TWI650102B - 具壓脈帶之血壓量測裝置及其操作之方法 - Google Patents

具壓脈帶之血壓量測裝置及其操作之方法 Download PDF

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Abstract

一種具壓脈帶之血壓量測裝置，其包含一壓脈帶、一壓力變化調控單元、一訊號紀錄及儲存單元及一運算及分析單元。該壓力變化調控單元可控制該壓脈帶內之壓力。該訊號紀錄及儲存單元能擷取並儲存該壓脈帶內一壓力振盪波形。當該壓脈帶內之壓力增加時，若該運算及分析單元確認該壓力振盪波形有複數個連續脈搏波形訊號之複數個特徵值係滿足一特定條件，則該壓力變化調控單元持續增加該壓脈帶內之壓力。

Description

具壓脈帶之血壓量測裝置及其操作之方法
本發明係關於一種具壓脈帶之血壓量測裝置及其操作之方法。
一般採用電子血壓計(electronic sphygmomanometer)測定動脈之血壓，係將包含有血壓測定用壓脈帶(cuff)捲繞並固定在上臂或手腕，並對壓脈帶進行加壓及減壓。當壓脈帶被充氣而加壓及放氣以減壓，受壓迫之血管的容積會產生變化，從而由壓脈帶變動之振幅變化以算出血壓的技術被稱為示波振盪(oscillometric)法。
如前所述，在利用示波振盪法的電子血壓計中，當固定在上臂或手腕之壓脈帶之壓力有變化時，因血管之容積變化而造成壓脈帶變動之振幅也會發生變化。又，即便是相同壓力之壓脈帶，在血管之容積有變化時，壓脈帶變動之振幅也可能會改變。
若用以固定壓脈帶的纏繞力量(魔鬼氈)不充分，在壓脈帶加壓時並未確實壓迫血管，無法有效達到預定壓閉血管中血液流動之程度，從成使得血壓之量測精度不佳。甚至在加壓中若壓脈帶捲繞之狀態起不當變化(例如：魔鬼氈接合面相對鬆動或移動)，故此加壓時所要進行之血壓量測會相當不準確。因此，在將壓脈帶捲繞於身體之待測部位後，需要確實及合適地將其固定，藉此能正確地取得血壓量測之數值。
傳統電子血壓計確認纏繞於待測部位之壓脈帶是否過 緊、適當或太鬆，多係在加壓中藉由檢測壓脈帶內之壓力變化量來判斷。圖1係顯示壓脈帶內之壓力變化與其纏繞程度間相對關係之示意圖。圖中直線A係表示壓脈帶纏繞於待測部位太緊，因此在加壓時所檢測到壓脈帶內之壓力隨時間變化斜率較大。例如：當該斜率超過一上臨限值，則可判斷壓脈帶之纏繞程度過緊。相較於直線A，直線C係表示壓脈帶纏繞於待測部位過鬆，因此在加壓時所檢測到壓脈帶內之壓力隨時間變化斜率較小。例如：當該斜率小於一下臨限值，則可判斷壓脈帶之纏繞程度太鬆。當壓脈帶適當地纏繞於待測部位，如圖中直線B所呈現壓脈帶內之壓力隨時間變化斜率為較佳。
上述傳統確認壓脈帶之纏繞程度的方法雖能排除某些過鬆或過緊之不當使用狀況，然僅藉由檢測壓脈帶內之壓力仍有不足之處。例如：當壓脈帶被纏繞於手軸部或腕關節處，或甚至被孩童當成玩具而纏繞於家俱之柱狀部分，縱使壓脈帶被纏繞不會過鬆或過緊，但其內部之壓力隨時間變化斜率有可能落於可接受之範圍內。亦即，傳統確認壓脈帶之纏繞程度的方法並非最佳，仍可能無法正確地取得血壓量測之數值。
針對上述先前技術所遭遇之問題，本發明提出一種操作血壓量測裝置之方法，及使用此種方法能確保血壓被正確地量測之血壓量測裝置。
本申請案係提供一種操作血壓量測裝置之方法，其係根據壓力振盪波形(pressure oscillometric waveform)中脈搏波形訊號(pulse waveform signal)之變化，藉此判斷壓脈帶之纏繞程度，從而能正確地量測血壓之數值。
本申請案係提供一種具壓脈帶之血壓量測裝置，該裝置能於加壓中檢測壓脈帶之壓力振盪波形，並根據實際壓力振盪波形調整壓脈帶之加壓速率，如此可以自動地適應待測部位之柔軟度(脂肪與肌肉組 織之分配)及周長度(粗或細)，從而能量測待測部位之較佳血壓數值。
本申請案係提供一種具壓脈帶之血壓量測裝置，該裝置能於加壓中檢測壓脈帶之壓力振盪波形，並根據實際壓力振盪波形中斷壓脈帶之加壓，避免繼續執行不當血壓量測造成時間之浪費。
於是，本發明提出一實施例，一種具壓脈帶之血壓量測裝置，其包含：一壓脈帶；一壓力變化調控單元，可控制該壓脈帶內之壓力；一訊號紀錄及儲存單元，能擷取並儲存該壓脈帶內一壓力振盪波形；以及一運算及分析單元，其中當該壓脈帶內之壓力增加時，若該運算及分析單元確認該壓力振盪波形有複數個連續脈搏波形訊號之複數個特徵值係滿足一特定條件，則該壓力變化調控單元持續增加該壓脈帶內之壓力。
於另一實施例中，該特定條件為該等振幅依序嚴格遞增及均大於一臨限值中任一者。
於另一實施例中，該該等特徵值為該複數個連續脈搏波形中相鄰的峰點所形成的第一斜率及第二斜率，該特定條件係定義該第一斜率及該第二斜率係依序嚴格遞增。
於另一實施例中，該血壓量測裝置係用量測一腕部之動脈的血壓數值。用於腕部之該血壓量測裝置另包含一加速度感測器，該運算及分析單元根據該加速度感測器之輸出訊號計算該血壓量測裝置之傾斜角度，並根據該傾斜角度換算出該血壓量測裝置之高度。該運算及分析單元根據該高度判斷該血壓量測裝置是否置於與心臟齊高之位置。
本發明另提出一實施例，一種操作血壓量測裝置之方法，包含：提供一具壓脈帶之血壓量測裝置；擷取該壓脈帶內一壓力振盪波形；以及當該壓脈帶內之壓力增加時，若確認該壓力振盪波形有複數個連續脈搏波形訊號之複數個特徵值係滿足一特定條件，則持續增加該壓脈帶內之壓力。
20‧‧‧血壓量測裝置
21‧‧‧本體部
22‧‧‧壓脈帶
23‧‧‧空氣管
30‧‧‧血壓量測裝置
31‧‧‧壓脈帶
32‧‧‧訊號紀錄及儲存單元
33‧‧‧壓力變化調控單元
34‧‧‧運算及分析單元
40‧‧‧壓力振盪波形
80‧‧‧使用者
81‧‧‧上臂
211‧‧‧顯示器
212‧‧‧操作面板
213‧‧‧聲音產生器
A~C‧‧‧直線
S‧‧‧壓力振盪波形
T1~T9‧‧‧週期
Tp1-2~Tp8-9‧‧‧期間
D1、D2‧‧‧差值
L1、L2‧‧‧直線
P1~P9‧‧‧峰點
Amp1、Amp2、Amp3‧‧‧振幅
圖1係顯示壓脈帶內之壓力變化與其纏繞程度間相對關係 之示意圖。
圖2係繪示本申請案第一實施例之繪示具上臂用壓脈帶之血壓量測裝置示意圖。
圖3係繪示本申請案第一實施例之具壓脈帶之血壓量測裝置之方塊圖。
圖4係繪示本申請案第一實施例之壓力振盪波形之示意圖。
圖5係繪示本申請案第二實施例之具腕部用壓脈帶之血壓量測裝置示意圖。
以下，就實施本發明之各種實施形態來加以說明。請參照隨附的圖式，並參考其對應的說明。另外，本說明書及圖式中，實質相同或相同的構成會給予相同的符號而省略其重複的說明。
圖2係繪示本申請案第一實施例之繪示具上臂用壓脈帶之血壓量測裝置示意圖。如圖2所示，血壓量測裝置20具有一本體部21、一壓脈帶22及一空氣管23。該本體部21內設有壓力變化調控單元(圖未示)，例如：空氣幫浦或空氣泵(pump)，其加壓後的氣體會透過空氣管23進入壓脈帶22內。本體部21內部有積體電路元件會經由空氣管23擷取該壓脈帶22內一壓力振盪波形，並分析該壓力振盪波形之特徵值，以判斷該壓脈帶22是否被適當地纏繞在該使用者80之上臂81，但並不以此為限。熟此技術者當知，也可用以判斷該壓脈帶22是否被適當地纏繞在該使用者80之下肢。
再者，該本體部21係包括一顯示器211、一操作面板212及一聲音產生器213。當該壓脈帶22被認定為未適當纏繞於該上臂81，則該顯示器211及/或聲音產生器213會發出警訊(文字、圖案或特殊聲響)，以告知使用者應中斷目前血壓量測之過程。通常操作面板212都會設有電源按鍵、開始按鍵及中斷按鍵等，然本申請案並不以此等功能按鍵為限 制。當該本體部21之顯示器211及/或聲音產生器213發出警訊後，該使用者80可以按壓中斷按鍵以停止該壓脈帶22繼續被充氣。熟此技術者當知，本體部21內部有積體電路元件也可控制壓力變化調控單元停止充氣。
圖3係繪示本申請案第一實施例之具壓脈帶之血壓量測裝置之方塊圖。該血壓量測裝置30包含一壓脈帶31、一訊號紀錄及儲存單元32、一壓力變化調控單元33及一運算及分析單元34，其中該訊號紀錄及儲存單元32與該運算及分析單元34可以整合至單一積體電路元件。在其他實施例中，該訊號紀錄及儲存單元32與該運算及分析單元34亦可分別由多個積體電路晶片元件進行次單元功能之處理，故不受本實施例及圖式之例示限制。另外，本發明技術領域具通常知識者當知，該訊號紀錄及儲存單元32中儲存功能係可為一記憶體。
該壓脈帶31係用於固定於使用者之上臂或腕部。該訊號紀錄及儲存單元32擷取該壓脈帶31內壓力振盪波形S，並儲存該壓力振盪波形S。在本實施例中，該壓力振盪波形可以是脈波容積記錄(Pulse Volume Recording；PVR)波形。
該壓力變化調控單元33可控制壓脈帶31內之增壓、維持壓力或減壓。該運算及分析單元34分析該壓力振盪波形之訊號特徵，以判斷該壓脈帶31是否適當被纏繞於上臂或腕部。若前述判斷為該壓脈帶31適當被纏繞，則該壓力變化調控單元持續增加該壓脈帶內之壓力。反之，若前述判斷為該壓脈帶31不當被纏繞，則該運算及分析單元34會輸出訊號令該血壓量測裝置30發出警訊。該使用者80可根據該警訊決定停止該壓脈帶22繼續被充氣。
如前所述該運算及分析單元34會分析該壓力振盪波形之訊號特徵值，該特徵值是波形訊號之強度(例如：振幅)及/或各週期波形之峰值間所形成的斜率等。
圖4係繪示本申請案第一實施例之壓力振盪波形之示意圖，其中例示兩種判斷該壓脈帶31適當被纏繞之條件，然本申請案並不以此等條件為限制。壓力振盪波形40包含複數個連續脈搏波形訊號，又該等脈搏波形訊號分別發生於週期T1~T9。隨著壓脈帶內之壓力增加，上 臂血管之容積也會隨之變化，從而造成各週期內壓脈帶變動之最大振幅明顯不同。圖中峰點P1~P9是各週期內脈搏波形訊號之峰值(最大值)發生處。
峰點P1~P3對應之振幅(或波幅)分別為振幅Amp1、振幅Amp2及振幅Amp3，第一直線L1通過P1及P2及第二直線L2通過峰點P2及峰點P3。又令振幅Amp2和振幅Amp1相減為差值D1及振幅Amp3和振幅Amp2相減為差值D2。波形中峰點P1至峰點P2之發生期間為Tp1-2，峰點P2至峰點P3之發生期間為Tp2-3，其餘Tp3-4至Tp8-9依此類推。當發生於週期T1~T3之連續脈搏波形訊號滿足下列任一個特定條件，則可判斷該壓脈帶31適當地被纏繞：
條件一：S2>S1，其中S1=D1/Tp1-2(第一斜率S1係第一直線L1之斜率)；S2=D2/Tp2-3(第二斜率S2係第二直線L2之斜率)；D1=Amp2-Amp1；D2=Amp3-Amp2。
條件二：Amp1>30；Amp2>30；Amp3>30。
此外，在其他實施例中，連續脈搏波形訊號之數量也可以是三個以上，或發生在其他連續週期內，然本申請案的上述斜率條件必須為漸增，而上述振幅必須超過臨限值(threshold value)，例如30。在此所提及的臨限值為30，僅為方便說明解釋之用，當依據實際設計狀況而定，並不以此為限制。
圖5係繪示本申請案第二實施例之具腕部用壓脈帶之血壓量測裝置示意圖。前述第一實施例所述技術內容亦同樣可應用於此實施例，即本實施例之血壓量測裝置50包含一會分析壓力振盪波形之訊號特徵的運算及分析單元(圖未示)，該訊號特徵值是訊號強度(例如：振幅)及/或各週期波形之峰值間形成的斜率等，熟此技術者當知也可是該訊號強度及複數個峰值之等效變化都在本發明的範圍。惟第二實施例係更包含一加速度感測器(gravity sensor或G sensor)514，藉此可感測該本體部51之傾斜角θ。因固定於腕部之血壓量測裝置50會因腕部和心臟之高度差距而影響訊號強度，例如：腕部高舉過於頭部以上則造成訊號強度降低或腕部平放於桌面則造成訊號強度較高，故結合該訊號強度及傾斜角θ更 能確定該血壓量測裝置50之高度正確，如此量測到血壓值之正確性才能確保。
詳言之，血壓量測裝置50係用於量測腕部動脈之血壓，其包含一本體部51及一壓脈帶52。該本體部51之內部電路架構及表面設置元件可參見前面實施例之敘述。當使用該血壓量測裝置50量測血壓時，建議將纏繞該血壓量測裝置50之腕部抬起，並使其高度約與心臟之高度相同或相近為最佳，因此能獲得較準確的血壓值。除了採用前述方法確認該壓脈帶52適當被纏繞，也希望該本體部51被置於和心臟同高之位置，如此量測到血壓值之正確性才能確保。本實施例採用一加速度感測器(gravity sensor或G sensor)514，藉其可感測該本體部51之傾斜角θ，由該傾斜角θ能計算及轉換該血壓量測裝置50之高度，如此可以確認是否和心臟同高，從而能正確地量測血壓之數值。在此特別說明，當使用者操作不當，例如舉起過頭部或放低手臂過腰部等，致使血壓量測裝置50未與心臟位置同高時，此時的高度及訊號強度都不正確，血壓量測裝置50立即顯示錯誤訊息或強制停止量測血壓。
本發明之技術內容及技術特點已揭示如上，然而熟悉本項技術之人士仍可能基於本發明之教示及揭示而作種種不背離本發明精神之替換及修飾。因此，本發明之保護範圍應不限於實施例所揭示者，而應包括各種不背離本發明之替換及修飾，並為以下之申請專利範圍所涵蓋。

Claims (10)

  1. 一種具壓脈帶之血壓量測裝置，其包含：一壓脈帶；一壓力變化調控單元，可控制該壓脈帶內之壓力；一訊號紀錄及儲存單元，能擷取並儲存該壓脈帶內一壓力振盪波形；以及一運算及分析單元，其中當該壓脈帶內之壓力增加時，若該運算及分析單元確認該壓力振盪波形有複數個連續脈搏波形訊號之複數個特徵值係滿足一特定條件，則該壓力變化調控單元持續增加該壓脈帶內之壓力。
  2. 如請求項1所述之具壓脈帶之血壓量測裝置，其中該等特徵值為複數個振幅，該特定條件係定義該等振幅依序嚴格遞增及均大於一臨限值中任一者。
  3. 如請求項1所述之具壓脈帶之血壓量測裝置，其中該等特徵值為該複數個連續脈搏波形中相鄰的峰點所形成的第一斜率及第二斜率，該特定條件係定義該第一斜率及該第二斜率係依序嚴格遞增。
  4. 如請求項2所述之具壓脈帶之血壓量測裝置，其中該複數個連續脈搏波形訊號之數量係為3，該三個脈搏波形訊號之該等振幅均大於30。
  5. 如請求項1所述之具壓脈帶之血壓量測裝置，另包含一加速度感測器，該運算及分析單元根據該加速度感測器之輸出訊號計算該血壓量測裝置之傾斜角度，並根據該傾斜角度換算出該血壓量測裝置之高度。
  6. 如請求項5所述之具壓脈帶之血壓量測裝置，其中該運算及分析單元根據該高度判斷該血壓量測裝置是否置於與心臟齊高之位置。
  7. 一種操作血壓量測裝置之方法，包含：提供一具壓脈帶之血壓量測裝置；擷取該壓脈帶內一壓力振盪波形；以及當該壓脈帶內之壓力增加時，若確認該壓力振盪波形有複數個連續脈搏波形訊號之複數個特徵值係滿足一特定條件，則持續增加該壓脈帶內之壓力。
  8. 如請求項7所述之操作血壓量測裝置之方法，其中該等特徵值為複數個振幅，該特定條件係定義該等振幅依序嚴格遞增及均大於一臨限值中任一者。
  9. 如請求項7所述之操作血壓量測裝置之方法，其中該等特徵值為該複數個連續脈搏波形中相鄰的峰點所形成的第一斜率及第二斜率，該特定條件係定義該第一斜率及該第二斜率係依序嚴格遞增。
  10. 如請求項7所述之操作血壓量測裝置之方法，其中該血壓量測裝置另包含一加速度感測器，該方法另包含根據該加速度感測器之輸出訊號計算該血壓量測裝置之傾斜角度，並根據該傾斜角度換算出該血壓量測裝置之高度之步驟。
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