量测压脉带特性的压振式血压计

摘要

本发明是一种量测压脉带特性的压振式血压计，包括一压脉带、一充气马达、一流量计、一泄气磁阀、一压力传感器及一微控制器，该微控制器内设置血压计算部，将充压过程中流量计所测量之压脉带充压流量值转换为体积值，并以压力传感器侦测记录压脉带内之压力值，建构压脉带特性，透过压脉带特性找到调整收缩压比值和舒张压比值的参数，然后透过计算找到收缩压振幅及舒张压振幅，并依据收缩压振幅及舒张压振幅在包络曲线中找到发生的时间点，而于此时间点在压脉带内压找到对应的压力，即为动脉收缩压及动脉舒张压。

说明书

技术领域

本发明是一种压振式血压计，尤指一种建构压脉带特性以调整收缩压比值及舒张压比值，并依调整后之收缩压比值及舒张压比值，找到动脉收缩压及动脉舒张压的量测压脉带特性的压振式血压计。 

背景技术

1733年，英国科学家Stephen Hales以两端开口的垂直黄铜管插入马匹的动脉，再从铜管上之玻璃窗口察看血液爬生的高度测出平均压，1828年Poiseuille以水银柱取代了不方便的长铜管，透过20公分的水银柱子即可量马匹的动脉平均压，而此种插入体内量取血压的方式，称为侵入式血压（Invasive Blood Pressure，简称IBP），此种IBP量测方式广泛应用约半世纪，然而，由于此种血压测量方法相当不便，因此，当时医界一直渴望能有一种非侵入式且方便使用的血压量测方法。 

直至十九世纪末，Riva Rocci及Branard不约而同的发明了以压脉袋（cuff）作成的非侵入式血压计（Sphygmomanometer），也就是我们目前所使用的水银血压计，并在1905年由N.S.Korotkoff定义出脉搏音与收缩压及舒张压之间的关系。 

目前非侵入式血压计中，有一种压振式血压计，其原理在于：肱动脉属于深层动脉，其管径约3～4mm，但上臂的直径约7～15cm，当肱动脉内的血压波（收缩压与舒张压）透过动脉的弹性转换出相对应的体积变化，此体积变化透过上臂肌肉、组织等，在经过血压计之压脉带的内壁材质传至压脉带内，根据弹性特性体积变化量和压力变化量是正比关系，因此血管的体积变化量， 会造成压脉带内的压力变化，此压力变化称为压振波。 

压脉带在泄压过程中，压脉带的内压会一直变小，此时动脉内的血压若保持不变，则传递压力会随着泄压过程逐渐变小，当传递压力为0时，代表动脉所受的外压力等于动脉的平均血压，依照动脉压力-体积的关系，此时动脉会有最大的体积变化量，相对应在压脉带内也会产生一个最大的压振波。 

在泄气过程的压振波中寻找收缩压及舒张压的特征，是以最大的压振波振幅（Ampmax）为基础，其所对应的压脉带压力即为动脉平均血压（MAP），依设定的收缩压比值（Ratiosys）和舒张压比值（Ratiodia），在比平均血压高的压振波中寻找收缩压振幅（Ampsys），其所对应的压脉带压力即为动脉收缩压（SysP），在比平均血压低的压振波中寻找舒张压振幅（Ampdia），其所对应的压脉带压力即为动脉舒张压（DiaP），其中，该收缩压振幅（Ampsys）及该舒张压振幅（Ampdia）定义如下： 

收缩压振幅（Ampsys）=压振波振幅（Ampmax）*收缩压比值（Ratiosys） 

舒张压振幅（Ampdia）=压振波振幅（Ampmax）*舒张压比值（Ratiodia） 

压脉带特性包含有压脉带内壁材质特性和手臂肌肉和组织的特性，虽然压脉带的内壁材质特性为固定，但每个人的手臂肌肉和组织的特性不一样，因此，压脉带的气体泄气速率会依每个人的手臂的粗细与肌肉和组织特性不同而有不同泄气速率，由此可知在压脉带泄气过程中，压脉带内的压振波包络迹特性必定会随人而有所不同，导致收缩压比值和舒张压比值受压脉带特性影响而产生改变，此时，若压振式血压计采用固定的收缩压比值和舒张压比值，其所量测出的血压值必然不准。 

发明内容

本发明之目的在于提供一种可确实量测动脉收缩压及动脉舒张压的量测压脉带特性的压振式血压计。 

本发明之次要目的在于依据建构的压脉带特性，取得调整收缩压比值及舒 张压比值的参数，并以调整之收缩压比值及舒张压比值找到动脉收缩压及动脉舒张压的量测压脉带特性的压振式血压计。 

本发明一种量测压脉带特性的压振式血压计，包括、一压脉带、一充气马达、一流量计、一泄气磁阀、一压力传感器及一微控制器，该压脉带是连接于血压计上，该充气马达对压脉带充气，该流量计是在量测压脉带在充气或泄气时的充、泄气量，该泄气磁阀为排除压脉带内空气，该压力传感器为侦测压脉带内压力，该微控制器内具有一血压计算部；该量测压脉带特性之压振式血压计透过流量计和压力传感器，在充、泄压过程中，微控制器内设置之血压计算部将流量计所测量之压脉带充、泄压流量值转换为体积值，并以压力传感器侦测纪录压脉带内之压力值，建构压脉带特性，透过压脉带特性找到可以调整收缩压比值和舒张压比值的参数，以调整收缩压比值及舒张压比值，即可精确量测到动脉收缩压值及动脉舒张压值。 

与现有技术相比，本发明的有益效果在于： 

1.本发明的量测压脉带特性的压振式血压计，透过流量计和压力传感器，在充、泄压过程中，微控制器内设置之血压计算部将流量计所测量之压脉带充、泄压流量值转换为体积值，并以压力传感器侦测纪录压脉带内之压力值，建构压脉带特性，透过压脉带特性找到可以调整收缩压比值和舒张压比值的参数，以调整收缩压比值及舒张压比值。 

2.本发明的量测压脉带特性的压振式血压计，依据收缩压振幅及舒张压振幅在压振波的包络曲线中找到发生的时间点,再根据此时间点在压脉带内压找到对应的压力,即为动脉收缩压及动脉舒张压。 

附图说明

图1为动脉体积-压力关系图； 

图2为压脉带充气时的体积和压力反应图； 

图3为压脉带在不同压力之弹性度表现图； 

图4为本发明之架构图； 

图5为本发明充气动作之流程图；以及 

图6为本发明泄压动作之流程图。 

具体实施方式

动脉的弹性特性会依传递压力(P_t)的不同而有变化，可以用指数函数来描述，V是在P_t时的动脉体积,V_o是在零传地压时的动脉体积，V_max是动脉完全展开的体积，C_max是动脉最大的弹性度，传递压力是动脉外在与内在的压力差值，动脉体积的变化和传递压力的关系图，如图1所示，可以看出动脉内血压波相同(Y轴上的图形)，但由于不同的传递压力，导致动脉所反映的体积波的振幅大小会不同(X轴上的图形)。 

本发明所提供的量测压脉带特性的压振式血压计，其关键在于利用一流量计和一压力传感器，在压脉带充压过程中，先校准压脉带特性，压脉带特性是由压脉带内壁和手臂肌肉组织的特性所组成。充压的初始假设压脉带内的残余体积为0，充压过程，流量计的积分量即为压脉带所增加的体积，相对应压脉带内压力也会增加，压脉带的体积-压力特性，如图2所示，分别针对三位不同血压值的人，在使用相同压脉带的状况下，所建立的”压脉带的体积-压力特性”，和其相对应的”压脉带的弹性-压力特性”，如图3所示，可以看出彼此的特性有非常显著的差异，因此血压测量的收缩压比值和舒张压比值是需要依「压脉带的体积-压力特性」和「压脉带的弹性-压力特性」来调整。 

请参阅图4，本发明系一种量测压脉带特性的压振式血压计，包括一压脉带1、一充气马达2、一流量计3、一泄气磁阀4、一压力传感器5及一微控制器6，该压脉带1为可套于人体上臂，该充气马达2可对压脉带1充气，该流量计3在充气马达2对压脉带1充气时侦测充气量，该泄气磁阀4为可排除压 脉带1内空气，该压力传感器5为侦测压脉带1内压力，该微控制器6以驱动电路61控制泄气磁阀4及驱动马达2对压脉带1充气或泄气，以进行动脉舒张压及动脉收缩压量测，且该微控制器6内具有一血压计算部62。 

请参阅图5，本发明所提供的量测压脉带特性的压振式血压计充气（步骤701）时，先将流量计3及压力传感器5进行初始化校准（步骤702），由微控制器6透过驱动电路61驱动充气马达2对压脉带1充气（步骤703），此时，透过流量计3侦测充气马达2对压脉带1充气之流量值，并利用压力传感器5侦测充气马达2充入压脉带1内之压力值（步骤704），然后将流量计3侦测之流量值（步骤705），及压力传感器5侦测之压力值，透过模拟/数字（A/D）转换数据传送至微控制器6，由微控制器6判断压脉带1内压是否已充压达到设定值（步骤706），当压脉带1内压已充压达到设定值时，微控制器6控制充气马达2停止充气（步骤707），此时，血压计算部62将记录的流量值转换为体积量（步骤708），再以记录的压力值，建构压脉带1的「压脉带体积-压力特性」及「压脉带弹性-压力特性」（步骤709）。 

请参阅图6，本发明所提供的量测压脉带特性的压振式血压计泄压（步骤801）时，微控制器6于压脉带1内压中萃取压振波振幅（步骤802），同时寻找最大压振波振幅及压振波振幅发生的时间，并根据此时间点找到相对应的压脉带内的压力，即为动脉平均血压（步骤803），微控制器6判断压脉带1内压力是否达到泄压设定值（步骤804），若压脉带1内压达到泄压设定值，则微控制器6控制泄气磁阀4将压脉带1内压力全部泄掉，微控制器6根据萃取的压振波振幅，建构压振波包络曲线（步骤805），并依据压脉带1特性，找到可以调整收缩压比值和舒张压比值的参数，用于调整收缩压比值及舒张压比值（步骤806），再透过计算找到收缩压振幅及舒张压振幅（步骤807），根据 收缩压振幅及舒张压振幅在包络曲线中找到其发生的时间点，并根据此时间点在压脉带1内压找到对应的压力，即为动脉收缩压（步骤808）及动脉舒张压（步骤809）。 

因此，本发明所提供的量测压脉带特性的压振式血压计，并非如习知单纯利用收缩压比值及舒张压比值，计算得知动脉收缩压及动脉舒张压，而是透过建构压脉带特性，然后由压脉带特性找到调整收缩压比值及舒张压比值的参数，再依调整后的收缩压比值及舒张压比值计算出收缩压振幅及舒张压振幅，并以此找到动脉收缩压及动脉舒张压，故本发明所提供的量测压脉带特性的压振式血压计，所量测出之动脉收缩压及动脉舒张压为准确之数值。 

另外，本发明所提供的量测压脉带特性的压振式血压计，也可以在充气过程中量测动脉的收缩压和舒张压，在泄气过程中量测压脉带特性，其原理与上述皆同，只是操作方法相反，在充压过程中，记录压脉带内的压振波，和其包络迹曲线，在泄压过程中，流量计所测量之压脉带泄压流量值转换为体积值，并以压力传感器侦测记录压脉带内之压力值，建构压脉带体积-压力特性及压脉带弹性-压力特性，透过压脉带体积-压力特性及压脉带弹性-压力特性找到可以调整收缩压比值和舒张压比值的参数，以调整收缩压比值及舒张压比值，然后透过计算找到收缩压振幅及舒张压振幅，并依据收缩压振幅及舒张压振幅在压振波的包络曲线中找到发生的时间点，再根据此时间点在压脉带内压找到对应的压力，即为动脉收缩压及动脉舒张压。 

上列详细说明是针对本发明其中一个可行实施例之具体说明，但该实施例并非用以限制本发明之专利范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施或变更，均应包含于本案之专利范围中。 

【符号说明】 

1   压脉带 

2   充气马达 

3   流量计 

4   泄气磁阀 

5   压力传感器 

6   微控制器 

61  驱动电路 

62  血压计算部 

701 充气 

702 进行初始化校准 

703 对压脉带充气 

704 流量计侦测充气马达对压脉带充气之流量值 

705 压力传感器侦测充气马达充入压脉带内之压力值 

706 充压达到设定值 

707 充气马达停止充气 

708 流量值转换为体积量 

709 建构压脉带的「压脉带体积-压力特性」及「压脉带弹性-压力特性」 

801 泄压 

802 萃取压振波振幅 

803 寻找最大压振波振幅及动脉平均血压 

804 是否达到泄压设定值 

805 建构压振波包络曲线 

806 依据压脉带特性调整收缩压比值及舒张压比值 

807 找到收缩压振幅及舒张压振幅 

808 根据收缩压振幅找到动脉收缩压 

809 根据舒张压振幅找到动脉舒张压。