專利名稱：血液在體流動(dòng)性測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種血液流動(dòng)性的測(cè)量裝置，特別是利用無(wú)創(chuàng)無(wú)損的檢測(cè)手段來(lái)測(cè)量
血液在生命體內(nèi)流動(dòng)時(shí)的流動(dòng)性的裝置。
背景技術(shù)：
血液是一個(gè)巨大的循環(huán)器官，作為運(yùn)輸介質(zhì)，它攜帶著氧、二氧化碳、養(yǎng)料、激素、 酶以及細(xì)胞代謝產(chǎn)物靠著心臟的推動(dòng)力循環(huán)于機(jī)體的每個(gè)部位，對(duì)于人類和動(dòng)物的生存都 是必不可少的。即便是血液循環(huán)短暫的停止或不暢，也會(huì)對(duì)大腦等重要器官造成持久的損 傷，甚至?xí)＜吧?。所謂血液的流動(dòng)性就是指血液的流動(dòng)能力，也就是血液的易流動(dòng)性。 血液的流動(dòng)性是決定血液循環(huán)是否順暢的一個(gè)重要因素。同時(shí)，血液流動(dòng)性的降低也是形 成動(dòng)脈粥樣硬化、血栓進(jìn)而導(dǎo)致心腦血管疾病的重要危險(xiǎn)因素。因此，測(cè)量血液的流動(dòng)性對(duì) 于心腦血管疾病的防治具有重要的意義。 人體四肢的血管系統(tǒng)主要由動(dòng)脈、毛細(xì)血管和靜脈組成。它在結(jié)構(gòu)上有個(gè)特點(diǎn)一 根相對(duì)較大的動(dòng)脈分成小動(dòng)脈、微動(dòng)脈后展成毛細(xì)血管網(wǎng)，毛細(xì)血管網(wǎng)又經(jīng)過(guò)微靜脈、小靜 脈后匯聚成一根相對(duì)較大的靜脈回到心臟。例如，血液從肱動(dòng)脈及其分支流入人體上肢，經(jīng) 過(guò)毛細(xì)血管后，從各靜脈分支(例如頭靜脈、貴要靜脈)匯入肱靜脈或腋靜脈回到心臟。類 似地，在人體下肢中，血液由股動(dòng)脈及其分支流入下肢，經(jīng)毛細(xì)血管后，從各靜脈分支(例 如胭靜脈、大隱靜脈)匯入股靜脈回到心臟。 隨著技術(shù)的進(jìn)步，人們已經(jīng)能夠借助儀器設(shè)備從體表觀察到某些部位的血液流動(dòng) 的情況，尤其是微循環(huán)的血液流動(dòng)情況。在臨床或?qū)嶒?yàn)室，人們常使用顯微鏡來(lái)從體表觀察 手指或足趾甲皺、眼球結(jié)膜、舌、唇、皮膚等部位的微循環(huán)血液流動(dòng)情況。所使用的顯微鏡可 以是一般的醫(yī)用顯微鏡，也可以是體視顯微鏡或者專門(mén)的微循環(huán)顯微鏡。通過(guò)觀察這些部 位的微循環(huán)情況，人們可以直觀的評(píng)價(jià)被觀測(cè)者的血液流動(dòng)狀況，為臨床診斷提供依據(jù)。
國(guó)際公開(kāi)號(hào)為WO/2009/069417的專利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種血液流動(dòng)性測(cè)量系統(tǒng)及測(cè) 量方法。該測(cè)量系統(tǒng)使事先從人體抽取的經(jīng)抗凝處理的血液流經(jīng)裝有攝像頭的微管道，攝 像頭能夠拍攝到血流流過(guò)管道的狀態(tài)，然后該測(cè)量系統(tǒng)再使用圖像處理的方法計(jì)算出管道 內(nèi)血液的流動(dòng)性?？梢?jiàn)該測(cè)量方法是一種有創(chuàng)的測(cè)量方法，測(cè)量時(shí)需要從人體抽血。離體 的血液的物理化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生改變，而且血液流經(jīng)的是人造的管道而不是人體的血管，因 此測(cè)量的結(jié)果只能從一定程度上反映血液的流動(dòng)性。 血液是一個(gè)極其龐大而復(fù)雜的器官，至今其某些性質(zhì)還為人們所未知。血液離開(kāi) 人體后，其物理和化學(xué)性質(zhì)將會(huì)發(fā)生改變，所以離體測(cè)量具有一定誤差。在人體中，血液與 血管系統(tǒng)以復(fù)雜的方式耦合在一起。血液在體的流動(dòng)性不僅取決于血液自身的物理化學(xué)性 質(zhì)，還跟與其相互耦合的血管系統(tǒng)有密切關(guān)系。血液的在體流動(dòng)性是表征血液以及血液流 經(jīng)的血管系統(tǒng)的綜合性質(zhì)的指標(biāo)，也只有這樣，血液的在體流動(dòng)性才能反映出血液循環(huán)的 順暢程度，才能為心腦血管疾病的防治提供更有價(jià)值的參考。因此，拋開(kāi)血液的流動(dòng)環(huán)境來(lái) 量化血液的流動(dòng)性是不夠客觀的。
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有血液流動(dòng)性測(cè)量技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)創(chuàng)無(wú)損測(cè) 量的血液在體流動(dòng)性測(cè)量裝置。 本發(fā)明的血液在體流動(dòng)性測(cè)量裝置采用以下技術(shù)方案
該血液在體流動(dòng)性測(cè)量裝置，包括以下部分 1.袖帶綁縛于被測(cè)肢體根部，用于阻斷和放開(kāi)該肢體動(dòng)脈和靜脈血流；在測(cè)量 過(guò)程中，該袖帶先阻斷被測(cè)肢體的動(dòng)靜脈血流，然后保持一段時(shí)間，最后放開(kāi)該肢體的動(dòng)靜 脈血流； 2.袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)與信號(hào)處理模塊及袖帶相連，用于給袖帶充放氣、保持袖 帶恒壓以及監(jiān)測(cè)袖帶內(nèi)空氣的壓力值；在測(cè)量過(guò)程中，該袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)先給袖帶充氣 使之阻斷被測(cè)肢體的動(dòng)靜脈血流，然后使袖帶保持恒壓一段時(shí)間，最后給袖帶放氣使之放 開(kāi)被測(cè)肢體的動(dòng)靜脈血流； 3.壓力檢測(cè)部件與信號(hào)分離模塊連接，安放于被測(cè)肢體的動(dòng)脈處，用于檢測(cè)安 放部位的動(dòng)脈壓力信號(hào)； 4.信號(hào)分離模塊由并聯(lián)的低通濾波器和高通濾波器組成，該信號(hào)分離模塊與壓 力檢測(cè)部件相連接，并將壓力檢測(cè)部件檢測(cè)到的動(dòng)脈壓力信號(hào)分離成動(dòng)脈充盈壓信號(hào)和動(dòng) 脈脈搏波信號(hào)； 5.信號(hào)處理模塊與袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)和信號(hào)分離模塊相連接，用于控制袖帶壓 力控制機(jī)構(gòu)的充放氣，并接收來(lái)自信號(hào)分離模塊輸出的動(dòng)脈充盈壓信號(hào)和動(dòng)脈脈搏波信 號(hào)，該信號(hào)處理模塊使用公式Pa = Me—ft+N表示的函數(shù)來(lái)擬合袖帶恒壓時(shí)被測(cè)肢體動(dòng)靜脈從 開(kāi)始阻斷到達(dá)到穩(wěn)態(tài)過(guò)程采集到的動(dòng)脈充盈壓信號(hào)，也即是尋求最優(yōu)的參數(shù)f、 M和N的值
使得上式所示函數(shù)Pa和實(shí)際測(cè)得的動(dòng)脈充盈壓信號(hào)Pad的差別最小，其中Pa表示動(dòng)脈充盈
壓，t表示時(shí)間，f、M、N分別為待定參數(shù)，f為本發(fā)明所述裝置要測(cè)量的血液在體流動(dòng)性。
所述壓力檢測(cè)部件采用壓阻式壓力傳感器，分別與信號(hào)分離模塊的低通濾波器和 高通濾波器相連。 所述信號(hào)處理模塊就是一個(gè)中央處理器。
上述血液在體流動(dòng)性測(cè)量裝置還可以包括 顯微鏡安放于被測(cè)肢體手指或足趾處，用于放大被測(cè)肢體手指或足趾的甲皺的 血液流動(dòng)狀況； 攝像機(jī)與信號(hào)處理模塊連接，攝像機(jī)的鏡頭與上述顯微鏡的目鏡相連，用于拍攝
被測(cè)肢體手指或足趾的甲皺的血液流動(dòng)狀況，并將視頻信號(hào)傳送給與其相連的信號(hào)處理模
塊。信號(hào)處理模塊將視頻信號(hào)存儲(chǔ)下來(lái)，并可通過(guò)與其相連的顯示器顯示出來(lái)。 根據(jù)已有技術(shù)，所述顯微鏡可以選用普通醫(yī)用顯微鏡，也可選用體視顯微鏡或微
循環(huán)顯微鏡，所述攝像機(jī)選用與相應(yīng)顯微鏡配合使用的攝像機(jī)即可。 本發(fā)明可以進(jìn)行人體四肢中的任意一肢的血液在體流動(dòng)性測(cè)量，具體過(guò)程如下
將袖帶綁縛于被測(cè)肢體根部，將壓力檢測(cè)部件安裝于肢體動(dòng)脈處。通過(guò)袖帶壓力 控制機(jī)構(gòu)給袖帶充氣或放氣，阻斷或放開(kāi)進(jìn)出肢體的血液，并監(jiān)測(cè)袖帶內(nèi)空氣的壓力值。壓 力檢測(cè)部件所獲取的動(dòng)脈壓力信號(hào)經(jīng)過(guò)低通濾波器后僅保留了原來(lái)信號(hào)中的極低頻成分， 也就是能夠反映動(dòng)脈中血液充盈情況的動(dòng)脈充盈壓信號(hào)。當(dāng)袖帶沒(méi)有阻斷肢體動(dòng)靜脈時(shí)，
4所獲取的動(dòng)脈壓力信號(hào)經(jīng)過(guò)高通濾波器后可以得到動(dòng)脈脈搏波信號(hào)。但是當(dāng)袖帶阻斷肢體 動(dòng)靜脈時(shí)，脈搏波信號(hào)則會(huì)消失。動(dòng)脈壓力信號(hào)經(jīng)過(guò)低通、高通濾波器后得到的動(dòng)脈充盈 壓信號(hào)和動(dòng)脈脈搏波信號(hào)分別送入信號(hào)處理模塊進(jìn)行分析，信號(hào)處理模塊能夠根據(jù)這兩路 信號(hào)計(jì)算出血液在體流動(dòng)性，還能夠發(fā)出控制信號(hào)控制袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)對(duì)袖帶進(jìn)行充放 氣。最后計(jì)算結(jié)果通過(guò)與信號(hào)處理模塊相連接的顯示器顯示出來(lái)。 袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)給袖帶充氣直至肢體動(dòng)靜脈完全阻斷后再繼續(xù)充氣使袖帶壓 力再上升一定余量值，以確保在當(dāng)前以及接下來(lái)的測(cè)量過(guò)程中肢體的動(dòng)靜脈血流是完全阻 斷的。充氣過(guò)程中，信號(hào)處理模塊實(shí)時(shí)地分析由動(dòng)脈壓力信號(hào)經(jīng)高通濾波器而得到的動(dòng)脈 脈搏波信號(hào)，實(shí)時(shí)判斷脈搏波是否消失，當(dāng)脈搏波消失時(shí)說(shuō)明袖帶壓力已經(jīng)達(dá)到收縮壓并 完全阻斷了肢體的動(dòng)靜脈血流，此時(shí)信號(hào)處理模塊發(fā)出控制信號(hào)給袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)，袖 帶壓力控制機(jī)構(gòu)根據(jù)此信號(hào)以及前述的余量值來(lái)決定何時(shí)停止充氣。需要說(shuō)明的是，人體 的靜脈血壓比動(dòng)脈血壓低的多，因此只要判斷動(dòng)脈脈搏波消失，就可以斷定靜脈也被阻斷 了。 當(dāng)血流被完全阻斷后，肢體遠(yuǎn)心端的血管系統(tǒng)處于一種完全封閉的狀態(tài)，此封閉 獨(dú)立的系統(tǒng)中充滿了血液，動(dòng)脈的脈搏波也已經(jīng)無(wú)法傳導(dǎo)進(jìn)來(lái)。剛開(kāi)始阻斷時(shí)，由于動(dòng)脈血 壓高于靜脈血壓，動(dòng)脈內(nèi)血液的充盈壓相對(duì)于靜脈充盈壓較高，動(dòng)脈中的血液便會(huì)流入毛 細(xì)血管并最終進(jìn)入靜脈。隨著時(shí)間的推移，動(dòng)脈中的血液不斷流入靜脈，動(dòng)脈充盈壓與靜脈 充盈壓趨于相等，上述的封閉獨(dú)立的血管系統(tǒng)趨于穩(wěn)態(tài)。袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)在阻斷肢體動(dòng) 靜脈并停止充氣后，會(huì)使袖帶保持恒壓一段時(shí)間，恒壓時(shí)間一般為30秒或者更長(zhǎng)，等待血 管系統(tǒng)更充分的趨于穩(wěn)態(tài)。然后給袖帶放氣，恢復(fù)肢體血液流動(dòng)狀態(tài)。根據(jù)心血管流體力 學(xué)原理對(duì)上述過(guò)程進(jìn)行建模，則該封閉獨(dú)立的血管系統(tǒng)趨于穩(wěn)態(tài)的過(guò)程可以用以下微分方 程組來(lái)描述<formula>formula see original document page 5</formula>
其中Pa、 Pv分別表示動(dòng)脈充盈壓和靜脈充盈壓，Ca、 Cv分別表示動(dòng)脈的順應(yīng)性和靜
脈的順應(yīng)性，i表示血流量，R表示血液在為達(dá)到穩(wěn)態(tài)而流動(dòng)時(shí)所受到的阻力，t表示時(shí)間。
解上述微分方程組，并經(jīng)過(guò)符號(hào)代換可以得到動(dòng)脈充盈壓的表達(dá)式，其形式如下 <formula>formula see original document page 5</formula> 上式中f、M、N分別為待定參數(shù)，其中參數(shù)f即為本發(fā)明所要測(cè)量的血液在體流動(dòng)性。 由此可見(jiàn)，在上述封閉獨(dú)立的血管系統(tǒng)趨于穩(wěn)態(tài)的過(guò)程中，動(dòng)脈充盈壓是一個(gè)隨 時(shí)問(wèn)指數(shù)衰減的過(guò)程。從實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，信號(hào)處理模塊所采集到的動(dòng)脈充盈壓信號(hào) 也確實(shí)呈指數(shù)衰減的形狀(參見(jiàn)圖2)。上式中的參數(shù)f決定了該指數(shù)衰減的快慢，也就是 反映了血液流動(dòng)性的好壞f的值越大，衰減的越快，說(shuō)明血液很快就能通過(guò)毛細(xì)血管網(wǎng)流 入靜脈，則血液的流動(dòng)性越好，反之如果f的值越小，則血液的流動(dòng)性越差。
袖帶恒壓過(guò)程中，低通濾波器輸出的動(dòng)脈充盈壓信號(hào)送入信號(hào)處理模塊作為計(jì)算 血液在體流動(dòng)性的原始數(shù)據(jù)。信號(hào)處理模塊通過(guò)分析開(kāi)始阻斷到上述封閉獨(dú)立的血管系統(tǒng) 達(dá)到穩(wěn)態(tài)過(guò)程的動(dòng)脈充盈壓信號(hào)能夠計(jì)算出血液在體流動(dòng)性f 。用符號(hào)Pad表示某次測(cè)量 中袖帶保持恒壓時(shí)被測(cè)肢體動(dòng)靜脈開(kāi)始阻斷到血管系統(tǒng)達(dá)到穩(wěn)態(tài)過(guò)程中信號(hào)處理模塊所 實(shí)際采集到的動(dòng)脈充盈壓信號(hào)，信號(hào)處理模塊使用(2)式所表示的函數(shù)來(lái)擬合采集到的動(dòng) 脈充盈壓信號(hào)Pad，可以得到最優(yōu)的參數(shù)f、 M和N的值，其中參數(shù)f即為本發(fā)明要測(cè)量的血 液在體流動(dòng)性。至于函數(shù)擬合的具體方法，則屬于已有技術(shù)。根據(jù)函數(shù)擬合理論，指數(shù)函數(shù) 的擬合可以采用迭代法、最小二乘法等多種方法，其核心思想是尋求參數(shù)f、M和N的最優(yōu)值 使得函數(shù)Pa和實(shí)際測(cè)得的動(dòng)脈充盈壓信號(hào)Pad的差別最小。 在測(cè)量過(guò)程中，可以通過(guò)顯微鏡和攝像機(jī)同步的記錄下被測(cè)肢體手指或足趾的甲
皺處的血液流動(dòng)狀況。手指或足趾的甲皺處的血液流動(dòng)狀況隨著被測(cè)肢體動(dòng)靜脈血流的阻
斷和放開(kāi)而不斷發(fā)生變化，包含了豐富的有關(guān)血液流動(dòng)性的信息，測(cè)試者可以通過(guò)觀看拍
攝到的甲皺血液流動(dòng)視頻更直觀更全面的評(píng)價(jià)被測(cè)者的血液在體流動(dòng)性。 本發(fā)明在測(cè)量血液流動(dòng)性時(shí)不需要抽血，無(wú)創(chuàng)無(wú)損。由于是在體測(cè)量，血液的物理
化學(xué)性質(zhì)不會(huì)發(fā)生較大變化，并且測(cè)量過(guò)程中血液是在人體的實(shí)際流動(dòng)環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量，
所得到測(cè)量結(jié)果能夠反映血液在人體動(dòng)脈、靜脈以及毛細(xì)血管中流動(dòng)的真實(shí)的流動(dòng)性，能
夠?yàn)樵u(píng)價(jià)血液在體流動(dòng)性提供更為客觀的依據(jù)，從而能夠?yàn)樾哪X血管疾病的早期診斷和預(yù)
防提供有利工具。另外，整個(gè)測(cè)量過(guò)程中被測(cè)肢體的微循環(huán)情況可以通過(guò)視頻顯示出來(lái)，為
醫(yī)生做出客觀診斷提供了更直觀更豐富的信息。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2是動(dòng)脈充盈壓信號(hào)呈指數(shù)衰減的示意圖。 圖中1、信號(hào)處理模塊，2、信號(hào)分離模塊，3、袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)，4、袖帶，5、壓力檢 測(cè)部件，6、管路，7、動(dòng)脈壓力信號(hào)，8、低通濾波器，9、高通濾波器，10、動(dòng)脈充盈壓信號(hào)，11、 動(dòng)脈脈搏波信號(hào)，12、控制信號(hào)，13、顯示器，14、顯微鏡，15、攝像機(jī)，16、視頻信號(hào)。
具體實(shí)施例方式
如圖1所示，本發(fā)明的血液在體流動(dòng)性測(cè)量裝置包括袖帶4、袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)3、
壓力檢測(cè)部件5、信號(hào)分離模塊2、信號(hào)處理模塊1、顯微鏡14和攝像機(jī)15。 袖帶4綁縛于被測(cè)肢體根部，用于阻斷和放開(kāi)該肢體動(dòng)脈、靜脈血流，在測(cè)量過(guò)程
中，該袖帶4先阻斷被測(cè)肢體的動(dòng)靜脈血流，然后保持一段時(shí)間，最后放開(kāi)該肢體的動(dòng)靜脈血流。 袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)3通過(guò)管路6與袖帶4相連，用于給袖帶4充氣或放氣并監(jiān)測(cè)袖 帶內(nèi)空氣的壓力值。袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)3可以采用現(xiàn)有技術(shù)，與現(xiàn)有使用袖帶的儀器(如 自動(dòng)電子血壓計(jì))所用到的袖帶充放氣機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)類似，具體可由氣泵、電動(dòng)閥和氣壓傳 感器組成，氣泵和電動(dòng)閥通過(guò)管路連接，電動(dòng)閥與袖帶通過(guò)管路連接，氣壓傳感器安裝在電 動(dòng)閥與袖帶之間的管路上，氣泵、電動(dòng)閥和氣壓傳感器均與信號(hào)處理模塊連接。開(kāi)啟氣泵可 以給袖帶充氣，關(guān)閉氣泵即可停止充氣，打開(kāi)電動(dòng)閥可以給袖帶放氣，關(guān)閉氣泵和電動(dòng)閥可
6使袖帶保持恒壓，氣壓傳感器可以檢測(cè)袖帶內(nèi)空氣壓力值。信號(hào)處理模塊1控制氣泵和電 動(dòng)閥，并采集氣壓傳感器的信號(hào)，這樣即可實(shí)現(xiàn)對(duì)袖帶4的充放氣、保持袖帶恒壓以及監(jiān)測(cè) 袖帶內(nèi)空氣的壓力值的功能。在測(cè)量過(guò)程中，該袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)3先給袖帶4充氣使之 阻斷被測(cè)肢體的動(dòng)靜脈血流，然后使袖帶4保持恒壓一段時(shí)間，最后給袖帶4放氣使之放開(kāi) 被測(cè)肢體的動(dòng)靜脈血流。 壓力檢測(cè)部件5采用壓阻式壓力傳感器，安放于被測(cè)肢體的動(dòng)脈處，用于檢測(cè)安 放部位的動(dòng)脈壓力信號(hào)7。該動(dòng)脈壓力信號(hào)7包含了反映被測(cè)動(dòng)脈血液充盈情況動(dòng)脈充盈 壓信號(hào)10和反映被測(cè)動(dòng)脈脈搏情況的動(dòng)脈脈搏波信號(hào)11。 信號(hào)分離模塊2由并聯(lián)的低通濾波器8和高通濾波器9組成，壓力檢測(cè)部件5分別 與低通濾波器8和高通濾波器9相連接，該信號(hào)分離模塊2將壓力檢測(cè)部件5檢測(cè)到的動(dòng) 脈壓力信號(hào)7分離成動(dòng)脈充盈壓信號(hào)10和動(dòng)脈脈搏信號(hào)11。低通濾波器8只允許低于截 止頻率的信號(hào)成分通過(guò)，因此壓力檢測(cè)部件5獲取的動(dòng)脈壓力信號(hào)7經(jīng)過(guò)低通濾波器8后 僅保留了原來(lái)信號(hào)中的極低頻成分，輸出反映動(dòng)脈中血液充盈情況的動(dòng)脈充盈壓信號(hào)10。 該低通濾波器8的截止頻率應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)定在0 0. 5Hz的范圍內(nèi)才能保證把動(dòng)脈 充盈壓信號(hào)10從動(dòng)脈壓力信號(hào)7中分離出來(lái)，本實(shí)施例中該低通濾波器8的截止頻率設(shè)為 0. 38Hz。高通濾波器9僅允許頻率高于截止頻率的信號(hào)成分通過(guò)，因此壓力檢測(cè)部件5所 獲取的動(dòng)脈壓力信號(hào)7經(jīng)過(guò)高通濾波器9后可以得到動(dòng)脈脈搏波信號(hào)11。該高通濾波器9 的截止頻率應(yīng)根據(jù)具體情況設(shè)定在0. 5Hz 2Hz的范圍內(nèi)，本實(shí)施例中該高通濾波器9的 截止頻率設(shè)為0. 8Hz。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，上述低通濾波器8和高通濾波器9可以通過(guò)硬件來(lái)實(shí) 現(xiàn)濾波功能，也可以通過(guò)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波功能，也可以軟件和硬件相結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)濾波功能。
信號(hào)分離模塊2分別通過(guò)低通濾波器8和高通濾波器9分兩路與信號(hào)處理模塊1 相連接，一路用于傳送動(dòng)脈充盈壓信號(hào)IO，另一路用于傳送動(dòng)脈脈搏波11。信號(hào)分離模塊 2輸出的動(dòng)脈充盈壓信號(hào)10和動(dòng)脈脈搏信號(hào)11送入信號(hào)處理模塊1進(jìn)行分析計(jì)算。信號(hào) 處理模塊1就是一個(gè)中央處理器。 同時(shí)，信號(hào)處理模塊1與袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)3和顯示器13連接，向袖帶壓力控制 機(jī)構(gòu)3發(fā)出控制信號(hào)12，控制其對(duì)袖帶4進(jìn)行充放氣。顯示器13用于顯示分析計(jì)算的結(jié) 果。 顯微鏡14安放于被測(cè)肢體手指或足趾處，顯微鏡14的物鏡對(duì)準(zhǔn)手指或足趾的甲 皺。攝像機(jī)15的鏡頭與顯微鏡14的目鏡相連，攝像機(jī)15用于拍攝整個(gè)測(cè)量過(guò)程中被測(cè)肢 體手指或足趾的甲皺處的血液流動(dòng)狀況，拍攝到的視頻信號(hào)16傳送給與其相連的信號(hào)處 理模塊l。信號(hào)處理模塊將上述視頻信號(hào)16存儲(chǔ)下來(lái)，并通過(guò)與其相連的顯示器13顯示出 來(lái)。 以下結(jié)合圖1以左上肢為例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的裝置進(jìn)行血液在體流動(dòng)性測(cè)量的 整個(gè)過(guò)程 測(cè)量前，先將袖帶4綁縛于人體左上肢的根部，將壓力檢測(cè)部件5安裝于左手手腕 橈動(dòng)脈處，將顯微鏡14安放于左手手指處，顯微鏡14的物鏡對(duì)準(zhǔn)手指的甲皺并調(diào)節(jié)好放大 倍數(shù)和焦距。啟動(dòng)袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)3給袖帶4充氣至左上肢收縮壓以上30mmHg。充氣 過(guò)程中，信號(hào)處理模塊1實(shí)時(shí)地分析動(dòng)脈脈搏波信號(hào)ll，并實(shí)時(shí)檢測(cè)脈搏波是否消失以判 斷充氣是否已經(jīng)到達(dá)左上肢收縮壓并向與之相連的袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)3發(fā)出控制信號(hào)12。袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)3收到此控制信號(hào)12后繼續(xù)充氣使袖帶4壓力再升高30mmHg即停止充 氣。 充氣停止后，袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)3使袖帶4保持恒壓一段時(shí)間，本實(shí)施例中袖帶4 恒壓時(shí)間為30秒。在袖帶4恒壓過(guò)程中，信號(hào)處理模塊1不斷采集并記錄由信號(hào)分離模塊 2送來(lái)的動(dòng)脈充盈壓信號(hào)10。 如圖2所示，從實(shí)際的實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)看，信號(hào)處理模塊1所采集到的動(dòng)脈充盈壓信號(hào) 呈指數(shù)衰減的形狀。 袖帶4恒壓過(guò)后，袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)3給袖帶4放氣，使左上肢的血流狀況得到恢 復(fù)。信號(hào)處理模塊1則根據(jù)袖帶4恒壓過(guò)程中采集到的動(dòng)脈充盈壓信號(hào)10計(jì)算出血液在 體流動(dòng)性。如前所述，信號(hào)處理模塊l計(jì)算血液在體流動(dòng)性的原理是函數(shù)擬合的方法。函 數(shù)擬合的理論和應(yīng)用目前都已經(jīng)相當(dāng)成熟，本發(fā)明所述裝置在函數(shù)擬合方法的選擇上不做 過(guò)多限定，只要是該方法能夠?qū)ふ业阶顑?yōu)的參數(shù)f、M和N的值使得(2)式所述函數(shù)Pa和實(shí) 際測(cè)得的動(dòng)脈充盈壓信號(hào)Pad的差別最小，那么該方法即可采用。信號(hào)處理模塊l計(jì)算出的 最后結(jié)果以及攝像機(jī)15拍攝到的測(cè)量過(guò)程中甲皺微循環(huán)的視頻通過(guò)與之相連的顯示器13 進(jìn)行顯示。 本發(fā)明所述裝置也可以從雙側(cè)下肢測(cè)量血液在體流動(dòng)性。將袖帶4綁縛于大腿根 部或者腳踝部，將壓力檢測(cè)部件5安裝于脛前動(dòng)脈(或其下游的足背動(dòng)脈)或者脛后動(dòng)脈， 將顯微鏡14安放于被測(cè)肢體足趾處，其物鏡對(duì)準(zhǔn)足趾的甲皺，則本發(fā)明所述裝置即可從下 肢測(cè)量出血液在體流動(dòng)性，其具體過(guò)程與從上肢進(jìn)行測(cè)量是相同的。在實(shí)際應(yīng)用中，測(cè)試者 可以根據(jù)受試者的具體情況進(jìn)行測(cè)量部位的選擇，比如有些受試者上肢殘疾或者正在實(shí)施 靜脈注射，則可以選擇從下肢測(cè)量。
權(quán)利要求
一種血液在體流動(dòng)性測(cè)量裝置，其特征在于，包括以下部分袖帶綁縛于被測(cè)肢體根部，用于阻斷或放開(kāi)該肢體動(dòng)脈和靜脈血流；袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)與信號(hào)處理模塊及袖帶相連，用于給袖帶充放氣、保持袖帶恒壓以及監(jiān)測(cè)袖帶內(nèi)空氣的壓力值；壓力檢測(cè)部件與信號(hào)分離模塊連接，安放于被測(cè)肢體的動(dòng)脈處，用于檢測(cè)安放部位的動(dòng)脈壓力信號(hào)；信號(hào)分離模塊由并聯(lián)的低通濾波器和高通濾波器組成，該信號(hào)分離模塊與壓力檢測(cè)部件相連接，并將壓力檢測(cè)部件檢測(cè)到的動(dòng)脈壓力信號(hào)分離成動(dòng)脈充盈壓信號(hào)和動(dòng)脈脈搏波信號(hào)；信號(hào)處理模塊與袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)和信號(hào)分離模塊相連接，用于控制袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)的充放氣，并接收來(lái)自信號(hào)分離模塊輸出的動(dòng)脈充盈壓信號(hào)和動(dòng)脈脈搏波信號(hào)，該信號(hào)處理模塊使用公式Pa＝Me-ft+N表示的函數(shù)來(lái)擬合袖帶恒壓時(shí)被測(cè)肢體動(dòng)靜脈從開(kāi)始阻斷到達(dá)到穩(wěn)態(tài)過(guò)程采集到的動(dòng)脈充盈壓信號(hào)，也即是尋求最優(yōu)的參數(shù)f、M和N的值使得上式所示函數(shù)Pa和實(shí)際測(cè)得的動(dòng)脈充盈壓信號(hào)Pad的差別最小，其中Pa表示動(dòng)脈充盈壓，t表示時(shí)間，f、M、N分別為待定參數(shù)，f為本發(fā)明所述裝置要測(cè)量的血液在體流動(dòng)性。
2. 如權(quán)利要求1所述的血液在體流動(dòng)性測(cè)量裝置，其特征在于，還包括顯微鏡安放于被測(cè)肢體手指或足趾處，用于放大被測(cè)肢體手指或足趾的甲皺的血液 流動(dòng)狀況；攝像機(jī)與信號(hào)處理模塊連接，攝像機(jī)的鏡頭與上述顯微鏡的目鏡相連，用于拍攝被測(cè) 肢體手指或足趾的甲皺的血液流動(dòng)狀況，并將視頻信號(hào)傳送給與其相連的信號(hào)處理模塊。
全文摘要
一種血液在體流動(dòng)性測(cè)量裝置，包括用于阻斷或放開(kāi)該肢體動(dòng)脈或靜脈血流的袖帶、用于給袖帶充氣或放氣并監(jiān)測(cè)袖帶內(nèi)空氣的壓力值的袖帶壓力控制機(jī)構(gòu)、用于檢測(cè)安放部位的動(dòng)脈壓力信號(hào)的壓力檢測(cè)部件、將壓力檢測(cè)部件檢測(cè)到的動(dòng)脈壓力信號(hào)分離成動(dòng)脈充盈壓信號(hào)和動(dòng)脈脈搏波信號(hào)的信號(hào)分離模塊和信號(hào)處理模塊。本發(fā)明在測(cè)量血液流動(dòng)性時(shí)不需要抽血，無(wú)創(chuàng)無(wú)損。由于是在體測(cè)量，血液的物理化學(xué)性質(zhì)不會(huì)發(fā)生較大變化，并且測(cè)量過(guò)程中血液是在人體的實(shí)際流動(dòng)環(huán)境中進(jìn)行測(cè)量，所得到測(cè)量結(jié)果能夠反映血液在人體動(dòng)脈、靜脈以及毛細(xì)血管中流動(dòng)的真實(shí)的流動(dòng)性，能夠?yàn)樵u(píng)價(jià)血液在體流動(dòng)性提供更為客觀的依據(jù)，利于心腦血管疾病的早期診斷和預(yù)防。
文檔編號(hào)A61B5/026GK101692975SQ200910019590
公開(kāi)日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月19日
發(fā)明者劉常春, 孫欣, 張要花, 李遠(yuǎn)洋, 楊磊, 楊靜 申請(qǐng)人:山東大學(xué);濟(jì)南匯醫(yī)融工科技有限公司;