Приборы для неинвазивного мониторинга кровяного давления, способы и компьютерный программный продукт для работы с ними - RU2719952C2
Код документа: RU2719952C2
Чертежи
Описание
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к приборам для неинвазивного мониторинга кровяного давления (non-invasive blood pressure, NIBP) и способам их работы и, в частности, относится к повышению точности измеренных значений кровяного давления, получаемых при помощи таких приборов для мониторинга и способов.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Артериальное кровяное давление (АД) является одним из важнейших жизненных показателей, который широко применяется в клинической практике. Как правило, артериальное кровяное давление измеряют неинвазивно путем постепенного изменения давления в манжете, надетой на плечо субъекта. АД определяют или путем измерения звука на расстоянии от манжеты (аускультативный метод на основе тонов Короткова), или путем измерения колебаний давления в манжете, обусловленных изменениями объема плеча и плечевой артерии, а также путем извлечения значений из огибающей данных пульсовых колебаний (осциллометрический метод). Осциллометрический метод хорошо автоматизирован и имеет широкое применение.
Принцип, лежащий в основе применения типичного осциллометрического метода, изображен на фиг. 1, на которой представлен график давления 10 в манжете и обработанная высокочастотной фильтрацией огибающая 12 такого давления в манжете, в зависимости от времени. На левой оси Y показана амплитуда пульса, на правой оси Y показано давление в манжете, а на оси Х показано время. Для выполнения неинвазивного измерения кровяного давления с помощью осциллометрического метода давление в манжете 10 сначала повышают до тех пор, пока оно не станет значительно больше, чем систолическое кровяное давление. После повышения давления из манжеты выпускают воздух (на фиг. 1 выпускание воздуха происходит постепенно, но также допустимо ступенчатое выпускание воздуха). При выпускании воздуха происходят незначительные колебания давления в манжете, вызванные изменениями объема в полости манжеты, которые в свою очередь вызваны изменениями объема плечевой артерии. Измеренное давление в манжете 10 фильтруют по верхним частотам, и полученная в результате запись 12 показывает колебания давления в манжете, обусловленные изменениями объема плечевой артерии. Определяют огибающую 14 амплитуд колебания. Максимальный показатель Amax данной огибающей 14 импульса берут за опорную точку для определения систолического 16 и диастолического давления 15. Систолическое давление 16 определяют как давление в манжете, когда показатель колебания давления составляет приблизительно 0,8 от максимальной амплитуды Amax при давлении, превышающем давление в опорной точке. Диастолическое давление 15 определяют как давление в манжете, когда показатель колебания давления составляет приблизительно 0,55 от максимальной амплитуды Amax при давлении ниже давления в опорной точке. Эти соотношения основаны на эмпирических значениях (см., например, LA Geddes et. al., Annals of Biomedical Engineering 10 стр. 271-280, 1982). Как правило, точные алгоритмы, применяемые изготовителями приборов для мониторинга систолического и диастолического давления, являются коммерческой тайной.
Известный прибор 20 для мониторинга, используемый для получения измеренных значений неинвазивного измерения кровяного давления осциллометрическим способом, изображен на фиг. 2. Насос 22, датчик 24 давления и клапан 26 присоединены к манжете 28 с помощью системы 30 трубок. С насосом 22 и клапаном 26 соединен блок 32 управления для управления работой данных компонентов, и он также соединен с датчиком 24 давления для приема сигнала, представляющего давление газа в манжете 28 («сигнал давления»). Блок 32 управления запускает алгоритм управления насосом 22 и клапаном 26, а также обрабатывает сигнал давления от датчика 24 давления для определения значений измерения кровяного давления. При выполнении осциллометрического метода насос 22 вдувает воздух в манжету 28, тем самым накачивая ее. Датчик 24 давления измеряет давление газа в системе (и, следовательно, давление газа в манжете 28) и выводит сигнал, представляющий давление в манжете 28 (также называемый «сигналом давления»). При достижении давления, превышающего систолическое давление, насос 22 отключают или выключают, открывают клапан 26 для медленного (или ступенчатого) выпускания воздуха, в процессе которого давление манжеты постоянно измеряют и сохраняют измеренные значения (сигнал давления). Управление насосом 22 и клапаном 26 осуществляют с помощью блока 32 управления, который также принимает измеренные значения давления в манжете и вычисляет огибающую импульса, а также систолическое и диастолическое давление, используя данные измеренные значения. На практике, прибор 20 для мониторинга может содержать множество датчиков и клапанов из соображений надежности.
Известный прибор 20 для мониторинга часто неудобен в работе для субъекта (и в некоторых случаях причиняет боль), поскольку рука сдавливается под действием внешнего давления. В условиях клиники или больницы (или даже дома), когда измеренные значения кровяного давления необходимо получать в течение дня и ночи, снятие измеренных значений кровяного давления с помощью прибора 20 для мониторинга будет часто нарушать сон субъекта. Приборы для неинвазивного мониторинга кровяного давления, изначально разработанные для субъектов с острыми заболеваниями (например, в отделении интенсивной терапии (ОИТ), оптимизированы для обеспечения точности и достоверности, а не комфорта субъекта.
Было обнаружено, что неинвазивное измерение кровяного давления в домашних условиях относительно слабо принимается субъектами (например, субъекты не соблюдают требуемый график измерений или не осуществляют измерение надлежащим образом), что в некоторых случаях связано с болью, причиняемой накачиванием манжеты (что может быть связано с промежутком времени, в течение которого манжету накачивают и/или в течение которого поддерживается максимальное давление), с раздражением кожи под манжетой (в частности, это касается приборов для неинвазивного мониторинга кровяного давления, которые субъект носит постоянно), гематомами, а также с нарушением сна субъекта.
Комфорт при неинвазивном измерении кровяного давления может быть улучшен в одной из трех областей или всех трех областях: общее время измерения (для чего желательно уменьшение), достижение максимального давления в манжете (для чего желательно более низкое максимальное давление) и интеграл давления в манжете с течением времени (для чего желателен меньший интеграл). Безусловно, это увеличение комфорта не должно происходить за счет недопустимого ухудшения точности измеренных значений неинвазивного измерения кровяного давления.
В дополнение к вышеуказанным видам приборов для мониторинга, с помощью которых кровяное давление измеряют с использованием огибающей в процессе выпускания воздуха из манжеты (что, как правило, занимает около 45 секунд), были разработаны приборы для мониторинга, которые могут измерять кровяное давление в процессе накачивания манжеты. Это может сократить общее время измерения (в некоторых случаях до около 20 секунд), поскольку этап выпускания воздуха может быть достаточно быстрым сразу после получения измеренных значений кровяного давления, что, таким образом, может обеспечить более комфортное измерение для субъекта. Однако доступные в настоящее время алгоритмы измерения кровяного давления в процессе накачивания манжеты не являются настолько точными, как известные алгоритмы, основанные на выпускании воздуха, поскольку измерения при накачивании чувствительны к артефактам, или дефектам, измерений, возникающим вследствие движений субъекта или аритмиях.
Таким образом, существует необходимость в приборе для неинвазивного мониторинга кровяного давления и способе его работы, который обеспечивает измерение кровяного давления в процессе накачивании манжеты и который обеспечивает повышенную точность измерения кровяного давления по сравнению с известными приборами для мониторинга.
РАСКРЫТИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В соответствии с первым аспектом предусмотрен способ работы прибора для неинвазивного мониторинга кровяного давления для измерения кровяного давления субъекта, содержащего манжету, датчик давления для измерения давления в манжете и для вывода сигнала давления, представляющего давление в манжете, и датчик физиологического параметра, при этом согласно способу:
получают первое измеренное значение физиологического параметра субъекта в процессе накачивания манжеты, причем первое измеренное значение получают из сигнала давления;
получают второе измеренное значение физиологического параметра субъекта в процессе накачивания манжеты, причем второе измеренное значение получают от датчика физиологического параметра;
сравнивают первое измеренное значение и второе измеренное значение и
оценивают достоверность измеренного значения кровяного давления, полученного посредством прибора для неинвазивного мониторинга кровяного давления в процессе накачивания манжеты, на основе результата произведенного сравнения.
В некоторых вариантах реализации этап получения второго измеренного значения физиологического параметра выполняют в одно и то же время или в течение определенного временного интервала, пока выполняют этап получения первого измеренного значения.
В некоторых вариантах реализации способ дополнительно включает этап корректировки времени проведения первого или второго измерения для учета задержек времени при получении указанного измеренного значения.
В некоторых вариантах реализации этап оценки достоверности выполняют перед получением измеренного значения кровяного давления с помощью прибора неинвазивного мониторинга кровяного давления.
В некоторых вариантах реализации способ дополнительно включает этап определения на основе полученной оценки достоверности, получить ли измеренное значение кровяного давления в процессе накачивания манжеты или в процессе выпускания воздуха из манжеты. В некоторых вариантах реализации этап определения включает определение того, что измеренное значение кровяного давления должно быть получено в процессе накачивания манжеты, если измеренное значение кровяного давления, полученное посредством прибора неинвазивного мониторинга кровяного давления в процессе накачивания манжеты, оценено как достоверное. В некоторых вариантах реализации, этап определения включает определение того, что измеренное значение кровяного давления должно быть получено в процессе выпускания воздуха из манжеты, если измеренное значение кровяного давления, полученное посредством прибора неинвазивного мониторинга кровяного давления в процессе накачивания манжеты, оценено как недостоверное.
В некоторых вариантах реализации способ дополнительно включает этап отбрасывания измеренного значения кровяного давления, полученного посредством прибора неинвазивного мониторинга кровяного давления в процессе накачивания манжеты, или маркировки указанного измеренного значения как недостоверного, если измеренное значение кровяного давления оценено как недостоверное.
В некоторых вариантах реализации этап сравнения первого измеренного значения и второго измеренного значения включает оценку численной разницы между первым измеренным значением и вторым измеренным значением или оценку того, насколько близко первое измеренное значение соответствует второму измеренному значению.
В некоторых вариантах реализации, в которых получение измеренного значения кровяного давления с помощью прибора неинвазивного мониторинга кровяного давления в процессе накачивания манжеты назначают на конкретное время, при этом согласно способ дополнительно:
оценивают риск возникновения аритмии у субъекта во время назначенного измерения кровяного давления и
адаптируют запланированное измерение кровяного давления в соответствии с оцененным риском.
В некоторых вариантах реализации этап адаптации включает определение того, следует ли изменить график запланированного измерения кровяного давления на другое время, исходя из оцененного риска. В некоторых вариантах реализации этап адаптации включает изменение графика запланированного измерения кровяного давления на другое время, если оцененный риск слишком высок.
В некоторых вариантах реализации этап адаптации включает определение того, выполнять ли измерение кровяного давления в процессе выпускания воздуха из манжеты, а не в процессе накачивания манжеты, исходя из оцененного риска. В некоторых вариантах реализации этап адаптации включает выполнение запланированного измерения кровяного давления в процессе выпускания воздуха из манжеты, а не в процессе накачивания манжеты, если оцененный риск слишком высок.
В некоторых вариантах реализации этап оценки риска аритмии включает анализ возникновения аритмий у субъекта для получения оценки вероятного времени возникновения последующих аритмий; причем оценка риска возникновения аритмии у субъекта во время запланированного измерения кровяного давления, основана на оценке вероятного времени возникновения последующих аритмий.
В некоторых вариантах реализации этап оценки риска аритмии включает определение позы субъекта.
В некоторых вариантах реализации этап адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском включает задержку запланированного измерения кровяного давления, если определено, что субъект находится в неправильной позе или непредпочтительной позе для измерения кровяного давления.
В некоторых вариантах реализации этап адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском включает выполнение запланированного измерения кровяного давления в процессе выпускания воздуха из манжеты, если определено, что субъект находится в неправильной позе или непредпочтительной позе для выполнения измерения кровяного давления в процессе накачивания манжеты.
В некоторых вариантах реализации этап оценки риска аритмии включает определение недавнего уровня активности субъекта.
В некоторых вариантах реализации этап адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском включает задержку запланированного измерения кровяного давления, если определено, что субъект недавно был вовлечен в какие-либо активные действия.
В некоторых вариантах реализации этап адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском включает проведение запланированного измерения кровяного давления в процессе выпускания воздуха из манжеты, если определено, что субъект недавно был вовлечен в какие-либо активные действия.
В некоторых вариантах реализации датчик физиологического параметра отличен от датчика, измеряющего давление в манжете.
В некоторых вариантах реализации физиологический параметр представляет собой параметр, относящийся к сердцу субъекта.
В некоторых вариантах реализации физиологический параметр представляет собой частоту пульса, частоту сердечных сокращений или другой параметр, отражающий биение сердца субъекта.
В некоторых вариантах реализации датчик физиологического параметра представляет собой фотоплетизмографический (ФПГ, PPG) датчик, акселерометр или электрокардиографический (ЭКГ) датчик.
В некоторых вариантах реализации датчик физиологического параметра встроен в манжету. В других вариантах реализации датчик физиологического параметра физически отделен от манжеты.
В соответствии со вторым аспектом предусмотрен компьютерный программный продукт, содержащий компьютерочитаемый носитель, содержащий встроенный в него компьютерочитаемый код, который выполнен таким образом, что при его исполнении на подходящем компьютере, процессоре или блоке управления обусловлено выполнение компьютером, процессором или блоком управления любого из способов, описанных выше.
В соответствии с третьим аспектом предусмотрен прибор для неинвазивного мониторинга кровяного давления для измерения кровяного давления субъекта, содержащий манжету; датчик давления для измерения давления в манжете и для вывода сигнала давления, представляющего давление в манжете; датчик физиологического параметра для измерения физиологического параметра; и блок управления, выполненный с возможностью получения первого измеренного значения физиологического параметра субъекта в процессе накачивания манжеты, причем первое измеренное значение получено из сигнала давления; получения второго измеренного значения физиологического параметра субъекта в процессе накачивания манжеты, причем второе измеренное значение получено от датчика физиологического параметра; сравнения первого измеренного значения и второго измеренного значения; и оценки качества измеренного значения кровяного давления, полученного посредством прибора для неинвазивного мониторинга кровяного давления в процессе накачивания манжеты, исходя из результата сравнения.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью получения второго измеренного значения физиологического параметра в одно и то же время или в течение определенного временного интервала проведения первого измеренния.
В некоторых вариантах реализации блок управления дополнительно выполнен с возможностью корректировки времени проведения первого или второго измерения для учета задержек времени при получении указанного измеренного значения.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью оценки достоверности перед получением измеренного значения кровяного давления с помощью прибора неинвазивного мониторинга кровяного давления.
В некоторых вариантах реализации блок управления дополнительно выполнен с возможностью определения на основе полученной оценки достоверности, получить ли измеренное значение кровяного давления в процессе накачивания манжеты или в процессе выпускания воздуха из манжеты.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью определения того, что измеренное значение кровяного давления должно быть получено в процессе накачивания манжеты, если измеренное значение кровяного давления, полученное посредством прибора неинвазивного мониторинга кровяного давления в процессе накачивания манжеты, оценено как достоверное. В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью определения того, что измеренное значение кровяного давления должно быть получено в процессе выпускания воздуха из манжеты, если измеренное значение кровяного давления, полученное посредством прибора неинвазивного мониторинга кровяного давления в процессе накачивания манжеты, оценено как недостоверное.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью отбрасывания измеренного значения кровяного давления, полученного посредством прибора неинвазивного мониторинга кровяного давления в процессе накачивания манжеты, или маркировки указанного измеренного значения как недостоверного, если измеренное значение кровяного давления оценено как недостоверное.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью сравнения первого измеренного значения и второго измеренного значения путем оценки численной разницы между первым измеренным значением и вторым измеренным значением или оценки того, насколько близко первое измеренное значение соответствует второму измеренному значению.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью получения измеренного значения кровяного давления в процессе накачивания манжеты в запланированное время, и блок управления дополнительно выполнен с возможностью оценки риска возникновения аритмии у субъекта во время запланированного измерения кровяного давления; и адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью адаптации запланированного измерения кровяного давления путем определения того, следует ли изменить график запланированного измерения кровяного давления на другое время исходя из оцененного риска.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью адаптации запланированного измерения кровяного давления путем изменения графика запланированного измерения кровяного давления на другое время, если оцененный риск слишком высок.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью адаптации запланированного измерения кровяного давления путем определения того, выполнять ли измерение кровяного давления в процессе выпускания воздуха из манжеты, а не в процессе накачивания манжеты, исходя из оцененного риска.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью адаптации запланированного измерения кровяного давления путем выполнения запланированного измерения кровяного давления в процессе выпускания воздуха из манжеты, а не в процессе накачивания манжеты, если оцененный риск слишком высок.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью оценки риска аритмии путем анализа возникновения аритмий у субъекта для получения оценки вероятного времени возникновения последующих аритмий; и причем оценка риска возникновения аритмии у субъекта при запланированном измерении кровяного давления, основана на оценке вероятного времени возникновения последующих аритмий.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью оценки риска аритмии путем определения позы субъекта.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском путем задержки запланированного измерения кровяного давления, если определено, что субъект находится в неправильной позе или непредпочтительной позе для измерения кровяного давления.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском путем проведения запланированного измерения кровяного давления в процессе выпускания воздуха из манжеты, если определено, что субъект находится в неправильной или непредпочтительной позе для проведения измерения кровяного давления в процессе накачивания манжеты.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью оценки риска аритмии путем определения недавнего уровня активности субъекта.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском путем задержки запланированного измерения кровяного давления, если определено, что субъект недавно был вовлечен в какие-либо активные действия.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском путем проведения запланированного измерения кровяного давления в процессе выпускания воздуха из манжеты, если определено, что субъект недавно был вовлечен в какие-либо активные действия.
В соответствии с четвертым аспектом предусмотрен способ измерения кровяного давления субъекта с использованием прибора неинвазивного мониторинга кровяного давления, включающий оценку риска возникновения аритмии у субъекта при запланированном измерении кровяного давления; и адаптацию запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском.
В некоторых вариантах реализации этап адаптации включает определение того, следует ли изменить график запланированного измерения кровяного давления на другое время, исходя из оцененного риска. В некоторых вариантах реализации, этап адаптации включает изменение графика запланированного измерения кровяного давления на другое время, если оцененный риск слишком высок.
В некоторых вариантах реализации этап адаптации включает определение того, выполнять ли измерение кровяного давления в процессе выпускания воздуха из манжеты, а не накачивания манжеты, исходя из оцененного риска. В некоторых вариантах реализации, этап адаптации включает выполнение запланированного измерения кровяного давления в процессе выпускания воздуха из манжеты, а не в процессе накачивания манжеты, если оцененный риск слишком высок.
В некоторых вариантах реализации этап оценки риска аритмии включает анализ возникновения аритмий у субъекта для получения оценки вероятного времени возникновения последующих аритмий; и причем оценка риска возникновения аритмии у субъекта при запланированном измерении кровяного давления, основана на оценке вероятного времени возникновения последующих аритмий.
В некоторых вариантах реализации этап оценки риска аритмии включает определение позы субъекта.
В некоторых вариантах реализации этап адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском включает задержку запланированного измерения кровяного давления, если определено, что субъект находится в неправильной позе или непредпочтительной позе для измерения кровяного давления.
В некоторых вариантах реализации этап адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском включает выполнение запланированного измерения кровяного давления в процессе выпускании воздуха из манжеты, если определено, что субъект находится в неправильной позе или непредпочтительной позе для выполнения измерения кровяного давления в процессе накачивании манжеты.
В некоторых вариантах реализации этап оценки риска аритмии включает определение недавнего уровня активности субъекта.
В некоторых вариантах реализации этап адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском включает задержку запланированного измерения кровяного давления, если определено, что субъект недавно был вовлечен в какие-либо активные действия.
В некоторых вариантах реализации этап адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском включает выполнение запланированного измерения кровяного давления в процессе выпускании воздуха из манжеты, если определено, что субъект недавно был вовлечен в какие-либо активные действия.
В соответствии с пятым аспектом предусмотрен компьютерный программный продукт, содержащий компьютерочитаемый носитель, содержащий встроенный в него компьютерочитаемый код, который выполнен таким образом, что при исполнении подходящим компьютером, процессором или блоком управления обусловлено выполнение компьютером, процессором или блоком управления любого из способов, описанных выше.
В соответствии с шестым аспектом предусмотрен прибор для неинвазивного мониторинга кровяного давления для измерения кровяного давления субъекта, содержащий блок управления, выполненный с возможностью получения измеренного значения кровяного давления в процессе накачивании манжеты в запланированное время; оценки риска возникновения аритмии у субъекта при запланированном измерении кровяного давления; и адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью адаптации запланированного измерения кровяного давления путем определения того, следует ли изменить график запланированного измерения кровяного давления на другое время исходя из оцененного риска.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью адаптации запланированного измерения кровяного давления путем изменения графика запланированного измерения кровяного давления на другое время, если оцененный риск слишком высок.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью адаптации запланированного измерения кровяного давления путем определения того, выполнять ли измерение кровяного давления в процессе выпускания воздуха из манжеты, а не в процессе накачивания манжеты, исходя из оцененного риска.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью адаптации запланированного измерения кровяного давления путем выполнения запланированного измерения кровяного давления в процессе выпускания воздуха из манжеты, а не в процессе накачивания манжеты, если оцененный риск слишком высок.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью оценки риска аритмии путем анализа возникновения аритмий у субъекта для получения оценки вероятного времени возникновения последующих аритмий; и причем оценка риска возникновения аритмии у субъекта при запланированном измерении кровяного давления, основана на оценке вероятного времени возникновения последующих аритмий.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью оценки риска аритмии путем определения позы субъекта.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском путем задержки запланированного измерения кровяного давления, если определено, что субъект находится в неправильной позе или непредпочтительной позе для измерения кровяного давления.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском путем выполнения запланированного измерения кровяного давления в процессе выпускания воздуха из манжеты, если определено, что субъект находится в неправильной или непредпочтительной позе для выполнения измерения кровяного давления в процессе накачивания манжеты.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью оценки риска аритмии путем определения недавнего уровня активности субъекта.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском путем задержки запланированного измерения кровяного давления, если определено, что субъект недавно был вовлечен в какие-либо активные действия.
В некоторых вариантах реализации блок управления выполнен с возможностью адаптации запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском путем проведения запланированного измерения кровяного давления в процессе выпускания воздуха из манжеты, если определено, что субъект недавно был вовлечен в какие-либо активные действия.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Для лучшего понимания настоящего изобретения и для более ясного представления способа его реализации, только в качестве примера приводится ссылка на сопроводительные чертежи, на которых:
фиг. 1 представляет собой график давления в манжете в зависимости от времени, измеренного с помощью обычного прибора для неинвазивного мониторинга кровяного давления осциллометрическим способом;
фиг. 2 показывает блок-схему обычного прибора для неинвазивного мониторинга кровяного давления осциллометрическим способом;
фиг. 3 представляет собой блок-схему прибора для неинвазивного мониторинга кровяного давления, в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения;
фиг. 4 представляет собой диаграмму последовательности, на которой показан способ работы прибора для неинвазивного мониторинга кровяного давления, в соответствии с аспектом настоящего изобретения;
фиг. 5 представляет собой диаграмму последовательности, на которой показан способ работы прибора неинвазивного мониторинга кровяного давления, в соответствии с другим аспектом настоящего изобретения;
фиг. 6 показывает вариант реализации настоящего изобретения, в котором обнаружен паттерн аритмии, и измерения кровяного давления соответствующим образом запланированы;
фиг. 7 показывает вариант реализации настоящего изобретения, в котором риск аритмий связан с позой субъекта;
фиг. 8 представляет собой диаграмму последовательности, на которой показан иллюстративный способ выполнения измерения кровяного давления в процессе накачивания; и
фиг. 9 представляет собой диаграмму последовательности, на которой показан альтернативный способ выполнения измерения кровяного давления в процессе накачивания.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Как описано выше, измерение кровяного давления (АД) субъекта в процессе накачивания манжеты, а не в процессе выпускании воздуха из манжеты от пикового давления, достаточного для прекращения тока крови в конечности, позволяет завершить измерение кровяного давления быстрее, что способствует повышению комфорта субъекта в процессе измерения кровяного давления.
Однако доступные в настоящее время алгоритмы измерения кровяного давления в процессе накачивания манжеты не являются настолько точными, как известные алгоритмы в процессе выпускания воздуха, поскольку измерения в процессе накачивания чувствительны к артефактам измерений, возникающим при движениях субъекта или аритмиях. Таким образом, в аспектах настоящего изобретения обеспечены пути установления точности или качества измерений кровяного давления, полученных в процессе накачивания манжеты. В частности, в некоторых аспектах в процессе накачивания манжеты физиологический параметр субъекта определяют из сигнала давления, представляющего давление в манжете, и этот физиологический параметр сравнивают с измеренным значением того же физиологического параметра, полученного с помощью отдельного/специального датчика. Чем ближе физиологический параметр, полученный из сигнала давления, к измеренному значению физиологического параметра от отдельного/специального датчика, тем более вероятно, что это измеренное значение кровяного давления, полученное в процессе накачивания манжеты, будет точным. В некоторых вариантах реализации, если сравнение измеренных значений физиологического параметра показывает, что измеренное значение кровяного давления недостаточно точное, измерение кровяного давления может быть остановлено (если измерение кровяного давления еще не было завершено), измеренное значение кровяного давления может быть отброшено (т.е. не сообщено субъекту/врачу/пользователю, базовому блоку или удаленному компьютеру) и/или выведена ошибка на прибор для мониторинга, или прибор для мониторинга может переключиться на получение измеренного значения кровяного давления с помощью известного алгоритма в процессе выпускания воздуха, поскольку эти измерения менее чувствительны к артефактам измерения, которые могут влиять на измеренные значения кровяного давления, полученные в процессе накачивания манжеты.
Прибор для неинвазивного мониторинга кровяного давления, в соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения, показан на фиг. 3. Прибор 50 для мониторинга содержит насос 52, датчик 54 давления и клапан 56, которые соединены с манжетой 58 с помощью трубки 60. Блок 62 управления подключен к насосу 52 и клапану 56 для управления работой данных компонентов, и он также подключен к датчику 54 давления для получения сигнала, представляющего давление газа в манжете 58 («сигнал давления»). Блок 62 управления запускает алгоритм управления насосом 52 и клапаном 56 и обрабатывает сигнал давления от датчика 54 давления для определения измеренных значений кровяного давления.
Как и в известном приборе для мониторинга, насос 52 предназначен для вдувания воздуха или другого газа в манжету 58 для накачивания манжеты 58 и для прекращения тока крови в конечности, вокруг которой расположена манжета 58. Клапан 56 используется для обеспечения возможности выпуска воздуха или газа из системы и, следовательно, выпускания воздуха из манжеты 58.
В соответствии с вариантом реализации настоящего изобретения, прибор 50 для мониторинга дополнительно содержит датчик 64 физиологического параметра, который предназначен для измерения физиологического параметра субъекта в процессе накачивания манжеты 58. Датчик 64 физиологического параметра может представлять собой датчик любого подходящего типа, измеряющий физиологический параметр субъекта, который также может быть получен из сигнала давления от манжеты 58.
В предпочтительных вариантах реализации, физиологический параметр представляет собой параметр, относящийся к сердцу субъекта, и еще более предпочтительно, физиологический параметр представляет собой частоту пульса или частоту сердечных сокращений субъекта. Следовательно, в предпочтительных вариантах реализации, датчик 64 представляет собой датчик для измерения параметра сердца субъекта, и еще более предпочтительно, датчик 64 представляет собой датчик для измерения частоты пульса, частоты сердечных сокращений или биения сердца субъекта. Например, датчик 64 может представлять собой датчик пульса или биения сердца, такой как фотоплетизмографический (ФПГ) датчик, акселерометр, ЭКГ датчик, хотя специалистам в данной области техники будут известны другие типы датчика частоты сердечных сокращений, который можно использовать (такие как камера, радар, импедансная кардиограмма, датчик сердечных тонов и т.д.). Если речь идет о ФПГ датчике, акселерометре и/или ЭКГ датчике, датчик 64 может содержать соответствующее устройство обнаружения, например, источник излучения и детектор для ФПГ датчика, акселерометр, и два или более электродов для ЭКГ датчика, при этом обработку сигналов с таких датчиков для определения частоты пульса, частоты сердечных сокращений или сигнала, представляющего собой удары сердца (так что могут быть определены аритмии), может быть выполнена блоком 62 управления. Если речь идет об акселерометре, для извлечения колебаний, вызываемых ударами сердца/пульсацией крови в системе кровообращения, может быть обработан сигнал ускорения.
При эксплуатации, датчик 64 физиологического параметра прикреплен или иным образом взаимодействует с соответствующей частью тела субъекта для измерения физиологического параметра. Следует понимать, что в некоторых вариантах реализации датчик 64 может быть встроен в манжету 58 таким образом, что субъекту необходимо только надеть манжету с охватом руки для начала использования прибора 50 для мониторинга, тогда как в других вариантах реализации, датчик 64 может быть физически отделен от манжеты 58 и может быть размещен отдельно на теле субъекта. В некоторых вариантах реализации может быть предусмотрено проводное соединение между датчиком 64 и блоком 62 управления, тогда как в других вариантах реализации, датчик 64 может находиться в беспроводной связи с блоком 62 управления.
Следует понимать, что на фиг. 3 показаны только компоненты, требуемые для иллюстрации данного аспекта настоящего изобретения, и при реализации на практике, прибор 50 для неинвазивного мониторинга кровяного давления будет содержать дополнительные компоненты, помимо показанных. Например, прибор 50 для мониторинга может содержать множество датчиков 54 давления и клапанов 56 из соображений безопасности, батарею или другой источник питания для зарядки прибора 50 для мониторинга, модуль памяти для хранения программного кода (например, для выполнения любого из способов, описанных в настоящем документе) и/или измеренных значений кровяного давления, модуль связи для обеспечения передачи измеренных значений кровяного давления в системный блок прибора 50 для мониторинга или удаленный компьютер, и/или один или несколько компонентов пользовательского интерфейса, которые обеспечивают пользователю (например, субъекту или медицинскому) возможность управления прибором для мониторинга или взаимодействия с ним. Кроме того, в вариантах реализации настоящего изобретения, датчик 64 физиологического параметра, в частности, не должен быть частью прибора для неинвазивного мониторинга кровяного давления как такового, вместо этого, прибор 50 для неинвазивного мониторинга кровяного давления предусмотрен для получения информации о физиологическом параметре субъекта от отдельно предоставленного датчика 64 физиологического параметра.
На диаграмме последовательности по фиг. 4 изображен способ работы прибора 50 для неинвазивного мониторинга кровяного давления, в соответствии с данным аспектом настоящего изобретения. На первом этапе, этапе 101, который имеет место тогда, когда манжету 58 накачивают для получения измеренного значения кровяного давления при помощи алгоритма при накачивании, получают измеренное значение физиологического параметра субъекта из сигнала давления, представляющего давление в манжете 58. Это измеренное значение физиологического параметра называется «первым» измеренным значением в настоящем документе. На точность первого измерения могут влиять, например, движения субъекта в процессе накачивании манжеты 58. Как указано выше, в предпочтительных вариантах реализации, физиологический параметр представляет собой частоту сердечных сокращений, частоту пульса или сигнал, представляющий собой удары сердца субъекта. В данных предпочтительных вариантах реализации, сигнал давления может быть обработан для определения частоты сердечных сокращений или частоты пульса субъекта путем оценки автокорреляционной функции сигнала давления с последующим нахождением пика, при котором функция в наибольшей степени соответствует частоте сердечных сокращений субъекта. В некоторых случаях, амплитуда пика может быть сравнена с пороговым значением для определения того, имеет ли пик достаточную магнитуду для представления частоты сердечных сокращений. Если амплитуда пика превышает пороговое значение, пик может быть использован в качестве оценки частоты сердечных сокращений. Специалистам в данной области техники будут известны другие возможные способы обработки сигнала давления для получения измеренного значения частоты сердечных сокращений или частоты пульса субъекта.
На втором этапе 103, который, как описано ниже, имеет место практически в то же время, что и этап 101 (и, таким образом, имеет место в процессе накачивании манжеты 58), получают измеренное значение физиологического параметра субъекта с помощью датчика 64. Физиологический параметр, измеренный на данном этапе, представляет собой такой же физиологический параметр, извлеченный или определенный из сигнала давления на этапе 101. Измеренное значение физиологического параметра, полученное от датчика 64, называется «вторым» измеренным значением в настоящем документе.
Как указано выше, этапы 101 и 103, предпочтительно, выполняют практически в одно и то же время (например, в один и тот же момент времени или в течение определенного временного интервала), так что обеспечена возможность прямого сравнения первого и второго измеренных значений. Кроме того, следует понимать, что может быть необходима корректировка времени одного из первого или второго измеренных значений для учета задержек времени при обработке соответствующего сигнала и получении физиологического параметра. Например, может понадобиться корректировка времени сигнала, представляющего собой удары сердца, полученные из сигнала давления, для учета задержки при получении данного сигнала из сигнала давления и сравнение с полученным сигналом ударов сердца от специального датчика 64 ударов сердца. Специалистам в данной области техники будут известны другие возможные способы корректировки относительного времени двух сигналов, и, таким образом, дополнительные подробности в настоящем документе не указаны.
На этапе 105 первое измеренное значение и второе измеренное значение сравнивают друг с другом. Поскольку второе измеренное значение получают с помощью специального датчика, предполагают, что второе измеренное значение является достоверным и, таким образом, его используют в качестве «контрольной точки» для первого измеренного значения. В зависимости от конкретного физиологического параметра, измеренного на этапах 101 и 103, этап 105 может включать оценку численной разницы между измеренными значениями (например, если физиологический параметр представляет собой частоту сердечных сокращений или частоту пульса) или оценку того, насколько близко первое измеренное значение соответствует второму измеренному значению (например, если физиологический параметр представляет собой сигнал, представляющий удары сердца субъекта) с помощью статистического анализа. Специалистам в данной области техники будут известны другие способы сравнения двух измеренных значений.
Затем на этапе 107 результаты сравнения на этапе 105 используют для оценки качества или достоверности измеренного значения кровяного давления, полученного в процессе накачивании манжеты 58. В некоторых вариантах реализации, этап 107 может включать сравнение разницы между первым и вторым измеренными значениями или результатом статистического анализа с пороговым значением или диапазоном допустимых значений. Если разница между первым и вторым измеренными значениями ниже порогового значения (т.е. измерения равны или аналогичны друг другу), или результат статистического анализа показывает, что измеренные значения достаточно близки друг к другу, то на этапе 107 определяют, что измеренное значение кровяного давления, полученное в процессе накачивания манжеты 58, будет достоверным, и измерение кровяного давления при накачивании можно завершить. Однако если разница между первым и вторым измеренными значениями превышает пороговое значение или результат статистического анализа показывает, что измеренные значения недостаточно близки друг к другу, то на этапе 107 определяют, что измеренное значение кровяного давления, полученное в процессе накачивания манжеты 58, не будет достоверным. Это обусловлено тем, что сигнал давления, полученный при измерении для физиологического параметра, слишком сильно отличался от «контрольного» второго измеренного значения.
Следует понимать, что этап 107 выполняют, не ссылаясь на фактическое измеренное значение кровяного давления, и, таким образом, этап 107 может быть выполнен перед тем, как был получено измеренное значение кровяного давления из сигнала давления (т.е. этапы 105 и 107 выполняют в процессе накачивания манжеты 58 и перед достижением давления, требуемого для завершения измерения кровяного давления), поскольку артефакты, присутствующие в сигнале давления, которые приводят к существенному отличию первого измеренного значения от второго измеренного значения, будут препятствовать получению точного измеренного значения кровяного давления. В качестве альтернативы, этап 107 может быть выполнен сразу после получения измеренного значения кровяного давления, например, перед тем, как блок 62 управления открывает клапан 56 для выпуска воздуха из манжеты 58 или после завершения процесса измерения кровяного давления и выпуска воздуха из манжеты 58.
В некоторых вариантах реализации, если на этапе 107 указано, что измеренное значение кровяного давления, полученное в процессе накачивании манжеты 58, будет (или есть) недостоверным, способ может также включать отбрасывание измеренного значения кровяного давления или маркировку его как недостоверного (например, результат может быть отмечен флажком как недостоверный на дисплее вывода или в базе данных, которая хранит измеренные значения кровяного давления). В качестве альтернативы, если на этапе 107 указано, что измеренное значение кровяного давления, полученное в процессе накачивании манжеты 58, будет (или есть) недостоверным, способ может также включать получение измеренного значения кровяного давления при помощи обычного алгоритма получения кровяного давления при выпускании воздуха. В этом случае предпочтительно, чтобы этап 107 был завершен перед выпуском воздуха из манжеты 58 в конце измерения при накачивании таким образом, чтобы измерение при выпускании воздуха можно было проводить сразу же для минимизации влияния времени на субъект.
Адаптация графика измерений кровяного давления
В другом аспекте настоящего изобретения предусмотрен способ адаптации графика измерений кровяного давления для предотвращения получения измеренных значений кровяного давления, когда есть вероятность того, что достоверность измеренного значения кровяного давления будет низкой. Данный аспект особенно пригоден для субъектов, которые сталкиваются с частыми или практически постоянными измерениями кровяного давления, проводимыми с помощью прибора для мониторинга. Данный аспект может быть объединен с аспектом, описанным выше, и показанным на фиг. 4, для регулирования времени запланированных измерений или способа, которым проводят запланированное измерение, или он может быть реализован отдельно от вышеуказанного аспекта. В частности, в некоторых вариантах реализации, данный аспект может быть реализован при помощи прибора для неинвазивного мониторинга кровяного давления, показанного на фиг. 3.
Было обнаружено, что аритмия, возникающая в процессе измерения кровяного давления при накачивании, будет влиять на точность измерения кровяного давления (или делать невозможным получение корректного измеренного значения кровяного давления). Таким образом, в данном аспекте настоящего изобретения предусмотрена (как показано на фиг. 5) оценка (этап 111) риска возникновения аритмии у субъекта при измерении кровяного давления, запланированном на конкретное время, и адаптация (этап 113) запланированного измерения кровяного давления в соответствии с оцененным риском.
В некоторых вариантах реализации, этап 113 включает изменение графика запланированного измерения кровяного давления (что включает задержку или откладывание запланированного измерения кровяного давления) на другое время, если риск возникновения аритмии при измерении кровяного давления слишком высок (например, если риск выше порогового значения). В других вариантах реализации, этап 113 включает выполнение измерения кровяного давления при выпускании воздуха в запланированное время, а не измерение при накачивании, если риск слишком высок (поскольку измерения при выпускании воздуха менее подвержены аритмиям), и аналогично, выполнение измерения при накачивании в запланированное время, а не измерения при выпускании воздуха, если риск достаточно низок (т.е. ниже порогового значения).
Следует понимать, что в некоторых вариантах реализации, этап 111 может быть выполнен сразу перед тем, как должно произойти запланированное измерение кровяного давления.
Частота, с которой следует проводить измерения кровяного давления, может отличаться для каждого субъекта (например, раз в час, раз в день и пр.), и прибор для неинвазивного мониторинга кровяного давления может быть запрограммирован на соответствующий график измерений для субъекта.
В некоторых вариантах реализации, на этапе 111 используют статистическую процедуру обучения, которая прогнозирует статус субъекта в течение длительного интервала мониторинга для оценки риска возникновения аритмии при запланированном измерении кровяного давления. Например, в статистической процедуре обучения могут быть использованы техники распознавания диаграмм, которые анализируют более ранние возникновения аритмий у субъекта для оценки вероятного времени возникновения последующих аритмий. Аритмии у субъекта могут быть обнаружены путем анализа измеренных значений от датчика физиологического параметра (такого как датчик частоты сердечных сокращений), такого как датчик 64 в приборе 50 для мониторинга, показанном на фиг. 3, или датчика в устройстве, отличном от прибора для неинвазивного мониторинга кровяного давления.
В некоторых случаях, риск аритмии может быть связан с положением субъекта (например, недавней активностью, позой и пр.), в случае чего, на этапе 111 может быть использована информация о недавней активности и/или позе субъекта. Эта информация может быть получена с помощью датчика 64 в приборе 50 для мониторинга (в частности, в случае, когда датчик 64 является акселерометром), или от другого датчика (например, акселерометра), прикрепленного к телу субъекта.
На фиг. 6 показан вариант реализации настоящего изобретения, в котором обнаружен паттерн аритмии, и измерения кровяного давления запланированы соответствующим образом. Таким образом, можно увидеть, что в данном случае аритмии возникают в целом периодически, что можно понять по алгоритму распознавания паттернов, и измерения кровяного давления запланированы во время, когда алгоритм распознавания паттернов оценивает, что риск возникновения аритмий достаточно низок. В качестве альтернативы, как указано выше, если запланированное измерение кровяного давления приходится на период, когда риск аритмии высок, запланированное измерение кровяного давления может быть адаптировано таким образом, что его выполняют как измерение кровяного давления при выпускании воздуха, а не как измерение при накачивании.
В некоторых случаях риск, аритмии связан с текущей позой субъекта. В этом случае, этап 111 может включать определение текущей позы субъекта (например, от сигнала акселерометра), и если субъект находится в ненадлежащей позе или непредпочтительной позе для измерения кровяного давления, этап 113 может включать, например, задержку или отсрочку измерения кровяного давления до тех пор, пока субъект не будет находиться в надлежащей позе для измерения кровяного давления (или в позе, которая не несет такой высокий риск аритмий). В некоторых вариантах реализации, субъекту может быть предоставлена обратная связь для побуждения субъекта к принятию более подходящей или правильной позы. Альтернативный этап 113 может включать выполнение измерения кровяного давления в качестве измерения при выпускании воздуха, а не измерения при накачивании. Специалистам в данной области техники будут известны различные способы, которыми можно определить позу субъекта. Например, в одном варианте реализации, к субъекту может быть прикреплен акселерометр и направление силы тяжести, измеренное акселерометром, может быть использовано в качестве простой оценки позы (например, вертикально, лежа на животе, спине, левом боку или правом боку).
На фиг. 7 показан вариант реализации настоящего изобретения, в котором риск аритмий связан с позой субъекта. Здесь измеряют позу субъекта, и при обнаружении «неправильной» позы или непредпочтительной позы для измерения кровяного давления, любое запланированное измерение кровяного давления (указанное заштрихованным квадратом на фиг. 7), происходящее, когда субъект находится в этой позе, может быть изменено на более позднее время, когда субъект будет находиться в соответствующей позе. Следует понимать, что в данном варианте реализации, для идентификации поз, приводящих к более высокому риску аритмий у субъекта, а также для идентификации паттернов поз субъекта в течение дня, и, таким образом, составления графика измерения кровяного давления соответствующим образом, могут быть использованы алгоритмы распознавания паттернов. В качестве альтернативы, как указано выше, если запланированное измерение кровяного давления приходится на период, когда субъект находится в неправильной или несоответствующей позе для измерения кровяного давления (т.е. риск аритмии высок), запланированное измерение кровяного давления может быть адаптировано таким образом, что его выполняют как измерение кровяного давления при выпускании воздуха, а не как измерение при накачивании. В некоторых вариантах реализации, как указано выше, перед изменением графика измерения кровяного давления или изменением типа измерения кровяного давления в ответ на неправильную обнаруженную позу, прибор для неинвазивного мониторинга кровяного давления может информировать субъект о том, что он находится в неправильной позе или попросить субъект поменять позу на правильную. В этом случае, если субъект меняет позу на правильную, измерение кровяного давления можно проводить согласно графику.
В некоторых случаях, риск аритмии связан с недавним или текущим уровнем активности субъекта. В данном случае, этап 111 может включать определение недавнего или текущего уровня активности субъекта (например, при помощи акселерометра), и если субъект недавно был вовлечен в какие-либо активные действия, или в текущий момент совершает какие-либо активные действия, этап 113 может включать, например, задержку или отсрочку измерения кровяного давления, пока не пройдет достаточное время после завершения активности, чтобы у субъекта был подходящий низкий риск аритмии.
Альтернативный этап 113 может включать проведение запланированного измерения кровяного давления в качестве измерения при выпускании воздуха, а не измерения при накачивании. Специалистам в данной области техники будут известны различные способы, которыми можно определить уровень активности субъекта. Следует понимать, что в данном варианте реализации для идентификации уровней активности, которые приводят к более высокому риску аритмий у субъекта, а также для идентификации паттернов активностей субъекта в течение дня, и, таким образом, составления графика измерения кровяного давления соответствующим образом, могут быть использованы алгоритмы распознавания паттернов.
Иллюстративные технологии измерения кровяного давления в процессе накачивания манжеты
Две иллюстративные технологии измерения кровяного давления в процессе накачивания манжеты 58 описаны ниже со ссылкой на фиг. 8 и 9. Любые из этих технологий или другие технологии, известные специалистам в данной области, могут быть использованы в любом или обоих аспектах описанных выше.
На фиг. 8 изображен иллюстративный способ измерения кровяного давления в процессе накачивания манжеты 58. Кратко, в этом способе информацию о частоте сердечных сокращений субъекта получают из сигнала давления и используют для адаптации фильтра, который применяют к сигналу давления для получения измерения кровяного давления. Данный способ может быть реализован с помощью прибора 50 для мониторинга, показанного на фиг. 3.
На этапе 121 приступают к накачиванию манжеты 58, и выполняют буферизацию сигнала давления, представляющего давление в системе, (этап 123). Для получения достоверного измеренного значения кровяного давления, диапазон кровяного давления субъекта (от диастолического до систолического) должен быть отобран на протяжении некоторого количества сердечных циклов (ударов). Данное некоторое количество сердечных циклов принимают в качестве верхней границы степени, при которой манжета может быть накачена от диастолического давления до систолического давления (поскольку, если манжету накачивают слишком быстро, в сигнале, представляющем собой разность значений давления между диастолическим и систолическим давлением, не будет достаточного числа сердечных циклов для получения достоверного измеренного значения кровяного давления). Таким образом, на этапе 121 манжету 28 накачивают до степени, которая позволит получить достаточное количество сердечных циклов в измеряемом диапазоне от диастолического до систолического давления (как правило, данную границу устанавливают на основании предполагаемой наиболее низкой возможной частоты сердечных сокращений для обеспечения возможности захвата достаточного количества сердечных циклов).
На этапе 125 обрабатывают буферизованный сигнал давления для определения частоты сердечных сокращений субъекта. Как правило, для данного этапа необходима существенная продолжительность или длительность сигнала давления (например, с захватом нескольких ударов сердца) для обеспечения извлечения информации о частоте сердечных сокращений. Если давления в манжете недостаточно для определения частоты сердечных сокращений (как определено на этапе 127), то частоту сердечных сокращений на этапе 125 не определяют и выполняют переход к этапу 129 способа, на котором продолжают накачивание манжеты 58, и буферизацию сигнала давления (этап 123). Следует понимать, что если физиологический параметр, измеренный на этапе 101, представляет собой частоту сердечных сокращений, этап 101 будут выполнять во время алгоритма измерения кровяного давления при накачивании (т.е. на этапе 125), поэтому для осуществления данного аспекта настоящего изобретения отдельный этап 101 может быть не нужен. В некоторых вариантах реализации, этап 125 может включать оценку автокорреляционной функции буферизованного сигнала давления, а затем нахождение пикового значения, при котором функция в наибольшей степени соответствует частоте сердечных сокращений субъекта. В некоторых случаях, амплитуда пикового значения может быть сравнена с пороговым значением для определения наличия достаточной амплитуды у пикового значения для представления частоты сердечных сокращений. Если амплитуда пикового значения превышает пороговое значение, пиковое значение может быть использовано в качестве оценочного значения частоты сердечных сокращений.
Если частота сердечных сокращений может быть извлечена из сигнала давления на этапе 125, выполняют переход способа к этапу 131, на котором используют частоту сердечных сокращений для настройки фильтра, применяемого к сигналу давления. Сразу же после настройки фильтра к частоте сердечных сокращений субъекта, буферизованный сигнал давления может быть отфильтрован (этап 133) и отфильтрованный сигнал давления анализируют для определения кровяного давления (этап 135). Фильтр представляет собой фильтр верхних частот, подобный фильтру верхних частот, используемому в известном осциллометрическом способе. Частоту сердечных сокращений (ЧСС) используют для настройки частотных характеристик фильтра, например, частоты среза. В некоторых вариантах реализации, частота среза может быть настроена под частоту сердечных сокращений (например, 60 ударов в минуту, уд/мин = 1 Гц), но в других вариантах реализации частота среза может быть (незначительно) выше или ниже частоты сердечных сокращений (в зависимости от особенностей исполнения фильтра и других этапов обработки). В целом, чем выше частота сердечных сокращений, тем выше частота среза фильтра (и наоборот). В одном примере используют фильтр со скользящим средним показателем, благодаря чему, ширину окна усреднения настраивают в соответствии с периодом сердечных сокращений (=1/ЧСС). Прохождение этого фильтра через сигнал давления возвращает низкочастотный отфильтрованный сигнал давления, который затем вычитают из сигнала исходного давления для получения сигнала давления, отфильтрованного по верхним частотам.
Если давления в манжете 58 все еще недостаточно для определения кровяного давления (например, если давление в манжете еще не достигло систолического давления), тогда манжету продолжают накачивать (этап 129). На данном этапе, поскольку частота сердечных сокращений уже определена, может отсутствовать необходимость в дальнейшей обработке сигнала давления для извлечения текущей частоты сердечных сокращений (этап 125) и настройки фильтра (этап 131), так что может быть осуществлен возврат способа к этапу 133 после этапа 129 и фильтр могут применить к данным вновь буферизированного сигнала давления. В других вариантах реализации, извлечение частоты сердечных сокращений и настройка фильтра могут представлять собой непрерывный процесс, в случае чего осуществляют возврат к этапу 123 способа. Если на этапе 135 измеренное значение кровяного давления определяют из сигнала давления, то осуществляют переход к этапу 139 способа, на котором прекращают накачивание манжеты 58 насосом 52, выпускают воздух из манжеты 58 и измеренное значение кровяного давления может быть сообщено субъекту, другому оператору прибора 50 для мониторинга или удаленному компьютеру или основной единице, считывающей и хранящей информацию об имеренных значениях кровяного давления субъекта.
Альтернативная технология измерения кровяного давления в процессе накачивания манжеты показана на фиг. 9. Данный способ может быть реализован с помощью прибора 50 для неинвазивного мониторинга кровяного давления, показанного на фиг. 3.
На первом этапе, этапе 151, используют датчик 64 частоты пульса для получения измеренного значения частоты пульса субъекта. Данный этап выполняют в первую очередь в начале процесса измерения кровяного давления, предпочтительно, непосредственно перед началом накачивания манжеты 58 насосом 52, хотя в некоторых вариантах реализации он может быть выполнен в процессе или сразу после начала накачивания манжеты 58. В любом случае, измеренные значения частоты пульса доступны намного раньше в процессе, чем в вышеуказанном иллюстративном способе, при котором информацию о частоте пульса должна быть получена из сигнала давления.
Как только измерение частоты пульса было получено, фильтр, применяемый к сигналу давления как часть процесса для определения измеренного значения кровяного давления, настраивают в соответствии с измеренным значением частоты пульса (этап 153). Как и в способе по фиг. 8, на этапе 153 фильтр может представлять собой фильтр верхних частот, подобный фильтру верхних частот, используемому в известном осциллометрическом способе. Частоту пульса (ЧП) используют для настройки частотных характеристик фильтра, например, частоты среза. В некоторых вариантах реализации, частота среза может быть настроена под частоту сердечных сокращений (например, 60 ударов в минуту, уд/мин = 1 Гц.), но в других вариантах реализации частота среза может быть (незначительно) выше или ниже частоты сердечных сокращений (в зависимости от особенностей исполнения фильтра и других этапов обработки). В целом, чем выше частота сердечных сокращений, тем выше частота среза фильтра (и наоборот). В одном примере используют фильтр со скользящим средним показателем, благодаря чему, ширину окна усреднения настраивают в соответствии с периодом сердечных сокращений (=1/ЧСС). Прохождение этого фильтра через сигнал давления возвращает низкочастотных отфильтрованный сигнал давления, который затем вычитают из сигнала исходного давления для получения сигнала давления, отфильтрованного по верхним частотам.
Приступают к накачиванию манжеты 58 (этап 155) и получают сигнал давления, представляющий давление в манжете 58 (этап 157).
Затем данный сигнал давления фильтруют с помощью настроенного фильтра (этап 159). Данную фильтрацию осуществляют в процессе накачивания манжеты 58, и, предпочтительно, в режиме реального времени по мере получения сигнала давления (или в условиях, настолько приближенных к режиму реального времени, насколько это возможно). После этого, отфильтрованный сигнал давления анализируют для определения измеренного значения кровяного давления (этап 161). Специалистам в данной области техники будут известны различные технологии выполнения данного анализа, и, соответственно, дополнительные особенности в данном документе не приведены. Вновь этот этап выполняют в процессе накачивания манжеты, и, предпочтительно в режиме реального времени (или в условиях, настолько приближенных к режиму реального времени, насколько это возможно).
Если измеренное значение кровяного давления не может быть получено из сигнала давления (например, если давление в манжете 58 еще не достигло систолического кровяного давления субъекта), то переходят к этапу 143, на котором продолжают накачивать манжету 58 и выполняют возврат к этапу 137, где продолжают получать, отфильтровывать и анализировать сигнал давления. Если измеренное значение кровяного давления получено на этапе 161, то выполняют переход к этапу 165, на котором останавливают накачивание манжеты 58 и приступают к выпусканию воздуха из манжеты 58 (например, посредством открытия клапана 56). Поскольку измеренное значение кровяного давления было получен, предпочтительно, выпускают воздух из манжеты как можно быстрее. Выпускание воздуха инициируют, предпочтительно, как только было получено измеренное значение кровяного давления или непосредственно после этого. Измеренное значение кровяного давления может быть сообщено субъекту, другому оператору прибора 50 для мониторинга или на удаленный компьютер, либо основную единицу, считывающую и хранящую информацию об измеренном значении кровяного давления субъекта.
Таким образом, предусмотрен прибор для неинвазивного мониторинга кровяного давления и способ его работы, выполненный с возможностью измерения кровяного давления в процессе накачивания манжеты и обеспечивающий повышенную точность измерения кровяного давления по сравнению с обычными приборами для мониторинга.
Несмотря на то, что изобретение было показано и описано подробно на чертежах и в вышеизложенном описании, такую иллюстрацию и описание следует считать иллюстративными или приведенными в качестве примера, и не ограничивающими; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами реализации.
Вариации описанных вариантов реализации могут быть поняты и реализованы специалистом в данной области техники при осуществлении заявленного изобретения на практике после ознакомления с чертежами, описанием и приложенной формулой изобретения. В пунктах формулы изобретения слово «содержит» не исключает другие элементы или этапы, а грамматические показатели единственного числа не исключают множественное число. Отдельный процессор или другой блок может выполнять функции нескольких элементов, перечисленных в формуле изобретения. Сам по себе тот факт, что определенные меры перечислены во отдельных друг от друга зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что комбинация таких мер не может с успехом использоваться. Компьютерная программа может храниться и/или распространяться на соответствующем носителе информации, таком как оптическое или твердотельное запоминающее устройство, которые поставляются вместе или как часть других аппаратных средств, но может также распространяться другими способами, например, через сеть Интернет или с помощью других проводных или беспроводных телекоммуникационных систем. Все ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие ее объем.
Реферат
Группа изобретений относится к медицине, а именно к способу неинвазивного мониторинга кровяного давления и прибору для его осуществления. При этом используют манжету для размещения вокруг конечности субъекта, датчик давления для измерения и вывода сигнала давления в манжете и датчик физиологического параметра для измерения частоты пульса или частоты сердечных сокращений. Получают первое измеренное значение частоты пульса или частоты сердечных сокращений в процессе накачивания манжеты из сигнала давления. Получают второе измеренное значение частоты пульса или частоты сердечных сокращений в процессе накачивания манжеты от датчика физиологического параметра. Этап получения второго значения выполняют в один и тот же момент времени или в течение временного интервала, пока выполняют получение первого значения. С помощью блока управления сравнивают первое и второе измеренные значения. Выполняют этап корректировки времени проведения первого или второго измерения для учета задержек времени при получении измеренных значений. Оценивают достоверность измеренного значения кровяного давления, полученного посредством прибора для неинвазивного мониторинга кровяного давления в процессе накачивания манжеты, на основе результата произведенного сравнения. Достигается повышение точности измерения кровяного давления в процессе накачивания манжеты. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 9 ил.
Формула
Документы, цитированные в отчёте о поиске
Электронный монитор артериального давления, позволяющий вычислять количественную оценку, связанную с риском сердечно-сосудистых заболеваний
