[发明专利]一种用于校准血压监视器的方法及其可穿戴设备

说明书

用于以两种方式获得人(300)的血压的方法和相关设备(100)。第一方式包括提供光源(101)和光学传感器(103)的步骤，该光学传感器(103)配置为检测来自该光源(101)的已经经过这种设备(100)的佩戴者的手腕传播的光。经过手腕传播的光的量取决于手腕中血液的量。随后通过在手腕抬升到高于心脏水平时和手腕放低到低于心脏水平时监视该手腕内的血液脉动的幅度的差异而观测血压。第二方式包括以数学方式分析经相同的人(300)的身体部分的光传输信号。通过该第一方式获得的血压读数用来校准通过该第二方式得到的血压读数。

技术领域

本发明涉及用于监视血压(BP)的装置或设备的校准，具体地涉及可穿戴血压监视器的校准。

背景技术

作为例行和基本医学检查的一部分，对血压进行测量。知道人或对象的血压有助于医学诊断，并且医师在人的血压过高或过低的情况下可以对非可见病症发出警报。

血压在收缩血压和舒张血压二者都被测量时得到完全测量。收缩血压是指当心脏紧缩时血管中的压力，而舒张血压则是指当心脏放松时血管中的压力。

用于测量血压的设备称作血压计。已有人工和数字的血压计。人工血压计包括紧紧地围绕二头肌应用的袖带，该袖带在人就座时定位在大致与心脏相同的水平。收紧该袖带以勒紧二头肌。在医师使用听诊器听手肘处臂动脉中跳动血液的流动的同时，收紧程度缓慢地释放。开始可以听到跳动血液的声音的袖带压力被记录为收缩血压。人工血压计安装有水银柱从而允许操作人员读取袖带压力。随着袖带压力进一步释放，开始不再能够听到跳动血液的声音的袖带压力被记录为舒张血压。

虽然这种得到血压的方法一般是准确的，但是由于操作人员误差、设备使用不当以及设备维护不充分确实会出现不准确性。

为了便携性以及用于消除对使用水银的需求以及对操作人员培训的需求而开发了数字血压计。虽然缺乏水银柱的令人满意的准确度，但是对于由患者自己在家用环境中使用而言，数字血压计已经被认为是足够准确的。大多数数字血压计需要加压的袖带以与人工血压计相同的方式围绕患者的二头肌收紧。一些数字血压计仅要求对手腕或手指的围裹。无论如何，被围裹的部分必须定位在大约与心脏相同的水平。收缩和舒张压力都使用压电、电容或静电压力传感器间接地感测。通过将压力读数与校准相比较而计算出实际血压。尽管被认为便于使用，但还是要求人进行稍显复杂的程序来戴上袖带以便允许数字血压计进行操作。这对于在拥挤的都市场所迫切需要测量其血压水平的人来说经常是不方便的。

Xing等人提出了通过使用光电容积描记法(photoplethysmogram)观测血容量变化，并且根据该容量变化计算血压而获得人的血压测量结果(Vol.7,No.8|2016年8月1日|BIOMEDICAL OPTICS EXPRESS 3007；Optical blood pressure estimation withphotoplethysmography and FFT-based neural networks；XIAOMAN XING*与MINGSHANSUN)。光电容积描记法简单地是一种使用光传输通过身体部分来测量血含量并且因此测量脉搏的光谱测定设备。

典型地，很难使用光的传输来获得对血压的客观评估。这是因为个体之间的血管弹性和血容量的变化所致。然而，Xing等人提出了对PPG读数进行归一化的方法，以便从观测结果中去除这些变化。在归一化之后，PPG信号就变得能够在不同的人之间进行比较。因此，单独使用PPG对血压进行客观测量成为可能。

图1是从Xing等人发表的论文再现的图形，其示出了如何归一化PPG信号。左侧的图形将人的脉搏或心跳示为叠加在下方直流(DC)分量上的交流(AC)分量。在归一化时，如右侧的图形所示，去除该DC分量。该归一化过程是通过用AC部分除以DC部分来实现的，并且将所产生的信号线性缩放以提供处于某个幅度范围内的PPG读数。

Xing等人提出了用于将PPG信号与血压关联的公式，经缩放的PPG信号通过该公式与归一化的PPG信号相关。