[发明专利]通过在两肢体间测量获得心血管信息的方法和装置

说明书

技术领域

测量和控制仪器。本发明总体上涉及通过非倾入性物理手段的生理参数测量和监控系统。

背景技术

获得心血管参数的信息对于确定人们的健康状态有极大的重要性。可一拍接着一拍连续地、简单地和舒适地获得所述信息，而不需要用户自身或助手具有任何特定能力或训练的装置的可用性受到极大的关注。特别是，当不在临床的或卫生保健环境下测量时，非常需要受试者不需要任何辅助就能够进行测量。

在提供心血管系统信息的非侵入性测量中，生物电信号测量结果是如果用干电极（不使用导电凝胶）进行的所有测量结果中最容易得到的一些。该做法将测量区域限制为肢体（手臂和腿），因为可以通过固定电极或将电极握在手中或将手或脚搁在电极上实现与电极的机械接触。将电极应用到身体的其它部位，例如胸部，要求用达到足够压力的方式来固定电极以确保良好的接触，这明显地不方便并且需要时间来放置它们。

两种提供心血管系统信息的生物电信号是心电图（或ECG）和在有归因于血流量的变化处的身体的体积中测量的电阻抗信号。基于测量电阻抗的体积变化的测量（体积描记法）被称为阻抗体积描记法（IPG）。基于测量光吸收率的体积描记法被称为光学体积描记法（PPG）。

ECG和IPG不仅单独地还共同地提供心血管系统的信息。确切地说，动脉脉搏波（包含体积的同时的改变）到达身体部位花费的时间不仅取决于所述部位与心脏间的距离，还取决于动脉的直径、厚度和硬度，以及取决于血液的流变学特性。包含所述信息的时间是被称为PAT（脉搏到达时间）的时间，其具有极大的诊断兴趣，例如见，Eliakim等人，Pulse wave velocity in healthy subjects and in patients with various disease states,American Heart Journal,vol.82,n°4,pp448-457,October1971。特别是，在ECG的R波和在一只手的手指上的光学体积描记法的峰谷（与心室收缩期相关的快速上升的起点）间测量的PAT往往被用来估算收缩压，例如，如Chen等人，在“Continuous estimation of systolic blood pressure using the pulse arrival time and intermittent calibration”;Medical and Biological Engineering and Computing,vol.38,pp.569-574,2000中所描述的。由于PPG和IPG均测量体积的变化，两个信号产生的波形是相似的，并且因此IPG已被用作PPG的可替代信号来测量与脉搏波在动脉中的传播相关的时间间隔。

在Bang等人的文献“A pulse transit time measurement method based on electrocardiography and bioimpedance”Biomedical Circuits and Systems Conference(BioCAS)2009,PP.153-156中，测量了用每个手臂上的电极获得的ECG R波和用前臂上的四个电极获得的IPG峰之间的经过时间，并且将该时间与ECG R波和PPG峰之间经过的时间对比。两个时间之间具有良好的相关性。虽然由Bang等人提出的这种方法具有不需要胸部电极的优势，但使用传统的附着至手臂以获得ECG和IPG的电极（使用导电凝胶）使过程缓慢且不舒适。