[发明专利]用于容积钳血压测量的自适应调谐

说明书

本申请公开了一种通过控制系统向指套提供自适应调谐的系统，该指套可连接至患者的手指以用于通过利用容积钳方法的血压测量系统来测量患者的动脉中的患者的血压。当将指套围绕患者的手指放置时，气囊和LED‑PD对通过利用容积钳方法的血压测量系统来辅助测量患者的血压，其中自适应调谐系统：施加第一压力脉冲并且测量体积与时间响应；根据压力与时间响应，确定用于补偿手指的体积响应中的延迟的体积伺服增益；并且在通过利用容积钳方法的血压测量系统来测量患者的血压时，在控制系统中使用确定的体积伺服增益。

技术领域

本发明的实施例涉及利用容积钳(volume clamp)方法的无创血压测量。

背景技术

容积钳制/夹持(volume clamping)是一种用于无创测量血压的技术，其中以如下方式将压力施加到患者的手指，即，动脉压力由时变压力平衡以维持恒定的动脉容积。在正确装配和校准的系统中，所施加的时变压力等于手指中的动脉血压。可以测量所施加的时变压力，从而提供患者的动脉血压的读数。

容积钳系统可以包含通过动脉容积的测量进行的闭环反馈中的压力产生和调节系统。为了准确地测量血压，反馈回路应具有足够的压力产生和释放能力，以匹配患者的血压的压力动态变化。高保真度压力调节反馈回路对于通过容积钳技术进行准确的血压测量是必需的。

一种用于测量动脉容积的常用技术是使光信号以被血液吸收的频率横向穿过手指。通常由手指一侧上的LED(发光二极管)产生光，并且由手指另一侧上的PD(光电二极管)测量未被手指吸收的光。存在平行流过每个手指的两条主动脉。随着每一次心跳这两条动脉的容积增加，手指中的血液吸收的光量增加，并且PD测量的光减少。因此，产生与动脉容积成反比的光信号。该光信号称为体积描记器信号(plethysmograph signal)或体积信号。

容积钳系统向手指施加压力以维持恒定的动脉容积。手指动脉对施加到手指的力的机械响应(即，手指机械响应)根据患者的生理状况和手指尺寸而变化很大。此外，手指组织吸收的光量根据患者的生理状况、皮肤色素、红细胞血液计数和手指尺寸而变化很大。成功的容积钳系统应该能够接受广泛的体积描记器信号和手指机械响应。

然而，高保真度压力调节反馈回路与能够接受广泛的体积描记器信号和手指机械响应的系统矛盾。

用于增加容积钳方法的保真度的常规技术涉及将LED强度调整到最小并且将PD放大器增益调整到最大。这是次优的，因为它放大了体积信号中的噪声。另一种已知的技术涉及连续的自调谐控制回路，其中在系统操作时动态地测量误差信号。这是次优的，因为在闭环操作期间误差信号的波动幅度被减小。此外，闭环操作期间的误差信号测量将控制器和被控对象传递函数(plant transfer function)的作用耦合，使手指属性的变化的分析变得复杂。

发明内容

本发明的实施例可以涉及一种通过控制系统向指套提供自适应调谐的系统，该指套可连接至患者的手指以用于通过利用容积钳方法的血压测量系统来测量患者的动脉中的患者的血压(例如，以提供高保真度)。指套可以包括：发光二极管(LED)和光电二极管(PD)，其形成LED-PD对，从而以通过血压测量系统实现的容积钳方法执行患者的动脉中的体积信号的测量；以及气囊，其连接到泵和阀或孔口以向患者的手指和患者的动脉施加压力并且释放压力，其中，当将指套围绕患者的手指放置时，气囊和LED-PD对通过利用容积钳方法的血压测量系统来帮助测量患者的血压。