本发明通常涉及非侵入性估计和持续监测动脉血压，以及更特别地涉及皮肤表面位移和力用于直接测量和监测动脉血压的用途。
背景技术：
技术实现思路
1、根据本公开的一方面，一种方法涉及持续地、非侵入性地且直接地测量血压，并且包括提供具有血流控制气囊和传感器阵列的校准测量设备。该方法还包括以非侵入性方式放置传感器阵列在由邻近软组织连接至动脉的皮肤贴片表面上方，和用控制量的压力对血流控制气囊进行充气。响应于血流控制气囊的充气或放气，变化发生在动脉尺寸和形状中并发生在动脉施加在周围组织上的力中。结果，变化发生在皮肤与传感器阵列之间接触中，其经由传感器阵列在心跳周期期间被检测。动脉几何结构和动脉力的变化对应于来自动脉的空间-时间信号。经由处理器测量和处理空间-时间信号以测定血压参数。
2、根据本公开的另一方面，校准测量设备涉及持续地、非侵入性地且直接地测量血压。校准测量设备包括条带、联接至条带的血流控制气囊，所述血流控制气囊具有充气状态，其中控制量的压力分离来自动脉的空间-时间信号，而不损害肢体的其他动脉中的静脉和淋巴循环或流动。校准测量设备还包括在血流控制气囊的表面上的传感器阵列以非侵入性地且直接地测量和监测血压。传感器阵列检测心跳周期期间和当血流控制气囊呈充气状态时动脉几何结构和力的变化。该变化对应于来自动脉的空间-时间信号。
3、任选地，在本公开的上述方面中，基于具有涂层表面、结构化的光或光学标记(固定在血流控制气囊的外表面)的凝胶膜来实现传感器阵列。然而，在本公开的另一个示例性方面，基于在血流控制气囊的材料上在其内表面或外表面上具有光学标记或结构化的光图案的涂层表面实现传感器阵列。此外，在本公开的另一个示例性方面，基于光学标记或直接投射在皮肤表面上的结构化光图案来实现传感器阵列。
4、根据本公开的另一个示例性方面，借助于具有涂层表面和彩色光的凝胶膜，基于通过光度立体技术的形变传感来实现传感器阵列。任选地，另一个示例性方面涉及基于离散力或位移传感器实现的传感器阵列。具体而言，通过组装离散力或形变传感器(诸如电阻、压电或电容元件)来实现传感器阵列。
5、任选地，在本公开的上述方面的一个或多个中，凝胶膜固定在血流控制气囊的外表面上。然而，在本公开的另一个示例性方面，在血流控制气囊的材料上在其内表面或外表面上，用涂层表面或结构化的光图案代替了凝胶膜。
6、根据又一个可替代的示例性实施方案，传感器联接至移动台并用于改变固定力(如，在台式设备中)。在该实施方案中，代替使用血流控制气囊，借助于与力和/或位移传感器联接的移动台来调整固定力。
7、为了额外调节接触条件，与以下一起来添加血流控制气囊：(1)压力传感器，该压力传感器提供在与物体(带有或不带有凝胶膜)接触的贴片上的力的空间平均值的直接量度，(2)气泵，用于主动改变接触条件(如，几何学和力的变化)，以及(3)控制器，对接触条件及其随时间的变化提供一定程度的控制，尤其是来自压力传感器的反馈。根据各自的测量任务，可以任选地考虑使用凝胶或除空气以外的其他流体填充血流控制气囊。
8、根据本公开的又一方面，一种方法涉及持续地、非侵入性地且直接地测量动脉中的血压。该方法包括提供校准测量设备，其具有用于固定在肢体上的条带、条带控制气囊以及条带力传感器，所述条带在其内表面上固定血流控制气囊。血流控制气囊在其内表面上固定传感器阵列。该方法还包括放置条带在肢体上，使得传感器阵列以非侵入性方式与动脉上的皮肤表面接触，和用控制量的压力对血流控制气囊进行充气，而不损害肢体的其他动脉中的静脉和淋巴循环或流动。响应于对血流控制气囊进行充气，该方法还包括经由传感器阵列检测心跳周期期间动脉几何结构和力的变化，所述变化对应于来自动脉的空间-时间信号。条带控制气囊用控制量的压力充气以在条带与皮肤表面之间施加力。基于由传感器阵列和条带力传感器进行的检测，由血流控制气囊或条带控制气囊的至少一个施加微调压力以增强来自动脉的空间-时间信号的检测。经由处理器测量和处理空间-时间信号以测定血压参数。
9、鉴于参照附图对各种实施方案的详细描述，本公开的其他方面对于本领域普通技术人员将是显而易见的，在下面提供其简要描述。
10、作为非限制性实例，本技术提供了以下实施方案：
11、实施方案1.用于持续地、非侵入性地且直接地测量血压的方法，所述方法包括：
12、提供校准测量设备，所述校准测量设备具有血流控制气囊和传感器阵列；
13、以非侵入性方式放置所述传感器阵列在由邻近软组织连接至动脉的皮肤表面贴片上方；
14、用控制量的压力对所述血流控制气囊进行充气；
15、响应于所述血流控制气囊的充气，经由所述传感器阵列检测心跳周期期间的动脉尺寸和形状变化，所述变化对应于来自所述动脉或所述邻近软组织中的空间-时间信号；和
16、经由控制器测量和处理所述空间-时间信号以测定血压参数。
17、实施方案2.如实施方案1所述的方法，其中经由所述传感器阵列检测所述动脉尺寸和形状变化包括确定所述皮肤表面贴片的形变或者所述皮肤表面贴片内和其上的力的至少一种。
18、实施方案3.如实施方案2所述的方法，其还包括用所述传感器阵列中包括的触感传感器阵列测量所述形变或所述力的至少一种。
19、实施方案4.如实施方案2所述的方法，其还包括用光学系统测量所述形变或所述力的至少一种。
20、实施方案5.如实施方案2所述的方法，其还包括用所述传感器阵列中所包括的复印传感器测量所述形变或所述力的至少一种。
21、实施方案6.如实施方案2所述的方法，其还包括基于皮肤-表面高度的变化来确定所述动脉尺寸和形状的变化，所述传感器阵列与所述皮肤表面直接接触。
22、实施方案7.如实施方案6所述的方法，其还包括经由控制器比较在两个或多个位置处和时间时的皮肤-表面高度以推断收缩血压和舒张血压。
23、实施方案8.如实施方案1所述的方法，其还包括基于所述动脉的超声确定所述动脉尺寸和形状的变化。
24、实施方案9.如实施方案1所述的方法，其还包括放置所述血流控制气囊与皮肤表面贴片直接接触。
25、实施方案10.如实施方案1所述的方法，其还包括：
26、提供具有条带、条带控制气囊和条带力传感器的校准测量设备；
27、放置所述条带在含有所述动脉的肢体上，使得所述条带控制气囊和所述条带力传感器与皮肤表面贴片的不同区域接触；和
28、通过对所述条带控制气囊进行充气以改变所述皮肤表面贴片和所述条带之间施加的力来微调所述校准测量设备。
29、实施方案11.用于持续地、非侵入性地且直接地测量血压的校准测量设备，所述校准测量设备包括：
30、条带；
31、血流控制气囊，其联接至所述条带的内表面，所述血流控制气囊具有充气状态，其中控制量的压力从动脉中分离空间-时间信号，而不损害含有所述动脉的肢体其他动脉中的静脉和淋巴循环或流动；和
32、传感器阵列，其固定在所述血流控制气囊的内表面上以非侵入性监测血压，所述传感器阵列检测心跳周期期间和当所述血流控制气囊呈充气状态时动脉尺寸和形状的变化，所述变化对应于来自所述动脉的空间-时间信号。
33、实施方案12.如实施方案11所述的校准测量设备，其中所述条带可移除地附接。
34、实施方案13.如实施方案11所述的校准测量设备，其还包括固定至所述条带的刚性支撑物，所述血流控制气囊固定在所述刚性支撑物上。
35、实施方案14.如实施方案11所述的校准测量设备，其还包括条带控制气囊，所述条带控制气囊在与所述血流控制气囊不同的区域中联接至所述条带的内表面，所述条带控制气囊具有充气状态，其中微调在所述肢体的皮肤表面与所述条带之间施加的力。
36、实施方案15.如实施方案12所述的校准测量设备，其还包括条带力传感器，所述条带力传感器在与所述血流控制气囊和所述条带控制气囊不同的区域中联接至所述条带的内表面，所述条带力传感器检测当所述血流控制气囊和所述条带控制气囊的至少一种呈相应充气状态时在所述肢体的皮肤表面与所述条带之间施加的力。
37、实施方案16.如实施方案11所述的校准测量设备，其中所述传感器阵列包括触感传感器阵列。
38、实施方案17.如实施方案11所述的校准测量设备，其中所述传感器阵列包括一个或多个电阻、压电或电容元件。
39、实施方案18.用于持续地、非侵入性地且直接地测量动脉中的血压的方法，所述方法包括：
40、提供校准测量设备，所述校准测量设备具有用于固定在肢体上的条带，所述条带在其内表面上固定血流控制气囊、条带控制气囊和条带力传感器，所述血流控制气囊在其内表面上固定传感器阵列；
41、放置所述条带在肢体上，使得所述传感器阵列以非侵入性方式与动脉上的皮肤表面接触；
42、用控制量的压力对所述血流控制气囊进行充气，而不损害含有所述动脉的肢体其他动脉中的静脉和淋巴循环或流动；
43、响应于所述血流控制气囊的充气，经由所述传感器阵列检测心跳周期期间所述动脉尺寸和形状的变化，所述变化对应于来自所述动脉的空间-时间信号；
44、用控制量的压力对所述条带控制气囊进行充气以在所述条带与所述肢体的皮肤表面之间施加张力；
45、基于由所述传感器阵列和所述条带力传感器进行的检测，由所述血流控制气囊或所述条带控制气囊的至少一种施加的微调压力增强了所述空间-时间信号的检测；和
46、经由控制器测量和处理所述空间-时间信号以测定血压参数。
47、实施方案19.如实施方案18所述的方法，其中所述动脉尺寸和形状的变化的检测包括测量所述皮肤表面的形变或所述皮肤表面之内和其上的力的至少一种。
48、实施方案20.如实施方案18所述的方法，其还包括基于超声确定所述动脉尺寸和形状的变化以及与所述动脉相邻的软组织的变化。
1.基于皮肤位移测量血压的方法，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的方法，其中所述浅动脉是桡动脉。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述传感器阵列包括以下中的一种或多种：触觉传感器、超声成像传感器、电阻传感器、压电传感器和电容传感器。
4.如权利要求1所述的方法，其中用血流控制气囊施加控制量的压力，所述血流控制气囊与所述传感器阵列机械联接。
5.如权利要求4所述的方法，其中通过使所述血流控制气囊充气或放气实现控制量的压力。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述血压参数是示波血压参数。
7.如权利要求1所述的方法，其中所述控制器被配置为通过压力扫描估计血压，所述压力扫描包括控制量的压力的逐渐升高和降低。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述压力扫描包括上升扫描，在上升扫描中气压从低值以血压测量的速率标准升高，上升扫描持续直到(a)达到饱和压力，或(b)如果气压达到标称值，形变信号的脉动幅度衰减到预定阈值以下。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述压力扫描包括下降扫描，在下降扫描中气压降回到低值。
10.如权利要求7所述的方法，其中所述压力扫描包括心动周期的平均压力，所述平均压力是估计血压的主要测量值。
11.如权利要求1所述的方法，其还包括在显示器上显示一个或多个血压参数中的至少一个参数，所述显示器与所述控制器通信联接。
12.如权利要求1所述的方法，其还包括通过外部设备控制压力量，所述外部设备与所述校准测量设备通信联接。
13.如权利要求1所述的方法，其还包括从所述传感器表面投射结构光。
14.如权利要求13所述的方法，其中所述结构光包括投射的光图案。
15.如权利要求14所述的方法，其中所述投射的光图案为条纹。
16.如权利要求13所述的方法，其中所述结构光包括光学标记。
17.如权利要求15所述的方法，其中所述光学标记包括点或孔。
18.如权利要求13所述的方法，其还包括通过照相机捕获所述结构光的移动。
19.基于皮肤位移测量血压的系统，所述系统包括，
20.如权利要求19所述的系统，其中所述传感器阵列包括以下中的一种或多种：触觉传感器、超声成像传感器、电阻传感器、压电传感器和电容传感器。
21.如权利要求19所述的系统，其中所述血压参数是示波血压参数。
22.如权利要求19所述的系统，其中所述控制器还被配置为通过压力扫描估计血压，所述压力扫描包括控制量的压力的逐渐升高和降低。
23.如权利要求22所述的系统，其中所述压力扫描包括上升扫描，在上升扫描中气压从低值以血压测量的速率标准升高，上升扫描持续直到(a)达到饱和压力，或(b)如果气压达到标称值，形变信号的脉动幅度衰减到预定阈值以下。
24.如权利要求19所述的系统，其还包括与所述控制器通信联接的显示器，所述显示器显示血压参数。
25.如权利要求19所述的系统，其还包括与所述气囊通信联接的外部设备，所述外部设备控制气囊的充气或放气的量。
26.如权利要求25所述的系统，其中所述外部设备是用户的移动电话。
27.如权利要求19所述的系统，其还包括用于捕获结构光的移动的照相机，所述结构光从传感器表面发射。
28.如权利要求27所述的系统，其中所述结构光选自光图案和光学标记。
29.如权利要求28所述的系统，其中所述光图案包括一个或多个条纹。
30.如权利要求28所述的系统，其中所述光学标记包括一个或多个点或孔。
