使用心理狀態(tài)驗(yàn)證進(jìn)行血壓測(cè)量的系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及血壓測(cè)量，特別涉及利用心理狀態(tài)驗(yàn)證進(jìn)行血壓測(cè)量。
【背景技術(shù)】
[0002] 張力法血壓測(cè)量是一種非侵入性方法，能連續(xù)監(jiān)測(cè)血壓(BP)并獲得額外心血管參 數(shù)，如動(dòng)脈硬化程度、心輸出量和每搏輸出量。在進(jìn)行這種測(cè)量之前，需要在人體皮膚上找 到一個(gè)精確的動(dòng)脈位置。
[0003] 如在US8597195中，在皮膚上使用單個(gè)壓力傳感器搜索動(dòng)脈位置。在搜索過程中， 傳感器施加在皮膚上的壓緊壓力需要保持恒定。但是，由于被測(cè)量的人體表面是彎曲不平 的，如人的腕部，因此傳感器需要精確并動(dòng)態(tài)地調(diào)節(jié)其位置以在搜索期間保持恒定的壓緊 壓力。這就需要很長(zhǎng)的搜索時(shí)間。US7771361和US20100286538建議使用一個(gè)陣列的光學(xué)和 壓力傳感器以按壓在皮膚上，從而找到動(dòng)脈位置。雖然搜索時(shí)間較短，但是動(dòng)脈位置的精度 會(huì)受到傳感器尺寸的限制。只能使用小尺寸的傳感器來獲得高精度，但實(shí)施成本高昂。 [0004]在如通過使用前述張力傳感器裝置而獲取血壓測(cè)量值后，會(huì)建立一個(gè)采用該測(cè)量 值的醫(yī)生和更高血壓讀數(shù)之間的關(guān)系。這個(gè)關(guān)系被稱為"白大褂效應(yīng)（white coat effect)"或"白大褂高血壓(WCH，white coat hypertension)"。白大褂效應(yīng)被認(rèn)為是當(dāng)醫(yī) 生進(jìn)行檢查時(shí)被檢者更緊張的結(jié)果，就是被檢者讓醫(yī)務(wù)人員測(cè)量血壓時(shí)，血壓會(huì)比不受此 效應(yīng)影響時(shí)高20mm Hg(收縮壓)和/或10mm Hg(舒張壓）。因此，確定血壓測(cè)量數(shù)據(jù)是否正確 并準(zhǔn)確地反映了被檢者的情況、并沒有受諸如白大褂效應(yīng)現(xiàn)象影響，是非常重要的。
[0005] 在本領(lǐng)域中已經(jīng)有方法分析心腦血管應(yīng)激性和精神壓力之間關(guān)系。例如，美國(guó)專 利申請(qǐng)公開號(hào)US2008/0081963描述了一種方法分析個(gè)體應(yīng)激性和精神壓力對(duì)血管功能不 利影響之間的關(guān)系。該披露的方法使用一個(gè)袖帶式血壓傳感器以測(cè)量個(gè)人身體某個(gè)位置上 的血壓，并使用一個(gè)光電容積脈搏波(PPG)傳感器以測(cè)量個(gè)人身體不同位置上的血流量數(shù) 據(jù)，從而并不提供直接并準(zhǔn)確與血壓數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)（即測(cè)量得到的數(shù)據(jù)在被感測(cè)位置 上去耦）。此外，由于在血壓測(cè)量期間血壓袖帶會(huì)限制血流量，PPG傳感器并不能在進(jìn)行血壓 測(cè)量時(shí)同時(shí)測(cè)量血流量數(shù)據(jù)，從而也要將測(cè)量得到的數(shù)據(jù)在時(shí)間上去耦（即在被感測(cè)時(shí)去 耦）。操作時(shí)，該方法監(jiān)控個(gè)體在精神壓力挑戰(zhàn)期間精神壓力水平的變化和血管功能水平的 變化，并將精神壓力水平的變化與血管功能水平的變化關(guān)聯(lián)起來，以分析個(gè)體應(yīng)激性和精 神壓力對(duì)血管功能不利影響之間的關(guān)系。但是，該方法不能用來確定血壓測(cè)量數(shù)據(jù)是否適 當(dāng)且精確地反映受檢者的狀況、并沒有受諸如白大褂效應(yīng)現(xiàn)象影響，僅僅將精神壓力的影 響與血壓形成關(guān)聯(lián)。
[0006] 也已經(jīng)有其它方法來監(jiān)視生理指標(biāo)的變化以啟動(dòng)血壓測(cè)量。例如，美國(guó)專利申請(qǐng)[0007] 還有其它方法來確定內(nèi)皮依賴性血管舒張功能。例如，美國(guó)專利號(hào)US8187196描述 了一種系統(tǒng)，其具有多個(gè)布置在個(gè)體不同位置上的傳感器，以從傳感器所提供信號(hào)中提取 脈搏波時(shí)間參數(shù)。然后，該系統(tǒng)的頻譜分析儀分析脈搏波的時(shí)間參數(shù)以導(dǎo)出一個(gè)頻率分量， 其表示個(gè)人的內(nèi)皮依賴性血管舒張功能。與上述方法一樣，該方法不會(huì)確定血壓測(cè)量數(shù)據(jù) 是否適當(dāng)且精確地反映受檢者狀況、并沒有受諸如白大褂效應(yīng)現(xiàn)象影響，只是根據(jù)生理指 標(biāo)的某些變化來控制血壓測(cè)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的一個(gè)方面是一種確定活體皮膚上動(dòng)脈位置并將張力壓傳感器放置在動(dòng) 脈位置上的方法。在該方法里，進(jìn)行一次非接觸式光學(xué)搜索和一次接觸壓力搜索。在非接觸 式處理里，使用一個(gè)具有光源和光檢測(cè)器的光學(xué)傳感單元，用以沿著一掃描路徑掃描皮膚， 從而確定掃描路徑內(nèi)的一個(gè)搜索區(qū)域，所述搜索區(qū)域就是預(yù)測(cè)動(dòng)脈位于其下。然后，通過一 個(gè)沿著搜索區(qū)域掃描壓力傳感器的接觸式處理，在搜索區(qū)域內(nèi)找到動(dòng)脈位置。
[0009] 非接觸式處理還確定一個(gè)表示掃描路徑曲率的高度輪廓。通過高度輪廓提供的曲 率信息，能夠引導(dǎo)壓力傳感器的掃描。
[0010]在非接觸式處理中，光學(xué)傳感單元使用由光源產(chǎn)生并設(shè)置進(jìn)行血液感應(yīng)的光束， 沿著掃描路徑逐步掃描皮膚，同時(shí)光學(xué)探測(cè)器測(cè)量從皮膚和皮膚下部分所反射的光束的瞬 時(shí)功率能級(jí)，從而在掃描完成后獲得一個(gè)時(shí)間序列的測(cè)量的功率能級(jí)。根據(jù)該時(shí)間序列的 測(cè)量的功率能級(jí)，在掃描路徑內(nèi)搜索并確定搜索區(qū)域。在掃描期間，控制光傳感單元的位 置，在本單元和掃描路徑之間保持一個(gè)預(yù)定距離，消除滋擾因素以獲得該時(shí)間序列的測(cè)量 功率能級(jí)。在完成掃描之后，獲得該單元坐標(biāo)的時(shí)間歷程，并由此導(dǎo)出高度輪廓。
[0011]在掃描皮膚期間，光源與掃描路徑之間的瞬時(shí)距離最好通過已經(jīng)測(cè)量的一個(gè)或多 個(gè)所選擇的瞬時(shí)功率能級(jí)來估計(jì)，從而能反饋-控制該單元的位置，并在該單元和掃描路徑 之間保持預(yù)定距離。
[0012] 在接觸式處理中，壓力傳感器放置在搜索區(qū)域上，并施加一個(gè)在預(yù)設(shè)壓力范圍內(nèi) 的壓緊壓力。根據(jù)高度輪廓，確定壓力傳感器將直接移動(dòng)到搜索區(qū)域的第一初始坐標(biāo)，通過 微調(diào)壓力傳感器在第一初始坐標(biāo)周圍的位置，保持壓緊壓力。接著，壓力傳感器逐漸沿著搜 索區(qū)域掃描以測(cè)量動(dòng)脈產(chǎn)生的壓力脈搏振幅，從而在完成掃描之后獲得一個(gè)序列的測(cè)量振 幅。在掃描期間，根據(jù)高度輪廓，確定壓力傳感器將移動(dòng)到搜索區(qū)域的多個(gè)第二初始坐標(biāo)。 在搜索區(qū)域內(nèi)，從所述序列的測(cè)量振幅確定動(dòng)脈位置，從而使壓力傳感器能位于動(dòng)脈位置 上進(jìn)行血壓測(cè)量。
[0013] 通過包含一個(gè)壓力傳感器、一個(gè)光源和一個(gè)光學(xué)探測(cè)器，可以形成一個(gè)張力BP監(jiān) 控裝置，并通過對(duì)裝置進(jìn)行設(shè)置以依照本發(fā)明披露的方法確定動(dòng)脈位置并將壓力傳感器安 置其上。
[0014] 本發(fā)明的一個(gè)方面是提供有效且精確地測(cè)量心理影響因素的技術(shù)，如白大褂效應(yīng) 和精神壓力，其可能影響或反向影響生物特征測(cè)量，如血壓測(cè)量。例如，本發(fā)明的測(cè)量驗(yàn)證 系統(tǒng)可以使用上述壓力傳感器以獲得受檢者的壓力脈搏數(shù)據(jù)。運(yùn)行時(shí)，測(cè)量驗(yàn)證系統(tǒng)的測(cè) 量邏輯可以利用該壓力脈搏數(shù)據(jù)以提取血壓數(shù)據(jù)、心率數(shù)據(jù)、血壓變化度數(shù)據(jù)、和心率變化 度數(shù)據(jù)，其中所有這些數(shù)據(jù)是依照本發(fā)明從受檢者相同位置同時(shí)進(jìn)行的測(cè)量導(dǎo)出（即不同 度量既不是在不同時(shí)間收集也不是從受檢者身體的不同位置獲得）。前述數(shù)據(jù)可以用來識(shí) 別血壓測(cè)量是否適當(dāng)且精確地反映受檢者的狀況。例如，測(cè)量驗(yàn)證系統(tǒng)的分析邏輯可以將 受檢者的心率變化度數(shù)據(jù)和血壓變化度數(shù)據(jù)與基準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，從而確定血壓數(shù)據(jù)的有 效性(如確定血壓數(shù)據(jù)是否受一個(gè)或多個(gè)心理影響因素影響，如白大褂效應(yīng)和精神壓力）。
[0015] 本發(fā)明的其他方面通過以下實(shí)施例描述而公開。
【附圖說明】
[0016] 圖1顯示本發(fā)明典型方法步驟；
[0017] 圖2顯示確定動(dòng)脈位置的一個(gè)裝置；
[0018]圖3是由非接觸光學(xué)搜索獲得的一個(gè)高度輪廓的例子；
[0019]圖4顯示光學(xué)探測(cè)器所探測(cè)的脈搏振幅的AC分量的一個(gè)例子，表明如何可由AC分 量確定動(dòng)脈位置；
[0020] 圖5是從在接觸式壓力搜索中獲得的原始數(shù)據(jù)確定動(dòng)脈位置的一個(gè)例子；
[0021] 圖6提供第一流程圖作為一個(gè)例子，以說明如何通過接觸式壓力搜索確定動(dòng)脈位 置；
[0022]圖7提供第二流程圖，在接觸式壓力搜索中確定動(dòng)脈位置的另一個(gè)例子；
[0023]圖8是一個(gè)顯示在確定動(dòng)脈位置之后如何確定一個(gè)壓緊壓力優(yōu)選值的例子；
[0024]圖9顯示一個(gè)系統(tǒng)，其根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例提供有關(guān)生物特征測(cè)量的心理狀態(tài)驗(yàn)證； [0025]圖10顯示一個(gè)壓力脈搏信號(hào)的例子，其可以被本發(fā)明實(shí)施例的心理狀態(tài)驗(yàn)證系統(tǒng) 利用；
[0026]圖11顯示心率變化度，其表示受檢者心臟每一心跳脈搏的變化；
[0027]圖12顯示血壓變化度，其表示受檢者血壓的每一心跳變化；
[0028]圖13顯示本發(fā)明實(shí)施例的心理狀態(tài)驗(yàn)證系統(tǒng)運(yùn)行的高階流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]在說明書和所附權(quán)利要求中所使用的多個(gè)數(shù)據(jù)的"DC分量"是指數(shù)據(jù)的平均值。一 序列初始數(shù)據(jù)的"AC分量"是指一序列計(jì)算數(shù)據(jù)，該計(jì)算數(shù)據(jù)中的每個(gè)數(shù)據(jù)都是一個(gè)初始數(shù) 據(jù)減去該序列初始數(shù)據(jù)的DC分量。
[0030]如果用單個(gè)壓力傳感器在皮膚上搜索動(dòng)脈位置，那么需要通過微調(diào)傳感器的位置 以保持傳感器施加在皮膚上的一個(gè)預(yù)設(shè)壓緊壓力。人體皮膚表面的彎曲不平使壓力傳感器 必須測(cè)試多個(gè)細(xì)微位置，以驗(yàn)證是否施加了期望的壓緊壓力，因此大大地增加了搜索時(shí)間。 本發(fā)明通過以下方式減少搜索時(shí)間：將搜索分為第一階段和第二階段，第一階段通過非接 觸式光學(xué)搜索確定一個(gè)搜索區(qū)域，以便大致確定動(dòng)脈位置;第二階段為接觸式壓力搜索，用 于精細(xì)地確定搜索區(qū)域內(nèi)的動(dòng)脈位置。由于第一階段為非接觸式處理，因此僅需要在第二 階段檢測(cè)是否施加了期望的壓緊壓力。為了進(jìn)一步減少搜索時(shí)間，第一階段還會(huì)繪制皮膚 表面的曲率圖，并且在第二階段使用該曲率圖，以使得壓力傳感器在掃描搜索區(qū)域過程中 能夠快速放置在皮膚上并追隨皮膚表面的變化，從而使得精細(xì)定位壓力傳感器用于壓緊壓 力驗(yàn)證的次數(shù)得以最小化。
[0031] 本發(fā)明的一個(gè)方面是提供一種在活體皮膚表面確定動(dòng)脈位置并將張力壓力傳感 器放置在動(dòng)脈位置上測(cè)量活體BP的方法。活體可以是