非侵入性血壓傳感器制造技術

一種非侵入性壓力測量裝置經由定位為接近流體通過的導管的壓電換能器測量在導管中流體的壓力。該壓電換能器經由具有從板構件的一側向外延伸的突出物的板構件來與導管聯通。在一個應用中，該裝置連續地測量血壓，而不需要充氣臂帶。而且，該裝置可以從流體檢測和測量心跳脈沖，并且利用心跳脈沖信息來提供與在導管中的流體相關的另外的特性。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】非侵入性血壓傳感器對于相關申請的交叉引用本申請要求在2010年6月25日提交的美國申請序號No. 61/397，698的優先權的權益，其整體通過引用被包含在此。
技術介紹
血壓測量是醫療職業的主業。血壓測量方法通常要求使用充氣臂帶，并且如在示波法的情況下那樣，要求所使用的設備的嚴格校準。聽診法使用聽診器和血壓計。該方法包括在與心臟大體相同高度圍繞上臂布置的充氣臂帶，該充氣臂帶附接到水銀壓力計或無液壓力計。充氣臂帶被安裝好，然后被充氣直到完全閉塞動脈。通過使用聽診器來傾聽在肘部的肱動脈，收聽者緩慢地釋放在充氣臂帶中的壓力。當血液剛剛開始在動脈中流動時，湍流產生“撕撕聲”或重擊聲(第一柯氏音)。 首先聽到這個聲音處的壓力是收縮血壓。進一步釋放充氣臂帶壓力直到聽不到聲音(第五柯氏音)，此處的壓力是舒張血壓。然而，聽診方法通常要求有醫療專業人員在場，并且不允許連續地監控病人的血壓。而且，充氣臂帶和系統的其他元件會是笨重的和妨礙性的。測量血壓的另一種方法是示波法。在示波法中使用的設備在功能上類似于聽診法的設備，但是該方法使用電子壓力傳感器來取代聽診器和專家的耳朵。實際上，壓力傳感器是具有血壓的數值讀數的校準的電子裝置。在大多數情況下，通過可以被適配在手腕(提高到心臟高度)，雖然上臂是優選的，上的電子操作的泵和閥來將臂帶充氣和釋放。計算而不實際測量收縮壓和舒張壓的值，并且顯示計算結果。臂帶被充氣到初始超過收縮動脈壓力的壓力，然后在大約30秒的時間段內降低到小于舒張壓。當血流是零(充氣臂帶壓力超過收縮壓)或暢通無阻(充氣臂帶壓力低于舒張壓)時，臂帶壓力將實質上恒定。必要的是，充氣臂帶大小是正確的大小不足的臂帶可以產生太高的壓力，而大小過大的臂帶產生太低的壓力。當血流存在但是被受限時，由壓力傳感器監控的臂帶壓力將與肱動脈的循環性的膨脹和收縮同步地周期性改 變，即，它將振蕩。示波法像聽診法那樣要求使用充氣臂帶，并且具有進一步的校準的問題。而且，示波法通常獲取獨立的血壓測量，并且使用該方法一般不能實現血壓的連續監控。使用示波法的裝置也趨向于笨重和不精確。本領域也已知血壓測量的侵入性方法，然而，這些要求植入或以另外方式刺入皮膚。它們通常由醫療專業人員執行，并且具有與它們相關聯的不舒適和其他可能的并發癥。
技術實現思路
在一個示例實施例中，一種非侵入性血壓測量系統包括壓電換能器部分，其可操作地被板構件支撐，其中，板構件具有從其一側延伸的固定突出物。當突出物被布置得接近其中通過流體的導管時，換能器與導管操作地聯通。壓電換能器直接地測量流體的各種特性，諸如壓力、血壓波形、脈動和改變等，并且提供用于指示其的電子信號。電子信號與在導管中的壓力相關。在一個實施例中，導管是動脈或靜脈。在這樣的示例中，血壓對應于收縮壓和舒張壓，并且心臟血壓波形可以在不膨脹和非侵入性系統中提供關于用戶的血壓的信肩、O在一個實施例中，一種血壓傳感器被配置為腕表。腕表檢測佩帶者的血壓，并且向佩帶者提供血壓信息。腕表包括板構件，板構件具有從其一側延伸的突出物。換能器被板構件可操作地支撐，并且可操作地耦合到突出物。當腕表被固定在用戶上時，突出物被配置為人體工程學地接近靜脈或動脈適配。當突出物被布置得接近動脈或靜脈時，板構件向換能器傳遞在動脈或靜脈中的壓力的指示。另外，突出物在動脈上提供意欲的預應力，因此建立意欲的力學邊界條件并且以可編程的方式與血壓和血流交互。換能器將壓力的指示轉換為與在動脈或靜脈中的壓力相關的、對應的電子信號。腕表可以包括一個或多個系統，所述一個或多個系統被配置為將壓電換能器的輸出與在導管中的壓力相關。腕表也可以包括顯示器、對齊系統、無線或有線連接、計算環境、計時器、溫度計、陀螺儀和加速度計等。在另一個實施例中，一種壓力系統可以被配置為到不同的身體部分的附件，或者到動物的附件，或到在生物系統、消費者系統或工業系統中的機械導管的附件。在血壓系統中的壓電換能器可以以諸如無源模式和/或有源模式的一個或多個模式來操作。在無源模式中，可以對于由換能器本身直接產生的電子信號監控換能器的輸出，所述電子信號可以與在導管中的壓力相關。在有源模式操作 中，可以對于來自在選擇的有源模式中的操作的變化測量換能器的輸出，以基于在流體流中的改變確定在壓力上的改變。根據另一個實施例，血壓系統包括換能器陣列。壓電換能器的陣列提供對齊信息， 并且/或者測量在導管中的壓力。在一個實施例中，例如，來自換能器陣列的各個換能器的獨立輸出用于確定導管的位置和取向。在另一個實施例中，來自陣列的輸出被組合以確定在導管中的壓力。在陣列中的壓電換能器可以以無源或有源模式或它們的組合來操作，它們的組合例如是直接無源模式和有源諧振模式。在另一個示例實施例中，突出物提供了人體工學功能，使得被配置為腕表的血壓系統的佩帶者當將突出物正確地布置得接近靜脈或動脈時能夠感覺到。例如，突出物可以被配置使得它適配在用戶的腕部上的腱之間。又例如，突出物可以被配置為使得如果突出物未被正確地定位則用戶可能感覺到一定的不舒適。在另一個實施例中，突出物被配置為一旦它在接近靜脈或動脈的位置則保持接近靜脈或動脈的位置。例如，如果突出物被配置為適配在用戶的腕部的腱之間，則突出物可以被規定尺寸和形成形狀，使得來自腱的壓力和皮膚的摩擦會用于將突出物保持在接近動脈或靜脈的位置。在另一個示例實施例中，突出物可以以一個或多個方式使得導管變形，以便可以增大可操作地耦合到換能器的導管的表面面積。突出物可以在動脈上施加可編程的預應力，從而以期望的方式影響血壓和血流。例如，諸如動脈的導管可以初始是圓柱形的。可以將突出物定位得接近動脈，使得它壓在動脈上，將其壓扁或以另外方式增大耦合到突出物的動脈的表面面積，因此產生用于測量血壓的適當的力學邊界。通常，突出物可以具有各種形狀，規則和不規則的，并且形狀可以實時地進行改變。另外，突出物可以是固定的、可移動的和/或可替換的。在一個實施例中，彈性構件具有可編程的彈性和由特定操作確定的幾何形狀。構件彈性不影響控制從動脈向換能器的血壓的傳遞的力學條件(邊界條件)。彈性也可以根據實際應用從像金屬的很硬向像聚合物的很軟變化。幾何形狀可以幾乎是也由特定應用確定的任何形狀的。在一些應用中，可以使用例如微細機械加工制造技術集成壓電換能器和彈性構件以形成一個功能元件。附圖說明圖1描述作為腕表的血壓系統配置。圖2描述血壓傳感器的截面區域。圖3描述了在血壓系統中的元件的示例。圖4a_4b描述了換能器的示例陣列。圖5a_5b描述了被應用到矩陣的換能器陣列的輸出。·圖6描述了用于使用血壓系統來檢測壓力的示例流程圖。圖7描述了用于使用血壓系統來測量血壓的示例流程圖。圖8描述了與計算環境通信的血壓系統的示例框圖。具體實施方式可以執行血壓測量，而不刺入皮膚(非侵入性)，并且不使用充氣臂帶。可以以大體連續的方式來執行這些測量。可以使用壓電換能器來執行血壓測量，其中，壓電換能器可以操作地與動脈耦合。壓電換能器能夠測量心跳脈沖和/或在動脈或靜脈中的壓力的波形， 并且將該脈沖與血壓相關。可以連續地監控這些波形和脈沖，因此除了血壓的幅度之外還提供關于重要的心血管狀況的信息以及關于諸如焦慮或驚恐發作的生理上的個人狀況的信息，所述重要的心血管狀況諸如本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：理夏德·M·萊克，
申請(專利權)人：德雷塞爾大學，
類型：
國別省市：