对所述对象的所述生理参数的第二测量结果，所述第二测量结果是从所述生理参数传感器获得的；比较所述第一测量结果与所述第二测量结果；并且基于所述比较的结果来估计在所述袖套的充气期间由所述NIBP监测器获得的血压测量的质量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：在所述第一测量结果的同时或在所述第一测量结果的特定时间窗口内获得所述生理参数的第二测量结果。
在一些实施例中，所述控制单元还被配置为：校正所述第一测量结果和所述第二测量结果中的一个的计时来考虑在获得所述测量结果中的时间延迟。
在一些实施例中，所述控制单元还被配置为：在由所述NIBP监测器获得血压测量之前估计所述可靠性。
在一些实施例中，所述控制单元还被配置为：基于所估计的可靠性来确定是要在所述袖套的充气期间还是要在所述袖套的放气期间获得血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：当在所述袖套的充气期间由所述NIBP监测器获得的血压测量被估计为可靠时确定应当在所述袖套的充气期间获得血压测量。在一些实施例中，所述控制单元被配置为：当在所述袖套的充气期间由所述NIBP监测器获得的血压测量被估计为不可靠时确定应当在所述袖套的放气期间获得血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：在血压测量被估计为不可靠时丢弃在所述袖套的充气期间由所述NIBP监测器获得的血压测量，或者将所述测量标记为不可靠。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过评价所述第一测量结果与所述第二测量结果之间的数值差或评价所述第一测量结果与所述第二测量结果有多匹配来比较所述第一测量结果与所述第二测量结果。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：在安排的时间在所述袖套的充气期间获得血压测量，并且所述控制单元还被配置：估计在已安排的血压测量期间在所述对象中发生心律不齐的风险；并且根据所估计的风险来调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过基于所估计的风险确定是否要将已安排的血压测量重新安排到不同的时间来调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过在所估计的风险太高时将已安排的血压测量重新安排到不同的时间来调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过基于所估计的风险确定是否要在所述袖套的放气期间而不是在所述袖套的充气期间执行所述血压测量来调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过在所估计的风险太高时在所述袖套的放气期间而不是在所述袖套的充气期间执行血压测量来调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过以下来估计心律不齐的风险：通过分析心律不齐在所述对象中的发生以提供将来何时可能发生心律不齐的估计结果；并且其中，基于将来何时可能发生心律不齐的所述估计结果来估计在已安排的血压测量期间在所述对象中发生心律不齐的风险。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过确定所述对象的姿势来估计心律不齐的风险。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：在确定出所述对象处于针对所述血压测量的不正确姿势或非优选姿势时通过延迟已安排的血压测量来根据所估计的风险调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：在确定出所述对象处于针对在所述袖套的充气期间执行血压测量的不正确姿势或非优选姿势时通过在所述袖套的放气期间执行已安排的血压测量来根据所估计的风险调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过确定所述对象的最近活动水平来估计心律不齐的风险。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：在确定出所述对象最近参加了活动时通过延迟已安排的血压测量来根据所估计的风险调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：在确定出所述对象最近参加了活动时通过在所述袖套的放气期间执行已安排的血压测量来根据所估计的风险调整已安排的血压测量。
根据第四方面，提供了一种使用无创血压NIBP监测器来测量对象的血压的方法，所述方法包括：估计在安排的血压测量期间在所述对象中发生的心律不齐的风险；并且根据所估计的风险来调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，调整的步骤包括：基于所估计的风险来确定是否要将已安排的血压测量重新安排到不同的时间。在一些实施例中，调整的步骤包括：在所估计的风险太高时将已安排的血压测量重新安排到不同的时间。
在一些实施例中，调整的步骤包括：基于所估计的风险来确定是否要在所述袖套的放气期间而不是在所述袖套的充气期间执行所述血压测量。在一些实施例中，调整的步骤包括：在所估计的风险太高时在所述袖套的放气期间而不是在所述袖套的充气期间执行已安排的血压测量。
在一些实施例中，估计心律不齐的风险的步骤包括：分析心律不齐在所述对象中的发生以提供将来何时可能发生心律不齐的估计结果；并且其中，基于将来何时可能发生心律不齐的所述估计结果来估计在已安排的血压测量期间在所述对象中发生心律不齐的风险。
在一些实施例中，估计心律不齐的风险的步骤包括：确定所述对象的姿势。
在一些实施例中，根据所估计的风险调整已安排的血压测量的步骤包括：在确定出所述对象处于针对所述血压测量的不正确姿势或非优选姿势时延迟已安排的血压测量。
在一些实施例中，根据所估计的风险调整已安排的血压测量的步骤包括：在确定出所述对象处于针对在所述袖套的充气期间执行血压测量的不正确姿势或非优选姿势时在所述袖套的放气期间执行已安排的血压测量。
在一些实施例中，估计心律不齐的风险的步骤包括：确定所述对象的最近活动水平。
在一些实施例中，根据所估计的风险调整已安排的血压测量的步骤包括：在确定出所述对象最近参加了活动时延迟已安排的血压测量。
在一些实施例中，根据所估计的风险调整已安排的血压测量的步骤包括：在确定出所述对象最近参加了活动时在所述袖套的放气期间执行已安排的血压测量。
根据第五方面，提供了一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有被实施在其中的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为：当由合适的计算机、处理器或控制单元运行时令所述计算机、处理器或控制单元执行上述方法中的任一项。
根据第六方面，提供了一种用于测量对象的血压的无创血压NIBP监测器，所述NIBP监测器包括：控制单元，其被配置为：在安排的时间在所述袖套的充气期间获得血压测量；估计在已安排的血压测量期间在所述对象中发生心律不齐的风险；并且根据所估计的风险来调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过基于所估计的风险确定是否要将已安排的血压测量重新安排到不同的时间来调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过在所估计的风险太高时将已安排的血压测量重新安排到不同的时间来调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过基于所估计的风险确定是否要在所述袖套的放气期间而不是在所述袖套的充气期间执行所述血压测量来调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过在所估计的风险太高时在所述袖套的放气期间而不是在所述袖套的充气期间执行已安排的血压测量来调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过分析心律不齐在所述对象中的发生以提供将来何时可能发生心律不齐的估计结果来估计心律不齐的风险；并且其中，基于将来何时可能发生心律不齐的所述估计结果来估计在已安排的血压测量期间在所述对象中发生心律不齐的风险。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过确定所述对象的姿势来估计心律不齐的风险。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过在确定出所述对象处于针对所述血压测量的不正确姿势或非优选姿势时延迟已安排的血压测量来根据所估计的风险调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过在确定出所述对象处于针对在所述袖套的充气期间执行血压测量的不正确姿势或非优选姿势时在所述袖套的放气期间执行已安排的血压测量来根据所估计的风险调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过确定所述对象的最近活动水平来估计心律不齐的风险。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过在确定出所述对象最近参加了活动时延迟已安排的血压测量来根据所估计的风险调整已安排的血压测量。
在一些实施例中，所述控制单元被配置为：通过在确定出所述对象最近参加了活动时在所述袖套的放气期间执行已安排的血压测量来根据所估计的风险调整已安排的血压测量。
附图说明
为了更好地理解本发明并且更清楚地示出如何进行实践，现在将仅通过示例方式参考附图，其中：
图1是使用传统的示波NIBP监测器测得的袖套压力与时间的图表；
图2示出了传统的示波NIBP监测器的框图；
图3是根据本发明的实施例的NIBP监测器的框图；
图4是示出根据本发明的一方面操作NIBP监测器的方法的流程图；
图5是图示根据本发明的另一方面操作NIBP监测器的方法的流程图；
图6图示了检测到心率不齐的样式并相应地安排BP测量的本发明的实施例；
图7图示了心律不齐的风险联系到对象姿势的本发明的实施例；
图8是图示用于执行基于充气的BP测量的示例性方法的流程图；并且
图9是图示用于执行基于充气的BP测量的备选方法的流程图。
具体实施方式
如上所述，在袖套的充气期间而不是在袖套的放气期间根据足以阻碍血液在肢体中流动的峰值压力测量对象的血压(BP)，允许BP测量更快速地完成，这有助于改善针对对象的BP测量的舒适性。
然而，在袖套的充气期间用于测量BP的当前可用算法不如传统的基于放气的算法准确，这是因为基于充气的测量易受到由对象移动或心律不齐引起的测量伪像的影响。因此，本发明的各方面提供了确定在袖套的充气期间确定的BP测量的准确性或质量的方式。尤其地，在特定方面中，在袖套的充气期间，根据表示袖套中的压力的压力信号来确定针对对象的生理参数，并且将该生理参数与使用单独/专用传感器获得的相同生理参数的测量结果进行比较。根据压力信号获得的生理参数越接近从单独/专用传感器测得的生理参数，在袖套的充气期间获得的BP测量将可能越准确。在特定实施例中，在生理参数的测量结果的比较结果表明BP测量不够准确时能够停止BP测量(如果BP测量尚未完成的话)，丢弃该BP测量(即，并不报告给对象/护理提供者/用户、基单元或远程计算机)和/或由监测器输出错误，或者监测器能够切换为采用使用传统的基于放气的算法的BP测量，这是因为这些测量不容易受到可能影响在袖套的充气期间获得的BP测量的测量伪影的影响。
在图3中示出了根据本发明的实施例的无创血压NIBP监测器。监测器50包括泵52、压力传感器54、以及通过管子60连接到袖套58的阀门56。控制单元62连接到泵52和阀门56以控制这些部件的操作，并且控制单元62还连接到压力传感器54以便接收表示袖套58中的气体压力的信号(“压力信号”)。控制单元62运行控制泵52和阀门56的算法并处理来自压力传感器54的压力信号以确定BP测量。
如在传统的监测器中，泵52用于将空气或其它气体吹到袖套58中，以便对袖套58充气并阻碍袖套58所围绕的手臂中的血液流动。阀门56用于允许空气或气体跑出系统并因此对袖套58放气。
根据本发明的实施例，监测器50还包括生理参数传感器64，所述生理参数传感器64用于在袖套58被充气的同时测量对象的生理参数。生理参数传感器64能够是任意类型的传感器，所述任意类型的传感器测量对象的还能够根据来自袖套58的压力信号导出的生理参数。
在优选实施例中，生理参数是关于对象心脏的参数；更优选地，所述生理参数是对象的脉搏率或心率。因此，在优选实施例中，传感器64是用于测量对象的心脏参数的传感器；更优选地，传感器64是用于测量对象的脉搏率、心率或心跳的传感器。例如，传感器64能够是脉搏传感器或心跳传感器，例如，光学体积描记(PPG)传感器、加速计、ECG传感器，但是本领域技术人员将意识到能够使用的其它类型的心率传感器(例如，相机、雷达、阻抗心电图、心音传感器等)。在PPG传感器、加速度计和/或ECG传感器的情况下，传感器64能够包括适当的感测装置，例如，用于PPG传感器的光源和检测器、加速度计、以及用于ECG传感器的两个或更多个电极，并且能够由控制单元62执行对来自这些传感器的信号的处理，以确定脉搏率、心率或表示心跳的信号(使得能够识别心律不齐)。在加速度计的情况下，能够处理加速度信号以提取由循环系统中血液的心跳/脉搏引起的移动。
在使用中，生理参数传感器64被附接到或以其它方式接触对象身体的适当部分，以便测量生理参数。在一些实施例中将意识到，传感器64能够与袖套58集成，因此对象仅将袖套围绕其手臂放置以便开始使用监测器50；而在其它实施例中，传感器64能够与袖套58物理地分离，并单独放置在对象的身体上。在一些实施例中，在传感器64与控制单元62之间能够存在有线连接；而在其它实施例中，传感器64能够与控制单元62无线地通信。
将意识到，图3仅示出了被要求图示本发明的该方面的部件；而在实际的实施方式中，NIBP监测器50将包括与所示出的相比额外的部件。例如，出于安全原因，监测器50可以包括多个压力传感器54和阀门56、用于对监测器50供电的电池或其它电源、用于存储程序代码(例如，用于运行本文描述的方法中的任一项)和/或BP测量的存储器模块、用于使得BP测量能够被通信到用于监测器50的基单元或远程计算机的通信模块、和/或允许用户(例如，对象或护理专家)与监测器交互并控制监测器的一个或多个用户接口部件。另外，在本发明的实施例中，尤其地，生理参数传感器64不需要形成NIBP监测器的部分，相反，NIBP监测器50被布置为从单独提供的生理参数传感器64获得关于对象的生理参数的信息.
在图4的流程图中，图示了根据本发明的该方面操作NIBP监测器50的方法的流程图。在第一步骤(步骤101，其发生于袖套58被充气以便使用基于充气的算法进行BP测量时)中，从表示袖套58中的压力的压力信号获得对象的生理参数的测量结果。对生理参数的这种测量结果在本文中被称作“第一”测量结果。第一测量结果的准确性可能受到例如在袖套58被充气的同时对象移动的影响。如上所述，在优选实施例中，生理参数是心率、脉搏率或表示对象心跳的信号。在这些优选实施例中，能够处理压力信号，以通过估计压力信号的自相关函数并然后在所述函数中发现最可能对应于对象的心率的峰值来确定对象的心率或脉搏率。在一些情况下，能够将峰值的幅度与阈值进行比较来确定峰值是否具有表示心率的足够幅值。当峰值的幅度超过阈值时，峰值能够被用作心率的估计结果。本领域技术人员将意识到能够处理压力信号来获得对象的心率或脉搏率的测量结果的其它方式。
在第二步骤103(如下所述，其一般与步骤101同时发生(并因此在袖套58的充气期间发生))中，使用传感器64获得对象的生理参数的测量结果。在该步骤中测得的生理参数是与在步骤101中从压力信号提取的或确定的生理参数相同。从传感器64获得的生理参数的测量结果在本文中被称作“第二”测量结果。
如上所述，优选一般同时执行步骤101和103(例如，在即刻或在特定时间窗内)，使得第一测量结果和第二测量结果能够直接进行比较。还将意识到，有必要校正第一测量结果和第二测量结果中的一个的计时，以考虑在处理相关信号和提取生理参数中的时间延迟。例如，表示从压力信号获得的心跳的信号的计时可能需要被校正以考虑在从压力信号提取该信号中与在从专用心跳传感器64获得心跳信号中相比的时间延迟。本领域技术人员将意识到能够校正两个信号的相对计时的各种方式，因此在本文中不提供进一步的细节。
在步骤105中，将第一测量结果与第二测量结果彼此进行比较。由于第二测量结果是使用专用传感器获得的，因此假设第二测量结果是可靠的，并且因此被用作针对第一测量结果的“基准”。取决于在步骤101和103中测得的特定生理参数，步骤105能够包括评价测量结果之间的数值差(例如，当生理参数是心率或脉搏率时)，或者使用统计分析来评价第一测量结果与第二测量结果有多匹配(例如，当生理参数是表示对象的心跳的信号时)。本领域技术人员将意识到比较两个测量结果的各种方式。
然后，在步骤107中，在步骤105中的比较的结果将被用于估计在袖套58的充气期间获得的BP测量的质量或可靠性。在一些实施例中，步骤107能够包括比较第一测量结果与第二测量结果之间的差或者对阈值或一系列可接受的值的统计分析的结果。当第一测量结果与第二测量结果之间的差低于阈值(即，测量结果彼此相同或类似)时，或者统计分析的结果指示测量结果彼此足够接近时，步骤107确定在袖套58的充气期间获得的BP测量是可靠的，并且能够完成基于充气的BP测量。然而，当第一测量结果与第二测量结果之间的差高于阈值或者统计分析的结果指示测量结果彼此不够接近时，步骤107确定在袖套58的充气期间获得的BP测量不是可靠的。这是因为在针对生理参数的测量中得到的压力信号非常不同于“基准”第二测量结果。
将意识到，在不干扰实际BP测量的情况下执行步骤107，因此步骤107能够在已经从压力信号获得BP测量之前执行(即，步骤105和107在袖套58的充气期间以及在达到要求完成BP测量的压力之前执行)，这是因为在压力信号中存在导致第一测量结果与第二测量结果非常不同的伪影将阻碍获得准确的BP测量。备选地，一旦获得了BP测量就能够执行步骤107，例如在控制单元62打开阀门56以对袖套58放气之前或在已经完成了BP测量过程并对袖套58放气之后。
在一些实施例中，当步骤107指示在袖套58的充气期间获得的BP测量将会(或是)不可靠的时，该方法还能够包括丢弃BP测量或使其为不可靠(例如，能够在输出显示器上或在存储BP测量的数据库中将该结果标示为不可靠)。备选地，当步骤107指示在袖套58的充气期间获得的BP测量将会(或是)不可靠的时，该方法还能够包括使用传统的基于放气的BP算法来获得BP测量。在该情况下，优选地是在基于充气的测量结束时对袖套58放气之前完成步骤107，使得基于放气的测量能够直接执行以使对对象的时间影响最小化。
BP测量安排调整
本发明的另一方面提供了一种用于调节针对BP测量的安排来避免在BP测量的可靠性可能低时进行BP测量的方法。这方面对频繁地或接近持续由监测器进行BP测量的对象尤其有用。这方面能够与以上所述以及在图4所示的方面相组合，以便调节安排的测量的计时或执行已安排的测量的方式，或者这方面能够与上述方面独立地实施。尤其地，在特定实施例中，这方面能够使用图3所示的NIBP监测器来实施。
已经认识到，在基于充气的BP测量期间发生的心律不齐将影响BP测量的准确性(或不可能获得合理的BP测量)。因此，本发明的这方面提供了(如图5所示的)估计在针对特定时间安排的BP测量期间在对象中发生的心律不齐的风险(步骤111)以及根据所估计的风险调整已安排的BP测量(步骤113)。
在一些实施例中，步骤113包括：当在BP测量期间发生心律不齐的风险太高时(例如，当风险高于阈值时)，将已安排的BP测量安排到不同时间(这包括延迟或推后已安排的BP测量)。在其它实施例中，步骤113包括：当风险太高时，在已安排的时间执行基于放气的BP测量而不是基于充气的测量(这是因为基于放气的测量较少受到心律不齐影响)；以及类似地，当风险足够低(即，低于阈值)时，在已安排的时间执行基于充气的测量而不是基于放气的测量。
在一些实施例中，将意识到，能够在紧接着安排的BP测量发生之前执行步骤111。
进行BP测量的频率针对每个对象而言能够是不同的(例如，一小时一次、每天一次等)，并且NIBP监测器能够被编程有针对对象的适当测量安排。
在一些实施例中，步骤111使用统计学习流程，该流程在较长的监测间隔上推断对象的状态以估计在已安排的BP测量期间发生的心律不齐的风险。例如，统计学习流程能够使用样式识别技术，该技术分析在对象中先前发生心律不齐以估计将来何时可能发生心律不齐。能够通过分析从生理参数传感器(例如，心率传感器)的测量结果来检测对象中的心律不齐，所述传感器例如是图3中所示的监测器50中的传感器64或者除了NIBP监测器外的设备中的传感器。
在一些情况下，心律不齐的风险可能联系到对象的情形(例如，最近的活动、姿势等)，在该情况下，步骤111能够利用对象的最近活动和/或姿势的信息。该信息能够使用监测器50中的传感器64(尤其地，在传感器64是加速度计的情况下)或从被附接到对象身体的另一传感器(例如，加速度计)获得。
图6图示了本发明的检测心率不齐的样式并相应地安排BP测量的的实施例。因此，能够看出，在该情况下，心率不齐一般周期性地发生，这能够通过样式识别算法识别出，并且在样式识别算法估计发生心律不齐的风险足够低时安排BP测量。备选地，如上所述，当已安排的BP测量落入心律不齐的风险较高的时间段内时，能够调整已安排的BP测量，使得已安排的BP测量被执行为基于放气的BP测量而不是基于充气的测量。
在一些情况下，心律不齐的风险联系到对象的当前姿势。在该情况下，步骤111能够包括确定对象的当前姿势(例如，根据加速度计信号)，并且当对象处于针对BP测量不适当的姿势或非优选姿势时，步骤113能够包括例如延迟或推后BP测量，直到对象处于针对BP测量适当的姿势(或处于不携带这种心律不齐的高风险的姿势)。在一些实施例中，可以将对对象的姿势的反馈提供给对象，以鼓励对象采用更加适当的姿势或正确的姿势。备选地，步骤113能够包括将BP测量执行为基于放气的测量而不是基于充气的测量。本领域技术人员将意识到能够确定对象姿势的各种方式。例如，在一种实施方式中，能够将加速度计附接到对象，并且能够将由加速度计测量出的重力的方向用作对姿势的简单估计结果(例如，直立、趴着、躺着、左侧躺下或右侧躺下)。
图7图示了本发明的心律不齐的风险联系到对象的姿势的实施例。这里，测量对象的姿势，并且在检测到针对BP测量“不正确”的姿势或非优选姿势时，当对象处于所述姿势时发生的任何已安排的BP测量(由图7中的虚线框指示)能够被重新安排到当对象处于适当姿势时的稍后时间内。将意识到，在该实施例中，能够使用样式识别算法来识别导致对象中心律不齐的更高风险的姿势，以及识别对象整天的姿势的样式，并因此相应地安排BP测量。备选地，如上所述，当已安排的BP测量落入对象处于针对BP测量的不正确或不适当的姿势的时间段中(即，心律不齐的风险较高)时，能够调整已安排的BP测量，使得已安排的BP测量被执行为基于放气的BP测量而不是基于充气的测量。在一些实施例中，如上所述，在重新安排BP测量或响应于检测到不正确姿势而改变要被执行的BP测量的类型之前，NIBP监测器能够通知对象他们处于不正确的姿势，或请求对象改变到正确的姿势。在该情况下，当对象改变到正确姿势时，能够根据安排执行BP测量。
在一些情况下，心律不齐的风险联系到对象最近或当前的身体活动水平。在该情况下，步骤111能够包括确定对象最近或当前的活动水平(例如，使用加速度计)，并且当对象最近参加了活动或当前正在参加活动时，步骤113能够例如包括延迟或推后BP测量，直到从对象处于可接受的低风险的心律不齐的活动起经过了足够的时间。备选地，步骤113能够包括将已安排的BP测量执行为基于放气的测量而不是基于充气的测量。本领域的技术人员将意识到能够确定对象的活动水平的各种方式。将意识到，在该实施例中，能够使用样式识别算法来识别导致对象中心律不齐的较高风险的一个或多个活动水平，以及识别对象整天活动的样式，并因此相应地安排BP测量。
用于在袖套的充气期间测量BP的示例性技术
下文将参考图8和图9来描述用于在袖套58的充气期间测量BP的两种示例性技术。这些技术中的任一种或者本领域技术人员已知的其它技术能够用于上述任一方面或两个方面。
图8图示了用于在袖套58的充气期间测量BP的示例性方法。简要地，在该方法中，关于对象的心率的信息是从压力信号获得的，并被用于调整被应用于压力信号的滤波器以便获得BP测量。该方法能够使用图3所示的监测器50来实施。
在步骤121中，开始对袖套58充气，并且缓冲表示系统中的压力的压力信号(步骤123)。为了获得可靠的BP测量，需要在特定次数的心博周期(心跳)上对对象的血压范围(舒张到收缩)进行采样。该特定次数的心博周期对袖套能够从舒张压到收缩压进行充气的速率设置上限(这是因为如果袖套被充气太快，则在表示舒张压与收缩压之间的压力的信号中将没有足够的心博周期来获得可靠的BP测量)。因此，在步骤121中，袖套28以将允许测量到在舒张到收缩范围内足够数量的心博周期的速率进行充气(通常，基于假设最低可能的心率来设置该速率，以便确保捕捉到足够次数的心博周期)。
在步骤125中，处理经缓冲的压力信号来确定对象的心率。该步骤通常要求压力信号的大量长度或持续时间(例如，覆盖几次心跳)，以便能够提取心率信息。如果袖套中的压力尚不足以确定心率(如在步骤127中确定的)，则在步骤125中将确定不出心率，并且该方法转到步骤129，其中，袖套58继续充气并且继续缓冲压力信号(步骤123)。将意识到，在步骤101中测得的生理参数是心率，将在基于充气的BP测量算法期间(即，在步骤125中)执行步骤101，因此可以不要求单独的步骤101以便实施本发明的这方面。在一些实施例中，步骤125能够包括估计经缓冲的压力信号的自相关函数，并且然后在所述函数中发现最可能对应于对象的心率的峰值。在一些情况下，能够将峰值的幅度与阈值进行比较来确定峰值是否具有表示心率的足够幅值。当峰值的幅度超过阈值时，峰值能够被用作心率的估计结果。
如果能够在步骤125中从压力信号提取心率，则该方法转到步骤131，其中，心率用于调整被应用于压力信号的滤波器。一旦滤波器已经针对对象的心率被调整，则能够过滤经缓冲的压力信号(步骤133)，并且执行对经过滤的压力信号的分析以确定BP(步骤135)。滤波器是高通滤波器，类似于在传统的示波方法中使用的高通滤波器。心率(HR)被用于调整滤波器的频率特性，例如，截止频率。在一些实施例中，能够将截止频率设置为心率(例如，每分钟60次心跳，bpm＝1Hz)，但是在其它实施例中，截止频率可能被设置为(稍微)高于或低于心率(取决于滤波器设计的细节和其它处理步骤)。一般而言，心率越高，滤波器的截止频率就越高(反之亦然)。在一个范例中，使用基本移动平均滤波器，藉此将平均窗口的宽度设置为对应于心博周期(＝1/HR)。在压力信号上运行该滤波器返回低通滤波的压力信号，然后从原始压力信号中减去该低通滤波的压力信号以获得高通滤波的压力信号。
如果在袖套58中的压力尚不足以确定BP(例如，如果袖套压力尚未达到收缩压)，则袖套继续充气(步骤129)。在该阶段处，由于已经确定出心率，因此可能不必继续处理压力信号来提取当前心率(步骤125)并调整滤波器(步骤131)，因此该方法能够在步骤129之后返回到步骤133，并且能够将滤波器应用于新缓冲的压力信号数据。在其它实施方式中，提取心率和调整滤波器是持续的流程，在该情况下，该方法能够返回到步骤123。如果在步骤135处从压力信号确定出BP测量，则该方法转到步骤139，其中，停止由泵52对袖套58的充气，袖套58被放气，并且能够将BP测量报告给对象、监测器50或远程计算机或为对象比较和存储BP测量信息的基单元的其他操作者。
图9示出了用于在袖套的充气期间测量BP的备选技术。该方法能够由如图3所示的NIBP监测器50来实施。
在第一步骤(步骤151)中，脉搏率传感器64被用于获得对象的脉搏率的测量结果。在BP测量过程的开始时首先执行该步骤，优选地在开始由泵52对袖套58充气之前执行该步骤，尽管在一些实施例中，该步骤能够在开始对袖套58充气时或之后执行。在任何情况下，在该过程中比在必须从压力信号导出脉搏率信息的先前示例性方法中更容易进行测量脉搏率。
一旦已经获得了脉搏率的测量结果，就根据脉搏率测量结果调整滤波器(步骤153)，所述滤波器被应用于压力信号，作为用于确定BP测量的过程的部分。如在图8的方法中，在步骤153中，滤波器能够是高通滤波器，类似于在传统的示波方法中所使用的高通滤波器。脉搏率(PR)被用于调整滤波器的频率特性，例如，截止频率。在一些实施例中，能够将截止频率设置为心率(例如，每分钟60次心跳，bpm＝1Hz)，但是在其它实施例中，截止频率可以被设置为(稍微)高于或低于心率(取决于滤波器设计的细节和其它处理步骤)。一般而言，心率越高，滤波器的截止频率就越高(反之亦然)。在一个范例中，使用基本移动平均滤波器，藉此将平均窗口的宽度设置为对应于心博周期(＝1/HR)。在压力信号上运行该滤波器返回低通滤波的压力信号，然后从原始压力信号中减去该低通滤波的压力信号以获得高通滤波的压力信号。
开始对袖套58充气(步骤155)，并且获得表示袖套58中的压力的压力信号(步骤157)。
接下来，使用经调整的滤波器过滤该压力信号(步骤159)。该过滤在袖套58的充气期间执行，优选地在获得压力信号时实时地(或者尽可能接近实时地)执行。然后分析经过滤的压力信号以确定BP测量(步骤161)。本领域技术人员将意识到用于执行该分析的各种技术，因此不在本文中提供进一步的细节。再次，该步骤在袖套58的充气期间执行，优选地实时地(或尽可能实时地)执行。
如果不能从压力信号获得BP测量(例如，如果袖套58中的压力尚未达到对象中的收缩压)，则在后续步骤143中袖套58继续充气，并且方法返回到其中继续获得、过滤和分析压力信号的步骤137。如果在步骤161中获得BP测量，则该方法转到步骤165，其中，停止对袖套58充气并且开始对袖套58放气(例如，通过打开阀门56)。由于已经获得了BP测量，因此优选地尽可能块地执行放气。优选地，只要已经获得了BP测量或在获得了BP测量后立即启动放气。能够将BP测量报告给对象、监测器50或远程计算机或为对象比较和存储BP测量信息的基单元的其他操作者。
因此，提供了一种NIBP监测器和操作该监测器的方法，其能够在袖套的充气期间测量血压，并与传统的监测器相比提供血压测量的改善的准确性。
尽管已经在附图和前面的描述中详细图示和描述了本发明，但是这样的图示和描述应当被认为是图示性或示范性的，而非限制性的；本发明不限于所公开的实施例。
本领域技术人员通过研究附图、公开内容以及权利要求，在实践请求保护的发明时能够理解并实现对所公开的实施例的变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，并且词语“一”或“一个”不排除多个。单个处理器或其他单元可以实现在权利要求中记载的若干项的功能。尽管某些措施被记载在互不相同的从属权利要求中，但是这并不指示不能有利地使用这些措施的组合。计算机程序可以被存储/分布在合适的介质上，例如与其他硬件一起或作为其他硬件的部分供应的光学存储介质或固态介质，但是也可以被以其他形式分布，例如经由互联网或其他有线或无线的电信系统。权利要求中的任何附图标记都不应被解释为对范围的限制。

Claims (15)

1.一种操作无创血压NIBP监测器来测量对象的血压的方法，包括：使用被围绕所述对象的肢体放置的袖套、用于测量所述袖套中的压力并用于输出表示所述袖套中的所述压力的压力信号的压力传感器，以及用于测量脉搏率或心率的生理参数传感器，所述方法包括：
在所述袖套的充气期间获得针对所述对象的脉搏率或心率的第一测量结果，所述第一测量结果是从所述压力信号获得的；
在所述袖套的充气期间获得所述对象的所述脉搏率或心率的第二测量结果，所述第二测量结果是从所述生理参数传感器获得的；
比较所述第一测量结果与所述第二测量结果；并且
基于比较的步骤的结果来估计在所述袖套的充气期间由所述NIBP监测器获得的血压测量的可靠性。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，获得所述脉搏率或心率的第二测量结果的步骤是在获得所述第一测量结果的步骤的同时或在获得所述第一测量结果的步骤的特定时间窗口内执行的。
3.根据权利要求1或2所述的方法，所述方法还包括以下步骤：校正所述第一测量结果与所述第二测量结果中的一个的计时来考虑在获得所述测量结果中的时间延迟。
4.根据权利要求1-3中的任一项所述的方法，所述方法还包括以下步骤：基于所估计的可靠性来确定是要在所述袖套的充气期间还是要在所述袖套的放气期间获得血压测量。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中，将要在所述袖套的充气期间由所述NIBP监测器获得的血压测量安排到特定时间，并且所述方法还包括以下步骤：
估计在已安排的血压测量期间在所述对象中发生心律不齐的风险；并且
根据所估计的风险调整已安排的血压测量。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，调整的步骤包括：基于所估计的风险来确定是否要将已安排的血压测量重新安排到不同的时间。
7.根据权利要求5所述的方法，其中，调整的步骤包括：基于所估计的风险来确定是否要在所述袖套的放气期间而不是在所述袖套的充气期间执行所述血压测量。
8.一种包括计算机可读介质的计算机程序产品，所述计算机可读介质具有被实施在其中的计算机可读代码，所述计算机可读代码被配置为：当由合适的计算机、处理器或控制单元运行时令所述计算机、处理器或控制单元执行根据权利要求1-7中的任一项所述的方法。
9.一种用于测量对象的血压的无创血压NIBP监测器，所述NIBP监测器包括：
控制单元，其被配置为：
在被围绕在所述对象的肢体放置的袖套的充气期间获得针对所述对象的脉搏率或心率的第一测量结果，所述第一测量结果是从压力信号获得的，所述压力信号表示由用于测量所述袖套中的压力的压力传感器输出的所述袖套中的所述压力；
在所述袖套的充气期间获得针对所述对象的所述脉搏率或心率的第二测量结果，所述第二测量结果从用于测量脉搏率或心率的生理参数传感器获得的；
比较所述第一测量结果与所述第二测量结果；并且
基于所述比较的结果来估计在所述袖套的充气期间由所述NIBP监测器获得的血压测量的质量。
10.根据权利要求9所述的NIBP监测器，其中，所述控制单元被配置为：在所述第一测量结果的同时或在所述第一测量结果的特定时间窗口内获得所述脉搏率或心率的所述第二测量结果。
11.根据权利要求9或10所述的NIBP监测器，其中，所述控制单元还被配置为：校正所述第一测量结果和所述第二测量结果中的一个的计时来考虑在获得所述测量结果中的时间延迟。
12.根据权利要求9-11中的任一项所述的NIBP监测器，其中，所述控制单元还被配置为：基于所估计的可靠性来确定是要在所述袖套的充气期间还是要在所述袖套的放气期间获得血压测量。
13.根据权利要求9-12中的任一项所述的NIBP监测器，其中，将要在所述袖套的充气期间由所述NIBP监测器获得的血压测量安排到特定时间，并且所述控制单元被配置为：估计在已安排的血压测量期间在所述对象中发生心律不齐的风险；并且根据所估计的风险来调整已安排的血压测量。
14.根据权利要求13所述的NIBP监测器，其中，所述控制单元被配置为：通过基于所估计的风险确定是否要将已安排的血压测量重新安排到不同的时间来调整已安排的血压测量。
15.根据权利要求13所述的NIBP监测器，其中，所述控制单元被配置为：通过基于所估计的风险确定是否要在所述袖套的放气期间而不是在所述袖套的充气期间执行所述血压测量来调整已安排的血压测量。
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