CN116807431A - 血压测量装置及血压测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种血压测量装置，包括主机、气囊结构袖带和血流通过感应装置，所述主机包括：肢体施压模块、肢体受压传感模块、血流通过感应控制模块、血流通过感应传感模块和血压计算模块。本发明还公开了一种血压测量方法，包括加压过程、慢速泄压过程和快速泄压过程。该方法提升了舒张压和收缩压测量的准确性；减少了无创血压测量时间；提升了被测者整个血压测量过程的舒适性。

Description

血压测量装置及血压测量方法

技术领域

本发明涉及血压测量领域，尤其涉及一种血压测量装置及血压测量方法。

背景技术

血压是人体重要的生理指标之一，是反映心血管重要的生理参数之一。无创血压测量常用的装置有：采用柯氏音听诊法的水银血压计、采用示波法的电子血压计以及采用类听诊脉搏波法的电子血压计，三种血压测量技术的原理如下：

1.柯氏音听诊法：是临床应用最广泛的无创血压检测手段之一，其基本原理是利用充气袖带压迫动脉血管，随着袖带压力的下降，动脉血管从完全阻闭到渐开，再到全开的变化过程，通过听诊器辨别动脉血流从阻断到流通过程中的声音变化，参考袖带内对应的气体压强来确定收缩压和舒张压。

2.示波法：血压测量需要用袖带阻断动脉血流，在加压或泄压过程中检测袖带内的气体压力振荡波；泄压过程示波法的原理如图1所示。当袖带快速加压到压力大于收缩压Ps时，动脉血流被阻断，袖带内因近端脉搏的冲击而出现细小的振荡波。袖带开始缓慢泄压，当袖带压小于收缩压Ps时，波幅逐渐增大，袖带压等于平均动脉压Pm时，动脉管壁处于去负荷状态，波幅达到最大，袖带压小于平均动脉压时波幅逐渐减小；袖带缓慢泄压到袖带压小于舒张压Pd后，快速泄压，测量结束。如图2所示，在袖带压泄压过程中，记录脉搏振荡波幅值呈现近似抛物线的包络线。不同厂家根据大量人群统计，找到不同血压人群，收缩压Ps和舒张压pd分别与包络线以及脉搏的形状特点建立统计模型，从而计算收缩压和舒张压。

加压过程示波法的原理如图2所示。袖带从0mmHg缓慢加压过程中，脉搏幅值逐渐增大，当袖带压等于平均压Pm时，动脉管壁处于去负荷状态，幅值达到最大，袖带压大于平均压Pm，幅值逐渐减小，当袖带压继续增大到大于收缩压Ps后，示波法可以计算出收缩压，快速泄压，测量结束。在袖带压加压过程中，记录脉搏振荡波幅值呈现近似抛物线的包络线。不同厂家根据大量人群统计，找到不同血压人群，收缩压Ps和舒张压pd分别与包络线以及脉搏的形状特点建立统计模型，从而计算收缩压和舒张压。

3.类听诊脉搏波法：类似柯氏音听诊法，在正常的柯氏音充气袖带沿血流方向的下游一段距离放置脉搏波探测传感器。充气袖带快速加压到比被测者收缩压高20-30mmHg高度后，缓慢泄压。在泄压测量过程中，动脉从完全压瘪到血流冲开的一瞬间会产生明显脉搏震荡信号，下游脉搏探测头探测到此血流变化信息时所对应的充气袖带内压强即为收缩压；充气袖带继续缓慢泄压，脉搏探测头探测脉搏信号逐渐稳定过程，当动脉血流完全开放时，其对应的充气袖带内的压强为舒张压，检测到舒张压以后，快速泄压，测量结束。

上述血压测量原理分别具有以下缺点：

1.柯氏音听诊法中，水银血压计是血压测量的金标准，但随着2017年8月16日《关于汞的水俣公约》正式在全球范围内生效，2020年含汞血压计已逐渐被淘汰。另外，为了保证收缩压和舒张压的测量准确性，袖带泄压速度需要控制在至少5mmHg每秒或每脉搏以内，为了获得更高测量精度，泄压速度甚至需要控制到2-3mmHg每秒或每脉搏，整体测量时间较长，舒适度差。并且此操作原理，很大程度上还依赖于操作人员柯氏音识别的专业水平和听力水平。因此不便于家庭血压测量普及。

2.示波法电子血压计采用大量人群统计方式得到统一模型，因此也会存在在某些个体人群上，与柯氏音听诊法相比，数值偏差较大的情况。此外，示波法需要在加压或泄压过程中，采集个数充足的脉搏信号绘制包络线来计算收缩压和舒张压，因此加压或泄压过程的速度不能过快，一般情况下，测量过程速度限制在4-6mmHg每秒或每脉搏左右。最大加压高度会比收缩压高出约20-30mmHg，再加上加压测量过程的快速泄压过程，或泄压测量过程的快速加压过程，整体测量时间较长。以收缩压为130mmHg为例，整个测量过程需持续约30秒以上，血压越高，需要的加压高度越高，因此测量时间也越长。当收缩压达到200mmHg时，整个测量时间将近1分钟，用户手臂受压迫时间较长，常会出现麻胀感，舒适度较差。

3.类听诊脉搏波法，收缩压测量原理类似听诊法，在袖带泄压测量过程中，动脉从完全压瘪到血流冲开的一瞬间会产生明显脉搏震荡信号，脉搏信号从无到有比较明显，收缩压计算结果较稳定。但从动脉内血流冲开到动脉完全开放的过程中，脉搏信号的变化不显著，导致舒张压计算误差较大。此外，采用类听诊法计算收缩压和舒张压时，为了保证测量精度，泄压速度需要限制在5mmHg每秒或每脉搏以内，甚至需要控制到2-3mmHg每秒或每脉搏。再加上加压过程，整个测量过程的手臂受压迫时间较长，舒适度差。

4.有的产品将示波法的加压测量过程和泄压测量过程简单合并，以提高测量准确性。但由于示波法原理要求测量过程覆盖收缩压到舒张压的全压力段的充足脉搏信号，因此加压和泄压两个测量过程合并，用户手臂受压迫时间过长，舒适度差。

5.若将示波法加压测量过程和类听诊脉搏波法的泄压测量过程简单组合测量，以提高测量准确性，整个血压测量过程的时间也会较长，用户手臂长时间受压迫，易产生麻胀感，甚至疼痛感。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明的一个目的是提供一种测量时间短、测量准确的血压测量装置。

本发明的另一目的是提供一种测量时间短、测量准确的血压测量方法。

为此，本发明采用以下技术方案：

一种血压测量装置，包括：主机、气囊结构袖带和血流通过感应装置，所述主机包括：肢体施压模块、肢体受压传感模块、血流通过感应控制模块、血流通过感应传感模块和血压计算模块，其中：

所述气囊结构袖带能够环绕手臂一周，用于以平均速度V1对手臂施加压力，压合手臂内的血管，阻断血液流动；

所述血流通过感应装置位于所述气囊结构袖带所处动脉阻断点的下游，用于拾取血管内血液流通变化；

所述肢体受压传感模块用于从所述气囊结构袖带中感应气压信号和采集脉搏波信号；

所述肢体施压模块用于向所述气囊结构袖带向肢体加压或泄压；

所述血流通过感应传感模块用于从所述血流通过感应装置中采集肢体血管内的血液流通变化信号；

所述血流通过感应控制模块用于控制所述血流通过感应装置的启动和停止。

所述血压计算模块用于根据所述肢体受压传感模块和血流通过感应传感模块采集的信号计算收缩压和舒张压；

在所述气囊结构袖带通过肢体施压模块对肢体加压过程中，所述肢体受压传感模块采集所述气囊结构袖带感应的脉搏波信号，当脉搏波信号强度由强减弱到一定程度后或者当前气囊结构袖带内气压超过推算的预估高压后，或者所述血流通过感应传感模块采集不到肢体血管内的血液流通信号后，所述肢体施压模块停止施压并缓慢泄压，所述血压计算模块依据示波法原理计算舒张压；

在所述气囊结构袖带通过肢体施压模块对肢体泄压过程中，所述血流通过感应传感模块检测血流冲开时的脉搏震荡信号，所述血压计算模块将此时对应的肢体受压传感模块采集到的当前信号做为收缩压，且所述肢体施压模块控制气囊结构袖带快速泄压，完成测量。

其中，所述血流通过感应装置为光电传感探头、小气囊袖带、雷达探头、多普勒脉搏探头或压电传感探头。

其中所述的一定程度为最大脉搏波信号强度的30-70％。

一种采用上述血压测量装置测量血压的方法，包括以下步骤：

S1，加压过程：肢体施压模块以平均速度V1给气囊结构袖带加压，肢体受压传感模块采集所述气囊结构袖带中的脉搏波信号；同时血流通过感应控制模块控制血流通过感应装置感应血管内的血流流通状态，血流通过感应传感模块采集血流通过感应装置感应到的血流流通信号；

在加压过程中，同时采集气囊结构袖带中的脉搏波信号和血流通过感应装置位置处的血流流通信号；血压计算模块中，当脉搏波信号强度由强减弱到一定程度时或者当前气囊结构袖带内气压超过推算的预估高压时，或者所述血流通过感应传感模块采集不到肢体血管内的血液流通信号时，将此时气囊结构袖带中的气压信号作为预判收缩压SYS1，在此后肢体施压模块停止加压，血压计算模块按照示波法计算舒张压DIA；

S2，慢速泄压过程：所述气囊结构袖带通过肢体施压模块以V2的平均速度缓慢泄压，同时，血流通过感应传感模块实时采集血流通过感应装置中的血流流通信号，当血流通过感应传感模块采集到了血流结束阻断时的震荡信号时，将此时气囊结构袖带中的气压值定义为收缩压SYS，此时停止慢速泄压；

S3，快速泄压过程：主机内的肢体施压模块控制气囊结构袖带以V3的平均速度快速泄压，血流通过感应控制模块控制血流通过感应装置结束感应，测量结束。

上述方法中，所述收缩压的计算方法还可以为：收缩压SYS’等于SYS1和SYS的加权平均值。

上述方法中，步骤S2所述的采集到血流冲开时的脉搏震荡信号的方法为：连续提取2个以上脉搏震荡信号时，首个脉搏震荡信号的起始时刻。

步骤S1所述的平均速度V1包括压力低段平均速度和压力高段平均速度，所述压力低段平均速度小于等于压力高段平均速度。

优选的是：所述平均速度V1≥2mmHg/s或≥2mmHg/脉搏；所述平均速度V2≤20mmHg/s或≤20mmHg/脉搏；所述平均速度V3≥10mmHg/s或≥10mmHg/脉搏。

更优选的是：所述平均速度V1≥8mmHg/s或≥8mmHg/脉搏；所述平均速度V2≤8mmHg/s或≤8mmHg/脉搏；所述平均速度V3≥20mmHg/s或≥20mmHg/脉搏。

优选的是，上述方法中：

在加压过程中，压力高段快速加压，当肢体受压传感模块感应的脉搏波信号明显减弱或血流通过感应传感模块采集不到肢体血管内血液流通信号时，停止施压并缓慢泄压，依据示波法原理计算舒张压；

在慢速泄压过程中，血流通过感应传感模块检测血流冲开时的脉搏震荡信号，从而获取收缩压；获取收缩压后，快速泄压，完成测量。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.提升了舒张压和收缩压测量的准确性：

本发明采用类听诊法和示波法相结合的方法；在肢体施压过程中，充分利用示波法低压段充足的脉搏信号，只计算舒张压，保证舒张压的测量准确性；同时，在肢体泄压过程中，采用类听诊脉搏波法原理，相比基于统计学的示波法原理，类听诊方法完全反应个体血流冲开时的状态，个体适应性更好，收缩压准确性更高。

2.减少了无创血压测量时间：

本发明的方法可加快压力高段的加压速度；由于加压测量过程中不需要计算收缩压，因此能使压力高段的加压速度加快到10mmHg/s以上，加压时间更短；

本发明在收缩压未知条件下预判袖带加压高度，这样最大加压高度只会稍高于被测者的收缩压，跟据不同的血压水平加压到所需的加压高度，从而减少了多余的手臂受压迫时间；

本发明在泄压过程中，计算出高压后即可快速泄压、完成测量。由于舒张压已在加压过程中获知，不需要在泄压过程中重复计算，因此测量时间可明显缩短。以收缩压为130mmHg，舒张压为80mmHg为例，相较于泄压测量的示波法和类听诊脉搏波法，需要泄压到80mmHg以下，减少了约50mmHg的缓慢泄压过程，泄压时间节省了约10s。而对于收缩压和舒张压压差大的高血压患者，节省的测量时间会更明显，对于收缩压/舒张压为180/80mmHg的被测者，本发明仅泄压过程可节省约20s。

3.提升了被测者整个血压测量过程的舒适性：

本发明相比于现有血压测量原理，整体血压测量时间明显缩短，肢体受压迫的时间也更短，舒适性更好；同时预估被测者的收缩压，预判加压高度，避免加载于肢体上的压力过高，从而有效减少了测量过程中手臂的麻胀感，甚至疼痛感，提高了血压测量舒适性。

附图说明

图1是现有的泄压过程示波法原理图；

图2是现有的加压过程示波法原理图；

图3是本发明中主机组成框图；

图4是本发明的实施例1中血压测量装置的使用状态示意图；

图5是本发明的实施例1的主机构成图

图6是本发明的实施例2中肢体受压传感模块感应到的气囊结构袖带中的压力与时间的关系图。

图7是本发明的实施例3中肢体受压传感模块感应到的气囊结构袖带中的压力与时间的关系图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本发明的血压计及使用该血压计测量血压的方法进行详细说明。

实施例1

参见图3，本发明的一种血压测量装置，包括：主机、气囊结构袖带、血流通过感应装置。所述主机包括：肢体施压模块、肢体受压传感模块、血流通过感应控制模块、血流通过感应传感模块和血压计算模块。

利用上述血压测量装置测量血压的方法包括以下步骤：

S1，加压过程：肢体施压模块以V1的平均速度给气囊结构袖带加压，肢体受压传感模块采集所述气囊结构袖带中的脉搏波信号。同时血流通过感应控制模块控制血流通过感应装置感应血管内的血流流通状态，血流通过感应传感模块采集血流通过感应装置感应到的血流流通信号。

在加压过程中，同时采集气囊结构袖带中的脉搏波信号和血流通过感应装置位置处的血流流通信号。血压计算模块中，当分析到气囊结构袖带中的脉搏波信号强度由强减弱到最大脉搏波信号强度的一半时，或血流通过感应装置处的血流流通信号完全消失时，将此时气囊结构袖带中的气压信号作为预判收缩压SYS1，在此后肢体施压模块停止加压，血压计算模块按照示波法计算舒张压DIA。

S2，慢速泄压过程：气囊结构袖带通过肢体施压模块，以V2的平均速度缓慢泄压，同时血流通过感应传感模块实时采集血流通过感应装置中的血流流通信号，当血流通过感应传感模块采集到了血流冲开时的震荡信号时，将此时气囊结构袖带中的气压值定义为收缩压SYS，此时停止慢速泄压。

S3，快速泄压过程：主机内的肢体施压模块控制气囊结构袖带以V3的平均速度快速泄压，血流通过感应控制模块控制血流通过感应装置结束感应，测量结束。

如图4所示，本实施例中，所述气囊结构袖带采用能够环绕手臂一周的大气囊袖带1，用于以平均速度V1对上臂施加压力，压合手臂内的血管，阻断血液流动；所述血流通过感应装置采用充入一定量气体的小气囊袖带，小气囊袖带2稳定固定于所述大气囊结构袖带所处动脉阻断点的下游，用于拾取血管内血液流通时的脉搏变化。

参见图5，所述主机3中的各模块具体如下：

所述肢体施压模块由第一气泵、第一快放阀和慢放阀组成，第一气泵用于向所述大气囊结构袖带1充气，第一快放阀和慢放阀分别用于泄气，以便给肢体加压或泄压；

所述肢体受压传感模块为第一气压传感器，用于从所述大气囊结构袖带1中感应气压信号和采集脉搏波信号；

所述血流通过感应控制模块由第二气泵和第二快放阀组成，用于给所述血流通过感应装置(即小气囊袖带)充气或快速泄气，以便给肢体加压或快速泄压；

所述血流通过感应传感模块为第二气压传感器，用于从所述小气囊袖带感应血液流通变化的气压信号；

所述血压计算模块，即单片机，用于根据所述肢体受压传感模块(第一气压传感器)和血流通过感应传感模块采集的信号计算收缩压和舒张压。

实施例2

参见图4-图6，一种利用实施例1的血压测量装置测量血压的方法，测量步骤如下：

S1，加压过程：肢体施压模块中的第一气泵以10mmHg/s的平均速度给大气囊袖带1加压(V1＝10mmHg/s)，同时第二气泵以同样的速度给小气囊袖带2充气加压。当小气囊袖带2加压到70mmHg时，停止给小气囊袖带2加压。此时第一气泵仍然以10mmHg/s的平均速度给大气囊袖带1加压，使得肢体动脉逐渐受压闭合，直到动脉完全被阻断。

在加压过程中，同时采集大气囊袖带1和小气囊袖带2中的脉搏波信号，当大气囊袖带1中的脉搏波信号强度由强减弱到最大脉搏波信号强度的一半时，或小气囊袖带2中的脉搏波信号完全消失时，将此时大气囊袖带1中的气压信号当前值作为预判收缩压SYS1，继续给大气囊袖带1加压30mmHg后停止加压，此时达到最大加压高度。按照示波法原理计算舒张压DIA。

S2，慢速泄压过程：大气囊袖带1通过主机内的慢放阀，以4mmHg/s的平均速度缓慢泄压(V2＝4mmHg/s)，期间第二气压传感器实时采集小气囊袖带2中的脉搏信号，当小气囊袖带2中连续提取到2个或2个以上血流通过信号时，首个血流通过信号的起始时刻对应的大气囊袖带1中的气压即收缩压SYS，此时停止慢速泄压。

S3，快速泄压过程：通过主机内的第一快放阀和第二快放阀，以80mmHg/s的平均速度分别给大气囊袖带1和小气囊袖带2快速泄压(V3＝80mmHg/s)，测量结束。

对于血压测量结果为130/80mmHg的被测者A，预判收缩压SYS1为130mmHg、最大加压高度为160mmHg、收缩压SYS为130mmHg、舒张压DIA为80mmHg，血压测量的时间计算如下：

1.加压过程，0-160mmHg采用10mmHg/s速度加压，加压时间为160/10＝16s；

2.当大气囊袖带1的压力达到160mmHg后，以4mmHg/s的速度泄压到125mmHg(连续提取到2个血流通过信号的气压)，泄压时间为(160-125)/4＝8.75s；

3.最后以80mmHg/s的速度快速泄压，结束测量。快速泄压时间为：125/80≈1.56s；

所以，血压测量的总时间约为26s。

同理，对于血压测量结果为180/80mmHg的被测者B，预判收缩压SYS1为180mmHg、最大加压高度为210mmHg、收缩压SYS为180mmHg、舒张压DIA为80mmHg，测量时间计算如下：

加压过程，0-210mmHg采用10mmHg/s速度加压，当大气囊袖带1的压力达到210mmHg后，以4mmHg/s的速度泄压到175mmHg，最后以80mmHg/s的速度快速泄压，结束测量。本次测量血压所用的时间为：210/10+(210-175)/4+175/80≈32s；

对比例1

以加压过程示波法原理的某市面电子血压计为例进行比较，在以5mmHg/s的速度缓慢加压过程中，采集人体脉搏波信号，当袖带加压到收缩压以上约30mmHg时，停止加压并快速泄压，计算收缩压和舒张压，完成测量。

对于血压测量结果为130/80mmHg的被测者A，测量时间计算如下：

加压过程，0-160mmHg采用5mmHg/s速度加压，当袖带的压力达到160mmHg后，以80mmHg/s的速度快速泄压，结束测量。本次测量血压所用的时间为：t1＝160/5+160/80＝34s。

对于血压测量结果为180/80mmHg的被测者B，测量时间计算如下：

加压过程，0-210mmHg采用5mmHg/s速度加压，当袖带的压力达到210mmHg后，以80mmHg/s的速度快速泄压，结束测量。本次测量血压所用的时间为：t1＝210/5+160/80＝44s。

对比例2

以泄压过程示波法原理的某市面电子血压计为例进行比较，在以13mmHg/s的速度快速加压到收缩压以上30mmHg后，停止加压，并以5mmHg/s的速度缓慢泄压，同时采集人体脉搏波信号，当袖带压泄气到舒张压以下20mmHg后，快速泄压，计算收缩压和舒张压，完成测量。

对于血压测量结果为130/80mmHg的被测者A，测量时间计算如下：

加压过程，0-160mmHg采用13mmHg/s速度快速加压，之后以5mmHg/s的速度缓慢泄压到60mmHg，最后以80mmHg/s的速度快速泄压，结束测量。本次测量血压所用的时间为：t2＝160/13+(160-60)/5+(60/80)≈33s。

对于血压测量结果为180/80mmHg的被测者B，测量时间计算如下：

加压过程，0-210mmHg采用13mmHg/s速度快速加压，之后以5mmHg/s的速度缓慢泄压到60mmHg，最后以80mmHg/s的速度快速泄压，结束测量。本次测量血压所用的时间为：t2＝210/13+(210-60)/5+(60/80)≈47s。

对比例3

以类听诊脉搏波原理的某市面电子血压计为例进行比较，在以13mmHg/s的速度快速加压到收缩压以上30mmHg后，停止加压，并以4mmHg/s的速度缓慢泄压，同时采集人体脉搏波信号，当袖带压泄气到舒张压以下20mmHg后，快速泄压，计算收缩压和舒张压，完成测量。

对于血压测量结果为130/80mmHg的被测者A，测量时间计算如下：

加压过程，0-160mmHg采用13mmHg/s速度快速加压，之后以4mmHg/s的速度缓慢泄压到60mmHg，最后以80mmHg/s的速度快速泄压，结束测量。本次测量血压所用的时间为：t3＝160/13+(160-60)/4+(60/80)≈38s。

对于血压测量结果为180/80mmHg的被测者B，测量时间计算如下：

加压过程，0-210mmHg采用13mmHg/s速度快速加压，之后以4mmHg/s的速度缓慢泄压到60mmHg，最后以80mmHg/s的速度快速泄压，结束测量。本次测量血压所用的时间为：t3＝210/13+(210-60)/4+60/80≈54s。

实施例2和3个对比例血压测量时间比较如下：

从表中数据可知，随着收缩压和舒张压的压差增加，相比示波法和类听诊法，本发明的血压测量时间缩短更加明显。

实施例2与三个对比例的临床准确性比较实验：

依据ISO 81060-2 2018版血压计临床测试标准，测试85人，以水银血压计听诊值作为参比，临床准确性水平比较如下：

由表中数据可知，本实施例结合了示波法和类听诊法的优点，既提升了无创血压测量的收缩压、舒张压的准确性，同时又显著减少了测量时间，提升了测量舒适性。

实施例3

本实施例中：

气囊结构袖带为能够环绕手臂一周的大气囊袖带1，用于以平均速度V1对上臂施加压力，压合手臂内的血管，阻断血液流动；

与实施例1不同的是，本实施例中，血流通过感应装置采用光电传感探头(光源采用绿光)，稳定固定于大气囊袖带沿着手臂动脉血流方向的下游，用于拾取血管内血液流通时的血流震荡变化；

与实施例1相同的是，肢体施压模块由第一气泵、第一快放阀和慢放阀组成，用于向所述大气囊袖带充气或泄气，从而给手臂加压或泄压；肢体受压传感模块即第一气压传感器，用于从所述大气囊袖带中感应气压信号和采集脉搏波信号；

与实施例1不同的是，本实施例中，血流通过感应控制模块为光电驱动电路；血流通过感应传感模块为光电采集电路，用于从光电传感探头中采集血液流通时的血流变化震荡信号。

参见图7，以血压测试结果为130/80mmHg、心率为60beat/min的被测者测量为例，测量方法如下：

S1，加压过程；肢体施压模块中的第一气泵以8mmHg/脉搏平均速度(V11＝8mmHg/脉搏，(V1的低压段平均速度)给大气囊袖带1加压，当大气囊袖带1中的气压达到80mmHg时，以13mmHg/脉搏平均速度V12(V1的高压段平均速度)继续给大气囊袖带1加压，使得肢体动脉逐渐受压闭合，直到动脉完全被阻断。

同时采集大气囊袖带1中的脉搏波信号和光电传感探头中的血流通过信号，当前气囊结构袖带内气压超过推算的“预估高压”后，或光电传感探头中血流变化震荡信号完全消失时，将此时大气囊袖带1中的气压信号当前值作为预判收缩压SYS1；继续加压25mmHg后，停止加压。按照示波法原理计算舒张压DIA；上述推算的“预估高压”计算方法为：3*PP-2*DIA1；其中，PP为气囊结构袖带中最大脉搏波对应的袖带压，即预估平均压。DIA1为气囊结构袖带加压脉搏幅值从弱变强过程中，当脉搏幅值等于最大幅值的70％时，对应的袖带压，即预估舒张压DIA1。

S2，慢速泄压过程；大气囊袖带1通过主机内的慢放阀，以4mmHg/脉搏的平均速度V2缓慢泄压，期间光电采集电路实时采集光电传感探头中的血流震荡信号，当光电传感探头连续提取到2个或2个以上血流通过信号时，首个血流通过信号的起始时刻对应的大气囊袖带1中的气压即收缩压SYS，最终收缩压SYS’等于预判收缩压SYS1与收缩压SYS的加权平均值：SYS’＝(2*SYS1+8*SYS)/10，其中，权重为2：8。此时停止慢速泄压。

S3，快速泄压过程：大气囊袖带1通过快放阀1，以80mmHg/脉搏的平均速度V3快速泄压，测量结束。

整个过程中，大气囊袖带1中的袖带压与时间的关系如图7所示。

对于血压测量结果为130/80mmHg的被测者A，预判收缩压SYS1为135mmHg、最大加压高度为160mmHg、收缩压SYS为130mmHg、最终收缩压SYS’为131mmHg、舒张DIA为20mmHg，测量时间计算如下：

1.加压过程，0-80mmHg采用8mmHg/脉搏速度加压，80-160mmHg采用13mmHg/脉搏速度加压，加压时间为80/8+(160-80)/13≈16.15s；

2.当大气囊袖带1的压力达到160mmHg后，以4mmHg/脉搏的速度泄压到125mmHg，泄压时间为(160-125)/4＝8.75s；

3.最后以80mmHg/脉搏的速度快速泄压，结束测量。快速泄压时间为：125/80≈1.56s。

所以，血压测量的总时间约为26s。

对于血压测量结果为180/80mmHg的被测者B，预判收缩压SYS1为185mmHg、最大加压高度为210mmHg、收缩压SYS为180mmHg、最终收缩压SYS’为181mmHg、舒张压为80mmHg，测量时间计算如下：

1.加压过程，0-80mmHg采用8mmHg/脉搏速度加压，80-210mmHg采用13mmHg/脉搏速度加压，加压时间为80/8+(210-80)/13＝20s；

2.当大气囊袖带1的压力达到210mmHg后，以4mmHg/脉搏的速度泄压到175mmHg，泄压时间为(210-175)/4＝8.75s；

3.最后以80mmHg/脉搏的速度快速泄压，结束测量，快速泄压时间为：175/80≈2.19s。

所以，血压测量的总时间约为31s。

实施例3与三个对比例进行比较，整体测量时间比较如下：

从表中数据可知，随着收缩压和舒张压的压差增加，相比示波法和类听诊法，本发明的血压测量时间缩短越加明显。

实施例3与三个对比例的临床准确性比较实验

依据ISO 81060-2 2018版血压计临床测试标准，测试85人，以水银血压计听诊值作为参比，临床准确性水平比较如下：

由表中数据可知，本实施例结合了示波法和类听诊法的优点，既提升了无创血压测量的收缩压、舒张压的准确性，同时又显著减少了测量时间，提升了测量舒适性。

实施例4

本实施例中：

气囊结构袖带为能够环绕手臂一周的大气囊袖带，用于以平均速度V1对上臂施加压力，压合手臂内的血管，阻断血液流动；

血流通过感应装置采用多普勒脉搏探头或雷达探头，作用于大气囊袖带下方，用于拾取血管内血液流通时的血流震荡变化；

肢体施压模块由第一气泵、第一快放阀和慢放阀组成，用于向所述大气囊袖带充气或泄气，从而给手臂加压或泄压；肢体受压传感模块即第一气压传感器，用于从所述大气囊袖带中感应气压信号和采集脉搏波信号，与实施例1中的设计一致；

血流通过感应控制模块为多普勒驱动电路或雷达驱动电路；血流通过感应传感模块为多普勒信号采集电路或雷达信号采集电路，用于从多普勒脉搏探头或雷达探头中采集血液流通时的脉搏波震荡信号。

对于血压测量结果为130/80mmHg的被测者A，测量方法如下：

S1，加压过程：肢体施压模块中的第一气泵以8mmHg/s的平均速度V1给大气囊袖带加压，使得肢体动脉逐渐受压闭合，直到动脉完全被阻断。

同时采集大气囊袖带中的脉搏波信号和多普勒脉搏探头或雷达探头中的血流通过信号，当大气囊袖带中的脉搏波信号强度由强减弱到最大脉搏波信号强度的一半时，或多普勒脉搏探头或雷达探头中血流变化震荡信号完全消失时，将此时大气囊袖带中的气压信号当前值作为预判收缩压SYS1；继续加压20mmHg后，停止加压，此时最大加压高度约为160mmHg。按照示波法原理计算舒张压DIA；

S2，慢速泄压过程：大气囊袖带通过主机内的慢放阀，以8mmHg/s的平均速度V2泄压，期间多普勒信号采集电路或雷达信号采集电路实时采集多普勒脉搏探头或雷达探头中的脉搏震荡信号，当多普勒脉搏探头或雷达探头连续提取到2个或2个以上血流通过信号时，首个血流通过信号的起始时刻对应的大气囊袖带中的气压即收缩压SYS，此时气压缓慢降低到约125mmHg。

S3，快速泄压过程：大气囊袖带通过第一快放阀，以25mmHg/s的平均速度V3泄压，测量结束。

对于血压测量结果为130/80mmHg的被测者，预判收缩压SYS1为140mmHg、最大加压高度为160mmHg、收缩压SYS为130mmHg、舒张压为20mmHg，测量时间计算如下：

加压过程，0-160mmHg采用8mmHg/s速度加压，当大气囊袖带的压力达到160mmHg后，以8mmHg/s的速度泄压到125mmHg，最后以25mmHg/s的速度快速泄压，结束测量。本次测量血压所用的时间为：160/8+(160-125)/8+125/25≈29s；

对于血压测量结果为180/80mmHg的被测者，预判收缩压SYS1为190mmHg、最大加压高度为210mmHg、收缩压SYS为180mmHg、舒张压为80mmHg，测量时间计算如下：

加压过程，0-210mmHg采用8mmHg/s速度快速加压，当大气囊袖带的压力达到210mmHg后，以8mmHg/s的速度泄压到175mmHg，最后以25mmHg/s的速度快速泄压，结束测量。本次测量血压所用的时间为：210/8+(210-175)/8+175/25≈38s。

以130/80mmHg和180/80mmHg血压的被测者为例，与三个对比例进行比较，实施例4的测量时间明显缩短，提升了测量舒适性。

实施例5

本实施例中：

气囊结构袖带为能够环绕手腕一周的气囊腕带，用于以平均速度V1对手腕施加压力，压合手腕内的血管，阻断血液流动；

血流通过感应装置采用光电传感探头，作用于手指上，光源采用红光或红外光，用于拾取血管内血液流通时的血流震荡变化。

肢体施压模块由第一气泵、第一快放阀和慢放阀组成，用于向气囊腕带充气或泄气，从而给肢体加压或泄压；肢体受压传感模块即第一气压传感器，用于从所述气囊腕带中感应气压信号和采集脉搏波信号。与实施例1中的设计一致。

血流通过感应控制模块为光电驱动电路；血流通过感应传感模块为光电采集电路，用于从光电传感探头中采集血液流通时的血流变化震荡信号。

以血压测量结果为130/80mmHg的被测者A为例，测量方法如下：

S1，加压过程；肢体施压模块中的第一气泵以10mmHg/s平均速度V11(V1的低压段平均速度)给气囊腕带加压，当气囊腕带中的气压达到80mmHg时，以20mmHg/s平均速度V12(V1的高压段平均速度)继续给气囊腕带加压，使得手腕动脉逐渐受压闭合，直到动脉完全被阻断。

同时采集气囊腕带中的脉搏波信号和光电传感探头中的血流通过信号，当气囊腕带中的脉搏波信号强度由强减弱到最大脉搏波信号强度的一半时，或光电传感探头中血流变化震荡信号完全消失时，将此时气囊腕带中的气压信号当前值作为预判收缩压SYS1；继续加压30mmHg后，停止加压，此时最大加压高度约为160mmHg。按照示波法原理计算舒张压DIA；

S2，慢速泄压过程；气囊腕带通过主机内的慢放阀，以5mmHg/脉搏的平均速度V2缓慢泄压，期间光电采集电路实时采集光电传感探头中的血流震荡信号，当光电传感探头连续提取到2个或2个以上血流通过信号时，首个血流通过信号的起始时刻对应的气囊腕带中的气压即收缩压SYS，此时气压缓慢降低到约125mmHg。

S3，快速泄压过程：气囊腕带通过第一快放阀，以50mmHg/s的平均速度V3快速泄压，测量结束。

对于血压测量结果为130/80mmHg的被测者，预判收缩压SYS1为130mmHg、最大加压高度为160mmHg、收缩压SYS为130mmHg、舒张压为80mmHg，测量时间计算如下：

加压过程，0-80mmHg采用10mmHg/s速度加压，80-160mmHg采用20mmHg/s速度加压，当气囊腕带的压力达到160mmHg后，以5mmHg/s的速度泄压到125mmHg，最后以50mmHg/s速度快速泄压，结束测量。本次测量血压所用的时间为：80/10+(160-80)/20+(160-125)/5+125/50≈22s；

对于血压测量结果为180/80mmHg的被测者，预判收缩压SYS1为180mmHg、最大加压高度为210mmHg、收缩压SYS为180mmHg、舒张压为80mmHg，测量时间计算如下：

加压过程，0-100mmHg采用10mmHg/s速度加压，100-210mmHg采用20mmHg/s速度加压，当气囊腕带的压力达到210mmHg后，以5mmHg/s的速度泄压到175mmHg，最后以50mmHg/s速度快速泄压，结束测量。本次测量血压所用的时间为：100/10+(210-100)/20+(210-175)/5+175/50≈26s；

以130/80mmHg和180/80mmHg血压的被测者为例，与三个对比例进行比较，实施例5的测量时间明显缩短，提升了测量舒适性。

实施例6

本实施例中：

气囊结构袖带为能够环绕手臂一周的大气囊袖带，用于以平均速度V1对上臂施加压力，压合手臂内的血管，阻断血液流动；

血流通过感应装置采用压电传感探头，位于大气囊袖带沿着手臂动脉血流方向的下游，用于拾取血管内血液流通时的血流震荡变化。

肢体施压模块由第一气泵、第一快放阀和慢放阀组成，用于向所述大气囊袖带充气或泄气，从而给手臂加压或泄压；肢体受压传感模块即第一气压传感器，用于从所述大气囊袖带中感应气压信号和采集脉搏波信号。与实施例1中的设计一致。

血流通过感应控制模块为压电驱动电路；血流通过感应传感模块为压电采集电路，用于从压电传感探头中采集血液流通时的血流变化震荡信号。

以收缩压130mmHg，舒张压80mmHg的被测者测量为例，测量方法如下：

S1，加压过程；肢体施压模块中的第一气泵以15mmHg/s平均速度V11(V1的低压段平均速度)给大气囊袖带加压，当大气囊袖带中的气压达到80mmHg时，以25mmHg/脉搏平均速度V12(V1的高压段平均速度)继续给大气囊袖带加压，使得肢体动脉逐渐受压闭合，直到动脉完全被阻断。

同时采集大气囊袖带中的脉搏波信号和压电传感探头中的血流通过信号，当大气囊袖带中的脉搏波信号强度由强减弱到最大脉搏波信号强度的一半时，或压电传感探头中血流变化震荡信号完全消失时，将此时大气囊袖带中的气压信号当前值作为预判收缩压SYS1；继续加压25mmHg后，停止加压，此时最大加压高度约为160mmHg。按照示波法原理计算舒张压DIA；

S2，慢速泄压过程；大气囊袖带通过主机内的慢放阀，以2mmHg/脉搏的平均速度V2缓慢泄压，期间压电采集电路实时采集压电传感探头中的血流震荡信号，当压电传感探头连续提取到2个或2个以上血流通过信号时，首个血流通过信号的起始时刻对应的大气囊袖带中的气压即收缩压SYS，此时气压缓慢降低到约125mmHg。

S3，快速泄压过程：大气囊袖带通过快放阀1，以100mmHg/s的平均速度V3快速泄压，测量结束。

对于血压测量结果为130/80mmHg的被测者，预判收缩压SYS1为135mmHg、最大加压高度为160mmHg、收缩压SYS为130mmHg、舒张压为80mmHg，测量时间计算如下：

加压过程，0-80mmHg采用15mmHg/s速度加压，80-160mmHg采用25mmHg/s速度加压，当大气囊袖带的压力达到160mmHg后，以2mmHg/s的速度泄压到125mmHg，最后以100mmHg/s速度快速泄压，结束测量。本次测量血压所用的时间为：80/15+(160-80)/25+(160-125)/2+125/100≈27s；

对于血压测量结果为180/80mmHg的被测者，预判收缩压SYS1为185mmHg、最大加压高度为210mmHg、收缩压SYS为180mmHg、舒张压为80mmHg，测量时间计算如下：

加压过程，0-80mmHg采用15mmHg/脉搏速度加压，80-210mmHg采用25mmHg/脉搏速度加压，当大气囊袖带的压力达到210mmHg后，以2mmHg/s的速度泄压到175mmHg，最后以100mmHg/s速度快速泄压，结束测量。本次测量血压所用的时间为：80/15+(210-80)/25+(210-175)/2+175/100≈30s；

以130/80mmHg和180/80mmHg血压的被测者为例，与三个对比例进行比较，实施例6测量时间明显缩短，提升了测量舒适性。

实施例7

本实施例中：

采用机械绑带和压电传感探头替代气囊结构袖带，压电传感探头置于机械绑带和上臂之间。机械绑带缠绕一周捆绑于上臂上，能够以平均速度V1对上臂施加压力，压合手臂内的血管，阻断血液流动。

血流通过感应装置采用光电传感探头，稳定固定在机械绑带沿着手臂动脉血流方向的下游，用于拾取血管内血液流通时的血流震荡变化。

肢体施压模块包括伺服驱动器和伺服电机，用于控制机械绑带向手臂施压或泄压；肢体受压传感模块为压电传感探头(不是探头)，用于采集来自压电传感探头的压力信号以及脉搏波信号。

血流通过感应控制模块为光电驱动电路；血流通过感应传感模块为光电采集电路，用于从光电传感探头中采集血液流通时的血流变化震荡信号。

以收缩压130mmHg，舒张压80mmHg的被测者测量血压为例，测量方法如下：

S1，加压过程；伺服驱动器和伺服电机控制机械绑带以15mmHg/s平均速度V11(V1的低压段平均速度)给手臂施压，当压电传感探头感应到的压力达到80mmHg时，以35mmHg/s平均速度V12(V1的高压段平均速度)继续给手臂施压，使得肢体动脉逐渐受压闭合，直到动脉完全被阻断。

同时采集压电传感探头感应到的脉搏波信号和光电传感器中的血流通过信号，当压电传感探头感应到的脉搏波信号强度由强减弱到最大脉搏波信号强度的一半时，或光电传感探头中血流变化震荡信号完全消失时，将此时压电传感探头感应到的当前值作为预判收缩压SYS1；继续加压25mmHg后，停止加压，此时最大加压高度约为160mmHg。按照示波法原理计算舒张压DIA；

S2，慢速泄压过程；机械绑带以1mmHg/s平均速度V2缓慢放松压力，期间光电采集电路实时采集光电传感探头中的血流震荡信号，当光电传感探头连续提取到2个或2个以上血流通过信号时，首个血流通过信号的起始时刻对应的压电传感探头感应的压力即收缩压SYS，此时施加的压力已缓慢降低到约125mmHg。

S3，快速泄压过程：机械绑带以120mmHg/s平均速度V3快速放松绑带，测量结束。

对于血压测量结果为130/80mmHg的被测者，预判收缩压SYS1为135mmHg、最大加压高度为160mmHg、收缩压SYS为130mmHg、舒张压为80mmHg，测量时间计算如下：

加压过程，0-100mmHg采用15mmHg/s速度加压，100-160mmHg采用35mmHg/s速度加压，当大气囊袖带的压力达到160mmHg后，以2mmHg/s的速度泄压到125mmHg，最后以120mmHg/s速度快速泄压，结束测量。本次测量血压所用的时间为：100/15+(160-100)/35+(160-125)/2+125/120≈27s；

对于血压测量结果为180/80mmHg的被测者，预判收缩压SYS1为185mmHg、最大加压高度为210mmHg、收缩压SYS为180mmHg、舒张压为80mmHg，测量时间计算如下：

加压过程，0-100mmHg采用15mmHg/脉搏速度加压，100-210mmHg采用35mmHg/脉搏速度加压，当大气囊袖带的压力达到210mmHg后，以2mmHg/s的速度泄压到175mmHg，最后以120mmHg/s速度快速放松绑带，结束测量。本次测量血压所用的时间为：100/15+(210-100)/35+(210-175)/2+175/120≈29s；

以130/80mmHg和180/80mmHg血压的被测者为例，与三个对比例进行比较，实施例7的测量时间明显缩短，提升了测量舒适性。

Claims (10)

1.一种血压测量装置，包括：主机、气囊结构袖带和血流通过感应装置，所述主机包括：肢体施压模块、肢体受压传感模块、血流通过感应控制模块、血流通过感应传感模块和血压计算模块，其特征在于：

所述气囊结构袖带能够环绕手臂一周，用于以平均速度V1对手臂施加压力，压合手臂内的血管，阻断血液流动；

所述血流通过感应装置位于所述气囊结构袖带所处动脉阻断点的下游，用于拾取血管内血液流通变化；

所述肢体受压传感模块用于从所述气囊结构袖带中感应气压信号和采集脉搏波信号；

所述肢体施压模块用于向所述气囊结构袖带向肢体加压或泄压；

所述血流通过感应传感模块用于从所述血流通过感应装置中采集肢体血管内的血液流通变化信号；

所述血流通过感应控制模块用于控制所述血流通过感应装置的启动和停止；

所述血压计算模块用于根据所述肢体受压传感模块和血流通过感应传感模块采集的信号计算收缩压和舒张压；

在所述气囊结构袖带通过肢体施压模块对肢体加压过程中，所述肢体受压传感模块采集所述气囊结构袖带感应的脉搏波信号，当脉搏波信号强度由强减弱到一定程度后或者当前气囊结构袖带内气压超过推算的预估高压后，或者所述血流通过感应传感模块采集不到肢体血管内的血液流通信号后，所述肢体施压模块停止施压并缓慢泄压，所述血压计算模块依据示波法原理计算舒张压；

在所述气囊结构袖带通过肢体施压模块对肢体泄压过程中，所述血流通过感应传感模块检测血流冲开时的脉搏震荡信号，所述血压计算模块将此时对应的肢体受压传感模块采集到的当前信号做为收缩压，且所述肢体施压模块控制气囊结构袖带快速泄压，完成测量。

2.如权利要求1所述的血压测量装置，其特征在于：所述血流通过感应装置为光电传感探头、小气囊袖带、雷达探头、多普勒脉搏探头或压电传感探头。

3.如权利要求1所述的血压测量装置，其特征在于：所述一定程度为最大脉搏波信号强度的30-70％。

4.一种采用权利要求1所述的血压测量装置测量血压的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，加压过程：肢体施压模块以平均速度V1给气囊结构袖带加压，肢体受压传感模块采集所述气囊结构袖带中的脉搏波信号；同时血流通过感应控制模块控制血流通过感应装置感应血管内的血流流通状态，血流通过感应传感模块采集血流通过感应装置感应到的血流流通信号；

在加压过程中，同时采集气囊结构袖带中的脉搏波信号和血流通过感应装置位置处的血流流通信号；血压计算模块中，当脉搏波信号强度由强减弱到一定程度时或者当前气囊结构袖带内气压超过推算的预估高压时，或者所述血流通过感应传感模块采集不到肢体血管内的血液流通信号时，将此时气囊结构袖带中的气压信号作为预判收缩压SYS1，在此后肢体施压模块停止加压，血压计算模块按照示波法计算舒张压DIA；

S2，慢速泄压过程：所述气囊结构袖带通过肢体施压模块以V2的平均速度缓慢泄压，同时，血流通过感应传感模块实时采集血流通过感应装置中的血流流通信号，当血流通过感应传感模块采集到了血流结束阻断时的震荡信号时，将此时气囊结构袖带中的气压值定义为收缩压SYS，此时停止慢速泄压；

S3，快速泄压过程：主机内的肢体施压模块控制气囊结构袖带以V3的平均速度快速泄压，血流通过感应控制模块控制血流通过感应装置结束感应，测量结束。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述收缩压的计算方法还可以为：收缩压SYS’等于SYS1和SYS的加权平均值。

6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤S2所述的采集到血流冲开时的脉搏震荡信号的方法为：连续提取2个以上脉搏震荡信号时，首个脉搏震荡信号的起始时刻。

7.如权利要求4所述的方法，其特征在于：步骤S1所述的平均速度V1包括压力低段平均速度和压力高段平均速度，所述压力低段平均速度小于等于压力高段平均速度。

8.如权利要求4所述的方法，其特征在于：

所述平均速度V1≥2mmHg/s或≥2mmHg/脉搏；

所述平均速度V2≤20mmHg/s或≤20mmHg/脉搏；

所述平均速度V3≥10mmHg/s或≥10mmHg/脉搏。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：

所述平均速度V1≥8mmHg/s或≥8mmHg/脉搏；

所述平均速度V2≤8mmHg/s或≤8mmHg/脉搏；

所述平均速度V3≥20mmHg/s或≥20mmHg/脉搏。

10.如权利要求4所述的方法，其特征在于：在加压过程中，压力高段快速加压，当肢体受压传感模块感应的脉搏波信号由强减弱到一定程度后或者当前气囊结构袖带内气压超过推算的预估高压后，或血流通过感应传感模块采集不到肢体血管内血液流通信号后，停止施压并缓慢泄压，依据示波法原理计算舒张压；

在慢速泄压过程中，血流通过感应传感模块检测血流冲开时的脉搏震荡信号，从而获取收缩压；获取收缩压后，快速泄压，完成测量。