專利名稱：能夠進行nibp計算的耳內多測量傳感器的尺寸測量和定位技術的制作方法
育辦進行NIBP計算的耳內多觀懂傳麟的尺寸觀糧和定位技術 技術領域以下涉及監(jiān)測生理學。其尤其可應用于一種插入耳道內以使一個或多個生 理傳皿在內耳內合適定位，從而獲取表示生理現(xiàn)象的信息的耳內結構，該生 理現(xiàn)象包括例如血壓、呼吸、灌注指數(shù)、血氧、脈搏率和身體溫度。
背景技術：
生理信號已可從耳內測量。然而，還沒有從耳內無創(chuàng)測量血壓的多參數(shù)生 理測量設備。阻撓這種研制的障礙的實例包括人與人之間人類耳道的不同尺寸 和形狀，不能將傳感器有策略地放入耳道內以最佳化地接收生理信號，以及不 能保護感觀股備在測量生理信號時不受由于與內耳接觸而產生的污染。發(fā)明內容在一方面， 一種內耳生理測量設備包括一形成為用于插入耳道內的結構。 一個或多個傳感器可操作地耦接到該結構放置在耳內的一部分?？沙錃鈿饽铱?操作地耦接到該結構放置在耳內的一部分并且充氣以將該一個或多個傳感器放 置到耳道內組織附近。 一旦放置到合適位置，該一個或多個傳感器就從周圍組 織和骨結構感測生理信號。一個優(yōu)點包括從耳內測量生理信號。另 一個優(yōu)點在于從耳內無創(chuàng)測量血壓。另一個優(yōu)點是從耳內連續(xù)無創(chuàng)地測量血壓。另一個優(yōu)點在于一種耳內設備，其針對不同形狀和尺寸的耳道而形成。 另一個優(yōu)點是將傳 放置到耳道內以從耳道內最佳化地接收生理信號。 另一個優(yōu)點是糊專感器以理想的力量和壓力放置在耳道內，從而確保傳感器與組織緊密耦接，而不會導致組織變蒼白(blanching)。另一個優(yōu)點是即使身體正經受由于震動(shock)或其它狀況而導致的外圍停滯(peripheral shutdown)時也能^f專麟方爐到良好灌注的生理位置處。 另一個優(yōu)點是防止過度插入耳內。另一個優(yōu)點是通過減輕生理傳ii^污染的護套來測量生理信號。另一個優(yōu)點在于一種耳內生理信號觀糧設備，其使耳壓與環(huán)境氣壓相平衡， 特別是在氣囊充氣和放氣期間。


在閱讀和理解優(yōu)選實施例的詳細描述后，更進一步的優(yōu)點對本領域普通技 術人員將會變得更明顯。圖1示出用于從耳內測量生理信號的耳內生理測量裝置。圖2示出具有單M的耳內生理測量裝置，該單通道用于容納傳感器， 并為可充氣氣囊充，放氣以糊專感器放置到內耳組織附近。圖3示出具有分M道的耳內生理測量裝置，所述分3iil道用于容納傳感器走線和為可充氣氣囊充，放氣。圖4示出具有氣Mit的耳內生理測量裝置，該氣道通道用于當氣囊充氣 和放氣時平衡耳和環(huán)境之間的氣壓。圖5示出放置在耳內的耳內生理測量裝置。圖6示出耳內生理測量裝置、耳后支承設備和減輕生理傳感器污染的保護 套之間的連接點。圖7示出連接至耳后支承設備的耳內生理測量裝置。圖8—12示出用于保持傳 與在耳內生理測量裝置相連的適當尖部的各 視圖。圖13是示出用于插入耳道內的未充氣氣囊部分截面的透視圖。 圖14是示出充氣氣囊的部分截面的透視圖。
具體實施方式
圖1示出用于從耳道內測量一個或多個生理信號(例如，血壓、脈搏、血 氧、灌注、術顯、呼吸…)的耳內(ITE)生理測量裝置2 (此后稱為"ITE裝 置2")。 ITE裝置包括插入耳道內的結構4。結構4的尺寸適于以合適的深度進 入耳道并適合于各種形狀的耳道(例如，不同彎曲度)。也就是說，結構4的直 徑比耳道直徑小。在tt^實施例中，結構4伸入耳道內，從而端部放置到耳的 有骨區(qū)域或其它耳道較安靜的地帶附近。位于耳道內的結構4端部包括環(huán)形可充氣氣囊6?？沙錃鈿饽?包圍結構4 的端部(如圖所示)或者其合適的部分。可充氣氣囊6理想地支承一個或多個 傳感器8，傳感器8可操作地耦接至氣囊6的表面并測量生理信號。合適的傳感 器包括例如發(fā)光二極管(LED),紅外線(IR)源、光探測器、壓力換能器、麥 克風和熱敏電阻。傳感器8策略地方j(g在氣囊6上。例如，光探測器典型地放 置成使不指示被測量生理過程的光吸收最小化或阻止該光吸收(例如，來自耳 外的光，從位于氣囊6上的另一傳感器發(fā)出的光)。雖然在圖l表示為圓形，一 個或多個傳感器8可以是任何形狀。根據(jù)需要，傳感器可以安裝在結構4的端 部內并且一旦插入耳內就可移動至與組織相接觸?？沙錃鈿饽?充氣以用理想的力量和壓力將一個或多個傳感器8放置到耳 道內適當?shù)慕M織附近，從而在不會引起灌注減少或組織變蒼白的情況下確保傳 感器與組織的緊密豐鵬。對于成人，這包括對氣囊6充氣以符合從約6mm到約 13mm寬范圍變化的耳道直徑。對于嬰兒和小孩，其耳道直徑/Al:徑約4mm到 直徑約7mm變化，可采用較小且較短的ITE設備。典型地，測量血氧的傳 方文置在由外頸動脈支和內頸動脈支供應的動脈血灌注的耳道組織附近，從而即 使當身體在震動或其它狀況期間正經受外圍停滯時也可用作良好的灌注生理部 位。這類傳感器包括能量鄉(xiāng)裝置(例如，LED， IR源…)和檢測穿過脈管組 織的能量傳輸?shù)哪芰繖z觀蝶置。在另一實例中，、鵬傳繊(例如，熱敏電阻) 也方爐在脈管組織附近。在又一實例中，用于感測指示脈搏壓聲音和域呼吸的 音頻信號的傳感器(例如，麥克風)適當?shù)胤胖迷诙老鄬^安靜的區(qū)域內以 減輕感測的外來音頻信號(噪聲)?？沙錃鈿饽?還用于有利于無創(chuàng)測量血壓。對于無創(chuàng)血壓測量，對可充氣 氣囊6充氣直到其阻塞SMl壓傳感器(例如，壓力換能器)的耳部內的血流， 所述傳感器可操作地連接至可充氣氣囊6。然后，適當釋放可充氣氣囊6內的壓 力以使可充氣氣囊6放氣。在充氣和/^J文氣期間，采用聽診法(例如，M可 操作地連接到氣囊6的麥克風)禾B/或示波法(例如，ffl31附著于氣囊的光學感 測部件)獲得收縮壓和舒張壓。i!31如上所述獲得初始血壓，然后使氣囊再充氣至平均壓力，從而無創(chuàng)地 連續(xù)測量出血壓。伺服機構定期性地調整氣囊壓力以確定指示平均血壓的最大
脈沖波形幅度的位置。只要所得出的平均壓力相對接近于初始壓力和/或脈搏波 形幅度相對接近，就能以高精度計算出所得出的連續(xù)收縮壓、舒張壓和平均壓。結構4包括一個或多個延伸穿過結構4的通路(如在下面圖2—4中所示出 的)。這些il^各容納傳感器數(shù)據(jù)線、電源線和控制線，為氣囊6的充，放氣提供 密封通道，和/或在氣囊充，放氣期間允許耳內壓力與周圍環(huán)境相平衡。圖2示 出一個方面，其中結構4包括用于容納傳感器走線和使氣囊6充~放氣的分立 通道IO。通道10使導線與內耳環(huán)境隔離開，減輕了耳部和傳,走線的污染， 并且為氣囊6提供加壓氣道。圖3示出一個方面，其中結構4包括用于傳感器 走線和使氣囊6充，放氣的分M道; 一個或多個第一通道12容納傳mi走線， 且第二通道14為氣囊6的充，放氣提供增壓氣道。圖4示出一個方面，其中選 擇性通道16提供耳部壓力穩(wěn)定機構，其在氣囊充氣和/或放氣期間允許耳壓與周 圍環(huán)境相平衡。通道16減gn囊充氣和/或放氣期間耳內建立起來的壓力以及由 其引起的潛在疼痛。圖2—4中的實例示出了具有圓形橫截面的結構4和通路10 —16。這些特定形狀不是限制性的，而是提供解釋說明的目的。應當理解，結 構4和/或通路10—16可以基本上為有益于耳道的任何微(例如，橢圓形，矩 形，不規(guī)則形…)。圖5示出插入耳道內的ITE裝置2。插入結構4，從而使位于耳道內帶有氣 囊6的端部處于耳部有骨區(qū)域。使氣囊6充氣劇每傳感器8方爐到內耳組織附 近以感測指示生理狀態(tài)的信號，所述生理狀態(tài)包括例如血壓、溫度、脈搏、呼 吸和血氧。圖6示出帶有選擇性護套9的ITE裝置2，選擇性護套9放在結構4和氣 囊6上以保護耳部和結構/氣磐傳感器組件不受污染。在一方面，護套可以是半 滲透性的以允許氣體流過，但阻止液體從護套的一邊流到另一邊。在另一方面， 護套基本上阻止所有的物質從護套的一邊移動到另一邊。結構/氣穀傳感器組件 可以一次性的、可洗滌的、禾口/或可消毒的。結構4示出為由(BTE)耳部件18支承在耳內。結構4可以操作性地附著 到耳部件18上。這禾中附著可以通過固定裝置實現(xiàn)，固定裝置包括螺紋連接器、 按扣、固定螺絲、粘附劑、鉚釘?shù)取D6示出結構4和選擇性耳部件18之間的 示范性連接區(qū)域20。保護性護套9在需要的情況下可用于減輕生理傳感器的污 染。在另一方面，結構4和耳部件18可以形成為一個單個單元。
圖7示出連接至HE設備2的BTE設備18。正T設備2包括為這兩個設備 供電的電池21。在該實施例中，ITE設備2和電池21為低成本的和一次性的。上面的圖5—7將選擇性耳部件18示出為耳后支承設備。在 實施例中， ITE裝置通過半剛性連接器管連接至耳后(BTE)設備(18)，該半剛性連接器 管形成為可裝配到耳部上和/或周圍以防止插入并且使HE設備保持最佳取向和 定位的位置上。應當理解，也可考慮其它類型的支承設備。例如，結構4可安 裝到附著于頭部、頸部、肩部等區(qū)域的支承設備上。BTE設備18可以容納從傳感器8接收生理信號(例如，通過延伸穿過如 上面簡要描述的ffi^各10和12的傳g導線)的各種電子器件，并向主體佩帶 的另一收發(fā)器(未示出)(例如，帶在頸部和腕部的收發(fā)器)或者向監(jiān)視設備、 庫、計^m和圖形顯示器這樣的遠程設備(未示出)發(fā)送該生理信號。BTE 設備18可視需要包括處理器(未示出)，存儲器(未示出)和電池(未示出)。 處理器用于控制傳感器和電子器件，處理原始數(shù)據(jù)，以及從傳感器讀取數(shù)據(jù)； 存儲器用于存儲纖和減配置；以及電池為處理器、有源傳繊和收發(fā)器供電。在圖8—11的實施例中， 一個或多個傳感器8位于柔軟、撓性的尖部22(而 不是直接位于可充氣氣囊6上或者位于在可充氣氣囊6相對側的ITE設備尖部 上)，尖部22可操作i鵬接至插入耳內的結構4的端部。氣囊6在圖8中示出， 但為顯示清楚起見，己從圖9—11中去除。當將結構4插入耳內時，傳自8 仍由可充氣氣囊6進行放置；然而對氣囊6充氣會使攜帶尖部22葉片24的傳 感器膨脹，期每傳感器8放置到內耳組織附近。圖12—14示出尖部22為可膨脹蘑菇狀元件。在該實施例中，氣囊6從圖 13的插入水平充氣會膨脹柔軟、撓性的尖部22，期每傳感器8定位在內耳組織 附近(見圖14)。尖部22和/或氣囊6還用作光學反射器，幫助來自光，器的 反射光透過組織，從骨返回，透過組織，反射性地和透射性地射向反射器，再 從反射器返回透過組織，如此下去，直到其最終到達光探測器。尖部22的背面 是不透明的，其阻擋不需要的環(huán)境光線itA耳道內。尖部(22)和/或氣囊(6) 還用作外部環(huán)境氣流和觀懂芯術鵬替代物的熱敏電阻(8)之間的緩沖器。撓 曲電路連接器26分別穿過結構4延伸，繞氣囊6彎曲，并且與相關傳感器8相 頓生連接。己參照優(yōu)選實施例對本發(fā)明進行了描述。在閱讀和理解前述詳細描述的基
礎上，各種變型和更改對其他人而言是易于想到的。本發(fā)明應當解釋為包括全 部這些變型和更改，只要它們落入附加權利要求書或其等同 的范圍內。
權利要求
1、一種耳內(ITE)生理測量設備(2)，包括形成為易于插入耳道內的結構(4)；一個或多個傳感器(8)，其可操作地耦接到該結構插入耳內的一部分；和可充氣氣囊(6)，其可操作地耦接至該結構插入耳內的部分，對可充氣氣囊(6)進行充氣以將一個或多個傳感器(8)放置到耳道內組織附近，從而一個或多個傳感器(8)可從周圍組織和骨結構感測生理信號。
2、 根據(jù)權利要求1所述的ITE生理觀糧設備(2)，其中一個或多個傳感器 (8)無創(chuàng)感測指示血壓、連續(xù)血壓、脈搏、血氧7K平、灌注、#^顯和呼吸的信號。
3、 根據(jù)權利要求1所述的ITE生理須糧設備(2)，其中插入結構(4)以 將一個或多個傳感器(8)放置至ij耳道的有骨區(qū)域和安靜地帶中的至少一個附近。
4、 根據(jù)權利要求1所述的ITE生理測量設備(2)，其中插入結構(4)以 將一個或多個傳感器(8)放置到周圍深部耳道組織附近，該組織由外頸動脈和 內頸動脈中至少一個的分支供應的動脈血灌注，并且即使當身體正經受由于震 動或其它狀況弓l起的外圍停滯時也能用作良好的灌注生理部位。
5、 根據(jù)權利要求1所述的ITE生理觀懂設備(2)，其中充氣的氣囊(6) 將位于其上的一個或多個傳感器(8)以理想的力量和壓力放置到脈管組織附近，以在不會弓跑灌注減少或組織變蒼白盼瞎況下確保傳感器與組織的緊密耦接。
6、 根據(jù)權利要求1所述的ITE生理測量設備(2)，其中一個或多個傳感器(8)可操作地附著于可充氣氣囊(6)。
7、 根據(jù)權利要求1所述的ITE生理測量設備(2)，還包括尖部(22)，該 尖部(22)可操作地連接到結構(4)插入耳內的區(qū)域上， 一個或多個傳感器(8) 可操作地連接至尖部(22)。
8、 根據(jù)權利要求7所述的ITE生理測量設備(2)，尖部(22)和/或氣囊 (6)用作反射器，以在阻擋環(huán)境光線的同時，反射性地和透射性地使源自傳感器的光線M耳組織反射和弓I導到光探測器內。
9、 根據(jù)權禾腰求7所述的ITE生理測量設備，尖部(22)和/或氣囊(6)用作外部環(huán)境氣流和觀糧芯術鵬替代品的熱敏電阻(8)之間的緩沖器。
10、 根據(jù)權利要求7所述的ITE生理測量設備(2)，其中氣囊(6)設置在 結構(4)和尖部(22)之間以充氣并使尖部(22)膨脹，以將位于其上的一個 或多個傳感器(8)放置到脈管組織附近。
11、 根據(jù)權利要求1所述的ITE生理觀懂設備(2)，其中一個或多個傳感 器(8)包括下列中的一個或多個發(fā)光二極管，IR源，光探測器，熱敏電阻， 壓力換能器和麥克風。
12、 根據(jù)權禾腰求1所述的ITE生理測量設備(2)，其中可充氣氣囊(6) 膨脹以將一個或多個傳 (8)放置到AAl:徑約為6mm至直徑約為13mm的 成人耳道內，以及放置到從直徑約為4mm至直徑約為7mm的小孩耳道內。
13、 根據(jù)權利要求1所述的ITE生理測量設備(2)，結構(4)包括 延伸穿過結構(4)直到氣囊(6)的通路(10,14)，其用于使氣囊(6)充氣和放氣。
14、 根據(jù)權利要求1所述的ITE生理測量設備(2)，結構(4)包括 延伸穿過結構(4)直到一個或多個傳感器(8)的通路(10， 12)，其用于容納傳感器導線(26)，該導線(26)用于向傳感器(8)運送電源或控制信號以及從傳感器(8)運送數(shù)據(jù)。
15、 根據(jù)權利要求1所述的ITE生理測量設備(2)，結構(4)包括延伸穿過該結構(4)的通路(16)，其用于使耳道內的耳壓與環(huán)境氣壓相 平衡。
16、 根據(jù)權利要求1所述的ITE生理測量設備(2)，還包括保護結構(4)、 氣囊6、 一個或多個傳感器(8)以及耳道不受污染的護套(9)。
17、 根據(jù)權利要求1所述的ITE生理測量設備(2),還包括用于為一個或 多個部件(2,18)供電的電池(21)。
18、 根據(jù)權利要求1所述的生理測量設備(2)，其中ITE生理測量設備(2) M半剛性連接器管可操作地連接至BTE設備(18)，該半剛性連接器管形成 為裝配在耳部上面和/或周圍以防止過度插入，并且使ITE設備(2)保持在最佳 取向和定位的位置。
19、 一種用于測量耳道內生理信號的方法，包括 將耳內結構(4)插入到耳道內所需深度；對可操作連接至耳內結構(4)端部的可充氣氣囊(6)充氣，以將一個或 多個傳感器(8)放置到耳道脈管組織附近；禾口采用一個或多個傳感器(8)從周圍組織和骨結構感測生理信號。
20、 根據(jù)權利要求19所述的方法，還包括fflil以下測量血壓 使可充氣氣囊(6)充氣以阻塞可充氣氣囊(6)附近耳組織內的血流；和 當使氣囊(6)充氣和/^5文氣時獲得收縮壓和舒張壓。
21、 根據(jù)禾又利要求19所述的方法，還包括通過聽診法和示波法的一種或多種來測量血壓。
22、 根據(jù)權禾腰求19所述的方法，還包括鵬以下步驟連續(xù)測量血壓 獲得初始收縮和舒張血壓觀懂讀數(shù)的至少其中之一； 從該讀數(shù)確定平均血壓測量值-,使耳道內的氣囊(6)充氣至平均血壓； 定期調整氣囊壓力；和 獲取指示平均血壓的最大脈搏波形幅度。
23、 根據(jù)權利要求22所述的方法，還包括從平均血壓和一個或多個脈搏波形幅度中的至少一個得出收縮和舒張血壓中的至少一個。
24、 一種用于從耳道內測量生理信號的生理測量設備(2)，包括 第一結構(4)，其形成為易于插入多種開別犬和尺寸的耳道內； 第二結構(18)，其支承第一結構(4)以有利于保持第一結構(4)在耳道內的位置；可充氣氣囊(6)，其設置在第一結構放置在耳內部分的周圍，該可充氣氣 囊(6)由于充氣而向徑向膨脹；徑向膨脹尖部(22)，其與第一結構(4)連接并且至少部分延伸于在可充 氣氣囊(6)周圍，從而氣囊(6)的充氣使尖部(22)徑向膨脹；禾口傳感器(8)，其由尖部(22)攜帶以與耳道壓成感測性相互作用。
25、 根據(jù)權利要求24所述的生理測量設備(2)，傳感器(8)感測血壓、連續(xù)血壓、脈搏、血氧水平、灌注、體溫和呼吸中的一個或多個。
26、 根據(jù)權利要求24所述的生理測量設備(2)，其中一個或多個傳感器(8)包括以下中的一個或多個發(fā)光二極管，ER源，光探測器，熱敏電阻，壓力換 能器和麥克風。
27、 根據(jù)權利要求24所述的生理測量設備(2)，其中生理測量設備(2) Mil半剛性連接器管可操作地連接至第二設備(18)，該半剛性連接器管形成為裝配在耳部上面和/或周圍以防止過度插入，并且使生理測量設備(2)保持在最 佳取向和定位的位置。
全文摘要
一種耳內(ITE)生理測量設備(2)包括形成為易于插入多種形狀和尺寸的耳道內的結構(4)?？沙錃鈿饽?6)包圍待放置到耳內的結構(4)端部。視需要，蘑菇形尖部(22)與結構(4)的端部相連并攜帶有多個傳感器(8)。氣囊的(6)充氣使尖部(22)徑向膨脹以將傳感器(8)放置到耳道內脈管組織附近。一旦放置在合適的位置，一個或多個傳感器(8)就從脈管組織和骨結構感測生理信號。
文檔編號A61B5/02GK101212927SQ200680023447
公開日2008年7月2日 申請日期2006年6月13日 優(yōu)先權日2005年6月30日
發(fā)明者C·波克斯, L·尼爾森 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司