CN112870543B - 药物释放控制装置及其控制方法和计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种药物释放控制装置及其控制方法和计算机可读存储介质。所述药物释放控制装置包括血压监测装置和药物递送装置；血压监测装置包括：生理信号监测模块，用于监测生理电信号；信号处理器与所述生理信号监测模块相连，用于对所述生理电信号进行处理得到血压值，并确定血压值所属的血压范围，并根据血压范围获取对应的药物释放速率和释放时间，生成包含药物释放速率和释放时间的控制指令，将该控制指令发送给所述药物递送装置；药物递送装置用于根据该控制指令中的药物释放速率控制药物释放。该药物释放控制装置能够实时监测血压值并进行自动给药。

Description

药物释放控制装置及其控制方法和计算机可读存储介质

技术领域

本申请涉及医疗器械领域，特别是涉及一种药物释放控制装置及其控制方法和计算机可读存储介质。

背景技术

随着现代生活节奏的逐渐加快，心血管疾病是人类疾病最普遍的疾病之一，高血压是心血管疾病中最危险的因素。近年来，高血压急症病患人群数量呈现明显的上升趋势，已然成为全球范围内的重大公共卫生问题。高血压急症，也称血压升高，是一种严重疾患，以动脉压升高为特征，可提升罹患心脏、大脑、肾脏疾病以及其他疾病的机率，严重时甚至会导致中风、心肌梗塞、心脏衰竭、血管瘤、肾功能衰竭、死亡。

高血压急症的诊疗涉及长期的血压监测和药物治疗，目前临床上常见的高血压急症治疗方式是使用降压药物将血压长期控制在正常范围内，由此有效预防高血压急症并发症。

大多数高血压急症患者因可能并无警示信号或症状而意识不到自己患有高血压急症，且由于高血压急症发作的突发性，使得临床上的干预与控制更为复杂和艰难。目前有创血压测量和无创血压测量是主要的两类血压测量方法。其中，有创血压测量方法被认为是最准确的血压测量方法，但其试用范围小一般只用于危重病人上，且患者痛苦较大；无创血压测量更为常见，在临床上常规诊室血压和动态血压的测量通过袖带加压实现，虽存在一定的携带性，但体积较大，且患者舒适度低，故无法对血压长期频繁监测，难以应对高血压急症的诊断和预警需求。传统的血压检测设备和药物调控设备准确性低。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实时且准确的控制药物释放的药物释放控制装置及其控制方法和计算机可读存储介质。

一种药物释放控制装置，包括血压监测装置和药物递送装置；

所述血压监测装置包括：

生理信号监测模块，用于监测生理电信号；

信号处理器与所述生理信号监测模块相连，用于对所述生理电信号进行处理得到血压值，并确定所述血压值所属的血压范围，并根据所述血压范围获取对应的药物释放速率和释放时间，生成包含所述药物释放速率和释放时间的控制指令，将所述控制指令发送给所述药物递送装置；

所述药物递送装置用于根据所述控制指令中的药物释放速率控制药物释放。

在其中一个实施例中，所述血压范围包括第一范围、第二范围和第三范围，所述控制指令包括第一指令、第二指令和第三指令：

所述信号处理器还用于将所述生理电信号进行信号调制及数模转换，获取所述生理电信号对应的血压值，若所述血压值高于第一阈值，则确定所述血压值处于第一范围，若所述血压值大于第二阈值且不大于第一阈值，则确定所述血压值处于第二范围，若所述血压值不大于第二阈值，则确定所述血压值处于第三范围；

若所述血压值处于第一范围，所述信号处理器生成第一指令；

若所述血压值处于第二范围，所述信号处理器生成第二指令；

若所述血压值处于第三范围，所述信号处理器生成第三指令。

在其中一个实施例中，所述生理信号监测模块包括：

第一监测单元，用于监测并获取脉搏电信号；

第二监测单元，用于监测并获取心电信号；

所述生理电信号包括脉搏电信号和心电信号。

在其中一个实施例中，所述信号处理器还用于根据所述脉搏电信号的脉搏波特征峰和所述心电信号的心电R波之间的时间差获取脉搏波传导时间，根据所述脉搏波传导时间获取脉搏波传导速度，设定血压校准值，根据所述脉搏波传导速度和血压校准值获取血压值。

在其中一个实施例中，所述第一监测单元为设有夹层结构的柔性压阻式力学传感器；所述夹层结构的柔性压阻式力学传感器包括至少两层聚二甲基硅氧烷微针模型结构，并在所述至少两层聚二甲基硅氧烷微针模型上制备氧化锌/金纳米线微纳结构，封装于手环的腕带部分；所述第一监测单元还用于监测到所述氧化锌/金纳米线微纳结构发生接触形变所产生的压力信号，将所述压力信号转换为脉搏电信号。

在其中一个实施例中，所述第二监测单元为微针式柔性心电监测电极，所述微针式柔性心电监测电极包括三个电极。

在其中一个实施例中，所述药物递送装置包括：能够佩戴于手臂部位的臂带，设置于臂带上的药物微针、指令接收模块和可控释放模块；所述可控释放模块与所指令接收模块和药物微针分别连接，所述指令接收模块与所述信号处理器连接；

所述药物微针包括微针基底和微针头，所述微针头安装在所述微针基底上，所述微针头内能够容纳药物；

所述指令接收模块用于接收所述血压监控装置中所述信号处理器发出的控制指令，并将所述控制指令传输给所述可控释放模块；

所述可控释放模块用于根据所述控制指令控制所述药物微针释放药物的释放速率和释放时间。

在其中一个实施例中，所述血压监测装置还包括与所述信号处理器连接的数据存储模块和数据传输模块：

所述数据存储模块，用于存储所述生理电信号和血压值；

所述数据传输模块，用于将监测的生理电信号和得到的血压值传输给移动设备，并接收移动设备根据所述生理电信号和所述血压值生成的控制指令，并将所述控制指令发送给所述药物递送装置。

一种药物释放控制方法，所述方法包括：

获取监测的生理电信号，对所述生理电信号进行处理得到血压值；

确定所述血压值所属的血压范围，并根据所述血压范围获取对应的药物释放速率和释放时间；

生成包含所述药物释放速率和释放时间的控制指令；

根据所述控制指令中的药物释放速率控制药物释放。

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

获取监测的生理电信号，对所述生理电信号进行处理得到血压值；

确定所述血压值所属的血压范围，并根据所述血压范围获取对应的药物释放速率和释放时间；

生成包含所述药物释放速率和释放时间的控制指令；

根据所述控制指令中的药物释放速率控制药物释放。

上述药物释放控制装置及其控制方法和计算机可读存储介质，通过生理信号监测模块检测生理电信号，并由信号处理器对生理电信号进行处理得到血压值，确定血压值所属的血压范围，根据血压范围获取对应的药物释放速度和释放时间，并生成控制指令，将控制指令发送给药物递送装置，让药物递送装置根据控制指令中的药物释放速度和释放时间控制药物进行释放，提高了药物控制的准确性，且将血压检测功能和药物调控功能集成在一起，扩展了设备的功能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一个实施例中药物释放控制装置的结构示意图；

图2为一个实施例中血压监测装置的结构示意图；

图3为一个实施例中穿戴式脉搏监测单元的结构示意图；

图4为一个实施例中穿戴式心电监测电极单元的结构示意图；

图5为一个实施例中药物递送装置的结构示意图；

图6为一个实施例中药物微针的结构示意图；

图7为一个实施例中药物释放控制方法的流程图。

附图标记说明：

100-血压监测装置，110-穿戴式脉搏监测单元，111-穿戴式脉搏监测单元柔性腕带，112-夹层微针结构的柔性压阻式力学传感器衬底，113-夹层微针结构的柔性压阻式力学传感器针尖，114-夹层微针结构的柔性压阻式力学传感器针尖纳米线微纳结构，120-穿戴式心电监测电极单元，121-微针式柔性心电监测电极模具，122-电极导电层，123-电极绝缘层，124-穿戴式心电监测电极单元柔性贴片，130-信号处理器，140-数据存储模块，150-数据传输模块，160-电源模块，200-药物递送装置，210-药物微针，211-微针封装层，212-微针电极，213-硝普钠降压药物，214-微针储药池，215-介孔微针，216-人体表皮皮肤，220-指令接收模块，230-可控释放模块。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。

空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等，在这里可以用于描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白，除了图中所示的取向以外，空间关系术语还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如，如果附图中的器件翻转，描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此，示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。此外，器件也可以包括另外地取向(譬如，旋转90度或其它取向)，并且在此使用的空间描述语相应地被解释。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件时，它可以是直接连接到另一个元件，或者通过居中元件连接另一个元件。此外，以下实施例中的“连接”，如果被连接的对象之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。

在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

在一个实施例中，如图1所示，提供了一种药物释放控制装置，包括血压监测装置100和药物递送装置200；

血压监测装置100包括生理信号监测模块、信号处理器130。

生理信号监测模块用于监测生理电信号。生理电信号是与人体生理参数相关的电信号，例如生理电信号可包括脉搏电信号和心电信号等。

信号处理器130与生理信号监测模块相连，用于对生理电信号进行处理得到血压值，并确定该血压值所属的血压范围，并根据该血压范围获取对应的药物释放速率和释放时间，生成包含药物释放速率和释放时间的控制指令，将该控制指令发送给药物递送装置200。

预先设置有多个血压范围。信号处理器130对生理电信号进行处理得到血压值，并将血压值与各个预设的血压范围进行比较，从而确定该血压值所属的血压范围。药物释放速率是药物递送装置200释放药物时保持的速率，释放速率单位可以是μg/min(微克/分钟)。药物释放时间是药物递送装置200保持释放药物的时间，施放时间单位可以是min(分钟)。

药物递送装置200用于根据控制指令中的药物释放速率和释放时间控制药物释放。

本实施例中，通过生理信号监测模块检测生理电信号，并由信号处理器对生理电信号进行处理得到血压值，确定血压值所属的血压范围，根据血压范围获取对应的药物释放速度和释放时间，并生成控制指令，将控制指令发送给药物递送装置，让药物递送装置根据控制指令中的药物释放速度和释放时间控制药物进行释放，提高了药物控制的准确性，且将血压检测功能和药物调控功能集成在一起，扩展了装置的功能。

在一个实施例中，生理信号监测模块包括第一监测单元和第二监测单元。

第一监测单元，用于监测并获取脉搏电信号。在一个实施例中，第一监测单元可为穿戴式脉搏监测单元110。

第二监测单元，用于监测并获取心电信号。在一个实施例中，第二监测单元可为穿戴式心电监测电极单元120。

在一个实施例中，如图2所示，信号处理器130与穿戴式脉搏监测单元110和穿戴式心电监测电极单元120相连，还与药物递送装置200相连。

血压监测装置100还包括与信号处理器130连接的数据存储模块140、数据传输模块150和电源模块160。

数据存储模块140，用于存储生理电信号和血压值。

数据传输模块150，用于将监测的生理电信号和得到的血压值传输给移动设备，并接收移动设备根据该生理电信号和血压值生成的控制指令，并将该控制指令发送给药物递送装置200。

电源模块160，用于给穿戴式脉搏监测单元110、穿戴式心电监测电极单元120、信号处理器130、数据存储模块140、数据传输模块150和药物递送装置200供电。

在一个实施例中，该血压范围包括第一范围、第二范围和第三范围，该控制指令包括第一指令、第二指令和第三指令。

信号处理器130还用于将该生理电信号进行信号调制及数模转换，获取该生理电信号对应的血压值，若该血压值高于第一阈值，则确定该血压值处于第一范围，若该血压值大于第二阈值且不大于第一阈值，则确定该血压值处于第二范围，若该血压值不大于第二阈值，则确定该血压值处于第三范围，例如设定第一阈值为170/110mmHg，第二阈值为160/100mmHg，则第一范围就是血压值大于170/110mmHg的范围，第二范围就是在170/110mmHg和160/100mmHg(包括170/110mmHg)之间的范围，第三范围是小于或等于160/100mmHg的范围。

该血压值、该第一阈值和第二阈值均包括收缩压和舒张压，该第一阈值的收缩压和舒张压分别大于第二阈值的收缩压和舒张压；该血压值中的收缩压和舒张压有任意一项超过第一阈值或第二阈值中的对应项，则表示该血压值高于该第一阈值或第二阈值；若该血压值处于第一范围，信号处理器130生成第一指令；若该血压值处于第二范围，信号处理器130生成第二指令；若该血压值处于第三范围，信号处理器130生成第三指令。

在一个实施例中，该信号处理器130还用于根据脉搏电信号的脉搏波特征峰和心电信号的心电R波之间的时间差获取脉搏波传导时间(PTT)，根据该脉搏波传导时间获取脉搏波传导速度(PWV)，设定血压校准值，根据该脉搏波传导速度和血压校准值获取血压值。具体是：由心电R波和脉搏波特征峰之间的时间差求出采集脉搏波传导时间(PTT)，借助血管血液动力学Moens-Korteweg模型和Hughes方程，血管中的脉搏波传导速度(PWV)可利用Moens-Korteweg模型求：

其中，E是血管壁的杨氏弹性模量，h是血管壁的厚度，ρ是流体密度，d是血管壁的内径。

Hughes方程则描述了弹性模量E与血管跨壁压P的关系，即E＝E₀e^αP，其中，E0是压力为零时的血管弹性模量，α是表征血管特征的一个量，可估计为0.017mmHg-1。

结合Moens-Korteweg模型和Hughes方程，就可由PTT计算得到P，计算式为：

P＝k ln P TT+b

综合P＝k ln P TT+b和

k和b是一组线性关系系数，根据实际情况进行设定，加上一组由袖带式血压计(水银血压计或电子血压计)测得的标准血压值作为校准值，从而计算收缩压(SBP)和舒张压(DBP)，具体计算式如下：

其中，下标为0的量为校准值，A为α的倒数。

在之后的使用中，可以每1个月进行一次24小时的修正，进行模型校准或替换为更优的算法模型。

本实施例中，通过算法模型精确得到血压值，保证了对血压值的精确检测，之后根据血压值判断所属的血压范围，然后根据血压范围分阶段给药。提高了血压检测的准确性，进而提高了药物释放的准确性。

在一个实施例中，如图3所示，穿戴式脉搏监测单元110包括穿戴式脉搏监测单元柔性腕带111和夹层微针结构的柔性压阻式力学传感器衬底112，其中，夹层微针结构的柔性压阻式力学传感器衬底112上的针尖113为上下层聚二甲基硅氧烷(PDMS)微针模型结构，并在微针针尖113模型上生在氧化锌/金(ZnO/Au)纳米线微纳结构114，封装于手环的腕带部分。利用桡动脉搏动产生的压力改变氧化锌/金(ZnO/Au)纳米线微纳结构114的接触形变，将压力转换为电信号。氧化锌/金(ZnO/Au)纳米线微纳结构114接触产生了增益变化，从而在传感器产生高灵敏的电阻变化信号，实现对微小压力信号的精确探测。

在一个实施例中，如图4所示，穿戴式心电监测电极单元120包括微针式柔性心电监测电极121，微针式柔性心电监测电极121为以光刻法所制备的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微针模具作为基础模具，在微针表面磁控溅射金(Au)电极导电层122，并进一步用掩膜版磁控溅射氧化硅(SiO2)电极绝缘层123微针针尖以外的区域，穿戴式心电监测电极单元柔性贴片124位于微针式柔性心电监测电极121下方。穿戴式心电监测电极单元120安置采用三导联双极检测的方式，三个电极装置分别贴附于左臂(LA)，右臂(RA)和左腿(LL)位置，监测人体心电信号。

在一个实施例中，如图5所示，药物递送装置200包括能够佩戴于手臂部位的臂带，设置于臂带上的药物微针210、指令接收模块220和可控释放模块230；该可控释放模块230与所指令接收模块220和药物微针210分别连接，该指令接收模块220与该信号处理器130连接；指令接收模块220用于接收血压监控装置100中信号处理器130发出的控制指令，并将控制指令传输给可控释放模块230；可控释放模块230用于根据控制指令控制药物微针210释放药物的释放速率和释放时间。

在一个实施例中，如图6所示，药物微针210包括微针封装层211、微针电极212、硝普钠降压药物213、微针储药池214、介孔微针215及人体表皮皮肤216。该微针封装层211由具备生物相容性但不溶于水的聚二甲基硅氧烷(PDMS)构成；该微针电极212为钛/金(Ti/Au)电极；该微针21中包含微针储药池214，其由海藻酸钠水凝胶材料制成，里面包含20％比重的硝普钠降压药物213。在微针衬底制备过程中，将硝普钠降压药物213装载于水凝胶衬底中制为微针储药池214，同时集成平面电极212也封装于水凝胶衬底中。通过微纳光刻技术制备微针模具，并使用多步离心法结合微针模具，利用聚乙二醇二丙烯酸酯光交联分别制备微针介孔针尖与低交联度水凝胶衬底。在微针针尖制备过程掺进ZnO纳米线并在后续步骤用酸溶解，制备介孔微针215，该介孔微针215聚乙二醇二丙烯酸酯材料制成，其长度一般不超过800μm(微米)，该长度的微针头215可插破人体表层皮肤216，但不足以刺激皮下神经，故而不会导致疼痛。微针无痛式透皮并贴附于表皮，电极间产生电泳作用力，驱动降血压药物沿着介孔微针的针径输送进皮下，进而扩散进血管调控血压。

在一个实施例中，如图7所示，提供了一种药物释放控制方法，该方法包括：

获取监测的生理电信号，对该生理电信号进行处理得到血压值；

确定该血压值所属的血压范围，并根据该血压范围获取对应的药物释放速率和释放时间；

生成包含该药物释放速率和释放时间的控制指令；

根据该控制指令中的药物释放速率控制药物释放。

本实施例中，通过检测生理电信号，对生理电信号进行处理得到血压值，确定血压值所属的血压范围，根据血压范围获取对应的药物释放速度和释放时间，并生成控制指令，根据控制指令中的药物释放速度和释放时间控制药物进行释放，提高了药物控制的准确性。

应该理解的是，虽然图7的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图7中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：获取监测的生理电信号，对该生理电信号进行处理得到血压值；确定所述血压值所属的血压范围，并根据该血压范围获取对应的药物释放速率和释放时间；生成包含药物释放速率和释放时间的控制指令；根据该控制指令中的药物释放速率控制药物释放。

在一个实施例中，计算机程序被处理器执行时还实现以下步骤：

根据生理电信号中的脉搏电信号的脉搏波特征峰和心电信号的心电R波之间的时间差获取脉搏波传导时间(PTT)，根据脉搏波传导时间获取脉搏波传导速度(PWV)，设定血压校准值，根据脉搏波传导速度和血压校准值获取血压值。具体是：由心电R波和脉搏波特征峰之间的时间差求出采集脉搏波传导时间(PTT)，借助血管血液动力学Moens-Korteweg模型和Hughes方程，血管中的脉搏波传导速度(PWV)可利用Moens-Korteweg模型求：

其中，E是血管壁的杨氏弹性模量，h是血管壁的厚度，ρ是流体密度，d是血管壁的内径。

Hughes方程则描述了弹性模量E与血管跨壁压P的关系，即E＝E₀e^αP，其中，E0是压力为零时的血管弹性模量，α是表征血管特征的一个量，可大约估计为0.017mmHg-1。

结合Moens-Korteweg模型和Hughes方程，就可由PTT计算得到P，计算式为：

P＝k ln P TT+b

综合P＝k ln P TT+b和

k和b是一组线性关系系数，根据实际情况进行设定，加上一组由袖带式血压计(水银血压计或电子血压计)测得的标准血压值作为校准值，从而计算收缩压(SBP)和舒张压(DBP)，具体计算式如下：

其中，下标为0的量为校准值，A为α的倒数。

在一个实施例中，高血压急症患者A，女，55岁，体重50公斤。中度(2级)高血压患者，日常服用代文缬沙坦胶囊控制血压。服药前诊室血压测量为收缩压160mmHg，舒张压105mmHg。服药后血压水平控制在收缩压＜140mmHg，舒张压＜95mmHg。近期出现血压不稳定，血压晨峰过高等症状，存在出现高血压急症的隐患。佩戴所述药物释放控制装置，药物微针210装载满足48小时剂量需求的储药凝胶：硝普钠300mg，佐以硫代硫酸钠900mg用以控制硝普钠的副作用，并每48小时更换一次。血压监测装置100每30s采集一次血压值，设置第一阈值为收缩压170mmHg、舒张压110mmHg，设置第二阈值为收缩压160mmHg、舒张压100mmHg，当血压值中的收缩压或舒张压任一项超过对应的阈值时，信号处理器130开启药物递送装置200。第一阶段：血压监测装置100检测到当前病人的血压值为175/115mmHg，信号处理器130发出第一指令(第一指令中的药物释放速率是200μg/min，药物释放时间是30min)，药物递送装置200控制药物微针210以200μg/min的速度持续释放硝普钠(硫代硫酸钠以约3倍速率同时释放)，同时持续检测血压。30分钟内，血压值不再继续升高判定为血压调控有效，并保持给药速率直至血压出现下降；30分钟内，血压仍明显升高，则增加一倍给药速率直至血压出现下降。第二阶段：血压监测装置100检测到当前病人的血压值为160/105mmHg，信号处理器130发出第二指令(第二指令中的药物释放速率是200μg/min，药物释放时间是120min)，药物递送装置200控制药物微针210在2小时内保持微针释药速率，以间歇性开启的方式控制降压速度，配合血压监测，在2小时后将血压控制到收缩压160mmHg，舒张压100mmHg。第三阶段：血压监测装置100检测到当前病人的血压值为160/100mmHg，信号处理器130发出第三指令(第三指令中的药物释放速率是100μg/min，药物释放时间是720min)，药物递送装置200控制药物微针210将硝普钠释放速率减为100μg/min，以间歇性开启的方式控制降压速度，配合血压监测，在24-48小时内逐步降低血压至正常(130/90mmHg)水平，随后继续配合血压监控过渡至口服降压药物治疗。若在48小时内使用全部剂量仍无法将血压控制到临界高血压水平(约140/90mmHg)，调整治疗方案进行针对性治疗。

在另一个实施例中，高血压急症患者B，男，42岁，体重75公斤。轻度(1级)高血压患者，诊室血压为收缩压155mmHg，舒张压95mmHg，日常服用代文缬沙坦胶囊控制血压在收缩压<140mmHg，舒张压<90mmHg。近期出现血压数小时内快速升高，并伴随恶心、呕吐、头痛、头晕、视物模糊等症状，存在明显的高血压急症隐患。佩戴所述药物释放控制装置，药物微针210装载满足48小时剂量需求的储药凝胶：硝普钠200mg，佐以硫代硫酸钠600mg用以控制硝普钠的副作用，并每48小时更换一次。血压监测装置100每30s采集一次血压值，设置第一阈值为收缩压170mmHg、舒张压110mmHg，设置第二阈值为收缩压160mmHg、舒张压100mmHg，当血压值中的收缩压或舒张压任一项超过对应的阈值时，信号处理器130开启药物递送装置200。第一阶段：血压监测装置100检测到当前病人的血压值为165/105mmHg，信号处理器130发出第二指令(第二指令中的药物释放速率是100μg/min，药物释放时间是30min)，药物递送装置200控制药物微针210以100μg/min的速度持续释放硝普钠(硫代硫酸钠以约3倍速率同时释放)，同时持续检测血压。30分钟内，血压值不再继续升高判定为血压调控有效，并保持给药速率直至血压出现下降；30分钟内，血压仍明显升高，则增加一倍给药速率直至血压出现下降。第二阶段：血压监测装置100检测到当前病人的血压值为160/95mmHg，信号处理器130发出第三指令(第三指令中的药物释放速率是50μg/min，药物释放时间是720min)，药物递送装置200控制药物微针210硝普钠释放速率减为50μg/min，以间歇性开启的方式控制降压速度，配合血压监测，在24-48小时内逐步降低血压至正常(130/90mmHg)水平，随后继续配合血压监控过渡至口服降压药物治疗。若在48小时内使用全部剂量仍无法将血压控制到临界高血压水平(约140/90mmHg)，调整治疗方案进行针对性治疗。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(Static Random Access Memory，SRAM)或动态随机存取存储器(Dynamic Random Access Memory，DRAM)等。

在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。

以上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申请的几种实施方式，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，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种药物释放控制装置，其特征在于，包括血压监测装置和药物递送装置；

所述血压监测装置包括：

生理信号监测模块，用于监测生理电信号，所述生理电信号包括脉搏电信号和心电信号；

所述生理信号监测模块包括：

第一监测单元，用于监测并获取脉搏电信号；

第二监测单元，用于监测并获取心电信号；所述第二监测单元为微针式柔性心电监测电极，微针式柔性心电监测电极为以光刻法所制备的聚二甲基硅氧烷微针模具作为基础模具，在微针表面磁控溅射金电极导电层，并进一步用掩膜版磁控溅射氧化硅电极绝缘层微针针尖以外的区域，穿戴式心电监测电极单元柔性贴片位于微针式柔性心电监测电极下方，穿戴式心电监测电极单元安置采用三导联双极检测的方式，三个电极装置分别贴附于左臂，右臂和左腿位置，监测人体心电信号；

信号处理器与所述生理信号监测模块相连，用于对所述生理电信号进行处理，根据所述脉搏电信号的脉搏波特征峰和所述心电信号的心电R波之间的时间差获取脉搏波传导时间，根据所述脉搏波传导时间获取脉搏波传导速度，获取血管跨壁压，设定血压校准值，根据所述脉搏波传导速度、血管跨壁压和血压校准值获取收缩压和舒张压，将所述收缩压和舒张压作为血压值，结合Moens-Korteweg模型和Hughes方程，由脉搏波传导时间计算得到血管跨壁压，计算式为：

P＝klnPTT+b

综合P＝klnPTT+b和

k和b是一组线性关系系数，计算收缩压和舒张压，具体计算式如下：

其中，下标为0的量为校准值，所述校准值是一组由袖带式血压计测得的标准血压值，A为α的倒数，α是表征血管特征的一个量；

并确定所述血压值所属的血压范围，并根据所述血压范围获取对应的药物释放速率和释放时间，生成包含所述药物释放速率和释放时间的控制指令，将所述控制指令发送给所述药物递送装置；

所述药物递送装置用于根据所述控制指令中的药物释放速率控制药物释放。

2.根据权利要求1所述的药物释放控制装置，其特征在于，所述血压范围包括第一范围、第二范围和第三范围，所述控制指令包括第一指令、第二指令和第三指令：

所述信号处理器还用于将所述生理电信号进行信号调制及数模转换，获取所述生理电信号对应的血压值，若所述血压值高于第一阈值，则确定所述血压值处于第一范围，若所述血压值大于第二阈值且不大于第一阈值，则确定所述血压值处于第二范围，若所述血压值不大于第二阈值，则确定所述血压值处于第三范围；

若所述血压值处于第一范围，所述信号处理器生成第一指令；

若所述血压值处于第二范围，所述信号处理器生成第二指令；

若所述血压值处于第三范围，所述信号处理器生成第三指令。

3.根据权利要求1所述的药物释放控制装置，其特征在于，所述第一监测单元为设有夹层结构的柔性压阻式力学传感器；所述夹层结构的柔性压阻式力学传感器包括至少两层聚二甲基硅氧烷微针模型结构，并在所述至少两层聚二甲基硅氧烷微针模型上制备氧化锌/金纳米线微纳结构，封装于手环的腕带部分；所述第一监测单元还用于监测到所述氧化锌/金纳米线微纳结构发生接触形变所产生的压力信号，将所述压力信号转换为脉搏电信号。

4.根据权利要求1所述的药物释放控制装置，其特征在于，所述药物递送装置包括：能够佩戴于手臂部位的臂带，设置于臂带上的药物微针、指令接收模块和可控释放模块；所述可控释放模块与所指令接收模块和药物微针分别连接，所述指令接收模块与所述信号处理器连接；

所述药物微针包括微针基底和微针头，所述微针头安装在所述微针基底上，所述微针头内能够容纳药物；

所述指令接收模块用于接收所述血压监测 装置中所述信号处理器发出的控制指令，并将所述控制指令传输给所述可控释放模块；

所述可控释放模块用于根据所述控制指令控制所述药物微针释放药物的释放速率和释放时间。

5.根据权利要求1所述的药物释放控制装置，其特征在于，所述血压监测装置还包括与所述信号处理器连接的数据存储模块和数据传输模块：

所述数据存储模块，用于存储所述生理电信号和血压值；

所述数据传输模块，用于将监测的生理电信号和得到的血压值传输给移动设备，并接收移动设备根据所述生理电信号和所述血压值生成的控制指令，并将所述控制指令发送给所述药物递送装置。

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