專利名稱：用于非侵入式測量病人動脈血壓的設(shè)備和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般涉及用于監(jiān)視流體系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的方法和設(shè)備，具體而言在一個方 面，涉及非侵入式監(jiān)視生命對象的動脈血壓。
背景技術(shù)：
醫(yī)學(xué)科學(xué)已經(jīng)長期尋求對有生命對象的生理參數(shù)的準(zhǔn)確測量。特別重要的這樣一 個領(lǐng)域是非侵入式持續(xù)測量血壓和/或其它血液動力參數(shù)。參見下文解釋?？梢允褂眠@ 樣的測量技術(shù)將允許護(hù)理人員在任意數(shù)量的設(shè)置中不使用侵入式動脈插管(通常稱作“A 線”)以可重復(fù)的方式持續(xù)地準(zhǔn)確監(jiān)視對象的參數(shù)(例如血壓)，所述設(shè)置例如包括持續(xù)準(zhǔn) 確地指示真實(shí)血壓經(jīng)常是必需的外科手術(shù)室。因此，已經(jīng)使用若干公知技術(shù)以非侵入式地監(jiān)視對象的動脈血壓波形，例如聽診、 示波測量法和壓力測量法。聽診和示波測量技術(shù)均使用閉塞對象的臂動脈的標(biāo)準(zhǔn)可充氣臂 箍帶。聽診技術(shù)通過監(jiān)視當(dāng)緩慢給箍帶放氣時出現(xiàn)的確定的Korokoff聲音來確定對象的 收縮和舒張壓。另一方面，通過測量當(dāng)箍帶放氣時出現(xiàn)的實(shí)際壓力改變，示波測量技術(shù)確定 收縮和舒張壓以及對象的平均血壓。這兩種技術(shù)僅斷續(xù)地確定血壓值，因?yàn)樾枰惶娴亟o 箍帶充氣和放氣，它們不能復(fù)制對象的實(shí)際血壓波形。因此，使用這些技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)真實(shí)持 續(xù)的逐脈搏血壓監(jiān)視。上文簡述的此類閉塞箍帶儀器通常在檢測對象血壓的長期趨勢方面有一定效果。 然而，此類儀器通常在檢測短期血壓變化時無效，所述短期血壓變化在包括外科等許多醫(yī) 療應(yīng)用中尤其重要。動脈壓力測量技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域中也是公知的。根據(jù)動脈壓力測量法理論，當(dāng)透壁 壓等于零時，在扁平掃描過程中可以準(zhǔn)確地記錄諸如橈動脈等具有充分骨骼支撐的淺動脈 內(nèi)的血壓。術(shù)語“扁平”通常是指改變施加給動脈的壓力的處理。扁平掃描是指其中將在 動脈上的壓力自過壓縮改變成欠壓縮或者反之的時間周期。在遞減扁平掃描開始時，將動 脈過壓縮成“狗骨(dog bone)”的形狀，從而不記錄血壓脈搏。在掃描結(jié)束時，欠壓縮該動 脈，從而記錄最小幅度的壓力脈搏。在掃描中，假設(shè)扁平出現(xiàn)在動脈壁張力平行于壓力計(jì)表 面的過程中。在此，動脈壓力垂直于該表面，并僅由壓力計(jì)傳感器壓力檢測。在該壓力上， 假設(shè)所獲得的最大峰峰幅度(“最大脈動”)壓力對應(yīng)于零透壁壓力。用于實(shí)施壓力測量技術(shù)的一種現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備包括針對覆蓋諸如橈動脈等邊緣動 脈的組織施加的微型壓力轉(zhuǎn)換器的剛性陣列。轉(zhuǎn)換器分別直接檢測在下層對象組織內(nèi)的機(jī)
6械壓力，分別設(shè)計(jì)尺寸以僅覆蓋下層動脈的一部分。該陣列壓向組織，平展下層動脈，從而 使動脈內(nèi)的逐脈搏壓力變化通過組織耦合至至少一些轉(zhuǎn)換器。使用不同轉(zhuǎn)換器的陣列確保 至少一個轉(zhuǎn)換器始終在該動脈上，而與在該對象上的陣列位置無關(guān)。然而，這種壓力計(jì)存在 若干缺點(diǎn)。首先，離散的轉(zhuǎn)換器陣列通常在解剖學(xué)上不兼容所檢測動脈之上的對象組織的 連續(xù)輪廓。在過去，這導(dǎo)致在所獲得的轉(zhuǎn)換器信號中的不準(zhǔn)確性。此外，在一些情況下，這 種不兼容可能導(dǎo)致組織損傷和神經(jīng)破壞，并可能限制到遠(yuǎn)側(cè)組織的血流。其它的現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)尋求將單個壓力測量傳感器更準(zhǔn)確地橫向放置在動脈之上， 從而更完整地將傳感器耦合至動脈內(nèi)的壓力變化。然而，這種系統(tǒng)可以將傳感器放置在幾 何“居中”但是并非信號耦合最佳定位的位置上，因?yàn)樵跍y量過程中對象的移動，通常還需 要比較頻繁的重新校準(zhǔn)或重新定位。此外，正確初始和后續(xù)放置的方法難以掌握，基本上依 靠護(hù)理人員每次手工定位在對象上傳感器放置的最佳位置，隨后標(biāo)記該位置(例如通過將 他們的手指保持在位置上，或者可替代地使用筆或者其它標(biāo)記工具進(jìn)行標(biāo)記)，此后將傳感 器放置在標(biāo)記上?？蛇x擇地，一些現(xiàn)有技術(shù)依賴附加的傳感單元和用于定位傳感器的相關(guān) 設(shè)備。使用附加設(shè)備導(dǎo)致實(shí)施該技術(shù)的成本和步驟的增加?，F(xiàn)有技術(shù)的壓力測量系統(tǒng)通常還對壓力轉(zhuǎn)換器在所監(jiān)視對象上的取向非常敏感。 具體而言，當(dāng)轉(zhuǎn)換器和動脈之間的角度關(guān)系自“最佳”接合角度改變時，這種系統(tǒng)表現(xiàn)出精 確度的降低。這是很重要的考慮，因?yàn)闆]有兩次測量可以使設(shè)備放置或維持在相對于動脈 精確相同的角度上。在許多情況下，由于不適合于考慮對象的解剖學(xué)特征、例如手腕表面曲 率的定位機(jī)構(gòu)的緣故，諸多上述方法類似地遇到在不考慮橫向位置的情況下不能維持與動 脈的恒定角度關(guān)系的問題。現(xiàn)有技術(shù)的非侵入式血液動力測量技術(shù)的另一缺陷涉及缺少與設(shè)備相關(guān)的部件 的易處置性。具體而言，希望制造設(shè)備的多個部分，這些部分可以(i)通過與所監(jiān)視的一個 或多個對象的直接或間接接觸以任意方式被污染；(ii)被具體校準(zhǔn)或適合于在對象上使 用；(iii)在正常使用過程中失準(zhǔn)，需要更多的重新校準(zhǔn)處理(與僅使用未使用的已校準(zhǔn)部 件來替換該部件不同)或者(iv)在一次或有限次數(shù)的使用之后被丟棄。在基于不能輕易 替換某些部件(即在設(shè)計(jì)處理中將部件做成不可替換的)或者與替換可替換部件相關(guān)的極 高成本的現(xiàn)有技術(shù)系統(tǒng)中經(jīng)常遇到該特征。理想上，與非侵入式血液動力評估設(shè)備相關(guān)的 某些部件將是以對于操作者來說非常低的成本而輕易被丟棄和被替換的?，F(xiàn)有技術(shù)的另一限制涉及在不同時間和/或不同位置在對象上執(zhí)行多次血液動 力測量的能力。例如，在第一和第二位置(例如醫(yī)院的手術(shù)室和康復(fù)室)需要血壓測量，現(xiàn) 有技術(shù)的方法必需或者(i)使用侵入式導(dǎo)管(A線)，(ii)在位置之間轉(zhuǎn)移整個血壓監(jiān)視系 統(tǒng)；或(iii)在第一監(jiān)視位置斷開對象連接，轉(zhuǎn)移，隨后在第二位置連接至第二血壓監(jiān)視系 統(tǒng)。侵入式導(dǎo)管的相關(guān)限制是易于理解的。這些限制包括需要穿透對象皮膚(伴有感 染風(fēng)險)和對象的不適。轉(zhuǎn)移整個血壓監(jiān)視系統(tǒng)是非常不合適的，因?yàn)橄到y(tǒng)體積和希望將監(jiān)視裝置本地固 定在特定位置。斷開連接和隨后重新連接對象也是不希望的，因?yàn)樗枰獙鞲衅骰蛟O(shè)備第二次 放置在病人解剖結(jié)構(gòu)上，從而必需重新校準(zhǔn)，降低了在兩個不同位置上執(zhí)行測量實(shí)際上直接相互可比較的可信等級。具體而言，因?yàn)樵诘谝晃恢蒙衔锢沓蜂N傳感器和支持設(shè)備，和隨 后在第二位置上將新的傳感器再次放置在對象組織上，在兩個位置上在傳感器和下層血管 之間的不同耦合的可能性很大。因此，由于耦合、校準(zhǔn)、傳感器參數(shù)和相關(guān)因素的改變，相同 的血管內(nèi)壓力值可能表現(xiàn)為在不同位置上的兩個不同值，從而降低與兩次讀數(shù)相關(guān)的可重 復(fù)性和可信等級。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，通常利用電纜或“軟導(dǎo)線(pigtail) ”經(jīng)外部電連接將傳感器 電連接至致動器其它主機(jī)設(shè)備。這種連接設(shè)備給系統(tǒng)增加了附加成本和復(fù)雜度。因此，需要一種用于準(zhǔn)確地、持續(xù)地和非侵入式地測量生命對象相關(guān)參數(shù)(例如 與血液動力系統(tǒng)相關(guān)的那些參數(shù))的改進(jìn)設(shè)備和方法。這種改進(jìn)的設(shè)備和方法理想地將允 許迅速和準(zhǔn)確地初始放置一個或多個傳感器(例如壓力測量壓力傳感器、超聲傳感器、等 等)，而不需要附加的校準(zhǔn)設(shè)備或單元，同時還提供了在改變的病人生理和環(huán)境條件下放置 的魯棒性和可重復(fù)性。這種設(shè)備還將包括低成本和一次性的部件。這種設(shè)備和方法對于病人來說還將基本上是自我調(diào)準(zhǔn)和校準(zhǔn)的(即自動地放置 和“調(diào)零”)。還將考慮便于使用。

發(fā)明內(nèi)容
利用用于非侵入式和持續(xù)地評估生命對象內(nèi)包括動脈血壓等血液動力屬性的改 進(jìn)的設(shè)備和方法，本發(fā)明滿足了上述需要。在本發(fā)明的第一方面，公開了一種適合于測量生命對象的至少一個血液動力參數(shù) 的設(shè)備。在一個實(shí)施例中，該設(shè)備包括適合于以基本上符合對象的解剖結(jié)構(gòu)的傳感器裝置。 這通過包括符合單元的框架和耦合至該框架的血液動力壓力傳感器單元來實(shí)現(xiàn)。在一種變 型中，通過柔性支撐結(jié)構(gòu)將該壓力傳感器單元耦合至該框架。在另一種變型中，傳感器單元 還包括適合于當(dāng)傳感器單元機(jī)械匹配至致動器時與致動器的相應(yīng)連接器直接同時匹配的 電接口。在另一個實(shí)施例中，該設(shè)備包括基本上形狀相似的框架和傳感器單元，該傳感器 單元通過至少部分柔性的支撐結(jié)構(gòu)耦合至該框架。傳感器單元還包括電接口，該傳感器單 元配置為在將傳感器單元匹配至主機(jī)設(shè)備過程中同時形成與主機(jī)設(shè)備的相應(yīng)電接口的電 連接。在一種變型中，傳感器單元包括血壓傳感器，還包括偏置單元；壓力轉(zhuǎn)換器；設(shè) 置在至少一個印刷電路板上和適合于作為主機(jī)設(shè)備的電接口的多個電導(dǎo)體；和適合于容納 至少一部分傳感器單元的外殼單元。在另一種變型中，外殼單元包括基本上金字塔形狀的部分，在所述部分上設(shè)置至 少一部分所述電導(dǎo)體。在另一種變型中，主機(jī)設(shè)備包括致動器，所述至少部分柔性的支撐結(jié)構(gòu)包括多個 至少部分弓形的連接。在又一種變型中，通過在框架和傳感器單元上的一個或多個保持特征，便于匹配 傳感器單元至主機(jī)設(shè)備。在另一種變型中，當(dāng)設(shè)置在對象上時，該框架在橈骨側(cè)上具有比尺骨側(cè)小得多的 表面積。
在又一種變型中，該框架包括具有適合于粘貼至對象組織的至少一個粘貼表面的 基本上符合的泡沫襯背。在另一種變型中，該裝置包括適合于便于在對象的動脈上調(diào)準(zhǔn)傳感器單元而不需 要使用外部調(diào)準(zhǔn)設(shè)備的設(shè)備。在本設(shè)備的另一個實(shí)施例中，該設(shè)備包括包含適合于基本上符合對象的解剖結(jié) 構(gòu)的符合單元的支撐單元；和柔性耦合至所述支撐單元的傳感設(shè)備，該傳感設(shè)備包括組合 的電和機(jī)械接口，該傳感設(shè)備適合于至少初始地調(diào)準(zhǔn)在生命對象的動脈上的位置，而不使 用任何附加的調(diào)準(zhǔn)設(shè)備。該組合的電和機(jī)械接口包括適合于將傳感設(shè)備匹配至主機(jī)設(shè)備的 一個或多個特征。在一種變型中，該傳感設(shè)備的組合接口包括在至少一個印刷電路板上設(shè)置的至少 多個電導(dǎo)體。在另一種變型中，該支撐單元還包括適合于協(xié)助在動脈上調(diào)準(zhǔn)傳感設(shè)備的調(diào)準(zhǔn)單 元，該調(diào)準(zhǔn)單元包括至少一個箭頭，該箭頭適合于對準(zhǔn)與該對象的動脈相關(guān)的至少一個點(diǎn)。在又一種變型中，該傳感設(shè)備通過(i)圍繞傳感設(shè)備的至少一部分的基本上彈性 掛環(huán)和(ii)將該環(huán)連接至支撐單元的一個或多個相關(guān)懸臂，柔性地耦合至支撐單元。在又一種變型中，該設(shè)備還包括適合于穩(wěn)定傳感設(shè)備的第二支撐單元。在該設(shè)備的另一個實(shí)施例中，該設(shè)備包括傳感器裝置，該傳感器裝置包括偏置單 元、壓力傳感器和適合于電連接至傳感器裝置致動器的凹口部分的連接器。該設(shè)備還包括 基本上柔性的框架單元，該框架單元適合于柔性地支撐傳感器裝置，該支撐進(jìn)一步支持 傳感器裝置由實(shí)際上在框架單元內(nèi)的致動器移動；至少部分地符合血管附近的對象解剖結(jié) 構(gòu)；和提供光調(diào)準(zhǔn)特征以協(xié)助操作員將設(shè)備放置在對象上。在一種變型中，傳感器裝置還包括多層外殼單元，該外殼單元適合于封裝至少一 部分連接器，和通過在外殼單元或框架上設(shè)置的一個或多個摩擦固定特征實(shí)現(xiàn)在連接器和 致動器之間的電連接。在另一種變型中，連接器包括設(shè)置在印刷電路板上和適合于與致動器的凹口部分 的電部件電連接的多個電導(dǎo)體。在又一種變型中，傳感器裝置還包括適合于在轉(zhuǎn)換器的活動表面和對象組織之間 對接的基本上符合的接觸材料。在又一種變型中，該傳感器裝置通過至少一個基本上柔性的彎曲臂物理連接至框 架單元。在本發(fā)明的第二方面，公開了血液動力傳感器。在一個實(shí)施例中，該傳感器包括基 本上卵形或橢圓形的傳感器，該傳感器具有壓力傳感器、一個或多個電子數(shù)據(jù)存儲設(shè)備和 到父設(shè)備(例如致動器)的電接口。該傳感器的傳感表面基本上覆蓋有柔順材料(例如基 于硅酮的化合物)，這種材料將傳感器活性區(qū)域耦合至對象的皮膚表面。在另一個實(shí)施例中，傳感器設(shè)備包括偏置單元；壓力傳感器；和連接器，該連接 器包括一個或多個電子數(shù)據(jù)存儲設(shè)備；和適合于電連接至至少部分地設(shè)置在主機(jī)設(shè)備的 凹口部分的相應(yīng)電接口的傳感器電接口。該感器設(shè)備還包括適合于封裝所述電接口的至少 一部分的外殼單元。所述傳感器電接口適合于在機(jī)械匹配傳感器設(shè)備至主機(jī)設(shè)備的過程中 同時匹配相應(yīng)接口。
在一種變型中，傳感器電接口包括設(shè)置在至少一個印刷電路板上和形成為基本上 金字塔形狀的多個電導(dǎo)體。在另一種變型中，機(jī)械匹配包括將設(shè)置在外殼單元上的一個或多個特征摩擦耦合 至設(shè)置在主機(jī)設(shè)備上的一個或多個相應(yīng)特征。在又一種變型中，該傳感器設(shè)備基本上是橢圓形狀的。在又一種變型中，傳感器的傳感表面基本上由適合于耦合傳感表面至生命對象的 皮膚表面的柔性材料覆蓋。在本發(fā)明的第三方面，公開了用于非侵入式測量對象血管內(nèi)壓力的設(shè)備。在一種 變型中，該設(shè)備包括傳感器、支撐單元和致動器設(shè)備。該致動器設(shè)備耦合至支撐單元和傳 感器，后者可移動地耦合至致動器。在另一種變型中，進(jìn)一步使用第二支撐單元穩(wěn)定該致動 器。該第二單元例如可以包括上臂支架或類似結(jié)構(gòu)。在本發(fā)明的第四方面，公開了一種操作該設(shè)備的方法。在一個實(shí)施例中，該設(shè)備包 括血液動力評估設(shè)備，該方法包括將傳感器設(shè)置在血管附近；將致動器耦合至傳感器；校 準(zhǔn)該傳感器；和測量血液動力參數(shù)。在一種變型中，使用可移動耦合至傳感器的一次性支撐 單元，將傳感器設(shè)置在對象的解剖結(jié)構(gòu)上。通過將致動器“咬合”在支撐單元上的位置，可 以簡單地電和機(jī)械耦合該致動器。在另一個實(shí)施例中，該方法包括在對象的血管附近設(shè)置傳感器，該傳感器基本上 通過被柔性耦合至支撐單元來被支撐；將致動器耦合至傳感器；校準(zhǔn)該傳感器；和測量一 個或多個血液動力參數(shù)。該耦合包括在一次的用戶動作中將傳感器電和機(jī)械耦合至致動 器。在一種變型中，設(shè)置動作包括設(shè)置支撐單元以便該傳感器通常在血管附近。在另一種變型中，校準(zhǔn)動作包括使用定位算法調(diào)整傳感器相對于血管的位置，以 便基本上最佳化該測量。在本發(fā)明的第五方面，公開了一種測量生命對象的一個或多個生理參數(shù)的方法。 在一個實(shí)施例中，該方法包括將至少一個傳感器單元設(shè)置在對象上；將該傳感器單元匹 配至主機(jī)設(shè)備；使用該主機(jī)設(shè)備將傳感器單元自動地定位在規(guī)定的監(jiān)視位置，和校準(zhǔn)該傳 感器單元；以及使用該傳感器單元測量該對象的一個或多個參數(shù)。在一種變型中，定位傳感器單元的動作還包括相對于傳感器單元在對象上的放置 自動地調(diào)零該傳感器。自動調(diào)零例如包括下述至少一個步驟檢查包括基本上穩(wěn)定的傳感 器電輸出的靜止?fàn)顟B(tài)；和將傳感器自生命對象的組織收回；和執(zhí)行一個或多個樣本扁平功 能。在另一種變型中，主機(jī)設(shè)備與傳感器單元的匹配包括同時形成電和機(jī)械連接。在又一種變型中，該方法還包括將該主機(jī)設(shè)備從傳感器單元解除耦合；在一段 時間之后重新匹配主機(jī)設(shè)備和傳感器單元；和在不必重新調(diào)準(zhǔn)傳感器單元的情況下獲取對 象的一個或多個血液動力參數(shù)的二次測量。在另一種變型中，該方法還包括至少通過下述步驟來確定是否將傳感器單元耦合 至主機(jī)設(shè)備試圖將傳感器耦合至主機(jī)設(shè)備；和通過估計(jì)與傳感器單元相關(guān)的電屬性的存 在，估計(jì)是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)正確的機(jī)械和電耦合。該屬性例如包括下述至少之一確定在傳感器 單元和主機(jī)設(shè)備之間的電連續(xù)性是否存在；或者使用在主機(jī)設(shè)備內(nèi)的電路試圖訪問在傳感 器單元上的存儲設(shè)備。
在本發(fā)明的第六方面，公開了一種提供治療的方法。在本發(fā)明的第七方面，公開了確定傳感器單元是否耦合至致動器單元的方法。在 一個實(shí)施例中，該方法包括試圖將傳感器耦合至致動器；和通過評估與傳感器相關(guān)的電 屬性的存在，評估是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)正確的機(jī)械和電耦合。在一種變型中，該屬性包括確定在傳 感器和致動器之間是否存在電連續(xù)性。在另一種變型中，該屬性包括使用在致動器內(nèi)的電 路試圖訪問在傳感器上的存儲設(shè)備。在本發(fā)明的第八方面，公開了一種相對于生命對象的身體定位至少一個傳感器的 方法。在一個實(shí)施例中，該方法包括提供至少一個傳感器；確定用于設(shè)置該至少一個傳感 器的通常位置；僅使用耦合至至少一個傳感器的調(diào)準(zhǔn)設(shè)備在通常位置上設(shè)置該至少一個傳 感器；將該至少一個傳感器耦合至致動器；和使用致動器調(diào)整該至少一個傳感器的通常位置。在一種變型中，該調(diào)整包括執(zhí)行定位算法。例如，該定位算法包括下述至少一個步 驟檢查具有基本上穩(wěn)定傳感器輸出的靜止?fàn)顟B(tài)；或者收回傳感器和執(zhí)行一個或多個扁平 功能。在另一種變型中，確定用于設(shè)置至少一個傳感器的通常位置的動作包括手工定位 對象的動脈。在本發(fā)明的第九方面，公開了一種用于自動調(diào)零血液動力評估的方法和設(shè)備。結(jié)合附圖，根據(jù)本發(fā)明的下述描述，本發(fā)明的這些和其它特征將變得顯而易見。


圖1是本發(fā)明的血液動力評估設(shè)備的一個示例實(shí)施例的底部透視圖，圖示為耦合 至致動器裝置頂部的傳感器裝置。圖2是在圖1的設(shè)備內(nèi)使用的傳感器裝置的一個示例實(shí)施例的透視圖。圖2a圖示完全封裝傳感器連接器裝置的一個示例實(shí)施例。圖2b圖示圖2a的傳感器連接器裝置的示例實(shí)施例的傳感器連接器。圖2c圖示在印刷電路板上安裝的包括壓力傳感器和存儲設(shè)備(例如EEPR0M)的 傳感器連接器裝置的示例實(shí)施例的傳感器連接器。圖2d圖示在印刷電路板上安裝和置于連接器外殼內(nèi)的傳感器連接器裝置的示例 實(shí)施例的傳感器連接器、壓力傳感器和EEPR0M。圖2e圖示置于連接器外殼內(nèi)和通過上部封裝而封裝的傳感器連接器裝置的示例 實(shí)施例。圖2f圖示在柔性框架內(nèi)安裝的傳感器連接器裝置的示例實(shí)施例。圖2g圖示在泡沫襯背上安裝的傳感器連接器裝置和框架的一個示例實(shí)施例。圖3是圖示連接器和傳感器連接板的致動器單元的一個示例實(shí)施例的下側(cè)透視 圖。圖3a是圖3a的匹配致動器和傳感器裝置的的截面圖。圖3b是圖3a的匹配致動器和傳感器裝置的分解圖。圖3c是與致動器的連接板匹配的傳感器裝置的示例實(shí)施例的切割圖。圖4是可以使用血液動力評估設(shè)備的通常方法的方框圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在參見附圖，其中在全文中相同標(biāo)號是指相同的部件。注意到雖然在此主要針對用于通過人類對象的橈動脈(即手腕或前臂)評估循環(huán) 系統(tǒng)的血液動力參數(shù)的方法和設(shè)備描述了本發(fā)明，但是本發(fā)明也可以輕易地實(shí)施或適合于 監(jiān)視在人體的其它血管或位置上的此類參數(shù)，以及在其它溫血物種上監(jiān)視這些參數(shù)。全部 此類修改和替代實(shí)施例均可由相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員輕易地實(shí)施，并視為落入在 權(quán)利要求書的保護(hù)范圍之內(nèi)。如在此使用的，術(shù)語“血液動力參數(shù)”是指包括與對象的循環(huán)系統(tǒng)相關(guān)的參數(shù)，這 些參數(shù)包括例如血壓(例如舒張、收縮、脈搏或平均)、血流動能、速度、密度、時間頻率分 布、狹窄的存在、Sp02、脈搏周期以及與對象的血壓波形相關(guān)的任何典型結(jié)果。此外，注意在此使用的術(shù)語“壓力測量的”、“壓力測量器”和“壓力測量法”將廣泛 地指例如通過放置傳感器與皮膚表面接觸而對諸如血壓等一個或多個血液動力參數(shù)的非 侵入式表面測量，盡管與皮膚的接觸不需要是直接的(例如通過耦合介質(zhì)或其它接口)。在此使用的術(shù)語“扁平的”和“扁平”是指諸如對象生理肌腱或肌肉等組織、一個 或多個血管和其它結(jié)構(gòu)的壓縮(相對于非壓縮狀態(tài))。類似地，扁平“掃描”是指其中改變 (增加、降低或其任意組合)扁平程度的一個或多個時間周期。盡管通常在線性(恒定速 度)位置變化的情況下使用，在此使用的術(shù)語“扁平”也可以采取各種其它形式，沒有限制 地包括(i)隨著時間持續(xù)非線性(例如對數(shù))增加或降低壓縮；(ii)非持續(xù)或分段持續(xù)線 性或非線性壓縮；(iii)交替壓縮和放松；(iv)正弦或三角波函數(shù)；⑷隨機(jī)運(yùn)動(例如“隨 機(jī)行走”)；或(vi)確定性的圖形。所有這些形式都視為包括在該術(shù)語的含義內(nèi)。如在此使用的，術(shù)語“集成電路(IC) ”是指包括任意集成級別的(包括但是并不限 制于ULSI、VLSI和LSI)和與工藝或基本材料(包括但是并不限制于Si、SiGe、CM0S和GaAs) 無關(guān)的任意類型的器件。IC可以包括例如存儲器設(shè)備(例如DRAM、SRAM、DDRAM、EEPROM/ 閃存、ROM)、數(shù)字處理器、SoC器件、FPGA、ASIC、ADC、DAC、收發(fā)信機(jī)、存儲器控制器和其它設(shè) 備及其組合。如在此使用的，術(shù)語“存儲器”包括適合于存儲數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的任意類型的集成電路 或其它存儲設(shè)備，包括但是并不限制于ROM、PROM、EEPROM、DRAM、SDRAM、DDR/2SDRAM、EDO/ FPMS、RLDRAM、SRAM、閃存(例如 NAND/N0R)和 PSRAM。概述在一個基本方面，本發(fā)明包括用于相對于對象解剖結(jié)構(gòu)準(zhǔn)確地和可重復(fù)地(如果 希望的話)設(shè)置一個或多個傳感器以便于隨后使用一個或多個傳感器對血液動力參數(shù)進(jìn) 行測量的設(shè)備和相關(guān)方法。例如，如下文中將更詳細(xì)地描述的，本發(fā)明用于準(zhǔn)確地放置壓力 傳感器裝置，用于持續(xù)地和非侵入式地自人體的橈動脈測量血壓。然而，根據(jù)本發(fā)明可以 單獨(dú)或組合使用任意類型的傳感器(超聲、光等)，包括例如在于2004年10月7日提交的 名禾爾為"Compact Apparatusand Methods For Non-Invasively Measuring Hemodynamic Parameters”、序列號為10/961，460的共同待審美國專利申請、于2001年3月22日提交 的名禾爾為"Method and Apparatus for the Noninvasive Assessment of Hemodynamic Parameters Including Blood Vessel Location”、序列號為 09/815，982 的共同待審美國專禾lj 申請禾口名禾爾為 “Method and Apparatus forAssessing Hemodynamic Parameters within the Circulatory System of aLiving Subject”、序列號為 09/815，080 的美國專 利申請(現(xiàn)在是美國專利7，048，691)中描述的設(shè)備和相關(guān)技術(shù)，這些專利申請的每一個都 轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人，在此全文引入這些專利申請作為參考。在一個示例實(shí)施例中，將上述壓力傳感器耦合至由對象在橈動脈區(qū)域佩戴的 手環(huán)或“手鐲”裝置攜帶的致動器機(jī)構(gòu)。當(dāng)被耦合至傳感器時，該致動器機(jī)構(gòu)根據(jù)任意 數(shù)量的控制機(jī)構(gòu)控制傳感器橫向(如果希望，鄰近)位置以及下層組織的扁平程度，該 控制機(jī)構(gòu)包括例如在于2002年8月1日提交的名稱為“Method and Apparatus for Control of Non-Invasive ParameterMeasurements，，、序列號為 10/211，115 的受讓人的 共同待審美國專利申請(現(xiàn)在為美國專利6，974，419)、于2002年2月5日提交的名稱 為"Method andApparatus for Non-Invasively Measuring Hemodynamic Parameters UsingParametrics”、序列號為10/072，508的共同待審申請(現(xiàn)在為美國專利6，730，038) 中闡述的控制機(jī)構(gòu)，這兩份申請被全文引入作為參考。然而，本發(fā)明還兼容包括一個或多個 分立傳感器和扁平機(jī)構(gòu)以及上述特征和傳感器的組合的系統(tǒng)。致動器被有利地“位移”驅(qū) 動并因此不依賴于所施加力的測量，即僅僅是位移。通過避免了力傳感器和與力傳感器相 關(guān)的信號處理，這種方案大大簡化了致動器(和父控制系統(tǒng))的結(jié)構(gòu)和操作，進(jìn)一步使致動 器和系統(tǒng)更加可靠。本發(fā)明的設(shè)備還有利地維持在傳感器裝置和用于容納對象解剖結(jié)構(gòu)的手鐲單元 (致動器)之間的高度剛性耦合，通過消除設(shè)備內(nèi)幾乎全部的順從性，從而進(jìn)一步增強(qiáng)系統(tǒng) 的準(zhǔn)確性。在另一方面，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點(diǎn)在于它結(jié)合了傳感器的自動調(diào)零。該 自動調(diào)零性能允許在不使用附加單元的情況下定位傳感器連接器裝置，從而支持傳感器的 高效放置。本發(fā)明的另一顯著特征在于它包括直接位于傳感器上的電路，從而簡化了裝置和 該裝置的操作及校準(zhǔn)。本發(fā)明的其它顯著特征包括⑴在多種不同操作環(huán)境下易于使用；(ii)測量的可 重復(fù)性；和(iii)某些部件的易處置性。通過使用用于放置一個或多個傳感器和操作該設(shè) 備的新穎結(jié)構(gòu)和技術(shù)、設(shè)計(jì)中的大量模塊化和與典型和(非典型)臨床環(huán)境相關(guān)的限制的 考慮來實(shí)現(xiàn)這些特征。在一個方面，通過提供可從父設(shè)備拆除和在轉(zhuǎn)移過程中維持定位在對象上的傳 感器裝置，從而便于在使用同一傳感器在護(hù)理機(jī)構(gòu)(例如醫(yī)院)內(nèi)不同物理位置上的高 度可重復(fù)測量，如在于2006年1月20日提交的名稱為“Apparatus and Methods for non-invasively measuring hemodynamicparameters，，、序列號為 11/336, 222 的受讓人的 共同待審美國專利申請中描述的，受讓人在此將該申請全文引入作為參考，本發(fā)明克服了 現(xiàn)有技術(shù)的相關(guān)缺點(diǎn)。現(xiàn)在詳細(xì)描述上述特征和其它特征。用于血液動力評估的設(shè)備現(xiàn)在參加圖1描述本發(fā)明的血液動力評估設(shè)備100的示例實(shí)施例。該實(shí)施例通常 包括與傳感器裝置200匹配的致動器裝置300。該致動器300可選擇地為如圖所示的手鐲 的形式，控制傳感器裝置200的傳感器/扁平單元210的移動。傳感器裝置200包括帶有泡沫襯背206的柔性框架204。下文參考圖2至圖2g進(jìn)一步詳細(xì)描述傳感器裝置200。在所圖示的實(shí)施例中，通過使用便宜的材料(例如低成本塑料模制)和便于可一 次性處理的設(shè)計(jì)特征，將該結(jié)構(gòu)制作為一次性的；然而，在某些應(yīng)用中(例如該設(shè)備將重復(fù) 使用)，可以選擇更加持久的材料。與現(xiàn)有技術(shù)完全不同，血液動力評估設(shè)備的上述實(shí)施例并不包含現(xiàn)有實(shí)施例中的 調(diào)準(zhǔn)設(shè)備(例如翼板)。但是，本發(fā)明的示例實(shí)施例適合于使用自動調(diào)零，一種在不使用外 部設(shè)備的情況下調(diào)準(zhǔn)傳感器單元的技術(shù)。因此，傳感器單元將自動地被放置在相對于對象 的解剖結(jié)構(gòu)最適當(dāng)?shù)奈恢蒙?。在本發(fā)明的一種變型中，框架204包括用于對準(zhǔn)在病人胳膊上繪制(例如在手工 定位代表動脈位置的對象解剖結(jié)構(gòu)上的最佳位置之后由護(hù)理人員繪制)的線條的箭頭。臨 床醫(yī)生觸診和使用筆在皮膚上標(biāo)記動脈，繪制動脈所處的線條。隨后，他/她將該框架頂部 上的兩個箭頭與在皮膚上繪制的線條對齊。圖2圖示傳感器裝置200的示例實(shí)施例。如圖所示，傳感器裝置200通常包括安裝 在傳感器單元210上的傳感器連接器裝置202 (如在下文參考圖2a-2e更詳細(xì)地描述的)， 該單元210可移動地耦合至柔性框架單元204 (下文參考圖2f進(jìn)一步詳細(xì)描述的)，后者包 括泡沫襯背206 (下文參考圖2g詳細(xì)描述)。在一個實(shí)施例中，傳感器裝置200進(jìn)一步包括標(biāo)簽或其它覆蓋物208，該標(biāo)簽或其 它覆蓋物208 (i)覆蓋泡沫端，否則其將露出粘貼，和(ii)此外還表示用戶將該設(shè)備正確放 置在胳膊上。因?yàn)樵摽蚣芏嗽跇?biāo)簽邊沿，泡沫非常柔軟，這允許其更加匹配手腕。所圖示的 標(biāo)簽允許我們使用已經(jīng)粘貼于頂表面上的一片泡沫，將其粘貼于該框架，盡管將理解可以 使用其它方法實(shí)現(xiàn)相同效果。圖2a圖示包括設(shè)置在傳感器/扁平單元210上的傳感器連接器218的傳感器連 接器裝置202。該傳感器連接器裝置202進(jìn)一步包括電可擦除可編程只讀存儲器(EEPR0M) IC (圖2c上的單元248)、一個或多個壓力傳感器單元(例如轉(zhuǎn)換器、應(yīng)變梁器件、壓電或壓 阻器件等)和多層外殼單元214。在圖2b-2e和下文描述的附圖中圖示和描述傳感器連接 器裝置202的這些部件。在致動器300的壓力之下，傳感器/扁平單元210被用來壓迫感興趣的血管周圍 的組織，從而將壓力施加給血管壁，進(jìn)而克服其壁應(yīng)力或環(huán)向應(yīng)力。扁平單元210具有適合 于以簡單、可重復(fù)和可靠的方式消除傳輸損耗影響的特殊設(shè)計(jì)配置，以便它可以(i)忽略 或(ii)補(bǔ)償部分壓力測量。傳感器連接器裝置202進(jìn)一步包括傳感器連接器218，在圖2b更詳細(xì)地圖示。圖2b圖示傳感器連接器218。該傳感器連接器218包括多個導(dǎo)體(例如導(dǎo)線220 或者扁平帶、傳導(dǎo)線等)。該導(dǎo)線沿著通常為金字塔狀或錐形的線軸或模塊224的一側(cè)的 外圍延伸，盡管其它的輪廓和外形(例如圓錐、梯形、半球形、六邊形等)也是可預(yù)見的。形 狀的使用有助于將連接器引導(dǎo)進(jìn)接收器，而不會卡住或未對準(zhǔn)。通過沿著金字塔線軸224 的內(nèi)部的一系列背脊222將導(dǎo)線220維持相互電隔離。配置導(dǎo)線220以便當(dāng)傳感器連接器 裝置202與致動器300的連接器凹處308匹配時，將導(dǎo)線220定位至與凹處308的電觸頭 312電通信。如圖2b圖示的傳感器連接器218的示例實(shí)施例進(jìn)一步圖示多個導(dǎo)線端226。 將理解盡管在示例實(shí)施例中圖示了八個導(dǎo)線端226，根據(jù)本發(fā)明可以使用任意數(shù)量的此類導(dǎo)線端。將多個暴露導(dǎo)線220設(shè)置得較大，從而提供與下文描述的致動器內(nèi)的相應(yīng)電連接 器的良好連接。在所圖示的實(shí)施例中，八個導(dǎo)線的兩個自該裝置的一側(cè)露出，六個自另一側(cè) 露出，從而提供在裝配過程中的機(jī)械穩(wěn)定性。該傳感器連接器218頂部的整體錐形金字塔形狀僅僅是示例性的，這種形狀促進(jìn) 了傳感器裝置200和相關(guān)致動器接收器304的摩擦耦合。因此，相關(guān)致動器接收器304 (參 見圖3和下文的相關(guān)描述)是傳感器連接器218頂部的完全相反形狀；即它適合于通常匹 配傳感器連接器218的至少大部分輪廓和框架邊緣282 (下文討論)。在傳感器單元的底 部的頂表面上提供凹口 212以允許匹配其頂部。可以將傳感器連接器218的頂部視為“公” 單元，將相關(guān)的致動器接收器304視為“母”單元。傳感器連接器218基座的基本上正方形 的形狀有利地控制傳感器連接器218相對于致動器接收器304在扭轉(zhuǎn)載荷之下的旋轉(zhuǎn)。兩 個單元218、304的這種耦合允許在扁平(普通)尺寸內(nèi)在致動器300和傳感器裝置200之 間的非常剛性和非柔性連接，從而有效地消除在血液動力測量結(jié)果中可能因?yàn)檫@種柔性帶 來的誤差。下文討論框架邊緣282對這種耦合的貢獻(xiàn)。如圖2c所示，傳感器連接器裝置202進(jìn)一步包括其上設(shè)置有連接器218的印刷電 路板240。當(dāng)傳感器連接器218的翼片228被容納在電路板240上的翼片凹口(未圖示) 內(nèi)時，傳感器連接器218的翼片228便于傳感器連接器218被安裝在印刷電路板240上。定位傳感器連接器導(dǎo)線端226，以便當(dāng)將傳感器連接器218安裝在印刷電路板240 上時，導(dǎo)線端226對準(zhǔn)印刷電路板240上的傳感器連接器端電觸頭244。通過該觸頭，傳送 來自傳感器(未圖示)的信息，盡管也可以使用其它方法。同樣如圖2c所示，傳感器連接器裝置202包括在傳感器連接器218之下的下部傳 感器外殼246內(nèi)被容納的傳感單元(未圖示)。使用諸如懸臂夾等保持特征將下部外殼單 元246固定到傳感器連接器裝置202的其它層上。在另一個實(shí)施例中，傳感器包括突出和 形成為焊接到該板另一側(cè)上的“引腳”的四個引線。該部分也粘貼于該板上以確保其被剛 性固定。所圖示的圓形特征是自壓力傳感器(246)突出的排氣口。該排氣口是穿透該板的 圓柱體和從而允許壓力結(jié)束于該傳感器內(nèi)以成為壓力計(jì)設(shè)備。其在壓力隔膜的每側(cè)上都有 排氣口，一側(cè)與接觸皮膚的硅橡膠連通，該隔膜的另一側(cè)與我們所處的環(huán)境空氣連通。傳感器單元(未圖示)位于下部傳感器外殼246內(nèi)，以便定位該傳感器與對象皮 膚接觸。隨后，偏置單元216形成適合于容納傳感器單元的基本上橢圓輪廓的“袋裝物”。同樣在圖2c中，電可擦除可編程只讀存儲器(EEPROM) IC 248或其它擦除設(shè)備設(shè) 置在印刷電路板240上。定位該EEPROM芯片端子250以便當(dāng)將EEPROM芯片248設(shè)置在印 刷電路板240上時，端子250與電路板240上的EEPROM端電觸頭252接觸。所圖示的圓形特征242是自壓力傳感器246突出的排氣口。該排氣口是自該板突 出的圓柱體，從而允許壓力結(jié)束于該傳感器內(nèi)以成為壓力計(jì)設(shè)備。其包括在壓力隔膜每側(cè) 上的排氣口，一側(cè)連通接觸對象皮膚的硅橡膠，該隔膜的另一側(cè)連通其使用環(huán)境的空氣。這 允許該設(shè)備不讀取在不同高度上的大氣壓力差。給定上述部件，本實(shí)施例中的傳感器連接器裝置202適合于包含必需的電路和傳 感器電子裝置，以便當(dāng)與致動器300匹配時，該裝置202將能夠?qū)㈦娦盘栕砸粋€或多個傳感 器單元(例如未圖示的壓力轉(zhuǎn)換器)傳送至致動器300，而不使用其它設(shè)備。這樣，一旦將傳感器裝置200電連接至致動器300，該裝置可以檢測和監(jiān)視壓力，不再需要形成任何其它 的電或機(jī)械連接。因此，上述實(shí)施例確定和不斷地有效監(jiān)視血液動力壓力，且便于操作。圖2d圖示圍繞包含EEPR0M芯片248和傳感器連接器218的印刷電路板240的示 例性多層外殼單元214的配置。除了其它作用之外，該多層外殼單元214有助于維持和容 納印刷電路板240及其元件。因此，該外殼單元214的表面包含基本上被成形為適合印刷 電路板240的凹口。此外，該外殼單元214的表面包含與印刷電路板凹口 254 (圖2c)對準(zhǔn) 的凸起260。注意到該多層外殼單元214的每層包括各種凸起和互補(bǔ)凹口，以便該多層可 以通過唯一方式固定在一起，并且如果希望，可以在不使用粘貼或其它此類機(jī)制的情況下 固定在一起?？商娲?，利用這種粘貼或其它機(jī)制，可以避免各種特征。將理解根據(jù)本發(fā)明 可以使用用于將外殼單元固定在一起的其它機(jī)構(gòu)。此外，也可以替代在此描述的多層配置， 使用單層外殼單元。在一種變型中，將該裝置制作為咬合分離的“扁平工具(pallet)”板。 將連接器和EEPR0M焊接到該陣列或矩陣板的一側(cè)上，隨后將傳感器粘貼和然后焊接到每 個板的另一側(cè)上。一旦分離，它們形成圖2c所示的裝置。該外殼包括外殼和將該板固定在 外殼內(nèi)的帽狀物。該示例性的帽狀物由ABS塑料制成，并置于連接器之上，隨后被溶劑粘貼 到外殼上，有效地將連接器、板和傳感器固定到位。所考慮的替代配置包括將該帽狀物超聲 焊接至外殼上或者使用允許將該帽狀物夾持在外殼上的特征來將該帽狀物夾持在外殼上。圖2e圖示示例性多層外殼單元214的最后一層的設(shè)置。外殼單元214的這一層 進(jìn)一步包括多個耦合凹口 212a、212b、212c，它們適合于協(xié)作將傳感器連接器裝置202耦合 至其父致動器300 (在此參見圖3-3d更詳細(xì)地描述)。將理解可以使用不同的配置和數(shù)量 的耦合機(jī)構(gòu)以便于匹配傳感器連接器裝置202和致動器300。再次參見圖2a，傳感器連接器裝置202的偏置單元216圍繞多層外殼單元214的 外緣/底緣部分以及與對象皮膚接觸的壓力傳感器單元部分(未圖示)。在一個實(shí)施例中， 該偏置單元216由基于硅酮的封裝材料整體制成。對于諸如圖2和圖2a的傳感器連接器 裝置202等較小的實(shí)施例而言，將封裝材料用作偏置單元216至少具有兩個不同優(yōu)點(diǎn)。首 先，使用封裝材料易于制作，因?yàn)樵叫⌒螤畹呐菽谥圃飙h(huán)境中越難以處理。其次，偏置單 元216的底部邊沿現(xiàn)在具有模制成型的輻射或其它過渡形狀，降低了當(dāng)將該傳感器連接器 裝置202壓在皮膚上時在橫向和近側(cè)移動過程中在皮膚上剪切效應(yīng)的大小。還將注意到所 圖示的“整體”封裝材料也可以包括兩個或更多的獨(dú)立或耦合部件模制品，如果希望的話。還將理解根據(jù)傳感器裝置200的一個或多個其它實(shí)施例，本發(fā)明也可以使用其它 方案，例如不使用傳感器連接器裝置202作為扁平單元。例如，可以使用耦合至扁平單元 (未圖示)的致動器，所述扁平單元與一個或多個壓力或其它傳感器分離或解除耦合。雖然 顯著的經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)將傳感器示例用作扁平單元，但是這絕不是實(shí)施本發(fā)明的要求。 因此，本發(fā)明不應(yīng)當(dāng)視為限制于其中傳感器(即傳感器連接器裝置202)還用作扁平機(jī)構(gòu)的 實(shí)施例。雖然在本實(shí)施例中的偏置單元216包括基于硅橡膠的復(fù)合物，這種復(fù)合物被施加 在壓力轉(zhuǎn)換器的活動表面(和外殼單元214的選定部分)上以提供在活動表面和對象皮膚 之間的耦合，也可以使用其它材料，這些材料提供足夠的壓力耦合，無論單獨(dú)的還是結(jié)合外 部耦合介質(zhì)(例如現(xiàn)有技術(shù)中公知類型的凝膠或液體)。此外，在一些實(shí)施例中，可能希望 使用諸如特富龍 等低摩擦系數(shù)的材料構(gòu)造偏置單元或者用其涂覆。
而且，偏置單元在材料結(jié)構(gòu)方面不需要是單一的，而可以使用當(dāng)結(jié)合使用時集成 以執(zhí)行偏置單元的期望功能的混合材料進(jìn)行構(gòu)造。這可以包括混合材料、摻雜硅酮材料以 提供其它期望屬性、涂覆材料(如先前所述)、等等。無數(shù)的其它設(shè)計(jì)選擇對于在本申請教 導(dǎo)之后的普通技術(shù)人員來說顯然將是顯而易見的。在示例實(shí)施例中，通過在將傳感器(未圖示)置于外殼214之后圍繞傳感器單元 (未圖示)和外殼單元214模制封裝(例如硅酮化合物)來形成偏置單元216。這確保了 封裝完全覆蓋傳感器，并填充全部空間。實(shí)際上，圍繞傳感器(未圖示)模制偏置單元216， 從而確保在封裝材料和傳感器的活動表面之間的共形匹配和直接耦合。將認(rèn)識到圖2a的 傳感器和扁平單元配置僅僅是示例性的，根據(jù)本發(fā)明可以使用其它傳感器配置(例如單個 或多個轉(zhuǎn)換器、同類或異類傳感器(即與相同或不同類型的傳感器組合))。圖2f圖示在柔性框架單元204內(nèi)可移動地安裝的傳感器/扁平單元210及其連 接器裝置202。該示例實(shí)施例通常包括單個框架單元204，與包括兩個框架單元的現(xiàn)有技術(shù) 實(shí)施方式不同。該方法有利地簡化了該設(shè)備的結(jié)構(gòu)，還提供了降低制造成本同時便于由護(hù) 理人員或所監(jiān)視的對象使用的機(jī)會。該單個框架單元204包括通常平坦(也彎曲)的薄輪廓。該方案(即更平坦和更 薄的材料)與現(xiàn)有技術(shù)相比的顯著優(yōu)點(diǎn)包括允許與所監(jiān)視對象的解剖結(jié)構(gòu)的增加符合性 和適配性。由聚丙烯或聚乙烯模制成形的聚合物有利地成形該單個框架單元204，盡管根據(jù) 本發(fā)明的原理也可以使用其它的材料和柔性度。本申請的受讓人已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)將傳感器放置在相對于手腕和前臂更遠(yuǎn)端的 位置可以產(chǎn)生更穩(wěn)定的系統(tǒng)性能和更好的準(zhǔn)確性。因而，在圖2f圖示的實(shí)施例中，就當(dāng) 將其設(shè)置在人類對象上時在該設(shè)備的橈骨側(cè)上延伸的框架204的部分而言，該設(shè)備的框架 204在表面積上明顯較小。使用面積上具有最小化框架的形狀，允許將該設(shè)備放置在更遠(yuǎn)端 的位置上，同時避免手掌隆凸(在人類手掌上的肌肉體就在拇指之下)。然而，應(yīng)當(dāng)指出進(jìn) 一步選擇框架204的上述柔性等級以允許一些變形和該框架容納對象手腕的形狀和橈骨。 因此，上述可選特征協(xié)調(diào)提供更舒服和良好適配的框架和傳感設(shè)備，從而還提高由此獲得 的測量的準(zhǔn)確性。同樣如圖2f圖示，框架204的示例實(shí)施例通過標(biāo)簽等利用本地生理位置的圖形顯 示向用戶顯示縮略放置“圖”。例如，在框架單元204的一端上，通過在框架單元204上剪 裁，生成標(biāo)記“尺骨側(cè)”270，盡管也可以使用諸如標(biāo)簽、印刷/標(biāo)記等其它方法實(shí)現(xiàn)該功能。 該標(biāo)記向用戶提醒應(yīng)當(dāng)將框架單元的該尺骨側(cè)放置在病人前臂的尺骨側(cè)上的事實(shí)。所圖示 實(shí)施例的剪裁設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于與其它方法相比，該標(biāo)記可以更便于設(shè)備用戶讀取，不能清 除或磨掉。在正確放置之后，隨后用戶可以使該框架204圍繞對象手腕變形，從而使用置于 該框架的接觸(皮膚)側(cè)和在將其保護(hù)片去除之后將露出的粘貼劑，將框架204粘貼在病 人前臂上的位置內(nèi)。同樣如圖2f所示，提供一組肋條或凸條272 ；當(dāng)將它們被容納在致動器300上存 在相應(yīng)特征(例如凹腔)內(nèi)時，這些肋條272非常明顯。與使用在致動器凹腔內(nèi)部和外側(cè) 內(nèi)都適配的復(fù)雜結(jié)構(gòu)的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例相比，圖2f的實(shí)施例有利地簡化了調(diào)準(zhǔn)設(shè)備框架 204的設(shè)計(jì)和模制。肋條272還適合于包括在傳感器連接器裝置202的外表面上的突入或 縫隙274。突入274適合于容納與致動器300相關(guān)的互補(bǔ)翼片322，從而允許將致動器300
17設(shè)置到位(即與傳感器裝置200匹配)，且不能有效地旋轉(zhuǎn)。應(yīng)當(dāng)指出在所圖示的實(shí)施例 中，存在內(nèi)置的10°旋轉(zhuǎn)以允許在不同對象前臂內(nèi)的形狀變化。一旦將該設(shè)備旋轉(zhuǎn)出該限 制，則凹腔的側(cè)面壓向致動器夾持特征的側(cè)面，并迫使該框架偏轉(zhuǎn)，這使該框架自致動器釋 放。為了將致動器安裝在框架上，必需簡單地將致動器向下壓在框架上，此時整個框架用作 到致動器的夾持配合和鎖定。該特征確保致動器300到傳感器裝置200的輕易形成、可靠和非中斷的連接。如圖2f所示，使用柔性和彈性的類似蛇形的掛環(huán)276和相關(guān)懸臂278，實(shí)現(xiàn)在示例 實(shí)施例中的傳感器連接器裝置202到框架單元204的耦合。將掛環(huán)276連接到多層外殼單元214的周圍；該掛環(huán)基本上圍繞傳感器連接器裝 置202和裝配在傳感器單元210邊緣內(nèi)形成的凹槽內(nèi)，盡管也可以使用其它配置。如圖所 示，掛環(huán)276的部分被形成為不與先前所述的外殼單元214接觸。這些部分構(gòu)成弓形結(jié)構(gòu) 280，當(dāng)致動器300與傳感器裝置200匹配時，其接收位于致動器接收器304內(nèi)的銷針314。 然而，使用用于協(xié)助和將傳感器連接器裝置202維持在致動器接收器304的其它方法也可 以實(shí)現(xiàn)相同效果。應(yīng)當(dāng)指出在所圖示的實(shí)施例中，末端環(huán)也便于將掛環(huán)的橢圓環(huán)特征圍繞傳感器多 層裝置的溝槽放置。這允許該環(huán)“加長”該裝置。通過整體噴射模制、粘貼或其它方法將懸臂278剛性耦合至框架單元204，將其柔 性連接至掛環(huán)276。在本實(shí)施例中的懸臂278提供足夠的“松弛”，以便框架單元204和傳感 器單元210可以在框架204內(nèi)橫向移動至一定度數(shù)(和以其它的自由度)，從而在其定位算 法的執(zhí)行和傳感器的自動調(diào)零過程中允許致動器300相對于橈動脈移動傳感器單元210。 本發(fā)明還允許在近側(cè)方向內(nèi)以及在扁平或血管壓縮的方向內(nèi)的這種移動自由。而且，可以 在懸臂278中提供足夠的松弛以允許傳感器單元210通過致動器300的期望度數(shù)的近側(cè)移 動，以及傳感器單元在X-Y平面內(nèi)旋轉(zhuǎn)(即傳感器裝置圍繞其垂直軸的“偏轉(zhuǎn)”)。也可以 使用其它配置，這些替代方式可以輕易地由機(jī)械領(lǐng)域的普通技術(shù)人員實(shí)現(xiàn)。還將注意到在所圖示的實(shí)施例中，掛環(huán)276和相關(guān)懸臂278將傳感器單元210 (包 括最重要的該裝置的活動表面)維持在完全脫離或抬升在皮膚表面之上的提升位置內(nèi)。這 有利地允許操作者和系統(tǒng)在不希望偏置的周期內(nèi)，例如在傳感器校準(zhǔn)過程中，驗(yàn)證傳感器 和壓力轉(zhuǎn)換器沒有偏置。該示例的調(diào)零算法包括各種特征，包括(i)檢查其中傳感器輸出穩(wěn)定(例如單調(diào) 的，盡管不需要恒定，由于例如傳感器升溫或其它溫度效應(yīng))的靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)傳感器接觸皮 膚時這并不發(fā)生；和/或(ii)將傳感器收回至致動器和“抖動”扁平位置以確保如果壓力 并未改變則傳感器不接觸皮膚?？梢允褂眠@些方法中的任一個或兩者。圖2f還圖示沿著框架單元204的中央縫隙的邊緣形成的示例框架邊緣282。設(shè)計(jì) 該框架邊緣282以貼身地適配在致動器接收器304內(nèi)，從而保持傳感器裝置200與致動器 300接觸。該邊緣還在該框架連接至致動器的夾持適配動作的方向內(nèi)給該框架增加剛性。 通過與致動器相對側(cè)上的特征相抵，它還禁止將致動器逆向設(shè)置。因此，如下文討論的，致動器接收器304包括“凹槽”以接受凸起的框架邊緣282。 該示例實(shí)施例的框架邊緣282優(yōu)于其它現(xiàn)有技術(shù)的配置，因?yàn)樵撆渲迷试S將傳感器裝置 200到致動器300的單步無障礙連接。還存在更好的自動引導(dǎo)，從而最小化失配的機(jī)會。
現(xiàn)在參見圖2g，詳細(xì)描述在其上設(shè)置框架單元204的泡沫襯背206。該泡沫襯背 206包括帶有安裝至該單元204的接觸側(cè)的粘貼表面的柔性泡沫?？梢詫⒃撆菽r背有利 地成形為與各種形狀和尺寸的生命對象相關(guān)的唯一輪廓和形狀。如上所述，與現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)施例相比，在該實(shí)施例中相對于橈骨部分最小化框架 單元204。因此，該泡沫襯背206可以適配以延長傳感器裝置200的橈骨部分，從而允許增 加與對象接觸的表面積。如上文討論的，泡沫襯背206的形狀將如此以便繼續(xù)容納人類對 象的手掌隆凸(“拇指肌肉”)。因此，傳感器裝置200的連接不受阻礙，而符合在對象解剖 結(jié)構(gòu)中的自然隆起和凹陷。當(dāng)將框架單元204設(shè)置在對象皮膚之上時，在柔性泡沫襯背206的下側(cè)上的粘貼 適合于粘貼于皮膚，框架單元204稍微變形以匹配皮膚的表面輪廓。選擇粘貼以提供牢固 和長期的粘合(尤其在病人排汗導(dǎo)致的可能潮濕的環(huán)境下)，當(dāng)希望拆除時可輕易地拆除， 而不會引起對象的明顯不適。然而，可以使用將框架單元204維持在相對于對象解剖結(jié)構(gòu) 的固定位置上的其它方法，包括例如維可牢綁帶、膠帶、將粘貼劑直接涂覆于框架單元204 自身的下側(cè)等。在另一個實(shí)施例中，使用熱敏或光敏框架材料，允許一旦暴露給熱、光或其 它此類“固化”處理，初始可變形和柔韌的框架單元變得更加剛性?？梢允褂迷谡迟N領(lǐng)域中公知類型的低成本可拆除襯紙(例如在一側(cè)上涂臘或涂 層)以在使用之前覆蓋在框架單元204的內(nèi)側(cè)或接觸側(cè)上設(shè)置的上述粘貼劑(未圖示)， 從而防止其受損。用戶簡單地撕除襯紙，將框架單元204置于期望的解剖結(jié)構(gòu)位置上，輕輕 地將其壓向?qū)ο笃つw以形成上述粘合，根據(jù)需要使框架單元204變形成對象解剖結(jié)構(gòu)的輪 廓。該粘合固定足夠強(qiáng)，框架單元足夠柔軟，因此基本上防止了通過上述固定導(dǎo)致框架單元 的任何變形。如上文討論的，在上述傳感器裝置200的上述示例實(shí)施例和現(xiàn)有技術(shù)之間的顯著 區(qū)別在于在本發(fā)明中沒有“翼板”單元。在現(xiàn)有技術(shù)中使用翼板單元將傳感器裝置放置在 相對于對象解剖機(jī)構(gòu)的期望位置上。然而，在本發(fā)明中，利用自動調(diào)零處理，避免了用戶必 需手動放置傳感器裝置。在該實(shí)施例中，自動調(diào)零有利地簡化了該設(shè)備的操作，還提供了降 低制造成本的機(jī)會，因?yàn)椴恍枰圃煲戆?，將其裝配，等等。并不在翼板的兩條平行線之間 對準(zhǔn)動脈或其它血管(例如通過在標(biāo)線的兩個平行特征之間對準(zhǔn)動脈目標(biāo)部分的縱軸)， 本發(fā)明允許用戶僅僅將該設(shè)備放置在對象解剖結(jié)構(gòu)上，將在框架側(cè)面上的箭頭標(biāo)記對準(zhǔn)動 脈線條。此外，假設(shè)將該框架的直邊沿對準(zhǔn)腕手相交的部位。還假設(shè)泡沫的形狀可將該框 架置于因模仿拇指張開到另一側(cè)的張開形狀而需要該框架的鄰近位置。因此，本發(fā)明顯著 提高了醫(yī)護(hù)人員或所監(jiān)視對象的使用便利性。在所圖示的實(shí)施例中，基本上橢圓的傳感器形狀還適合于將框架204的邊緣移動 靠近該設(shè)備的中心線，以便該框架204可以容納手掌隆凸。在橫向/中間方向內(nèi)縮小的傳 感器尺寸和輪廓(與在此描述的其它實(shí)施例相比)還允許該框架較小，傳感器側(cè)面較少撞 擊在近端/遠(yuǎn)端方向內(nèi)的肌腱。而且，通過使傳感器在所有方向上較小，降低了壓向皮膚的表面積，這降低了將傳 感器驅(qū)動到皮膚上需要的功率。通過降低所需要的功率，可以使扁平/定位機(jī)構(gòu)制造得更 小，并需要較小的電功率(對于“獨(dú)立”或電池供電的變型來說很重要)。較小的橢圓形狀傳感器單元210的另一優(yōu)點(diǎn)在于因?yàn)榭s短的橫向/中間長度，如上所述當(dāng)傳感器移動時(例如在橫向/中間方向上)傳感器較少撞擊肌腱，從而允許傳感 器以更均勻和平滑的方式滑過皮膚表面。這就提供了在橫向搜索階段監(jiān)視過程中的改進(jìn)性能。此外，圖2至圖2g的橢圓形 狀提供了在傳感器連接器裝置202的外圍上的連續(xù)彎曲表面，通過降低剪切效果便于在橫 向和近側(cè)軸上的移動。具體而言，在一個方面，在橢圓變型上消除“拐角，，使方向改變和在 全部方向內(nèi)的移動更平滑，當(dāng)與該裝置的彎曲側(cè)壁或橫截面輪廓耦合時，允許傳感器相對 于組織表面的一定度數(shù)的滾動、傾斜和/或偏向(或者相反地，在組織形狀或表面上更大的 不規(guī)則性)，而不會不利地影響傳感器裝置在組織上的移動?，F(xiàn)在參見圖3-3d，描述了本發(fā)明致動器裝置300的一個示例實(shí)施例。設(shè)計(jì)在此描 述的致動器300以提供在徑向和橫向(橫軸)方向內(nèi)傳感器單元210的位置調(diào)整或移動； 然而，將認(rèn)識到可以予以修改以提供更多或更少的自由度(例如包括近端調(diào)整)。因此，下 述實(shí)施例僅僅是示例的。圖3圖示致動器裝置300的一個實(shí)施例的下側(cè)面。在該實(shí)施例的致動器的下側(cè)面 通常包括在其上設(shè)置各種耦合機(jī)構(gòu)和接收設(shè)備的連接板302。該接收設(shè)備(例如致動器接 收器304、連接器盤310和連接器凹口 308)提供空腔，其中當(dāng)匹配傳感器單元210(和裝置 200)和致動器300時容納傳感器連接器裝置202的各個部分。耦合機(jī)構(gòu)(例如框架邊緣接 收壁320和互補(bǔ)翼片322、致動器接收器環(huán))提供了在致動器300和傳感器連接器裝置202 之間的固定連接。還提供橡膠膜盒318，允許該接收器相對于致動器的其余部分移動，并圍 繞該接收器密封開口以阻止流體或污物。下文將更詳細(xì)地討論這些特征中的每個特征。然 而，將認(rèn)識到根據(jù)本發(fā)明也可以使用用于將致動器300固定匹配至傳感器單元210和裝置 200的其它耦合結(jié)構(gòu)，無論是否使用耦合機(jī)構(gòu)和接收設(shè)備。該示例連接板302還包括多個板連接特征306，通過這些板連接特征將連接板固 定至致動器300下側(cè)面。在圖3的示例實(shí)施例中，該板連接特征包括螺紋腔，設(shè)計(jì)其允許通 過螺紋將該連接板裝配至致動器300本體內(nèi)。認(rèn)識到也可以使用其它方法和技術(shù)以將連接 板302固定至致動器300本體，例如通過膠合、鎖定或類似技術(shù)。在該示例實(shí)施例中，致動器300的下側(cè)面以致動器接收器304為特征。該致動器 接收器304是在致動器板302內(nèi)適合于容納傳感器裝置200的凹口。致動器接收器304包 括多個內(nèi)環(huán)、連接器盤310和框架邊緣接收壁320。連接器盤310適合于接收傳感器連接器裝置202的部件和促使這些部件之間的固 定匹配。因此，連接器盤310包括局部支撐環(huán)316，其基本上符合傳感器連接器裝置202的 相應(yīng)特征，有助于將致動器300固定到位，尤其在致動器300圍繞橫向或近側(cè)軸橫向裝載或 旋轉(zhuǎn)的情況下。連接器盤310還包括多個銷針314，其裝配到掛環(huán)276的弓形結(jié)構(gòu)280內(nèi)。 如前所述，當(dāng)致動器300與傳感器裝置200匹配時，銷針314將適合被容納在由掛環(huán)弓形結(jié) 構(gòu)280形成的縫隙內(nèi)。將連接器凹口 306設(shè)置在連接器接收器304的連接器盤310內(nèi)。連接器凹口 306 尤其適合于接收金字塔形傳感器連接器218。因而，它包括反向金字塔形凹口。該連接器凹 口 306的反向金字塔形凹口進(jìn)一步適合于維持與傳感器連接器218上的多條導(dǎo)線220的電 接觸，當(dāng)兩者306、218匹配時。通過將電觸頭308置于連接器凹口 306上出現(xiàn)電通信，由此 發(fā)送電信號。該接收器還具有“U”形，避免將連接器反向置入。
圖3還圖示了框架邊緣接收壁320，其設(shè)置在致動器接收器304上。該框架邊緣 接收壁320基本上符合框架單元204的相應(yīng)特征，并有助于將致動器300固定到位。具體 而言，框架邊緣接收壁320建立凹槽，其中當(dāng)匹配致動器300和傳感器裝置200時裝配框架 單元204的肋條或凸條272?？蚣苓吘壗邮毡?20進(jìn)一步適合于包括互補(bǔ)翼片322，設(shè)計(jì)其 以夾持肋條272上的匹配突入274，從而允許將致動器300設(shè)置到位(即匹配傳感器裝置 200)和不能旋轉(zhuǎn)。當(dāng)從側(cè)面觀看時，接收壁還具有排除致動器反向置入的形狀。圖1和3a_3c圖示在致動器300和傳感器裝置200之間的示例耦合。如圖1圖示， 配置各種耦合機(jī)構(gòu)(如上所述)從而將致動器300和傳感器裝置200 —起匹配在單個(但 易于分離的)裝置內(nèi)。參見圖3a_3c，在所圖示的實(shí)施例中，由于金字塔形狀的傳感器連接器218，傳感 器連接器裝置202的頂部是基本上延長的金字塔形狀。類似地，連接至致動器300的連接 器凹口 308在形狀上實(shí)際上是傳感器連接器裝置202的相反形狀，即它適合于通常幾乎嚴(yán) 密地匹配傳感器連接器裝置202的輪廓以及調(diào)準(zhǔn)和保持特征。因此，可以將接收在致動器 300內(nèi)的傳感器連接器裝置202的部件視為“公”單元，而將連接器凹口 308視為“母”單 元。傳感器連接器218的基座的基本上正方形的形狀有助于在扭轉(zhuǎn)負(fù)載之下控制連接器凹 口 308相對于傳感器裝置200的旋轉(zhuǎn)。兩個單元218、308的這種耦合允許在扁平(普通尺 寸)中在致動器和傳感器裝置之間非常剛性和非柔性的連接，從而有效地消除將因?yàn)檫@種 柔性引起的在獲得的血液動力測量中的誤差。然而，該設(shè)計(jì)還包括在耦合部件之間足夠的 容限以便于將傳感器裝置200自致動器30輕易地解除耦合。該蛇形懸臂278提供了足夠 的強(qiáng)度以防止傳感器連接器裝置202自其父傳感器裝置200的分離，同時依然允許傳感器 連接器裝置202在其父傳感器裝置200中的移動；具體配置傳感器裝置200，使得在所有姿 態(tài)下，傳感器連接器裝置202將在懸臂278明顯彎曲之前分離與致動器300的耦合。將注意到耦合單元的延長金字塔形狀進(jìn)一步允許在基本上未對準(zhǔn)的條件下耦合 兩個設(shè)備；即在傳感器連接器裝置202的頂點(diǎn)誤置于在橫向(即X-Y)平面上偏離致動器 300的相應(yīng)連接器凹口 308的一定距離的位置上，和/或在耦合之前傳感器裝置200相對于 致動器300旋轉(zhuǎn)或豎起。該特征便于臨床操作，該儀器可以容忍傳感器和致動器的某種未 對準(zhǔn)(后者由于例如致動器300(未圖示)的致動器臂未在傳感器裝置200和傳感器單元 210上完美對準(zhǔn))。將進(jìn)一步認(rèn)識到雖然所圖示的實(shí)施例包括延長的基本上金字塔形狀的單元，使用 其它的形狀和尺寸也可以實(shí)現(xiàn)相同效果。例如，該設(shè)備可以包括互補(bǔ)的圓錐或截頭圓錐截 面。作為另一種替代，可以使用基本上的球形。其它的替代方式包括使用多個“拱頂”和/ 或調(diào)準(zhǔn)特征，第一和第二單元的倒置(即第一單元基本上是母的和第二單元是公的)，或者 甚至使用電子傳感器以協(xié)助兩個單元對準(zhǔn)的設(shè)備。在本發(fā)明的血液動力評估設(shè)備100的一個實(shí)施例中，該設(shè)備適合于通過集成指示 向用戶/操作者通知存在傳感器裝置(以及其耦合至致動器300的狀態(tài)和傳感器裝置的足 夠電測試)?？梢允褂秒娮宇I(lǐng)域內(nèi)普通技術(shù)人員公知的任意類型的指示方案，包括例如在不 同周期閃亮(包括不閃亮)以指示部件存在或狀態(tài)的一個或多個單色LED，例如通過使用各 種閃亮編碼、順序和周期作為操作員可以用于診斷問題的錯誤代碼，也可以使用多個LED、 光管等?？蛇x擇地，該設(shè)備進(jìn)一步包括評估壓力轉(zhuǎn)換器內(nèi)的參數(shù)和從而可以確定是否已經(jīng)連接至轉(zhuǎn)換器和EEPR0M的電路。如果需要，還可以配置該設(shè)備以查找EEPR0M內(nèi)的信息以 便獲知是否被連接。圖3a是耦合至傳感器裝置200的致動器300的截面圖。具體而言，該示了在 連接器凹口 308內(nèi)傳感器連接器裝置202的電和機(jī)械連接器。圖3b圖示的分解圖進(jìn)一步圖示在傳感器連接器裝置202和連接板302之間的精 確協(xié)作。圖示了(傳感器裝置200的框架單元204的)框架邊緣282和框架邊緣接收壁 320的相互作用。然而，在圖3c中更詳細(xì)圖示了這種相互作用。如上所述，圖3c圖示框架邊緣282和接收壁320的鎖定機(jī)構(gòu)。如圖3最好地示出 的，還配置致動器300的下側(cè)面以包括具有互補(bǔ)翼片322的兩個背脊或壁320。如圖2f所 示，配置傳感器裝置320以包括具有相應(yīng)突入274的凸條或肋條272。致動器300的翼片 322如圖所示裝配在傳感器裝置200的突入274內(nèi)。在連接板上的夾持結(jié)構(gòu)實(shí)際上夾持到 框架肋條側(cè)面內(nèi)的凹口內(nèi)(單元322裝配在單元274內(nèi))，如圖3所示，配置致動器300的 底面以包括兩個背脊或壁320。如圖2f所示，配置傳感器裝置200包括框架邊緣282。該 框架邊緣并不與致動器內(nèi)的任意結(jié)構(gòu)互相鎖定，而是位于致動器之下?？蚣苓吘夁€使框架 在該區(qū)域更堅(jiān)硬，這改善了在致動器底面上的鎖定翼片到該框架的夾持。致動器300的內(nèi)部部件(未圖示)將是在于2004年10月7日提交的名稱 為"Compact Apparatus and Methods For Non-Invasively MeasuringHemodynamic Parameter”的受讓人的共同待審美國專利申請10/961,460中所描述的類型，受讓人在此 將其全文引入作為參考。這通常包括具有血管傳感器驅(qū)動耦合和基座(例如PCB)裝置的 馬達(dá)底盤裝置。將進(jìn)一步認(rèn)識到致動器機(jī)構(gòu)的示例實(shí)施例將允許傳感器連接器裝置在各個方向 內(nèi)的移動分離，即扁平、橫向和近側(cè)。具體而言，致動器機(jī)構(gòu)將允許在各個方向內(nèi)的同時獨(dú) 立移動，并允許非常緊湊和空間/重量高效的致動器。將進(jìn)一步適配示例的致動器機(jī)構(gòu)，從 而最小化在致動器內(nèi)的部件數(shù)量(包括馬達(dá))，進(jìn)而降低電功耗，以及因?yàn)樵谶@種測量過程 中在致動器內(nèi)的大量平移導(dǎo)致對壓力測量的任何影響。方法現(xiàn)在參見圖4，描述相對于對象的解剖結(jié)構(gòu)放置傳感器和循環(huán)測量對象血壓的普 通和改進(jìn)的方法400。將認(rèn)識到雖然下述討論針對用于測量動脈血壓的壓力測量壓力傳感 器(例如硅應(yīng)變梁設(shè)備)的放置，但是該方法同樣可應(yīng)用于其它類型的傳感器和對象的解 剖結(jié)構(gòu)、人類等的其它部分。如圖4所示，該方法400的圖示實(shí)施例通常包括首先確定將在其上放置設(shè)備的解 剖結(jié)構(gòu)的位置(步驟402)。接著，相對于標(biāo)記放置傳感器(步驟404)。具體而言，在該方法的該步驟中，用戶 或臨床醫(yī)生拆除襯紙以暴露在泡沫襯背206上的粘貼劑，隨后將框架單元204粘貼至對象 皮膚，以便傳感器連接器裝置202通常對準(zhǔn)感興趣的脈搏點(diǎn)。一旦放置在對象的解剖結(jié)構(gòu) 上，該傳感器自動地調(diào)零(例如通過先前描述的調(diào)零算法)，并可以根據(jù)在此所提到類型的 放置或定位算法橫向地或近側(cè)地進(jìn)行調(diào)整，從而避免需要人工的精確放置。在示例實(shí)施例 中，組裝和預(yù)先封裝框架單元204和傳感器連接器裝置202，以便用戶僅打開封裝，取出傳 感器裝置200 (包括所安裝的傳感器連接器裝置202)，自粘貼劑拆除襯紙，和如上所述放置
22框架單元204。在步驟406，牢固地匹配致動器300與傳感器裝置。在替代實(shí)施例中，首先將可選 腕環(huán)佩戴給對象，從而提供到對象解剖結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。隨后，將致動器300連接至傳感器裝 置200和腕環(huán)。如上所述，在一個實(shí)施例中，當(dāng)將致動器300正確地匹配至傳感器裝置200 時，指示器將作出通知。在步驟408，如果需要，“調(diào)零”并校準(zhǔn)該設(shè)備。最后，在步驟410，在校準(zhǔn)之后使用一個或多個傳感器測量該對象的血壓或一個或 多個其它參數(shù)(步驟408)。具體而言，使用框架單元204和在泡沫襯背206上的粘貼劑以及可選腕環(huán)，在各次 測量之間相對于解剖結(jié)構(gòu)維持傳感器位置。這些部件協(xié)作以將傳感器單元210通常維持在 對象的期望脈搏點(diǎn)上，即使在自傳感器解除與致動器300的耦合之后。在此，本發(fā)明的顯著 優(yōu)點(diǎn)在于可以自對象拆除致動器300 (甚至血壓動力監(jiān)視設(shè)備100的其余部分，包括腕環(huán))， 留下傳感器裝置200，因此傳感器單元210保持在位置上?？赡芟Ｍ鸪聞悠?00，例如希 望轉(zhuǎn)移對象和當(dāng)前位置具有必需保留的專用裝置或者所監(jiān)視的對象必需拆除設(shè)備100以 允許另外的處理(例如外科手術(shù)之后的清理、對象身體旋轉(zhuǎn)、等等)。因?yàn)閭鞲衅鲉卧?10 通過掛環(huán)276被穩(wěn)定連接至框架單元204，所以傳感器單元210有效地維持相對于對象脈搏 點(diǎn)的穩(wěn)定。因此，當(dāng)再次希望使用傳感器監(jiān)視對象時，將包括致動器300的手鐲(或者在目標(biāo) 上的另一類似設(shè)備)佩戴給對象，如果使用這種手鐲的話。隨后，用戶/護(hù)理人員僅放置手 鐲，和施壓以將致動器300連接至傳感器單元210(和傳感器裝置200)，因?yàn)楫?dāng)解除第一致 動器的耦合時傳感器裝置依然設(shè)置在與框架單元204相同的位置內(nèi)。如上所述，自動地調(diào) 零傳感器，因此，不需要使用用于定位傳感器“防止擦傷”的任何調(diào)準(zhǔn)設(shè)備或其它技術(shù)，從而 節(jié)省時間和成本。該特征進(jìn)一步允許更有臨床價值或可比較的結(jié)果，因?yàn)槭褂糜行У氐韧?放置在同一對象上的同一傳感器，因此在上述第一和第二測量之間的差別不可能是測量設(shè) 備100的人為干擾。將進(jìn)一步認(rèn)識到雖然上文描述了兩次測量，本發(fā)明的傳感器裝置200和方法允許 多次此類順序的解除耦合_移動_重新耦合事件，而不對任一測量的精確度產(chǎn)生任何明顯 的影響。雖然本受讓人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)上述方法具有明顯的優(yōu)點(diǎn)，包括易于使用和低成本，但是 將認(rèn)識到也可以使用這些或類似步驟的任意數(shù)量的不同組合(以及不同的設(shè)備)。例如，制 造商可能希望作為用戶裝配的工具提供這些部件。作為另一替代方式，可以結(jié)合框架使用“標(biāo)記”。例如，標(biāo)記可以包括有形標(biāo)記或投 影到對象的期望脈搏點(diǎn)上的視覺(例如塑料刻線)、光源(例如LED、白熾燈或者甚至低能 量激光)。后一方法的優(yōu)點(diǎn)在于不需要物理清除標(biāo)記；可以將傳感器裝置200簡單地放置 在脈搏點(diǎn)上，從而中斷光束而不物理地干擾或損害效果?？商娲兀梢允褂寐曇艋虺晿?biāo)記(或者基于諸如壓力等自對象檢測到的物理 參數(shù)的標(biāo)記)?？梢允褂脗鞲衅骰蜿嚵幸岳缡褂蒙鲜鏊惴?，例如在先前在此引入的受讓人 共同待審申請中描述的，精確地定位脈搏點(diǎn)以發(fā)現(xiàn)最佳橫向位置。這有利地避免了刻線或 其它標(biāo)記的需要，因?yàn)榕R床醫(yī)生/用戶負(fù)責(zé)將框架204正確地放置在至少鄰近范圍內(nèi)。如
23果需要，還可以將這種上述方法擴(kuò)展到鄰近范圍，例如通過引入包括近端驅(qū)動馬達(dá)的致動 器和更大的框架尺寸。明顯地，由本申請教導(dǎo)的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到該基本方法的無數(shù)其它不同的組 合和配置，所述基本方法是(i)相對于點(diǎn)定位標(biāo)記；(ii)相對于標(biāo)記設(shè)置傳感器；和(iii) 在期望點(diǎn)附近設(shè)置傳感器。因此，本討論不應(yīng)當(dāng)視為對該一般方法的限制。如上所述，本發(fā)明的顯著優(yōu)點(diǎn)之一涉及其靈活性；即基本上與使用了本發(fā)明的硬 件/固件/軟件無關(guān)，并可以輕易適配于用于測量血液動力或其它生理參數(shù)的各種不同的 平臺或系統(tǒng)。例如，本發(fā)明的方法和設(shè)備基本上兼容在下述文獻(xiàn)中描述的方法和設(shè)備于 2003年 3 月 20 日提交的"Method and Apparatusfor Control of Non-Invasive Parameter Measurements”、序列號為10/393，660的待審美國專利申請；于2002年10月11日提交的 名禾爾為"Apparatus and Method for Non-Invasive Measuring HemodynamicParameter，，、 序列號為10/269,801的待審美國專利申請；于2004年8月18日提交的名稱為“Apparatus and Method for Non-Invasive MeasuringHemodynamic Parameter，，、序列號為 10/920, 990 的待審美國專利申請；于2006年1月20日提交的名稱為“Apparatus and Method for Non-InvasiveMeasuring Hemodynamic Parameter，，、序列號為 TBD 的待審美國專利申請；禾口
2003 $ 4 月 29 日豐又的名禾爾力 “Method and Apparatus for AssessingHemodynamic Parameter within the Circulatory System of a LivingSubject"白勺美國專禾1J 6，554，774，上述專利申請均轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人，在此均被全文引入作為參考。應(yīng)當(dāng)指出根據(jù)本發(fā)明可以使用上述方法的各種變型。具體而言，某些步驟是可選 的，并可以根據(jù)希望執(zhí)行或刪除。類似地，可以將其它步驟(例如附加的數(shù)據(jù)抽樣、處理、過 濾、校準(zhǔn)或數(shù)學(xué)分析)添加給上述實(shí)施例。此外，可以改變某些步驟的執(zhí)行順序，或者如果 希望并行(或順序)執(zhí)行。因此，上述實(shí)施例僅僅說明了在此所公開的發(fā)明的一般方法。雖然已經(jīng)圖示和描述了上述詳細(xì)描述，并論述了應(yīng)用于各種實(shí)施例的本發(fā)明的新 穎特征，將理解在不脫離本發(fā)明的精神的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以進(jìn)行所述設(shè)備或 處理的各種省略、替代和形式和細(xì)節(jié)上的改變。上述描述是當(dāng)前預(yù)期執(zhí)行本發(fā)明的最佳模 式。此描述并不用于限制，而應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明普通原理的說明。本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)通 過參考權(quán)利要求書來確定。
權(quán)利要求
一種適合于檢測生命對象的血液動力參數(shù)的傳感器裝置，包括基本上共形的框架；和傳感器單元，所述傳感器單元通過至少部分柔性的支撐結(jié)構(gòu)耦合至所述框架；其中所述傳感器單元還包括電接口，所述傳感器單元配置為在所述傳感器單元與主機(jī)設(shè)備匹配期間同時形成與所述主機(jī)設(shè)備的相應(yīng)電接口的電連接。
2.權(quán)利要求1的傳感器裝置，其中所述傳感器單元包括血壓傳感器，還包括 偏置單元；壓力轉(zhuǎn)換器；設(shè)置在至少一個印刷電路板上和適合于與所述主機(jī)設(shè)備電對接的多個電導(dǎo)體；和 適合于容納至少一部分所述傳感器單元的外殼單元。
3.權(quán)利要求2的傳感器裝置，其中所述外殼單元包括基本上金字塔形狀的部分，在該 部分上設(shè)置至少一部分所述電導(dǎo)體。
4.權(quán)利要求1的傳感器裝置，其中所述主機(jī)設(shè)備包括致動器，所述至少部分柔性的支 撐結(jié)構(gòu)包括多個至少部分弓形的連接。
5.權(quán)利要求1的傳感器裝置，其中通過在所述框架和所述傳感器單元上的一個或多個 保持特征來便于所述傳感器單元到所述主機(jī)設(shè)備的所述匹配。
6.權(quán)利要求1的傳感器裝置，其中當(dāng)設(shè)置在所述對象上時，所述框架在橈骨側(cè)上具有 比尺骨側(cè)小得多的表面積。
7.權(quán)利要求1的傳感器裝置，其中所述框架還包括具有適合于粘貼于所述對象組織的 至少一個粘貼表面的基本上柔性的泡沫襯背。
8.權(quán)利要求1的傳感器裝置，其中所述裝置包括適合于便于在所述對象的動脈之上校 準(zhǔn)所述傳感器單元而不需要使用外部校準(zhǔn)設(shè)備的設(shè)備。
9.一種測量生命對象的一個或多個生理參數(shù)的方法，所述方法包括 在所述對象上設(shè)置至少一個傳感器單元；將所述傳感器單元匹配至主機(jī)設(shè)備；使用所述主機(jī)設(shè)備將所述傳感器單元自動地定位在規(guī)定的監(jiān)視位置上，并校準(zhǔn)所述傳 感器單元；以及使用所述傳感器單元測量所述對象的所述一個或多個參數(shù)。
10.權(quán)利要求9的方法，其中所述定位所述傳感器單元的動作還包括相對于所述傳感 器單元在所述對象上的放置自動地調(diào)零該傳感器。
11.權(quán)利要求10的方法，其中所述自動調(diào)零包括下述至少一個步驟 檢查包括基本上穩(wěn)定的傳感器電輸出的靜止?fàn)顟B(tài)；和將所述傳感器自所述生命對象的組織收回；和執(zhí)行一個或多個樣本扁平功能。
12.權(quán)利要求9的方法，其中所述主機(jī)設(shè)備與所述傳感器單元的所述匹配包括同時形 成電和機(jī)械連接。
13.權(quán)利要求9的方法，還包括自所述傳感器單元解除耦合所述主機(jī)設(shè)備； 在一段時間之后重新匹配所述主機(jī)設(shè)備和所述傳感器單元；和 在不必重新調(diào)準(zhǔn)所述傳感器單元的情況下，獲取所述對象的所述一個或多個血液動力參數(shù)的二次測量。
14.權(quán)利要求9的方法，還包括通過至少下述步驟來確定傳感器單元是否耦合至所述 主機(jī)設(shè)備試圖將所述傳感器耦合至所述主機(jī)設(shè)備；和通過評估與所述傳感器單元相關(guān)的電屬性的存在，評估是否已經(jīng)實(shí)現(xiàn)正確的機(jī)械和電華禹合。
15.權(quán)利要求14的方法，其中所述屬性包括下述屬性的至少一種 確定在所述傳感器單元和主機(jī)設(shè)備之間的電連續(xù)性是否存在；或者使用在所述主機(jī)設(shè)備內(nèi)的電路試圖訪問在所述傳感器單元上的存儲設(shè)備。
16.一種適合于測量生命對象的至少一個血液動力參數(shù)的設(shè)備，包括 支撐單元，包括適合于基本上符合所述對象的解剖結(jié)構(gòu)的符合單元；以及柔性耦合至所述支撐單元的傳感設(shè)備，所述傳感設(shè)備包括組合的電和機(jī)械接口，所述 傳感設(shè)備適合于至少初始地調(diào)準(zhǔn)在所述生命對象的動脈上的位置，而不使用任何附加的調(diào) 準(zhǔn)設(shè)備；其中所述組合的電和機(jī)械接口包括適合于將所述傳感設(shè)備匹配至主機(jī)設(shè)備的一個或 多個特征。
17.權(quán)利要求16的設(shè)備，其中所述傳感設(shè)備的所述組合接口包括在至少一個印刷電路 板上設(shè)置的至少多個電導(dǎo)體。
18.權(quán)利要求16的設(shè)備，其中所述支撐單元還包括適合于協(xié)助在所述動脈上調(diào)準(zhǔn)所述 傳感設(shè)備的調(diào)準(zhǔn)單元。
19.權(quán)利要求18的設(shè)備，其中所述調(diào)準(zhǔn)單元包括至少一個箭頭，所述箭頭適合于對準(zhǔn) 與所述對象的動脈相關(guān)的至少一個點(diǎn)。
20.權(quán)利要求16的設(shè)備，其中通過(i)圍繞所述傳感設(shè)備的至少一部分的基本上彈性 的掛環(huán)，和(ii)將所述環(huán)連接至所述支撐單元的一個或多個相關(guān)懸臂，所述傳感設(shè)備柔性 耦合至所述支撐單元。
21.權(quán)利要求16的設(shè)備，還包括適合于穩(wěn)定所述傳感設(shè)備的第二支撐單元。
22.一種用于非侵入式測量來自生命對象的血管的至少一個血液動力參數(shù)的設(shè)備，包括傳感器裝置，該傳感器裝置包括 偏置單元； 壓力傳感器；和適合于電連接至傳感器裝置致動器的凹口部分的連接器；和 基本上柔性的框架單元，該框架單元適合于柔性地支撐所述傳感器裝置，所述支撐進(jìn)一步使所述傳感器裝置可被基本上在所述框 架單元內(nèi)的致動器移動；至少部分地符合所述血管附近的所述對象解剖結(jié)構(gòu)；和 提供光調(diào)準(zhǔn)特征以協(xié)助操作員將設(shè)備放置在所述對象上。
23.權(quán)利要求22的設(shè)備，其中所述傳感器裝置還包括多層外殼單元，所述外殼單元適 合于封裝至少一部分所述連接器。
24.權(quán)利要求23的設(shè)備，其中通過在所述外殼單元或所述框架上設(shè)置的一個或多個摩 擦固定特征實(shí)現(xiàn)在所述連接器和所述致動器之間的所述電連接。
25.權(quán)利要求22的設(shè)備，其中所述連接器包括設(shè)置在印刷電路板上和適合于與所述致 動器的所述凹口部分的電部件電連接的多個電導(dǎo)體。
26.權(quán)利要求22的設(shè)備，其中所述傳感器裝置還包括適合于在所述轉(zhuǎn)換器的活動表面 和所述對象組織之間對接的基本上相符的接觸材料。
27.權(quán)利要求22的設(shè)備，其中所述傳感器裝置通過至少一個基本上柔性的彎曲臂物理 連接至所述框架單元。
28.—種血液動力傳感器設(shè)備，包括 偏置單元；壓力傳感器；連接器，所述連接器包括一個或多個電子數(shù)據(jù)存儲設(shè)備；和適合于電連接至至少部分地設(shè)置在主機(jī)設(shè)備的凹口部分的相應(yīng)電接口的傳感器電接 口 ；禾口適合于封裝所述電接口的至少一部分的外殼單元；其中所述傳感器電接口適合于在所述傳感器設(shè)備與所述主機(jī)設(shè)備的機(jī)械匹配過程中 同時匹配所述相應(yīng)接口。
29.權(quán)利要求28的設(shè)備，其中所述傳感器電接口包括設(shè)置在至少一個印刷電路板上和 形成為基本上金字塔形狀的多個電導(dǎo)體。
30.權(quán)利要求28的設(shè)備，其中所述機(jī)械匹配包括設(shè)置在所述外殼單元上的一個或多個 特征與設(shè)置在所述主機(jī)設(shè)備上的一個或多個相應(yīng)特征的摩擦耦合。
31.權(quán)利要求28的設(shè)備，其中所述傳感器設(shè)備基本上是橢圓形的。
32.權(quán)利要求28的設(shè)備，其中所述傳感器的傳感表面基本上由適合于耦合所述傳感表 面與生命對象的皮膚表面的柔性材料覆蓋。
33.一種相對于生命對象的解剖結(jié)構(gòu)定位至少一個傳感器的方法，包括 提供所述至少一個傳感器；確定用于設(shè)置所述至少一個傳感器的通常位置；僅使用耦合至所述至少一個傳感器的調(diào)準(zhǔn)設(shè)備在所述通常位置上設(shè)置所述至少一個 傳感器；將所述至少一個傳感器耦合至致動器；和使用所述致動器調(diào)整所述至少一個傳感器的所述通常位置，所述調(diào)整包括執(zhí)行定位算法。
34.權(quán)利要求33的方法，其中所述確定用于設(shè)置所述至少一個傳感器的通常位置的動 作包括手工定位所述對象的動脈。
35.權(quán)利要求33的方法，其中所述執(zhí)行定位算法包括下述至少一個步驟 檢查具有基本上穩(wěn)定傳感器輸出的靜止?fàn)顟B(tài)；或者收回所述傳感器和執(zhí)行一個或多個扁平功能。
36.一種操作適合于非侵入式測量生命對象的一個或多個血液動力參數(shù)的設(shè)備的方法，所述方法包括在所述對象的血管附近設(shè)置傳感器，所述傳感器基本上由至支撐單元的柔性耦合來支撐；將致動器耦合至所述傳感器；校準(zhǔn)所述傳感器；和測量所述一個或多個血液動力參數(shù)；其中所述耦合包括在簡單的用戶動作中將所述傳感器電和機(jī)械地耦合至所述致動器。
37.權(quán)利要求36的方法，其中所述設(shè)置動作包括設(shè)置所述支撐單元以便所述傳感器 通常位于血管附近，所述校準(zhǔn)動作包括使用定位算法調(diào)整所述傳感器相對于所述血管的位 置，以便所述測量被實(shí)質(zhì)上最佳化。
全文摘要
用于非侵入式地評估與生命體循環(huán)系統(tǒng)相關(guān)的一個或多個血液動力參數(shù)的改進(jìn)的設(shè)備和方法。在一個方面，本發(fā)明包括適合于自動地和準(zhǔn)確地相對于該對象的解剖結(jié)構(gòu)放置和維持傳感器(例如壓力測量壓力傳感器)的設(shè)備。該設(shè)備包括可拆除地耦合至致動器的傳感器設(shè)備，該致動器用于在測量過程中定位所述傳感器。還公開了用于定位校準(zhǔn)設(shè)備和傳感器和操作該設(shè)備的方法。
文檔編號A61B5/022GK101896117SQ200880120207
公開日2010年11月24日 申請日期2008年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月12日
發(fā)明者安東尼·T·巴特勒, 安德魯·S·卡塔亞瑪, 庫爾特·布萊辛格, 羅納德·J·維迪斯查克, 西蒙·E·芬伯格 申請人:坦西斯醫(yī)藥股份有限公司