CN100566653C - 血压动态测量及趋势分析观测*** - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种血压动态测量及趋势分析观测***。该***主要由若干袖带、各袖带的传感器和电子控制装置构成，所述各袖带内均设有气囊，所述各气囊均通过空气导管连接气泵和各自的气阀，所述电子控制装置设有中央处理单元、远程通信模块以及连接气泵、气阀和传感器的控制线路和信号线路，所述中央处理单元接受远程通信模块送来的控制指令，并在预设程序和控制指令的控制下向远程通信模块发送测量和分析信息，所述远程通信模块根据远程控制指令和中央处理单元的指令进行信息传递。该方法采用双袖带进行血压信号测量并通过远程通信模块进行远程通信。本发明测量误差小，使用方便，并能够进行动态测量和远程通信，其主要用于血压的静态测量、动态测量及趋势分析。

Description

血压动态测量及趋势分析观测***

技术领域

本发明涉及一种血压动态测量及趋势分析观测方法和***，属于医疗仪器技术领域。

技术背景

现有电子血压测量装置主要由袖带、袖带的传感器和电子控制装置构成，所述袖带内设有气囊，所述气囊通过空气导管连接气泵和气阀，所述电子控制装置设有的中央处理单元并设有连接气泵的控制线路和连接传感器的信号线路，使用时通过电子控制装置控制气泵给气囊充气，在袖带内形成一定的压力以阻断血管血流，然后通过连接于空气导管的气阀逐渐放气，通过传感器依次获得收缩压和舒张压信号，送至中央处理单元进行分析处理，并可以通过显示器和/或打印机显示和/或打印检测结果。这种装置的缺陷一是不能进行远程的数据传递，使用不方便；二是不能进行动态测量，应用时的局限性较大；三是位于袖带上方(近心脏侧)的血液涌动会形成对收缩压的干扰，影响测量结果的准确性。

发明内容

为克服现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种血压动态测量及趋势分析观测方法和一种血压动态测量及趋势分析观测***，采用这种方法和这种***后，可以同远程终端进行通信，接受远程终端的指令并将测量数据发送给远程终端，医生不到现场时也能控制测量并即时获得测量结果，极大地方便了使用；还可以进行动态测量和分析，为诊断提供更为有效和全面的数据；通过这种方法和这种***测得的收缩压不受血液涌动的影响，误差小。

本发明实现上述目的的技术方案是：

一种血压动态测量及趋势分析观测***，主要由若干袖带、各袖带内的传感器和电子控制装置构成，所述各袖带内均设有气囊，所述各气囊均通过空气导管连接气泵和各自的气阀，所述电子控制装置设有中央处理单元并设有连接气泵的控制线路、分别连接各气阀的若干控制线路和分别连接各传感器的若干信号线路，所述电子控制装置还设有远程通信模块，所述中央处理单元接受远程通信模块送来的控制指令(包括测量程序)，并在预设程序和控制指令的控制下向远程通信模块发送测量和分析信息，所述远程通信模块根据远程控制指令和中央处理单元的指令进行信息传递。

所述中央处理单元可以在预设程序和外部控制指令的控制下，通过控制气泵和各气阀动作和接受传感器信号，控制***进行一次性测量或动态测量，接受传感器的测量信号并进行分析，得出测量数据、测量分析曲线等测量和分析信息。

所述各传感器与中央控制单元之间可以分别设有放大电路和模数转换电路，用于对传感器送出的模拟信号进行放大并将其转换为数字信号，以便中央处理单元进行数字化处理。

所述袖带的数量通常可以是两个，分别为袖带1和袖带2，各袖带中的气囊可以通过空气导管连接同一个气泵，也可以分别连接各自的气泵。

本发明的工作原理是：当中央处理单元(CPU)从远程通信模块(无线通信模块GPRS或其它)或电子控制装置本身自带的输出装置(例如按键)接收到测量指令后，首先控制气泵向两个袖带充气，当达到各自要求的气压后停止充气，CPU控制气阀分别放气。各袖带的传感器(传感器1及传感器2)分别将袖带1及袖带2的压力变为电压信号，并分别传给各自对应的放大电路1及放大电路2，经模数转换(AD)后由中央处理器单元(CPU)进行分析运算。测量过程中，中央处理单元根据对传感器信号的分析，捕捉脉搏、排除人为抖动等各种干扰并实时判断放气条件，当压力小于舒张压时气阀全部打开，快速放气，并计算收缩压、舒张压、平均压及脉搏，然后唤醒远程通信模块(如GPRS)，将计算结果及原始数据与波形发往服务器，由服务器分发到定点医院，医生可再次对数据做更精确、更多项目的分析，如动脉硬化评估，并可由医生人工干预。

本发明的有益效果是：由于设置了与中央处理单元交互的远程通信模块，可以通过远程终端向电子控制装置发送测量控制指令，进行一次性或周期性的动态血压测量，被测人员可以在家里或各自的病床上进行测量，而测量结果通过远程通信模块发送给远程终端，由医生在远程终端就可以掌握位于若干不同地方的被测人员的测量情况；由于本发明的中央处理单元可以控制***进行周期性的动态测量，并对测量数据进行分析处理，生成各种分析曲线和分析数据，不仅避免了一次性测量数据的偶然性，而且还可以了解被测人员的血压变化过程，为诊断和治疗提供更为全面的数据；由于设置了两个袖带，测量时位于上方的袖带可以阻断血流，使下方的袖带不受血涌的冲击和影响，消除了血涌对测量结果的影响。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明提供的血压动态测量及趋势分析观测***主要由若干袖带、各袖带内的传感器和电子控制装置构成，所述各袖带内均设有气囊，所述各气囊均通过空气导管连接气泵和各自的气阀，所述电子控制装置设有中央处理单元和远程通信模块，并设有连接气泵的控制线路、分别连接各气阀的若干控制线路和分别连接各传感器的若干信号线路，所述中央处理单元接受所述远程通信模块送来的控制指令，并在预设程序和外部控制指令的控制下向远程通信模块发送测量和分析信息，所述远程通信模块根据远程控制指令和中央处理单元的指令进行信息传递。

所述远程通信模块通常可以采用无线通信模块GPRS，利用公共移动网进行远程通信。也可采用红外、蓝牙、ZIGBEE通讯方式将信息传于手机，由手机的GPRS功能发出，也可用有线因特网、或语音电话等方式。所述远程通信模块与所述中央处理单元之间的连接和信号传递与控制方式可以采用现有技术或其他可能的技术。

所述中央处理单元可以在预设程序和外部控制指令的控制下，通过控制气泵和各气阀动作及接受和分析传感器信号，控制***进行一次性测量或动态测量，接受传感器的测量信号并进行分析，得出测量数据、测量分析曲线等测量和分析信息。所述中央处理单元控制气泵、气阀的依次工作过程应根据测量的需要设定，可以采用现有技术，其中气阀的放气过程由中央处理单元根据传感器采集的压力信号确定，并在放气过程中根据压力信号的变换确定收缩压和舒张压的数据采集点。

所述各传感器与中央控制单元之间可以设有放大电路和模数转换电路(AD)，用于对传感器采集的模拟信号进行放大并将其转换为数字信号，以便中央处理单元进行数字化处理。

所述袖带的数量通常可以是两个，分别为袖带1和袖带2。所述气泵的数量通常可以是一个，以简化结构，各袖带中的气囊通过空气导管与该气泵连接，由该气泵同时向各气囊充气。所述中央处理单元对传感器送来的压力信号进行分析运算，当各袖带的气囊内压力均达到要求时，控制气泵停止运装，并依据设定程序打开气阀放气。所述气泵的数量也可以是两个，以便分别向各袖带内的气囊供气，当一个袖带内的气囊内压力符合要求时，就可以使相应的气泵停止充气，这样可以控制得更为精确。

为简化结构，所述袖带也可以是一个。

当采用上下两个袖带时，所述中央处理单元对源于各袖带的测量数据进行分析比较，分别计算袖带1和袖带2脉博包络的导数，取导数大者作为有效数值计算血压参数，在压力大于收缩压时，由于血管被阻断，第一袖带受血流涌动影响，而第二袖带不受此影响，因此当无血流通过和有血流通过时脉博幅度变化很大，其变化点明显，由此可准确计算血压参数。

所述电子控制装置中还可以设有与所述中央控制单元配套的按键输入装置、显示器(优选液晶显示器)和/或打印机等，以分别用于现场指令输入、测量结果显示和结果打印等。可以根据需要灵活地选择各种配置方式。

当进行动态测量或周期测量时，所述中央处理单元根据预设程序或远程设定程序和控制指令周期性地控制***进行测量(包括气泵启动和停止、气阀开启和关闭、传感器数据采集和读取、数据处理和分析等)，生成各规定时间的测量数据和分析结果，并将这些测量和分析信息存储在电子控制装置的存储器中，根据预设程序和控制指令，控制所述远程通讯模块进行测量和分析信息的远程发送。

对于各规定时间的测量和分析信息，中央处理单元还可以根据预设程序和控制指令进行统计运算和趋势分析，生成一定时间段内各血压参数的统计平均值等分析评估值以及发展趋势拟合曲线等图表和曲线。其中统计平均值的计算公式为：

$\stackrel{\‾}{\mathrm{Sn}}=\frac{1}{m}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Sn}\left(i\right)$

$\stackrel{\‾}{\mathrm{Dn}}=\frac{1}{m}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Dn}\left(i\right)$

$\stackrel{\‾}{\mathrm{Pn}}=\frac{1}{m}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Pn}\left(i\right)$

式中m为第n天的测量总次数，Sn(i)、Dn(i)、Pn(i)分别为第n天第i次测量获得的收缩压、舒张压和脉率，Sn、Dn、Pn分别为第n天收缩压、舒张压和脉率测量结果的统计平均值，这些数据避免了一次测量的偶然性，代表了血压真实的总体状况，对诊断更具有参考价值。

血压发展趋势拟合曲线可以以时间为横坐标，以血压参数为纵坐标，采用最小二乘法进行曲线拟合，以便直观地给出血压的变化情况。最小时间跨度通常可以是天，一般可以是月或年，根据需要观测的时间长短而定。当进行天的变化趋势分析时，血压参数数据可以是该时间间隔内的每一次测量数据，当进行月和年的变化趋势分析时，血压参数数据可以是每天的统计平均值，也可以是每天每一次测量的数据。这些分析可以采用现有技术在软件的支持下进行。

本***还可以自动计算生成其他分析评估值，其中主要包括收缩压趋势系数、舒张压趋势系数和压差系数。

为比较不同时间的血压变化或用药效果的比较，所述中央处理单元根据预设程序和控制指令(包括参数设置指令)控制***进行趋势系数的运算，其运算公式为：

${\mathrm{\ρ}}_s=\frac{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}(S_1\left(i\right)-S_2\left(i\right))}{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{S}_1\left(i\right)}$

${\mathrm{\ρ}}_d=\frac{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}(D_1\left(i\right)-D_2\left(i\right))}{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{D}_1\left(i\right)}$

式中：ρ_s、ρ_d分别为收缩压和收缩压的趋势系数，S₁(i)、S₂(i)分别为用于分析趋势的第一组和第二组收缩压的第i次测量值，D₁(i)、D₂(i)分别为用于分析趋势的第一组和第二组收缩压的第i次测量值。趋势系数的含义是血压的总体变化量同血压数值的比例，零为总体无变化，正为总体升高，为总体下降，可以根据需要通过外部指令(参数设置)的方式，在前后两个时间段或时间点(例如用药前后)选取适宜的两组测量数据进行趋势分析，以显示该两组数据所代表的两个时间点(或时间段)血压的变化趋势，对变化趋势进行定量的描述，以助于对病情发展或用药效果做出更为准确的判断。必要时，还可以根据预设程序和控制指令，对若干趋势系数做出比较图表或曲线，以便于直观观察。这些图表或曲线的制作和显示可以采用现有技术。

由于人体血压的压差是有一定范围的，太大太小均为异常，为定量表示和分析压差变化，所述中央处理单元根据预设程序和控制指令(包括参数设置指令)控制***进行压差系数的运算，其运算公式为：

$\mathrm{\σ}=\frac{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}(S\left(i\right)-D\left(i\right))}{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{MAP}\left(i\right)}$

式中σ为压差系数，S(i)、D(i)分别为第i次测量获得的收缩压和舒张压，MAP(i)是第i次测量的平均动脉压，由中央处理器根据传感器信号在预设程序的支持下计算生成，如果没有设定该参数的计算程序，可以采用下式计算：

$\mathrm{MAP}\left(i\right)=\frac{1}{3}S\left(i\right)+\frac{2}{3}D\left(i\right).$

Claims (9)

1.一种血压动态测量及趋势分析观测***，主要由若干袖带、各袖带的传感器和电子控制装置构成，所述各袖带内均设有气囊，所述各气囊均通过空气导管连接气泵和各自的气阀，所述电子控制装置设有中央处理单元，并设有连接气泵的控制线路、分别连接各气阀的若干控制线路和分别连接各传感器的若干信号线路，其特征在于还设有远程通信模块，所述中央处理单元通过远程通信模块与远程终端进行通信，接受所述远程通信模块送来的控制指令，并在预设程序和外部控制指令的控制下向远程通信模块发送测量和分析信息，所述远程通信模块根据远程控制指令和中央处理单元的指令进行信息传递，各传感器采集到的血压信号经过放大和模数转换后送入所述的中央处理单元，由中央处理单元进行数据分析，所述中央处理单元对源于各袖带的测量数据进行分析比较，分别计算各袖带的脉博包络的导数，取导数大者作为有效数值计算血压参数。

2.如权利要求1所述的血压动态测量及趋势分析观测***，其特征在于所述中央处理单元在预设程序和外部控制指令的控制下，通过控制气泵和各气阀动作以及接受和分析传感器信号，控制***进行一次性测量或动态测量，接受传感器的测量信号并进行分析，得出测量数据、测量分析曲线等测量和分析信息。

3.如权利要求2所述的血压动态测量及趋势分析观测***，其特征在于所述各传感器与中央控制单元之间设有放大电路和模数转换电路，用于对传感器采集的模拟信号进行放大并将其转换为数字信号，以便中央处理单元进行数字化处理，所述电子控制装置中还设有与所述中央控制单元配套的按键输入装置、显示器和/或打印机，以分别用于现场指令输入、测量结果显示和结果打印。

4.如权利要求2所述的血压动态测量及趋势分析观测***，其特征在于所述袖带的数量是两个或者一个，所述气泵的数量是一个或两个。

5.如权利要求2、3或4所述的血压动态测量及趋势分析观测***，其特征在于所述袖带为上下两个袖带，所述中央处理单元对源于各袖带的测量数据进行分析比较，分别计算袖带1和袖带2脉博包络的导数，取导数大者作为有效数值计算血压参数。

6.如权利要求2、3或4所述的血压动态测量及趋势分析观测***，其特征在于在进行动态测量或周期测量时，所述中央处理单元根据预设程序或远程设定程序和控制指令周期性地控制***进行测量，生成各规定时间的测量数据和分析结果，并将这些测量和分析信息存储在电子控制装置的存储器中，根据预设程序和控制指令，控制所述远程通讯模块进行测量和分析信息的远程发送。

7.如权利要求6所述的血压动态测量及趋势分析观测***，其特征在于对于各规定时间的测量和分析信息，中央处理单元根据预设程序和控制指令进行统计运算和趋势分析，生成一定时间段内各血压参数的统计平均值等评估分析值和发展趋势拟合曲线。

8.如权利要求7所述的血压动态测量及趋势分析观测***，其特征在于所述统计平均值的计算公式为：

$\stackrel{\‾}{\mathrm{Sn}}=\frac{1}{m}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Sn}\left(i\right)$

$\stackrel{\‾}{\mathrm{Dn}}=\frac{1}{m}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Dn}\left(i\right)$

$\stackrel{\‾}{\mathrm{Pn}}=\frac{1}{m}\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Pn}\left(i\right)$

式中m为第n天的测量总次数，Sn(i)、Dn(i)、Pn(i)分别为第n天第i次测量获得的收缩压、舒张压和脉率，Sn、Dn、Pn分别为第n天收缩压、舒张压和脉率测量结果的统计平均值，所述血压发展趋势拟合曲线以时间为横坐标，以血压参数为纵坐标，采用最小二乘法进行曲线拟合。

9.如权利要求7所述的血压动态测量及趋势分析观测***，其特征在于所述评估分析值还包括收缩压趋势系数、舒张压趋势系数和压差系数，所述中央处理单元根据预设程序和控制指令控制***进行收缩压趋势系数、舒张压趋势系数和压差系数的运算，其中所述收缩压趋势系数和舒张压趋势系数的运算公式分别为：

${\mathrm{\ρ}}_S=\frac{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}(S_1\left(i\right)-S_2\left(i\right))}{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{S}_1\left(i\right)}$

${\mathrm{\ρ}}_d=\frac{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}(D_1\left(i\right)-D_2\left(i\right))}{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}{D}_1\left(i\right)}$

式中：ρ_s、ρ_d分别为收缩压和收缩压的趋势系数，S₁(i)、S₂(i)分别为用于分析趋势的第一组和第二组收缩压的第i次测量值，D₁(i)、D₂(i)分别为用于分析趋势的第一组和第二组收缩压的第i次测量值；

所述压差系数的运算公式为：

$\mathrm{\σ}=\frac{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}(S\left(i\right)-D\left(i\right))}{\underset{i=1}{\overset{m}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{MAP}\left(i\right)}$

式中σ为压差系数，S(i)、D(i)分别为第i次测量获得的收缩压和舒张压，MAP(i)是第i次测量的平均动脉压，由中央处理器根据传感器信号在预设程序的支持下计算生成，如果没有设定该参数的计算程序，则采用下式计算：

$\mathrm{MAP}\left(i\right)=\frac{1}{3}S\left(i\right)+\frac{2}{3}D\left(i\right).$

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