CN110448287B - 用于非侵入性毛细血管血压测量的装置和方法 - Google Patents

用于非侵入性毛细血管血压测量的装置和方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110448287B
CN110448287B CN201910355258.6A CN201910355258A CN110448287B CN 110448287 B CN110448287 B CN 110448287B CN 201910355258 A CN201910355258 A CN 201910355258A CN 110448287 B CN110448287 B CN 110448287B
Authority
CN
China
Prior art keywords
capillary
pressure
blood pressure
sensor
contact pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910355258.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110448287A (zh
Inventor
赵铌
刘静
查尔斯·索迪尼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chinese University of Hong Kong CUHK
Massachusetts Institute of Technology
Original Assignee
Chinese University of Hong Kong CUHK
Massachusetts Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chinese University of Hong Kong CUHK, Massachusetts Institute of Technology filed Critical Chinese University of Hong Kong CUHK
Publication of CN110448287A publication Critical patent/CN110448287A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110448287B publication Critical patent/CN110448287B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/02108—Measuring pressure in heart or blood vessels from analysis of pulse wave characteristics
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/02108—Measuring pressure in heart or blood vessels from analysis of pulse wave characteristics
    • A61B5/02116—Measuring pressure in heart or blood vessels from analysis of pulse wave characteristics of pulse wave amplitude
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/022—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
    • A61B5/02225—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers using the oscillometric method
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/022—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
    • A61B5/02233—Occluders specially adapted therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/022—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
    • A61B5/02233—Occluders specially adapted therefor
    • A61B5/02241—Occluders specially adapted therefor of small dimensions, e.g. adapted to fingers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/022—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
    • A61B5/0225—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers the pressure being controlled by electric signals, e.g. derived from Korotkoff sounds
    • A61B5/02255—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers the pressure being controlled by electric signals, e.g. derived from Korotkoff sounds the pressure being controlled by plethysmographic signals, e.g. derived from optical sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026—Measuring blood flow
    • A61B5/0261—Measuring blood flow using optical means, e.g. infrared light
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026—Measuring blood flow
    • A61B5/0295—Measuring blood flow using plethysmography, i.e. measuring the variations in the volume of a body part as modified by the circulation of blood therethrough, e.g. impedance plethysmography
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6814—Head
    • A61B5/6815—Ear
    • A61B5/6816—Ear lobe
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6824—Arm or wrist
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6825—Hand
    • A61B5/6826—Finger
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6828—Leg
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6813—Specially adapted to be attached to a specific body part
    • A61B5/6829—Foot or ankle
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/68—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient
    • A61B5/6801—Arrangements of detecting, measuring or recording means, e.g. sensors, in relation to patient specially adapted to be attached to or worn on the body surface
    • A61B5/6843—Monitoring or controlling sensor contact pressure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7203—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes for noise prevention, reduction or removal
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/02—Measuring pulse or heart rate
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/04—Measuring blood pressure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/06—Measuring blood flow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/08—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings
    • A61B8/0891—Detecting organic movements or changes, e.g. tumours, cysts, swellings for diagnosis of blood vessels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4209—Details of probe positioning or probe attachment to the patient by using holders, e.g. positioning frames
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/42—Details of probe positioning or probe attachment to the patient
    • A61B8/4209—Details of probe positioning or probe attachment to the patient by using holders, e.g. positioning frames
    • A61B8/4227—Details of probe positioning or probe attachment to the patient by using holders, e.g. positioning frames characterised by straps, belts, cuffs or braces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/52—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/5215—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data
    • A61B8/5223—Devices using data or image processing specially adapted for diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves involving processing of medical diagnostic data for extracting a diagnostic or physiological parameter from medical diagnostic data
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H50/00—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics
    • G16H50/30—ICT specially adapted for medical diagnosis, medical simulation or medical data mining; ICT specially adapted for detecting, monitoring or modelling epidemics or pandemics for calculating health indices; for individual health risk assessment
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/40—Positioning of patients, e.g. means for holding or immobilising parts of the patient's body
    • A61B8/403—Positioning of patients, e.g. means for holding or immobilising parts of the patient's body using compression means

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Nuclear Medicine, Radiotherapy & Molecular Imaging (AREA)
  • Radiology & Medical Imaging (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)

Abstract

提供了用于非侵入性毛细血管血压测量的装置和方法。装置可以包含与身体接触以压迫和解除压迫组织中的毛细血管的前端、用于调节前端和组织间的接触压力的压力控制模块、与前端联接的用于测量接触压力的压力传感器、用于检测毛细血管在接触压力调节下的脉动的毛细血管传感模块，以及用于从毛细血管脉动信号和接触压力信号的描记测定毛细血管压力的算法。方法包括用于间歇性动脉和毛细血管血压测量的示波法，和用于连续的毛细血管血压测量的容量钳法。

Description

用于非侵入性毛细血管血压测量的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于非侵入性毛细血管血压测量的装置和方法，且尤其涉及用于间歇性测量的基于示波的方法和用于连续测量的基于容量钳(volume-clamp)的方法。
背景技术
毛细血管是允许血液和组织间交换物质的微血管，所述物质交换是心血管***的首要目的。毛细血管血压是用于毛细血管交换的主要力量。持续高的毛细血管血压会破坏脆弱的毛细血管壁，并导致毛细血管渗漏和水肿形成。当毛细血管压力太低时，周围的组织可能营养不良并可能导致缺血性溃疡。对于在静脉和毛细血管中血液回流的充血性心力衰竭，升高的毛细血管血压可导致外周水肿和器官增大。因此，毛细血管血压为溃疡和心力衰竭提供了重要的诊断和预后价值。
临床采用的微循环评估工具包括激光多普勒血流计(LDF)、经皮血氧测定法和毛细管显微镜检查，其研究毛细血管的血流曲线、氧气供应和形态改变。这些工具价格昂贵，且需要训练有素的临床专业人员来操作这些工具，且患者自己不能在家中使用。更重要的是，这些工具不能够探测对毛细血管交换有直接影响的毛细血管血压。当前的血压装置测量动脉中的血压，且主要指示大循环中的循环状况。现有的测量毛细血管血压的技术为侵入性的，且需要***至甲襞毛细血管的微量吸液管和精细的零伺服(servo-nulling)微型压力测量***。
发明概述
本发明的实施方案提供了用于非侵入性毛细血管血压测量的装置和方法。本发明的其他实施方案提供了用于提高指示毛细血管脉动的信号的信噪比的气体压力控制策略。
所述装置和方法将已建立的用于动脉血压测量的示波和容量钳方法延伸至在具有足够的毛细血管密度的身***点处的毛细血管血压测量。装置可以包含：前端，其与身体接触以压迫和解除压迫组织中的毛细血管；压力控制模块，其用于调节前端和组织之间的接触压力；与前端联接的压力传感器，其用于测量接触压力或施加于毛细血管上的压力；毛细血管传感模块，其用于检测毛细血管在接触压力调节下的脉动；以及算法，其用于从毛细血管脉动信号和接触压力信号的描记确定毛细血管的压力。
在示波毛细血管血压测量中，接触压力可以通过压力控制模块首先呈线性增加至超过毛细血管血压，然后呈线性降低至零。包含一个或多个光学/压电/超声/成像传感器的毛细血管传感模块被用于获取毛细血管脉动信号。当接触压力等于毛细血管的某段中的毛细血管血压时，毛细血管壁呈现其最大的顺应性。因此，在接触压力的增加或减小期间，通过毛细血管传感模块检测的毛细血管脉动信号将以其振荡幅度的局部最大值存在。对应于毛细血管振荡信号的峰的接触压力值被认为是测量位点的毛细血管中的平均血压。特别地，所公开的用于测量毛细血管血压的示波法可以与常规的动脉血压装置整合，以用于同时测量动脉和毛细血管血压。
在连续的毛细血管血压测量的容量钳方法中，毛细血管传感模块可以包含光电容积脉搏波描记传感器，其入射光包含至少一种在到达光探测器之前仅在皮肤的表层毛细血管层内穿行的波长组分。压力控制模块为零伺服***，其通过保持通过毛细血管传感模块检测的毛细血管容积脉搏波恒定，而调节接触压力以与组织内的毛细血管压力平衡。然后将接触压力的变化描记认为是毛细血管血压。
为了改善***的信噪比和测量效率，本发明的实施方案还可以包括基于可充气袖带的前端。前端还可以包含多个可充气袖带单元。每个可充气袖带单元可以是具有一个毛细血管脉动传感器单元的小的袖带，或者是具有多个毛细血管脉动传感器单元的大的袖带。该设置允许更大量的空气流通过压力控制部件(例如，空气泵和空气阀)，从而将来自主动压力调节引起的压力波动的扰动最小化。可以在压力控制模块中引入额外的空气储存单元，以增加总压缩空气量，从而避免过大的前端。同时，放置在不同身***点的多个前端单元的连接允许通过示波法在多个身***点处同时测量毛细血管血压。
附图说明
图1显示了非侵入性毛细血管血压监测的结构原理图。
图2显示了穿戴于不同身***点用于毛细血管血压测量的前端。
图3a显示了前端和压力控制模块的基于可充气的小型袖带的样式。图3b显示了前端和压力控制模块的基于测量盒的样式。图3c显示了前端和压力控制模块的气体压力操纵模块样式。
图4a显示了需要治疗的对象的毛细血管的图示。图4b显示了比较接触压力降低曲线和毛细血管振荡信号的图示。
图5a显示了前端和压力控制模块的基于可充气的小型袖带的样式。图5b显示了向皮肤内发射蓝光、黄光和红外(IR)光的多波长LED的图示。图5c显示了与关联的红外的光电容积脉搏波描记(PPG)动脉振荡信号、黄光PPG小动脉振荡信号、蓝光PPG毛细血管振荡信号和压力振荡信号整合的袖带压力的图示。
图6显示了基于容量钳方法的连续的毛细血管血压测量的示意图。
发明详述
本发明的方法和装置提供了用于可移动式健康应用的精确的毛细血管血压测量。装置可以从对象获取测量值，自动显示结果，且适用于一般临床使用和家庭使用。
如图1所示，非侵入性毛细血管血压测量装置可包含前端106，其与皮肤100接触，且被配置为对皮肤和位于皮肤的表层中的毛细血管102施加压迫压力118；压力传感器108，其测量接触压力104；毛细血管传感模块110，其用于检测毛细血管脉动；压力控制模块112，其与前端106联接以改变压迫压力118；微控制器单元(MCU)114；以及显示模块116，其被配置为向使用者显示毛细血管血压值和其他的附送的生理参数。
MCU 114可以被配置为接收由毛细血管传感模块110和压力传感器108产生的信号，利用压迫压力控制方案以向压力控制模块112给出控制信号，以及使用预定的算法测定毛细血管血压值。可以同时通过主动的压迫压力118和传送至皮肤表面的毛细血管压力脉动120来调节接触压力。
在一个实施方案中，前端106是可缠绕于身体部位的可充气袖带。压力传感器108是与前端106联接以测量可充气袖带中的气体压力的气体压力传感器。压力控制模块112也与前端106连接以将袖带充气和放气。
在一个实施方案中，前端106是按住皮肤表面的压力板。压力传感器108放置于与皮肤100接触的板的表面，以测量接触压力104。压力控制模块112可以是将压力板推向皮肤100的小型马达，以施加不同量的挤压力。
毛细血管传感模块110的功能是探测毛细血管脉动。其可以包含一个或组合的传感器，所述传感器包括光学、压电、超声或成像传感器。一种优选的传感器为光电容积脉搏波描记(PPG)传感器，例如脉动血氧计，其使用合适波长的入射光。对于测量皮肤的表层中的毛细血管102脉动，建议的PPG传感器的光波长为临近450nm至570nm。对于超声传感器，超声的频率应当调节为仅穿过皮肤中的毛细血管，且不到达较深的皮肤层中的动脉。建议的超声频率为约2MHz，其预估的穿透深度为约1.5mm。用于记录毛细血管环的实时形态改变并登记毛细血管的闭塞水平的成像传感器，如视频毛细血管镜传感器，也可用作毛细血管传感模块110。当接触压力在毛细血管血压的范围内时，压缩电阻传感器、与袖带连接的气体压力传感器、或与身体直接接触的应变仪的AC分量也可指示毛细血管脉动。
MCU 114可被配置为执行示波法和容量钳法中的一种或两种以及对应的压力控制算法。显示模块116是显示测量的毛细血管血压值的使用者界面。在一个实施方案中，显示模块为整合至测量装置的屏幕。在一些实施方案中，显示模块还可以是精细的多功能生理测量***，或智能的可移动装置，包括电话、手表或平板电脑的主面板。
在一个实施方案中，前端106放置在身体的具有相对较高的毛细血管密度的位置(例如，指尖、脚趾或耳垂)处。图2示出了放置于脚200的拇指202、手208的食指210的尖端和耳朵216的耳垂218处的前端204、212和220。
在一个实施方案中，前端204和212为可充气的空气袖带，且连通线206和214为整合的空气管和信号线。前端220具有夹子样结构以用于夹在耳垂218上。在一个实施方案中，耳垂前端220上的两个板之间的距离是固定的。在耳垂前端220的至少一侧上可以有可充气的气袋。然后通过将袖带充气或放气，分别增加或降低前端220和耳垂218之间的接触压力。连通线222可以为整合的空气管和信号线。在另一个实施方案中，前端220的两个板是不固定的。通过调节两个板的开放程度以改变接触压力，且连通线222仅是信号线。
如图3a所示，前端300可以为穿戴于指尖或脚趾上的小型袖带。可以利用扣紧带302的辅助将小型袖带牢固地缠绕在测量位点。基于袖带的前端可以将前端的尺寸最小化，以提供更佳的使用者舒适度。可充气的气囊304放置于织物覆盖物320的内部。空气管306的一端与气囊304连接，且另一端与可以与压力控制模块360连接的连接器308连接。具有信号界面318的信号线316流出毛细血管传感模块产生的毛细血管脉动信号。在某些实施方案中，毛细血管传感模块包埋于传感器中。在其他实施方案中，毛细血管传感模块包括包含蓝光发射器310和光探测器314或压电传感器314的PPG传感器。光发射器包括发光二极管和激光二极管。光探测器包括光电二极管和光电晶体管。压力传感器314包括压缩电阻传感器或压电电容压力传感器。纳入多模态毛细血管脉动传感器可以提供更多的信息，从而提供更精确的毛细血管血压测量。
前端中的单个小型袖带的一个可能的缺点是低信噪比，这是由于在袖带充气/放气期间由主动的压力控制和空气的较小空气体积引起的压力波动。通常，具有线性压力增加/减小速率的较大袖带产生精确测量。如图3b所示，前端包含至少一个测量盒320。测量盒320具有刚性壳体338。在测量盒320内，有相对较大的气囊322，其密封在刚性壳体338中。气囊322与空气管330连接，空气管330通过空气连接器332与压力控制模块360连接。在测量盒320内部有用于放置手指或脚趾的凹槽340。每个凹槽340具有独立嵌入的毛细血管传感单元，以用于测量搁置在凹槽上的身体部分的毛细血管脉动。在另一个实施例中，每个毛细血管传感单元包含蓝光PPG传感器，其包含蓝光LED 326、光检测器328、以及位于蓝光LED 326和光检测器328之间的压力传感器324。该设置通过增加气囊的体积来提供更佳的信噪比，且通过同时采取多个身体部位的毛细血管血压测量来提供更高的效率。
图3c示出了气体压力操纵模块360。气体压力操纵模块360分别利用空气泵342和空气阀344进行袖带充气和放气。空气泵342和空气阀344通过主空气路径350连接。主空气路径350还提供空气流到前端中的袖带的路径。气体压力传感器346也连接到主空气路径350，以用于检测控制空气容积中的压力。
在某些实施方案中，来自气体压力传感器346的输出被送入毛细血管压力监测的MCU，以主动调节袖带压力。为了将闭环控制的控制噪声最小化，可以增加控制空气体积的量。在一些实施方案中，前端包含多个袖带，其可以全部连接到额外的空气连接器352、354和356的主路径。在一些实施方案中，气体压力操纵模块340具有额外的空气存储组件348。例如，额外的空气存储组件348可以是柔性气球。额外的空气存储组件348可以被设计用于调整袖带材料顺应性和最大膨胀量。在一个实施方案中，额外的空气存储组件348是一个较大的袖带，其放置在包括臂、腕、腿和/或踝的其他身***点处，以用于测量动脉血压，或者是多个连接的袖带，其位于外周身***点如指尖和脚趾处，以允许同时测量毛细血管血压值。
在一个实施例中，装置包含光电容积脉搏波描记传感器、激光多普勒传感器和超声传感器，其中通过使用以下参数中的至少一个来优化装置的物理架构：(1)每个发射和接收单元之间的距离，(2)从发射单元发射的波的波长，(3)从发射单元发射的波的频率，和(4)从发射单元发射的波的强度。
装置可以从光电容积脉搏波描记传感器和激光多普勒传感器的光学发射器发射450nm至570nm范围内或其附近的波长的光。超声传感器发射的超声频率可以为约2MHz。
压力控制模块可以包含闭环压力控制单元，其基于由压力传感器提供的接触压力值主动地控制接触压力。压力控制模块可以包含至少一个与可充气袖带可操作的连通的空气泵，以及至少一个与可充气袖带可操作的连通的空气阀。
补充性空气储存单元可以是较大的袖带，其放置在对象的其他位点处，包括臂、腕、腿或踝，以用于测量动脉血压，或者可以是多个连接的袖带，其位于对象的外周位点处，包括指尖或脚趾，允许同时测量外周位点处的毛细血管血压值。
图4a、图4b示出了用于测量毛细血管血压的基于示波的方法。示波法的基本工作原理是，当施加于血管段上的接触压力近似等于压缩的血管段中的平均血压时，血管段的脉搏振荡的振荡幅度达到最大值。收缩和舒张血压可以预估为对应于震动分布中与平均血压的峰振荡幅度成某预设比率的接触压力点。
因此，通过在施加到毛细血管床的接触压力的增加/减少期间观察检测的毛细血管脉搏的振荡幅度，可以测定平均/收缩/舒张毛细血管血压值。在某些实施方案中，测量位点与心脏保持在同一高度平面上。在其他实施方案中，通过去除由测量位置和心脏之间的高度差引起的流体静力学效应，将检测的结果标准化。
如图4a所示，皮肤中的末端毛细血管428包括小动脉枝430和静脉枝434，其连接在毛细血管圆顶中，形成方向或多或少垂直于皮肤表面的环。毛细血管血流方向436是从小动脉枝430到静脉枝434。因此，毛细血管血压从小动脉端430、毛细血管尖端432至静脉端434而减少。在小动脉枝430中，毛细血管血压的正常值为约35mmHg，且在静脉枝434中约为15mmHg。毛细血管428中的血压脉动幅度的量级为10mmHg，其低于动脉中的压力。因此，振荡包络的形态取决于毛细血管传感模块的灵敏度。因此，可以确定特定毛细血管段的毛细血管血压值。
在图4b中，比较了接触压力减小曲线400和毛细血管振荡信号408。接触压力减小曲线显示压力从舒张动脉血压以约2mmHg/s的速率线性减小至零。在一个实施方案中，检测的毛细血管振荡信号410的幅度包络具有一个峰416，对应于接触压力404，其被视为毛细血管尖端432处的平均毛细血管血压。在一个实施方案中，检测的毛细血管振荡信号412的幅度包络具有两个峰418和420，对应于接触压力402和406，其被视为小动脉枝430和静脉枝434处的平均毛细血管血压。在另一个实施方案中，检测的毛细血管振荡信号414的幅度包络具有三个峰422、424和426，对应于接触压力402、404和406，其被视为小动脉枝430、尖端432和静脉枝434处的平均毛细血管血压。
在另外的其他实施方案中，可以从对应的平均毛细血管血压峰的相对振荡幅度比率来计算收缩和舒张毛细血管血压。
可以将示波毛细血管血压测量与示波动脉血压测量整合。***允许利用一个袖带充气和放气程序同时测量动脉和毛细血管血压。
如图5a所示，前端是可以缠绕在一个指尖上的小型袖带。毛细血管传感模块包含多波长LED 500、光电二极管504和压力传感器502。
如图5b所示，多波长LED 506可以向皮肤中发射蓝光518、黄光520和红外(IR)光522。光电探测器检测从皮肤射出的多波长光。在一个实施方案中，多波长传感器包含多波长LED 506和一个以时分多路复用模式工作的光电探测器508，以便同时收集多波长PPG信号。光可以穿过皮肤的不同层，因此多波长PPG信号可以包含不同的生理信息。蓝光PPG主要反映毛细血管脉动，因为蓝光518只能到达表层皮肤毛细血管512。黄光PPG还包含小动脉脉动信息，因为黄光520更深地进入到真皮中的连通小动脉514中。由于IR光522进入皮下层中的动脉516的穿透能力，红光PPG还包含动脉脉动。在一个实施方案中，如图5c所示，原始红外光(IR)PPG信号和黄光PPG信号分别被用作动脉振荡532和小动脉振荡534。
在一个实施方案中，从多波长PPG信号重建了动脉振荡信号532和小动脉振荡信号534，以去除任何不需要的振荡分量。例如，为了得到纯的小动脉脉动或毛细血管脉动，可以从黄光PPG中去除蓝光PPG，黄光PPG是毛细血管和小动脉脉动的混合物。当将示波法用于动脉收缩血压和毛细血管血压测量时，袖带压力可以从大于动脉血压的袖带压力点以0.5-3mmHg/s的速率成线性地减小，如袖带压力曲线524中所示。
在一些实施方案中，在袖带放气期间记录IR PPG信号、黄光信号和蓝光PPG信号。检测的或来源于多波长PPG传感器的振荡信号被视为血管的容积振荡信号。容积振荡信号至少包括动脉振荡532、小动脉振荡534和毛细血管振荡536。对应于动脉振荡532、小动脉振荡534和毛细血管振荡536的峰的接触压力值分别被登记为平均动脉血压526、平均小动脉血压528和平均毛细血管血压530。
还可以记录由压力传感器检测的振荡信号。压力振荡538从连接到前端的气体压力传感器中提取，该前端是可充气袖带。在一个实施方案中，压力振荡538由整合至与身体接触的前端的压力传感器登记。在自高于动脉血压的压力进行压力衰减期间，压力振荡压力信号538被认为具有至少三个峰。对应于压力振荡538包络的从大到小的峰值的接触压力值被分别作为平均动脉血压526、平均小动脉血压528和平均毛细血管血压530。
在一个实施方案中，示波法包括利用压力控制单元在低于毛细血管血压的最低值的压力值和高于毛细血管血压的最高值的压力值之间调节接触压力。下一步可以是由作为毛细血管传感模块的输出的与心跳同步的AC分量所提取的毛细血管振荡信号来计算毛细血管脉动包络。下一步可以是鉴定对应于毛细血管脉动包络中峰值点对应的接触压力值。下一步可以是基于毛细血管脉动包络的形态来确定不同毛细血管位点的MBP。然后，可以确定不同毛细血管位点的SBP和DBP值为这样的接触压力值，其对应的振荡幅度与毛细血管振荡信号中的MBP值的峰振荡幅度成预定的比率。
在容量钳方法中，通过光传感器如PPG传感器测量组织中的血液量。改变接触压力以匹配通过光探测的血管内的血压，以便所产生的光信号保持恒定。由于血液体积以及因此产生的光信号随时间保持恒定，因此动脉内压力等于变化的接触压力。该容量钳方法可借助于指示动脉血液体积的IR PPG传感器测量动脉血压。
容量钳方法还可以包括调节接触压力以调节毛细血管容积脉动信号的信噪比的初始步骤。下一步可以是调节接触压力以保持毛细血管容积脉动信号恒定。下一步可以是从调节的接触压力描记生成毛细血管压力波形。
本发明的实施方案通过使用仅测量皮肤毛细血管血液量的具有较短波长的光，将容量钳方法扩展至用于测量连续的毛细血管血压。连续的毛细血管血压波形来源于接触压力变化描记，其保持毛细血管容积信号恒定。测量位点可以保持在与心脏相同的矢状平面上。在一些实施方案中，通过去除由测量位点和心脏之间的高度差引起的流体静力学效应来使检测结果标准化。
图6示出了在指尖600处用手指袖带610的连续的毛细血管血压测量。指尖600包含指甲602、骨604和位于手指两侧的趾动脉606，以及指腹中的毛细血管床608。在某些实施方案中，包含蓝光LED 616和光电二极管618的蓝光PPG传感器用于监测毛细血管血液量，这是因为蓝光620具有进入皮肤的短穿透深度并且只能进入毛细血管床608。手指袖带610缠绕在指尖600，向毛细血管床608施加接触压力。连接到手指袖带610的连接器612与用于信号传输和空气通路的组合连通线614连接。组合连通线614保持毛细血管容积脉搏波624和受控袖带压力626的信号的流动。毛细血管容积脉搏波624和受控袖带压力626被送入零伺服压力控制模块622。在初始化阶段的测量中，应用至少一个水平的恒定袖带压力630，并记录良好信号质量的毛细血管脉动628。在测量阶段，然后零伺服压力控制模块622主动调节袖带测量634，以匹配毛细血管床608中的内部压力脉动，以使毛细血管脉动632被完全抑制从而保持恒定的毛细血管血液量。
可以设置毛细血管脉动信号632中的轻微脉动，以确保袖带压力不会高到闭塞毛细血管。然后将相应的袖带压力描记634作为毛细血管血压波形。
在一个实施方案中，待测量的测量毛细血管压力值包括以下之一：(1)小动脉端和毛细血管的收缩血压(SBP)值、平均血压(MBP)值或舒张血压(DBP)值，(2)毛细血管尖端的SBP、MBP或DBP值，和(3)毛细血管的静脉端的SBP、MBP或DBP值。
可以通过将前端和测量位点之间的最高接触压力增加至高于动脉收缩血压值的值并将最低接触压力减小至零，来实现同时的示波动脉和毛细血管血压测量。下一步可以是同时记录接触压力变化曲线，并从毛细血管传感模块接收动脉、小动脉和毛细血管振荡信号。下一步可以是从接触压力曲线和来源于动脉和小动脉、毛细血管振荡信号的脉动包络来确定动脉、小动脉和毛细血管血压值。动脉、小动脉和毛细血管振荡信号可以来源于多波长光电容积脉搏波描记传感器或在不同接触压力范围下获得的接触压力信号。接触压力可以以0.5-3.0mm Hg/s的平均速率成线性地增加和/或减小。可以通过添加与可充气袖带可操作的连通的补充性空气储存单元或调节可充气袖带材料的顺应性，来降低由闭环压力控制引起的对毛细血管脉动信号的噪声。
本文中描述的方法和过程可以体现为代码和/或数据。本文中描述的软件代码和数据可以在一种或多种(非临时性)机器可读介质(例如，计算机可读介质)上存储，其可以包括能够存储代码和/或数据以供计算机***使用的任何装置或介质。当计算机***和/或处理器在计算机可读介质上读取并执行存储的代码和/或数据时，计算机***和/或处理器执行方法和过程，其体现为在计算机可读存储介质中存储的数据结构和代码。
本领域技术人员应该理解，计算机可读介质包括可用于存储信息的可移除和不可移除的结构/装置，例如由计算***/环境使用的计算机可读的指令、数据结构、程序模块和其他数据。计算机可读介质包括但不限于：易失性存储器，如随机存取存储器(RAM、DRAM、SRAM)；和非易失性存储器，如闪存、各种只读存储器(ROM、PROM、EPROM、EEPROM)、磁性和铁磁/铁电存储器(MRAM、FeRAM)，以及磁性和光学存储装置(硬盘驱动器、磁带、CD、DVD)；网络装置；或者现在已知或以后开发的其他能够存储计算机可读信息/数据的媒介。计算机可读介质不应被解释或解释为包括任何传播信号。本发明的计算机可读介质可以是例如光盘(CD)、数字视频盘(DVD)、闪存装置、易失性存储器或硬盘驱动器(HDD)，例如外部HDD，或者计算装置的HDD，但是实施方案不限于此。计算装置可以是例如膝上型计算机、台式计算机、服务器、手机或平板电脑，但是实施方案不限于此。
应当理解，本文中描述的实施例和实施方案仅用于说明目的，并且对于本领域技术人员而言可提出根据其的各种修改或改变，并且包括在本申请的精神和范围内。
本文中提及或引用的所有专利、专利申请、临时申请和出版物均通过引用的方式以其整体并入本文中，包括所有附图和表格，只要它们与本说明书的明确教导不矛盾。

Claims (15)

1.非侵入性毛细血管血压测量装置，其包含：
前端，其被配置为与对象的测量位点直接接触并加压以改变所述前端和所述测量位点处的毛细血管之间的接触压力；
与所述前端联接的压力传感器，其检测由所述前端施加于所述测量位点上的接触压力；
压力控制模块，其调节所述前端与所述测量位点之间的接触压力；
毛细血管传感模块，其测量所述测量位点处的毛细血管脉动信号，
其中所述毛细血管脉动信号包含以下中的至少一种：毛细血管血流速度、毛细血管血流量和毛细血管壁运动；
其中所述非侵入性毛细血管血压测量装置被安装在所述测量位点时，所述毛细血管传感模块中的发射单元及接收单元位于所述测量位点的表面的同侧，且发射单元发射的波被配置为仅探测位于皮肤的表层的毛细血管；
计算机可读介质，其包含存储的指令，所述指令在执行时使得至少一个处理器基于接收的通过所述毛细血管传感模块测量的毛细血管脉动信号的脉动强度和通过所述压力传感器检测的接触压力来确定毛细血管血压值，
其中确定毛细血管血压值为通过示波法或通过容量钳法确定毛细血管血压值；当通过示波法确定毛细血管血压值时，所述指令在执行时使得至少一个处理器控制压力控制模块调节接触压力，并通过由毛细血管传感模块提取的毛细血管振荡信号计算的毛细血管脉动包络来间歇性地计算毛细血管血压值；当通过容量钳法确定毛细血管血压值时，所述指令在执行时使得至少一个处理器控制压力控制模块动态调节接触压力以匹配毛细血管脉动信号来连续确定毛细血管血压值；
微控制器，其包含接收单元；和
显示模块，其显示所述毛细血管血压值；
其中所述示波法包括：
利用所述压力控制模块，在低于所述毛细血管血压最低值的压力值和高于所述毛细血管血压的最高值的压力值之间调节接触压力；
提取所述毛细血管传感模块所输出的与心跳同步的AC分量为毛细血管脉搏振荡信号，并计算毛细血管脉搏振荡信号的包络；
鉴定对应于所述毛细血管脉动包络中的峰值点对应的接触压力值；
基于所述毛细血管脉动包络的形态，确定选自毛细血管的小动脉端、毛细血管的尖端和毛细血管的静脉端的多个毛细血管位点分别的平均血压值；和
将所述多个毛细血管位点的分别的收缩血压和舒张血压值确定为这样的接触压力值，其对应的振荡幅度与所述毛细血管振荡信号中的平均血压值的峰振荡幅度成预定的比率；
其中用于毛细血管血压测量的容量钳法包括：
调节所述接触压力，以调节毛细血管容积脉动信号的信噪比，所述毛细血管容积脉动信号由包含在所述毛细血管传感模块中的光电容积脉搏波描记传感器所测量，从所述光电容积脉搏波描记传感器的各自的光学发射器发射的光的波长范围为450 nm至570 nm；
利用所述压力控制模块调节所述接触压力，以保持所述毛细血管容积脉动信号恒定；和
从调节的接触压力描记生成毛细血管压力波形。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述前端包含用于缠绕所述测量位点的可充气袖带，并且其中所述压力传感器是与所述可充气袖带连接的气体压力传感器，或放置于所述可充气袖带和所述测量位点之间的压电传感器。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述前端包含倚靠所述测量位点放置的板，并且其中所述压力传感器是放置于所述前端和所述测量位点之间的压电传感器。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述毛细血管传感模块包含以下中的至少一种：光电容积脉搏波描记传感器、激光多普勒传感器、超声传感器、被配置以监测所述毛细血管的形态改变的成像传感器，并且其中所述毛细血管传感模块还包含其相应的发射单元。
5.如权利要求4所述的装置，其中所述毛细血管传感模块包含光电容积脉搏波描记传感器、激光多普勒传感器和超声传感器，并且其中所述装置的物理架构通过调节以下参数中的至少一个而进行优化：
所述光电容积脉搏波描记传感器、所述激光多普勒传感器和所述超声传感器中的至少一个的发射单元和接收单元之间的距离；
从所述光电容积脉搏波描记传感器、所述激光多普勒传感器和所述超声传感器中的至少一个的发射单元发射的波的波长；
从所述光电容积脉搏波描记传感器、所述激光多普勒传感器和所述超声传感器中的至少一个的发射单元发射的波的频率；以及
从所述光电容积脉搏波描记传感器、所述激光多普勒传感器和所述超声传感器中的至少一个的发射单元发射的波的强度。
6.如权利要求5所述的装置，其中从所述激光多普勒传感器的各自的光学发射器发射的光的波长范围为450 nm至570 nm，并且其中所述超声传感器发射的超声频率为2 MHz。
7.如权利要求1所述的装置，其中确定多个毛细血管位点的平均血压值还包括以下中的一个：
a) 如果所述振荡信号的脉动包络存在三个峰，则对应的接触压力值从大到小为所述毛细血管的小动脉端、尖端和静脉端的平均血压值；或
b) 如果所述振荡信号的脉动包络存在两个峰，则对应的接触压力值从大到小为所述毛细血管的小动脉端和静脉端的平均血压值；或
c) 如果所述振荡信号的脉动包络仅存在一个峰，则对应的接触压力值为所述毛细血管的尖端的平均血压值。
8.如权利要求1所述的装置，其中所述测量位点与所述对象的心脏在同一水平，并且其中所述指令在执行时还使得至少一个处理器将接收的信号值标准化，以去除由于所述测量位点与所述对象的心脏之间的高度差异而产生的任何流体静力学效应。
9.如权利要求2所述的装置，其中所述压力控制模块包含闭环压力控制单元，以基于由所述压力传感器提供的接触压力值主动地控制所述接触压力。
10.如权利要求2所述的装置，其中所述压力控制模块还包含：
至少一个空气泵，其被配置为与所述可充气袖带连通并可以进行操作以调节袖带中的气压；和
至少一个空气阀，其被配置为与所述可充气袖带连通并可以进行操作以调节袖带中的气压。
11.如权利要求1所述的装置，其用于同时示波动脉和毛细血管血压测量，
其中所述指令在执行时使得至少一个处理器：
控制压力控制模块将前端和测量位点处的毛细血管之间的最高接触压力增加至高于动脉收缩血压值的值，并将最低接触压力减小至零；
同时记录接触压力曲线和动脉脉动、小动脉脉动的振荡信号及毛细血管振荡信号，其中动脉脉动信号是从由权利要求1所述的装置中的压力传感器记录的压力信号中过滤的心跳频率中的振荡分量；和
从接触压力曲线和来源于动脉、小动脉和毛细血管振荡信号的脉动包络来确定动脉、小动脉和毛细血管血压值。
12.如权利要求11所述的装置，其中所述动脉、小动脉和毛细血管振荡信号来源于多波长光电容积脉搏波描记传感器或者在多个接触压力范围下获得的接触压力信号。
13.如权利要求11所述的装置，其中以0.5-3.0 mm Hg/秒的平均速率成线性调节所述接触压力。
14.如权利要求9所述的装置，还包括通过以下方式降低由闭环压力控制引起的对所述毛细血管脉动信号的噪声：
增加补充性空气储存单元，其被配置为与所述可充气袖带可操作的连通；或
调节可充气袖带材料的顺应性。
15.如权利要求14所述的装置，其中所述补充性空气储存单元是：
较大的袖带，其放置于对象的用于测量动脉血压的可选位点处，所述位点包括臂、腕、腿或踝；或
多个连接的袖带，其在对象的外周位点处以允许同时测量外周位点的毛细血管血压值，所述外周位点包括指尖或脚趾。
CN201910355258.6A 2018-05-07 2019-04-29 用于非侵入性毛细血管血压测量的装置和方法 Active CN110448287B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/972,653 2018-05-07
US15/972,653 US11089966B2 (en) 2018-05-07 2018-05-07 Devices and methods for non-invasive capillary blood pressure measurement

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110448287A CN110448287A (zh) 2019-11-15
CN110448287B true CN110448287B (zh) 2022-11-04

Family

ID=68384288

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910355258.6A Active CN110448287B (zh) 2018-05-07 2019-04-29 用于非侵入性毛细血管血压测量的装置和方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11089966B2 (zh)
CN (1) CN110448287B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109674461B (zh) * 2017-10-18 2023-07-04 三星电子株式会社 用于估计心血管信息的设备和方法
FI128751B (en) * 2019-01-09 2020-11-30 Turun Yliopisto Apparatus and method for measuring arterial system functionality
CN111631700B (zh) * 2020-05-25 2021-08-10 华南理工大学 一种根据最佳血压目标值调节血压的***
WO2021247300A1 (en) * 2020-06-01 2021-12-09 Arc Devices Limited Apparatus and methods for measuring blood pressure and other vital signs via a finger
WO2022031323A1 (en) * 2020-08-03 2022-02-10 Edwards Lifesciences Corporation Non-invasive device for continuous hemodynamic monitoring utilizing a micro-laser
FI130191B (en) 2021-03-04 2023-04-13 Turun Yliopisto Device and method for measuring blood vessel distensibility
FI130192B (en) 2021-03-04 2023-04-13 Turun Yliopisto Device and method for measuring the flow resistance of blood vessels
CN114983364B (zh) * 2022-05-26 2023-09-15 杭州兆观传感科技有限公司 一种基于小动脉光电容积脉搏波的血压检测装置
CN116421222B (zh) * 2023-06-13 2023-09-26 四川大学华西医院 一种肢端微循环监测装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5050613A (en) * 1989-09-15 1991-09-24 Imex Corporation Method and apparatus for vascular testing
US5103833A (en) * 1989-12-20 1992-04-14 Critikon, Inc. Peripheral arterial monitoring instruments
US6217524B1 (en) 1998-09-09 2001-04-17 Ntc Technology Inc. Method of continuously, non-invasively monitoring pulmonary capillary blood flow and cardiac output
FR2824724B1 (fr) 2001-05-18 2004-03-12 Henley Trading Internat Inc Instrument pour la mesure de la pression sanguine capillaire
US20060058690A1 (en) * 2004-09-10 2006-03-16 Optical Sensors, Inc. Method and instrument for automated measurement of skin perfusion pressure
US7226421B1 (en) * 2005-11-30 2007-06-05 The General Electric Company Method of controlling blood pressure cuff deflation
WO2010046874A2 (en) * 2008-10-24 2010-04-29 Hospitech Respiration Ltd. Method and system for ventilation
US20110144514A1 (en) * 2009-12-16 2011-06-16 Nellcor Puritan Bennett Llc Tracheal Tube with Pressure Monitoring Lumen and Method for Using the Same
EP2716319B1 (en) * 2011-05-31 2020-04-22 National University Corporation Okayama University Laryngeal mask
CN102743165B (zh) * 2012-07-31 2013-11-20 刘常春 基于光电容积脉搏波的血液在体流动性测量装置
US20140135634A1 (en) * 2012-11-14 2014-05-15 Osvaldas Pranevicius Noninvasive method and apparatus to measure central blood pressure using extrinsic perturbation
US10694958B2 (en) * 2015-01-08 2020-06-30 Cnsystems Medizintechnik Ag Wearable hemodynamic sensor
CN204542107U (zh) * 2015-03-04 2015-08-12 邓伟廷 适合于手指采样的无创多指标传感器
CN106859621A (zh) * 2015-12-10 2017-06-20 重庆市圳凌生物科技有限公司 一种心血管血压检测装置
KR20170096323A (ko) * 2016-02-16 2017-08-24 삼성전자주식회사 사용자의 실제 생활 리듬과 서카디안 리듬 간의 정합도를 제공하는 방법 및 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20190336016A1 (en) 2019-11-07
CN110448287A (zh) 2019-11-15
US11089966B2 (en) 2021-08-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110448287B (zh) 用于非侵入性毛细血管血压测量的装置和方法
KR100660349B1 (ko) 광혈류 측정신호를 이용한 이동형 혈압 감시장치
US11298035B2 (en) Method and apparatus for measuring blood pressure
TWI258359B (en) Apparatus for evaluating cardiovascular functions
KR100650044B1 (ko) 광혈류 측정신호를 이용한 혈압측정시스템을 내장한휴대용 무선단말기
US20100106029A1 (en) Arterial blood pressure monitor with a liquid filled cuff
US6749567B2 (en) Noninvasive method of measuring physiologic parameters
CN109414199B (zh) 用于最大动脉顺应性的无创评估的设备和方法
US7270636B2 (en) Apparatus and method for pulse detection
WO2010106994A1 (ja) 血圧情報測定装置
WO2000062666A1 (fr) Procede et dispositif de mesure en continu et non invasive de la tension arterielle
CN1320411A (zh) 无创伤测量血压的方法和装置
US6582374B2 (en) Automatic blood-pressure measuring apparatus
US20100324428A1 (en) Method and device for the non-invasive measurement of dynamic cardiopulmonary interaction parameters
US20120029366A1 (en) Blood pressure detection apparatus and blood pressure detection method
Liu et al. Non-invasive capillary blood pressure measurement enabling early detection and classification of venous congestion
KR200380928Y1 (ko) 광혈류 측정신호를 이용한 이동형 혈압 감시장치
JP5002084B2 (ja) 血圧監視装置
US11717172B2 (en) Method and system for determining a parameter related to microcirculation function
KR102347155B1 (ko) 두 개의 센서를 이용하는 실시간 혈압 측정 디바이스 및 그를 이용한 실시간 혈압 측정 방법
Zhang Blood Pressure Devices
WO1997012542A1 (en) Improved blood pressure monitoring cuff
Gupta Blood Pressure Monitoring
Dubey Non Invasive Blood Pressure Measurement Techniques: A Survey
EP3581104A1 (en) Method, device and computer program product for estimating a compliance of a blood vessel in a subject

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant