CN115052522A

CN115052522A - 具有可移除的手指环带的光电体积描记血压测量装置

Info

Publication number: CN115052522A
Application number: CN202080095212.6A
Authority: CN
Inventors: 阿龙·韦伯; 安德烈·海因; 托马斯·塔尔迈尔
Original assignee: Pulsion Medical Systems SE
Current assignee: Pulsion Medical Systems SE
Priority date: 2019-12-01
Filing date: 2020-11-30
Publication date: 2022-09-13
Also published as: EP4064978B1; DE202019004899U1; EP4064978A1; US20230000370A1; WO2021110597A1

Abstract

血压测量装置(1)被设计为根据“血管卸载技术”工作的光电体积描记测量系统。计量部件和压力产生和压力控制系统容纳在基座部件(3)中。装配的环带部件(2)具有符合人体工程学的掌托(4)、通过腹板(5)彼此分开的两个指托(6)以及还有包括用于接收手指的两个接收管(9)的接收部件(7)。环带部件(2)向前并且向后都突出到基座部件(3)之外，并且几乎完全覆盖基座部件(3)，即超过90％。面向前臂方向的电缆(8)的侧面附接的优点是：电缆可以沿着患者的手臂被引导，手腕不会摩擦电缆(8)，特别是腕管也可以受到保护。

Description

具有可移除的手指环带的光电体积描记血压测量装置

技术领域

本发明涉及一种用于连续确定手的至少一根手指上的动脉内血压的测量装置。

背景技术

患者的(特别是动脉)血压是医疗技术中最重要的测量变量之一，并且与此相关联的已知的、特别是非侵入性的测量技术极其多样化。这首先适用于在长时间内连续监测血压的测量技术，例如在重症监护医学中，但也适用于急诊医学和外科手术干预期间。

出于良好的易接近性的原因，血压测量装置通常被附接于患者的肢体上，例如前臂上的桡动脉的压平血压传感器或根据所谓的根据Penaz的“血管卸载技术”以光电体积描记(photoplethysmographic)的方式操作的手指传感器。例如从US4,406,289、US4,524,777、US4,726,382、WO2010/050798A1、WO2000/059369A1、WO2011/045138A1、WO2011/051819A1、WO 2011/051822A1、WO2012/032413A1和WO2017/143366A1中已知了这样的压力测量装置。

在血管卸载技术中，将近红外光照射到手指中，并根据通过光电检测器捕获的未被吸收部分确定手指中的脉动(脉冲状)血流(实际上是变化的血量)。对于这个过程，也称为光电体积描记法(PPG)，(近红外)光通常使用以一种或多种波长工作的一个或多个发光二极管(LED)产生，并使用一个或多个光敏的接收二极管(光电二极管)进行检测。除二极管外的其他类型的光接收器原则上也是合适的。

现在，控制系统通过在手指上的环带中施加反压力(环带压力)pc(t)来保持光电体积描记法记录的流量(或检测到的血量)和由此产生的光电体积描记信号(体积信号v(t))恒定。该反压力pc(t)通常由高速的阀或阀系统与泵一起控制。阀或阀系统的相关控制由控制单元进行，该控制单元优选使用微型计算机来实现。主要输入信号是PPG信号v(t)和环带压力pc(t)。保持PPG信号v(t)恒定所需的压力pc(t)现在对应于动脉内血压pa(t)。

为此，需要的是，环带压力pc(t)的变化可以至少与动脉内血压pa(t)的变化一样快，从而满足实时条件。pa(t)的上限频率以及因此的最高压力变化率至少大于20Hz，这对于压力控制系统来说是一个相当大的挑战。由此得出，使用阀或阀系统的压力控制有利地设置在紧邻环带处。如果空气管线太长，则存在由于管线的低通效应而失去该极限频率条件的风险。

从US4,406,289已知的机械阀在提供有线性操作泵时以期望的精度调节手指环带中的反压力。阀被容纳在前臂远端的壳体中，因此通过短软管为手指环带提供压力pc(t)。

US4,524,777描述了一种用于血管卸载技术的压力产生系统，其中也使用线性泵产生恒定的环带压力Pc，该环带压力Pc与来自并联连接的“振动器”或“驱动致动器”的压力波动Δpc(t)叠加。

US4,726,382公开了一种用于血管卸载技术的手指环带，其具有用于提供环带压力pc(t)的软管连接件。空气软管的长度延伸到压力产生系统，该压力产生系统又附接于前臂远端上。

WO2000/059369A1也描述了一种用于血管卸载技术的压力产生系统。此处的阀系统包括单独的入口阀和单独的出口阀。虽然在专利说明书US4,406,289和US4,524,777中必须使用相对线性的比例泵，但该系统允许使用简单、廉价的泵，因为可以通过阀的布置来消除破坏性谐波。此外，通过阀原理可以显著降低简单泵的能耗。

从WO2004/086963A1已知了一种用于血管卸载技术的系统，其中可以在一根手指中连续确定血压，同时在相邻的手指中检查测量质量(“看门狗”功能)。一段时间后，系统自动将“测量手指”变为“监测手指”。

WO2005/037097A1描述了一种用于血管卸载技术的控制系统，其具有多个相互交织的控制回路。

WO2010/050798A1公开了一种附接于前臂远端(“前端”)上并仅具有一个阀的压力产生系统，用于血管卸载技术的手指环带可以附接于所述阀上。

在WO2011/045138A1中描述的用于血管卸载技术的压力产生系统中—类似于从WO2000/059369中已知的压力产生系统—减少了泵的能耗并且可以消除谐波。

WO2011/051819A1公开了一种血管卸载技术的实施方式，该技术已通过数字电子设备进行了改进，以提高稳定性并进一步小型化。

WO2011/051822A1描述了一种用于血管卸载技术的方法，其中测量的信号v(t)和pc(t)被处理以增加长期稳定性并确定其他血液动力学参数。特别地，公开了一种用于消除源自手指动脉中的血管舒缩变化的影响的方法和一种用于确定心输出量(CO)的方法。

WO2012/032413A1描述了具有用于一次性使用的一次性部件的新型手指传感器。在这种情况下，出于卫生原因，与手指接触的环带被容纳在一次性部件中，而相关联的压力产生和压力控制系统被容纳在可重复使用部件中。因此，此处在一次性部件与可重复使用部件之间提供了可分离的气动连接件。

通常，现有技术中的压力产生和压力控制系统靠近手腕附接于前臂远端上，这具有明显的缺点：该位置通常用于静脉内管线，并且桡动脉的远端的动脉内通道在紧急情况下也应该是通畅的。这种通道可以被压力产生和压力控制系统及其附件阻塞。另外，系统在运行过程中可能会滑动或倾斜。这可能会对传感器的安置方式产生不利影响。如果要测量的手指或对应的手处于某个静止位置，那么传感器的安置也会得到改善。

为了克服这个问题，WO2017/143366A1提出了一种用于连续确定手的至少一根手指上的动脉内血压的测量系统，其具有至少一个手指传感器，具有体积描记系统，具有至少一个光源(优选LED)，具有一种或多种波长以及至少一个光传感器和至少一个可充气环带，并且具有压力产生系统，该压力产生系统具有使用体积描记系统实时控制的至少一个阀，用于在环带中产生压力，该压力基本上等于手指中的动脉内血压，其中测量系统具有壳体，该壳体具有用作至少一根手指和相邻的手掌区域的搁置表面的表面。手搁在搁置表面上，在该搁置表面下设置在传统系统中附接于前臂上的基本部件。

与上述WO2012/032413A1类似，环带被容纳在可与壳体(并因此与搁置表面)分离的一次性部件中。对应地，此处也要在一次性部件与可重复使用部件之间提供可分离的气动连接件。

对于已知系统，由于患者的手可能容易与装置的可重复使用部件接触，因此可能会出现卫生问题。此外，在长时间使用期间可能会出现问题，因为患者的手可能会发生痉挛或装置的边缘可能会切入手中。应该注意的是，在准备手术时、在手术期间、尤其是在镇静状态下以及随后在恢复室中的监测期间，患者常常与这种装置连接数小时。在这些过程中，局部压力印迹会对患者的组织造成损害。特别是在镇静状态下，患者无法刻意控制手和手臂的位置，以抵消压力印迹的形成。

发明内容

鉴于传统系统存在的局限性，本发明的一个目的是在患者的卫生和/或安全性和/或舒适度方面改进上文提到的类型的测量装置。

根据本发明的一个方面，上述目的通过根据权利要求1的环带部件来实现。本发明的优选实施方式可以根据从属权利要求之一来实现。特别地，本发明因此提供了一种用于连续确定手的至少一根手指上的动脉内血压的测量装置，该测量装置包括：基座部件；环带部件，其无需工具即可与基座部件连接并且无需工具即可与基座部件分离，并且包括至少一个环状的接收管和至少一个环带垫，接收管用于接收穿过接收管的手的手指的一部分，环带垫布置在接收管中并且可填充流体；辐射源，用于通过光发射表面将光发射到手指中；光电检测器，用于检测由光收集器表面收集且未被吸收在手指中的光部分；以及布置在接收管中并可填充流体的环带垫，其中环带部件还包括用于支撑手的手掌的掌托以及与至少一个接收管中的每一个相关联的至少一个指托，该指托用于支撑手指的突出到相应的接收管之外的部分，并且环带部件在纵向方向上向前和向后突出到基座部件之外，所述纵向方向被定义为一个或多个手指相应地预期插入相应的一个或多个接收管中的方向，其中掌托布置在接收管的后方并且至少一个指托布置在接收管的前方。因此，纵向方向对应于(多个)接收管的轴向方向。

掌托和(多个)指托确保患者的手在测量过程中尽可能自然地且无疲劳地被保持。由于环带部件纵向地向前和向后突出到基座部件之外，因此避免了患者与基座部件的不希望的接触，这有利于测量装置的操作安全性、卫生、患者安全性和患者舒适度。

根据一个有利的实施方式，基座部件也至少在基座部件的长度的大部分上不在横向方向上突出到环带部件之外。结果，可以更好地避免患者与基座部件的不希望的接触。

根据一种有利的改进，如果可能源自基座部件的电缆连接件不被视为基座部件的一部分，那么环带部件在至少一个投影平面中、特别是在平行于纵向方向和横向方向的平面中完全覆盖基座部件。这导致进一步提高了防止患者与基座部件接触的安全性。

优选地，掌托在旨在面向手的一侧包括在纵向方向上的凸形弯曲部。这样的弯曲部可以显著改善人体工程学。至少部分地，还可以有利地提供掌托在横向方向上的凸形弯曲部(在旨在面向手的一侧)，这进一步改善了人体工程学。在掌托的后端区域中，用于手的跟部的凹形弯曲部(在旨在面向手的一侧)也可以有利地进一步改善人体工程学。

优选地，所述至少一个指托在旨在面向手的一侧包括在横向方向上的凹形弯曲部。这确保了相应的手指可以在很大程度上没有运动地长时间放在指托上，而不会痉挛。

根据另一个有利的改进，至少一个接收管的整体、至少一个指托的整体和掌托被设计为在它们旨在面向手的一侧各自相对于共同的纵向轴线对称。这允许对于左撇子和右撇子用户而言测量装置同等地与一个相同的环带部件一起使用。

根据一个特别优选的实施方式，基座部件包括电缆连接件，该电缆连接件被定向为使得连接的电缆的轴向方向在其中心位置相对于测量装置的纵向方向以5到45度之间的角度、优选在10到30度之间的角度向后倾斜，此时该角度位于或投影在水平角平面上。同时或替代地，电缆连接件也可以有利地相对于基座部件的宽度偏心地布置。

中心位置被理解为当连接的电缆没有偏转地成直线延伸时连接件所限定的电缆的位置。

根据上述的电缆附接减少了与电缆的不希望的接触。另外，在给电线布线时可以更好地避免不需要的环和扭结：当手按预期放置时指向前臂的方向的电缆的倾斜或侧向偏移的附接具有以下优点：电缆可以沿着患者的手臂行进，但带有肌腱和血管的腕部区域不会被电缆擦伤，特别是腕管(carpal tunnel)也受到保护。

优选地，电缆连接件布置在基座部件的在垂直于纵向方向和横向方向的方向上被掌托覆盖的区域中。

根据优选的实施方式，(多个)接收管的所有边缘都被倒圆和/或倒角。因此，可以避免手指上的压力印迹和擦伤印迹以及不希望的血管收缩。

还优选地，接收体的所有外边缘都可以被倒圆和/或倒角以防止患者皮肤上的压力印迹和擦伤印迹。

根据本发明的另一个方面，提供了一种系统，其包括根据上述任一个实施方式的测量装置，以及另外至少一个另外的环带部件，该另外的环带部件无需工具即可与环带部件互换，并且该另外的环带部件包括：至少一个环状的接收管，用于接收穿过接收管的手的手指的一部分；以及设置在接收管中的至少一个环带垫；以及用于支撑手的手掌的掌托；以及与至少一个接收管中的每一个相关联的至少一个指托，该指托用于支撑手指的突出到相应的接收管之外的部分，其中环带部件的接收管和/或至少一个指托和/或掌托和另外的环带部件的接收管和/或至少一个指托和/或掌托的尺寸分别彼此不同。因此，测量装置的符合人体工程学的合适的构造可以通过改变用于不同尺寸的患者手的环带部件而产生。

原则上，根据个别情况中的经济、技术和可能的医学条件，在本申请的上下文中描述或指出的本发明的每个变型可以是特别有利的。除非另有说明，或者只要原则上在技术上可行，所描述的实施方式的各个特征是可互换的，或者可以彼此组合以及与本身从现有技术已知的特征组合。

在下文中参照示意性附图以示例性方式更详细地解释本发明。附图未按比例绘制；特别是，为了清楚起见，各个尺寸彼此之间的比例有时与实际技术实施方式中的尺寸关系不对应。对应的元件在附图中用相同的附图标记表示。

附图说明

图1以侧视图示出了根据本发明的测量装置，其中包括符合人体工程学的手托和手指接收部件的环带部件放置在包含压力控制系统的基座部件上，

图2示出了图1的测量装置从斜上方观察的立体图，

图3示出了图1的测量装置从斜下方观察的立体图，

图4示出了从斜下方观察的类似于图3所示的环带部件，但没有相关联的基座部件，环带垫未被示出，

图5示出了图1的测量装置从后面(即从图1的左侧)观察的视图，

图6以平面图示出了图1的测量装置。

具体实施方式

血压测量装置1被设计为根据所谓的“血管卸载技术”工作的光电体积描记(photoplethysmographic)测量系统。测量组件、即特别是光学和电子部件以及容纳在基座部件3中的压力产生和压力控制系统的机械部件，原则上可以以类似于上文提到的现有技术的方式实现。放置在基座部件3上的环带部件包括符合人体工程学的掌托4、通过腹板5彼此分开的两个符合人体工程学的指托6以及包括用于接收两根手指的两个接收管9的接收部件7，如图2和图5所示。指托6在其横向方向上具有凹形弯曲部，以便手指可以各自舒适地放在其上。接收管9的边沿处的边缘被倒角。

根据上述定义，图1左侧对应方向指示“后”，图1右侧对应方向指示“前”。因此，图6的上侧对应于方向指示“后”，图6的下侧对应于方向指示“后”。

在图1中可以看出，掌托4在顶部(即，按预期在面向患者的手的一侧)包括在纵向方向上的凸形弯曲部，以改善人体工程学。在该区域中，掌托也具有在横向方向上的凸形弯曲部。在端部区域(图1中的左侧)中，为手的跟部设置了在纵向方向上凹入弯曲的区域。

环带部件2向前和向后都突出到基座部件3之外。从图6可以看出，环带部件2几乎完全覆盖了基座部件3，即超过90％的程度。

如图2(从图1右侧斜上方观察)的立体图所示，接收部件7被设计为接收两根手指，这使得可以对两根手指进行交替测量。出于卫生原因，环带部件2与掌托4和指托6一起被设计为一次性物品，其无需工具就可通过插入式连接件可拆卸地附接于可重复使用的基座部件3上。

通过在侧面倾斜地附接的电缆8给基座部件3中的压力控制系统供应压缩空气，当手按预期放置在基座部件上时，电缆8指向前臂的方向。此外，电缆8用于向压力控制系统(未被示出)、光源(未被示出)和光电探测器(未被示出)或测量装置1中的相关联的控制、放大器和评估电路提供能量。可以将测量数据通过电缆8通过合适的电子接口输出到患者监护仪。

当手按预期放置时指向前臂的方向的电缆8的侧面附接具有以下优点：电缆可以沿着患者的手臂被引导，但带有肌腱和血管的腕部区域不会摩擦电缆8，特别是腕管也受到保护。

在图6中可以看出，由点划线表示的未偏转的电缆8的中心轴线与对应于环带部件的纵向方向的纵向轴线x形成角度α，该角度在此为17度，因此在10度和30度之间。

接收管9的整体(即接收部分7)以及指托6和掌托9关于环带部件的纵向轴线x对称。因此，环带部件同等地适用于右手和左手。

布置在接收管9中的两个可充气的环带垫10各自通过位于环带部件2与基座部件3之间的界面处的端口11与压力产生和压力控制系统连接。在图4中环带部件2的图示中，两个端口11中的一个被横档12隐藏，横档12承载光导13，通过该光导13，光从布置在基座部件3中的光源传导到手指或从手指传导到布置在基座部件3中的光电传感器。优选在端口11处设置阀装置，使得在基座部件3和环带部件2未彼此连接时，端口11在基座部件侧与基座部件3的壳体齐平。

Claims

1.一种用于连续确定手的至少一根手指上的动脉内血压的测量装置，所述测量装置包括：

基座部件，

环带部件，其无需工具即能够与所述基座部件连接，并且无需工具即能够与所述基座部件分离，并且包括至少一个环状的接收管和至少一个环带垫，所述接收管用于接收穿过所述接收管的手的手指的一部分，所述环带垫布置在所述接收管中并且能够填充流体，

辐射源，用于通过光发射表面将光发射到所述手指中，

光电检测器，用于检测由光收集器表面收集且未被吸收在所述手指中的光部分，以及

压力控制系统，其至少部分地设置在所述基座部件中，用于响应于检测到的未被吸收的光部分来控制所述环带垫中的流体压力，

其中所述环带部件还包括用于支撑所述手的手掌的掌托和分别与所述至少一个接收管中的每一个相关联的至少一个指托，所述指托用于支撑所述手指的突出到相应的接收管之外的部分，

并且所述环带部件在纵向方向上向前和向后突出到所述基座部件之外，所述纵向方向被定义为所述手指预期插入所述接收管中或多个所述手指插入多个所述接收管中的方向，所述掌托布置在所述接收管的后方并且所述至少一个指托布置在所述接收管的前方。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其中所述基座部件至少在所述基座部件的长度的大部分上不在所述横向方向上突出到所述环带部件之外。

3.根据权利要求2所述的测量装置，其中如果可能从所述基座部件延伸的电缆连接件不被视为所述基座部件的一部分，那么所述环带部件在至少一个投影平面中、特别是在平行于所述纵向方向和所述横向方向的投影平面中完全覆盖所述基座部件。

4.根据前述任一项权利要求所述的测量装置，其中所述掌托在旨在面向所述手的一侧包括在纵向方向上的凸形弯曲部。

5.根据前述任一项权利要求所述的测量装置，其中所述至少一个指托在旨在面向所述手的一侧包括在所述横向方向上的相应的凹形弯曲部。

6.根据前述任一项权利要求所述的测量装置，其中

a)所述至少一个接收管的整体，

b)所述至少一个指托的整体，以及

c)所述掌托

在它们旨在面向所述手的一侧各自相对于共同的纵向轴线对称。

7.根据前述任一项权利要求所述的测量装置，其中

所述基座部件包括电缆连接件，

所述电缆连接件被定向为使得连接的电缆的轴向方向在其中心位置，即在所述电缆没有偏转的情况下，相对于所述测量装置的所述纵向方向以5度和45度之间的角度向后倾斜，此时所述角度位于水平角平面中或投影在水平角平面上，

和/或所述电缆连接件相对于所述基座部件的宽度偏心。

8.根据权利要求7所述的测量装置，其中所述角度在10度和30度之间。

9.根据权利要求7或8所述的测量装置，其中所述电缆连接件布置在所述基座部件的在垂直于所述纵向方向和所述横向方向的方向上被所述掌托覆盖的区域中。

10.根据前述任一项权利要求所述的测量装置，其中所述接收管的所有边缘都被倒圆和/或倒角。

11.根据前述任一项权利要求所述的测量装置，其中所述接收管的所有外边缘都被倒圆和/或倒角。

12.一种系统，其包括：

根据权利要求1至11中任一项所述的测量装置，以及

至少一个无需工具即能够与所述环带部件互换的另外的环带部件，所述另外的环带部件包括：至少一个接收管，所述接收管是环状的，用于接收穿过所述接收管的手的手指的一部分；以及布置在所述接收管中的至少一个可填充流体的环带垫；用于支撑所述手的手掌的掌托；以及与所述至少一个接收管中的每一个相关联的至少一个指托，所述指托用于支撑所述手指的延伸到相应的接收管之外的部分，

其中所述环带部件的所述接收管和/或所述至少一个指托和/或所述掌托与所述另外的环带部件的所述接收管和/或所述至少一个指托和/或所述掌托的尺寸分别彼此不同。