手指血压带的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年12月27日提交的、题为“fingerbloodpressurecuff”的美国专利申请no.15/855,932的优先权，其又要求于2017年9月29日提交的、且题为“fingerbloodpressurecuff”的美国临时专利申请no.62/566,202的优先权，所述申请中的每个申请为所有目的通过引用以其整体并入本文。

背景技术：

血压是在临床和非临床环境中测量的重要健康指标。许多用于测量用户的血压的自动化系统都可以使用示波血压测量(obpm)技术。传统的obpm系统用空气为囊充气，并以不同量的压力挤压动脉，并且obpm系统“监听”用户在该压力下的心跳强度。obpm系统得到广泛使用，主要是因为它们比其他替代方法更易于使用，并且与传统的听诊方法相比，不需要经培训的操作员。

由obpm捕获的压力信号受到静压的影响，静压受到相对于心脏的带放置的影响。一些现有的obpm系统需要在心脏高度处围绕上臂放置测量装置，以使该静压几乎等于心脏处的静压。可以将其他现有的obpm系统围绕手腕放置，但是，例如由于心脏与测量位置之间的高度差异，此类obpm系统可能更容易受到静压变化的影响。

臂带obpm系统倾向于是大型、笨重且不舒适的。腕戴式obpm系统可能比臂带obpm系统更便携，但可靠性和准确性却更低。

技术实现要素：

本说明书中描述的主题的一种或更多种实现方式的细节在随附附图和以下描述中阐述。根据说明书、附图和权利要求书，其他特征、方面和优点将变得显而易见。

本公开的一个方面涉及一种用于对用户的血压进行估计的装置。该装置包括：壳体，所述壳体具有尺寸设定成接纳人的手指的孔；泵；可充气弹性囊，所述可充气弹性囊绕孔的面向内的表面设置，并且所述可充气弹性囊至少部分地限定与泵流体连通的可加压容积部；以及压力传感器，所述压力传感器与可加压容积部流体连通，并且所述压力传感器被配置成产生对随时间变化的可加压容积部内的压力进行指示的压力数据。泵被配置成：当用户的手指位于装置的开口中且泵被启动时，对可加压容积部进行加压并且致使可充气弹性囊朝向孔的中心膨胀并接触用户的手指。

在一些实现方式中，该装置还包括设置在孔内并且环绕可充气弹性囊的环形结构，该环形结构还至少部分地限定可加压容积部。环形结构可以具有第一端部和第二端部，其中在第一端部与第二端部之间跨越有基本柱形的内表面，可充气弹性囊包括第一密封凸肩和第二密封凸肩，其中膜在结构上介于第一密封凸肩与第二密封凸肩之间，第一密封凸肩被密封成抵靠环形结构的第一端部，且第二密封凸肩被密封成抵靠环形结构的第二端部，该环形结构包括将可加压容积部与泵流体连接的一个或更多个端口。该一个或更多个端口可以穿过环形结构，并且该一个或更多个端口可以被配置成将可加压容积部与环状通道流体连接，该环状通道环绕环形结构并且与泵流体连通。在一些实现方式中，可加压容积部具有连续的环状形状。在一些实现方式中，可充气弹性囊包括绕孔的中心轴线基本对称地分布的两个或更多个叶部，每个叶部包括被支撑在两个端部部分之间的中间部分，当可加压容积部处于零表压下时，每个叶部的中间部分延伸成比该叶部的相对应的端部部分更靠近中心轴线。该装置还可以包括控制器，该控制器被配置成控制泵从而：将可加压容积部内的压力从第一压力增加至第二压力，从而致使可充气弹性囊朝向中心轴线膨胀；以及响应于来自压力传感器的对可加压容积部处于第二压力下的指示而提供指示用户应将其手指插入到孔中的通知，该控制器被配置成控制泵以进一步将可加压容积部中的压力增加超过第二压力，该控制器被配置成监测来自压力传感器的压力数据以确定何时可加压容积部内的压力达到第三压力，在该第三压力下，可在压力数据中检测到可加压容积部内的压力中的脉动变化，该控制器被配置成控制泵以进一步将可加压容积部中的压力增加至第四压力，在该第四压力下，可加压容积部内的压力中的脉动变化减小到第一预定水平，该控制器被配置成基于第四压力来确定收缩血压数据，以及该控制器被配置成基于第三压力来确定舒张血压数据。可充气弹性囊可以绕孔的中心轴线具有螺旋形扭曲。在一些实现方式中，可充气弹性囊由有机硅或具有如下杨氏模量的其他弹性体制成，所述杨氏模量选自：约0.001gpa至约0.1gpa、以及约0.003gpa至约0.05gpa。在一些实现方式中，可充气弹性囊包括膜部段，该膜部段在相反的两个端部处过渡到伸缩部部段，每个伸缩部部段朝向另外的伸缩部部段从该伸缩部部段过渡到膜部段的位置向后延伸，每个伸缩部部段终止于环绕膜部段的密封凸肩。在一些实现方式中，壳体包括周向唇部，该周向唇部：围绕孔延伸；当沿孔的中心轴线观察时形成小于孔的孔口；以及当沿中心轴线观察、并且装置定向成使得可充气弹性囊位于周向唇部的后面时，从视野中掩盖可充气弹性囊的一部分。

本公开的另一方面涉及一种用于对用户的血压进行估计的装置。该装置包括：可充气囊，可充气囊至少部分地限定可加压容积部；泵，所述泵与可充气囊流体连通，并且所述泵被配置成：当泵被启动时，对可加压容积部进行加压并且致使可充气囊充气并接触用户的附肢；以及压力传感器，压力传感器与可充气囊流体连通，并且压力传感器被配置成产生对随时间变化的可加压容积部内的压力进行指示的压力数据。通过控制占空比、电压或驱动频率中的至少一者可以控制泵的充气速率。

在一些实现方式中，可充气囊是绕装置中的孔的面向内的表面设置的可充气弹性囊，其中泵被配置成当用户的手指位于装置的孔中时，对可加压容积部进行加压。在一些实现方式中，将泵的充气速率控制在每秒约1mmhg与每秒约10mmhg之间。在一些实现方式中，该装置还包括与泵耦接的控制器，其中该控制器被配置成控制泵的占空比。控制器可以被配置成以第一选定速率将泵的占空比从第一占空比增加至第二占空比。第一占空比可以小于100％占空比，且第二占空比可以是100％占空比，第一选定速率在每秒占空比增加约0.1％与约20％之间。控制器可以被配置成以第二选定速率将泵的占空比从第二占空比增加至第三占空比。在一些实现方式中，控制器被配置成至少部分地基于可加压容积部的压力数据来动态地改变泵的占空比。在一些实现方式中，该装置还包括耦接至泵的控制器，其中该控制器被配置成控制泵的峰间电压(vpp)。控制器可以被配置成以选定速率将泵的峰间电压从第一峰间电压增加至第二峰间电压。在一些实现方式中，泵的驱动频率等于或大于约23khz。

本公开的另外方面涉及一种对可充气囊的充气速率进行控制的方法。该方法包括使用泵来致使可充气囊充气并接触用户的附肢，以及以第一选定速率将泵的占空比从第一占空比增加至第二占空比。

在一些实现方式中，第一占空比小于100％占空比，且第二占空比为100％占空比，第一选择速率介于每秒占空比增加约0.1％与约20％之间。在一些实现方式中，该方法还包括：获得压力数据，该压力数据指示随时间变化的可充气囊的可加压容积部内的压力，以及以第二选定速率将泵的占空比从第二占空比增加至第三占空比。其中当可加压容积部内的压力达到阈值压力时，将占空比从第二占空比增加至第三占空比。在一些实施方式中，该方法还包括：获得对随时间变化的可充气囊的可加压容积部内的压力进行指示的压力数据；以及至少部分地基于可加压容积部的压力数据来动态地改变泵的占空比。

本公开的另外方面涉及一种用于对用户的血压进行估计的装置。该装置包括：可充气囊，所述可充气囊至少部分地限定可加压容积部；泵，所述泵与可充气囊流体连通，并且所述泵被配置成：当泵被启动时，对可加压容积部进行加压并且致使可充气囊充气并接触用户的附肢；压力传感器，所述压力传感器与可充气囊流体连通，并且所述压力传感器被配置成产生对随时间变化的可加压容积部内的压力进行指示的压力数据，其中该压力数据包括第一压力曲线中的示波数据和第二压力曲线中的脉动信息；以及控制器，所述控制器耦接至泵。该控制器配置成致使泵将可加压容积部加压至第一压力，该第一压力大于第一压力曲线中的示波数据的最大幅度压力。

在一些实现方式中，可充气囊是绕装置中的孔的面向内的表面设置的可充气弹性囊，其中泵被配置成当用户的手指位于装置的孔中时，对可加压容积部进行加压。在一些实施方式中，第一压力曲线指示随时间变化的直到第一压力的可加压容积部内的压力，并且第二压力曲线指示在达到第一压力之后的随时间变化的可加压容积部内的压力。在一些实现方式中，控制器还被配置成致使泵将可充气囊放气，使得可加压容积部内的压力在达到第一压力之后达到小于第一压力的目标压力。控制器可以被配置成致使泵对可充气囊进行充气，以使可加压容积部内的压力从目标压力达到第二压力曲线中的第二压力，其中第二压力至少部分地以来自第一压力曲线中的示波数据的信息为基础。在一些实现方式中，控制器可以被配置成将可加压容积部保持于第二压力达足以在第二压力曲线中产生脉动信息的持续时间。用于将可加压容积部保持于第二压力的持续时间可以介于约1秒与约15秒之间。在一些实现方式中，控制器还被配置成将可加压容积部保持于目标压力达足以获得第二压力曲线中的脉动信息的持续时间，其中目标压力至少部分地以来自第一压力曲线中的示波数据的信息为基础。在一些实现方式中，控制器还被配置成分析第二压力曲线中的脉动信息，以确定脉动波分析(pwa)特征、动脉顺应性、呼吸作用和心房颤动中的一者或更多者。

本公开的另外方面涉及一种对用户的血压进行估计的方法。该方法包括：使用泵来致使可充气囊充气以接触用户的附肢；获得对随时间变化的可充气囊的可加压容积部内的压力进行指示的压力数据，其中该压力数据包括第一压力曲线中的示波数据；维持对可充气囊的充气，以使可加压容积部中的压力达到第一压力，该第一压力大于第一压力曲线中的示波数据的最大幅度压力；以及致使可充气囊放气，以使可加压容积部中的压力从第一压力达到目标压力。该目标压力至少部分地以来自第一压力曲线中的示波数据的信息为基础。

在一些实现方式中，该方法还包括将可加压容积部保持于目标压力约1秒至约15秒之间的持续时间。压力数据可以进一步包括第二压力曲线中的脉动信息，其中该脉动信息是在可加压容积部被保持在目标压力下时获得的。

本公开的另外方面涉及一种对用户的血压进行估计的方法。该方法包括：使用泵来致使可充气囊充气以接触用户的附肢，获得对随时间变化的可充气囊的可加压容积部内的压力进行指示的压力数据，其中该压力数据包括第一压力曲线中的示波数据；维持对可充气囊充气，以使可加压容积部中的压力达到第一压力，该第一压力大于第一压力曲线中的示波数据的最大幅度压力；致使可充气囊从第一压力开始放气；以及致使可充气囊充气，以使可加压容积部的压力达到第二压力。第二压力至少部分地以来自第一压力曲线中的示波数据的信息为基础。

在一些实现方式中，该方法还包括将可加压容积部保持于第二压力约1秒至约15秒之间的持续时间。压力数据还可以包括第二压力曲线中的脉动信息，其中该脉动信息是在可加压容积部被保持在第二压力下时获得的。

本公开的另外方面涉及一种用于对用户的血压进行估计的装置。该装置包括：可充气囊，所述可充气囊至少部分地限定可加压容积部；泵，所述泵与可充气囊流体连通，并且所述泵被配置成：当泵被启动时，对可加压容积部进行加压且致使可充气囊充气并接触用户的附肢；压力传感器，所述压力传感器与可充气囊流体连通，并且所述压力传感器被配置成产生对随时间变化的可加压容积部内的压力进行指示的压力数据；以及一个或更多个加速度计。所述一个或更多个加速度计被配置成确定该装置相对于用户的心脏的相对定位。

在一些实现方式中，可充气囊是绕装置中的孔的面向内的表面设置的可充气弹性囊，其中泵被配置成当用户的手指位于装置的孔中时，对可加压容积部进行加压。在一些实现方式中，一个或更多个加速度计还被配置成确定该装置是处于运动还是静止。该装置还可以包括控制器，该控制器被配置成当一个或更多个加速度计确定该装置相对于用户的心脏位于阈值高度内并且该装置静止阈值持续时间时，使用泵来启动对可充气囊充气。该控制器还可被配置成当一个或更多个加速度计确定该装置相对于用户的心脏未定位于阈值高度内且该装置静止足够长持续时间时，关闭该装置或进入省电模式。在一些实现方式中，一个或更多个加速度计被配置成通过测量关于与竖向轴线正交或基本正交的轴线的倾斜度来确定该装置相对于用户的心脏的相对定位，该倾斜度包括侧倾角和俯仰角，其中当确定该装置与用户的心脏处于近似相同的高度时，侧倾角和俯仰角中的每一者都介于约0度与约30度之间。在一些实现方式中，该装置还包括一个或更多个听诊传感器，所述听诊传感器被配置成声学地确定用户的心脏的位置。在一些实现方式中，该装置还包括一个或更多个光学传感器，所述光学传感器用于确定用户的手指位于该装置的孔内，其中可充气囊绕该装置的孔的面向内的表面设置。在一些实现方式中，该装置还包括一个或更多个反馈装置，所述一个或更多个反馈装置被配置成向用户传达该装置相对于用户的心脏的定位，其中一个或更多个反馈装置包括以下中的至少一者：用于音频反馈的扬声器、用于光学反馈的发光二极管(led)、用于视觉反馈的显示器以及用于触觉反馈的马达。

本公开的另外方面涉及一种用于对用户的血压进行估计的装置。该装置包括：可充气囊，所述可充气囊至少部分地限定可加压容积部；泵，所述泵与可充气囊流体连通，并且所述泵被配置成：当泵被启动时，对可加压容积部进行加压并且致使可充气囊充气并接触用户的附肢；压力传感器，所述压力传感器与可充气囊流体连通，并且所述压力传感器被配置成产生对随时间变化的可加压容积部内的压力进行指示的压力数据；以及一个或更多个接近度传感器，所述一个或更多个接近度传感器被配置成确定该装置位于用户的心脏附近。

在一些实现方式中，可充气囊是绕装置中的孔的面向内的表面设置的可充气弹性囊，其中泵被配置成当用户的手指位于装置的孔中时，对可加压容积部进行加压。在一些实现方式中，一个或更多个接近度传感器包括听诊传感器和麦克风中的一者或两者，该听诊传感器和麦克风被配置成声学地确定用户的心脏的接近度。在一些实现方式中，该装置还包括一个或更多个加速度计，所述加速度计被配置成确定该装置是处于运动还是静止。该装置还可以包括控制器，该控制器被配置成当一个或更多个接近度传感器确定该装置位于用户的心脏附近并且一个或更多个加速度计确定该装置静止阈值持续时间时，使用泵来启动对可充气囊的充气。

参照附图和下面的详细描述，进一步详细描述这些其他实现方式。

附图说明

图1示出了根据一些实现方式的示例手指血压带的透视图。

图2示出了根据一些实现方式的示例手指血压带的各个部件的透视图。

图3a示出了根据一些实现方式的示例手指血压带的侧视图。

图3b示出了沿线a-a截取的图3a的手指血压带的剖面透视图。

图3c示出了沿线b-b截取的图3a的手指血压带的剖面透视图。

图3d示出了沿线a-a截取的图3a的手指血压带的剖面侧视图。

图3e示出了沿线b-b截取的图3a的手指血压带的剖面侧视图。

图3f示出了图3a的手指血压带的前视图。

图3g示出了通过图3f中所示的剖面平面的手指血压带的剖视图。

图4a示出了根据一些实现方式的示例可充气弹性囊；从左到右描绘了前视图、侧剖面视图和等轴测视图。

图4b示出了根据一些其他实现方式的示例可充气弹性囊；从左到右描绘了前视图、侧剖面视图、等轴测视图、侧视图和前剖面视图。

图5a示出了根据一些实现方式的具有三个充气叶部的示例可充气弹性囊；从左到右描绘了前视图、侧剖面视图和等轴测视图。

图5b示出了根据一些实现方式的具有三个可充气的扭曲的叶部的示例可充气弹性囊；从左到右描绘了前视图、侧剖面视图、等轴测视图和侧视图，以及沿图的右侧的多个前剖面视图。

图5c示出了根据一些实现方式的具有预充气叶部的示例可充气弹性囊；从左到右描绘了前视图、侧剖面视图和等轴测视图。

图6a和图6b示出了预充气弹性囊和未预充气弹性囊的充气曲线的曲线图。

图7示出了压电泵的通常的波形的曲线图。

图8示出了随时间变化的电压图，其中驱动压电泵的方波信号的占空比逐渐变化。

图9示出了使用压电泵的手指血压带的充气曲线。

图10示出了用于血压测量的曲线图，其描绘了第一压力曲线、随后的第二压力曲线，其中第二压力曲线充气至目标压力并被保持在目标压力下。

图11示出了用于血压测量的曲线图，其描绘了第一压力曲线、随后的第二压力曲线，其中第二压力曲线放气至目标压力并被保持在目标压力下。

图12和图13显示了示例手指血压带的照片，其可以是在测量期间佩戴的，其中用户将他们的手以一角度放置在他们的胸部上。

图14和图15示出了示例手指血压带的照片，该示例手指血压带置于表面上，并且其中手指插入穿过手指血压带的开口以进行血压测量。

具体实施方式

与围绕用户的臂部或用户的腕部放置的传统的血压带相反，本公开涉及围绕用户的手指放置的血压带。手指血压带与传统的腕部或臂部血压带相比能够具有优势，因为它可能不那么笨重、更易于使用、更便携、更紧凑、更不引人注目并且对用户而言更舒适。然而，与上臂部和位于腕部的测量相比，测量用户的手指处的血压通常不被认为是准确和可靠的，因为它距用户的心脏的距离更远。如本文所使用的，手指血压带指的是围绕用户的手指缠绕并被构造成对用户的血压进行估计的任意系统、装置或设备。

在一实施方式中，手指血压带可以包括刚性环形结构和可充气弹性囊，该可充气弹性囊被配置成朝向环形结构的中心向内充气并接触已被插入穿过环形结构的用户的手指。弹性囊可以被充气以对其加压并挤压用户的手指，并且暂时阻塞用户的手指中的血液流动。手指血压带的一些示例可以包括一个或更多个传感器，所述传感器用于检测用户的手指接近用户的胸部。手指血压带可以在使用期间产生与在用户的手指上施加的压力相对应的压力数据；然后，可以通过手指血压带或从带接收数据的另一装置来分析此类数据，以便获得血压和其他心血管数据(例如心率)的测量结果。

手指血压带的示例结构

图1示出了根据一些实现方式的示例手指血压带100的透视图。手指血压带100可以包括具有开口或孔104的壳体102，用户的手指可以通过该开口或孔104被插入。大体上刚性的环形结构和可充气弹性囊110可以设置在壳体102的开口104内。壳体102可以包围与执行手指血压带100的操作相关联的一个或更多个部件，诸如以下项中的一者或更多者：控制器或控制单元、压力传感器、一个或更多个惯性测量单元(例如，多轴加速度计、陀螺仪等)、压电泵(或不同种类的泵)、电池或其他电源、以及其他电路。壳体102可被支撑在基部106上，其中基部106连接至电力缆线108。可替代地，壳体102可仅具有用于直接连接至电力缆线的连接器端口。

图2示出了根据一些实现方式的示例手指血压带100的各个部件的透视图。手指血压带100包括：具有用于容纳环形结构112的开口104的壳体102；以及在开口104内的可充气弹性囊110，使得可充气弹性囊110绕孔或开口104的面向内的表面被设置(因此，当用户观看时，可充气弹性囊110看起来提供了孔或开口104的内表面)。环形结构112可以包括围绕可充气弹性囊110周向设置的硬的、刚性、或半刚性的外环。环形结构112可以具有以用户的手指大小为基础的大小。在某些实现方式中，可充气弹性囊110可以包括连续的、可充气的、通常为环状的容积部114。或者，在某些实施方式中，可充气弹性囊可以包括围绕开口104的中心的两个或更多个可充气容积部112(其如在所描绘的示例中那样，可被分隔开或者可替代地限定连续的内部囊容积)。两个或更多个可充气容积部112可以是绕开口的中心对称地分布的两个或更多个可充气叶部。然而，将理解，在一些实现方式中，两个或更多个可充气叶部可以绕开口的中心非对称地分布。在一些实现方式中，可充气弹性囊110可包括三个可充气叶部。在充气时，例如，当使用泵对可加压容积部进行加压时，可充气弹性囊110可朝向孔或开口104的中心向内膨胀、并且压靠被插入在开口104中的用户的手指并且提供足够的动脉夹紧以至少暂时阻塞用户的手指中的血液流动。

如上所述，环形结构120和可充气弹性囊110可以组合限定可加压容积部，该可加压容积部可以被加压以导致可充气弹性囊110朝向环形结构120的中心膨胀。在许多实现方式中，环形结构120和可充气弹性囊110可以大体上径向或轴向对称(相对于环形结构120，应理解，这样的大体上径向或轴向对称可以应用于“面向内部的”表面，例如，面朝环状形状的内部的那些表面，并且环形结构的其余部分可以表现出缺乏对称性并且不是呈环形的)，其中两个部件的中心轴线大体上对齐，并且其中环形结构120环绕可充气弹性囊110。换句话说，环形结构120可以提供刚性框架，该刚性框架支撑或帮助支撑可充气弹性囊110，并且还可以提供环形的刚性表面，该环形的刚性表面限定囊110的可加压容积部的一部分，其中囊110的可加压容积部的其余的大部分由可充气弹性囊110提供。

若干部件可以被包围在手指血压带100的壳体102内。如图2所示，手指血压带100可以包括泵130，诸如与可充气弹性囊110的可加压容积部(可加压容积部也可以称为“囊容积部”等)流体连接的压电泵，以使泵130可以对可加压容积部进行加压并对可充气弹性囊110进行充气。泵130可以经由壳体102中的泵入口/出口132以及经由环形结构120中的一个或更多个端口122与可充气弹性囊110流体连接。端口122可以是环形结构120中的孔或开口，其中该孔或开口可以定位在环形结构120的环状通道124中。虽然在图2中示出了两个可替代的可充气弹性囊110——但是在特定的手指血压带100中仅使用一个，尽管在此示例图中显示了两者。各种可充气弹性囊110可以互换，且从而能够被安装在壳体102中以及从壳体102中被移除。手指血压带100还可以包括压力传感器140，该压力传感器也与可充气弹性囊110的可加压容积部流体连接，以允许在一段时间内测量可加压容积部内的压力。手指血压带100还可以包括控制器或控制单元，该控制器或控制单元被配置成控制泵130以及被配置成接收和处理来自压力传感器140的数据，其中该控制器或控制单元以及其他电路可以安装在一个或更多个印刷电路板(pcb)150上。手指血压带100还可以包括用于为手指血压带100供电的电池152。如图2所示，充电器可以被配置成例如经由感应充电或其他充电技术对电池152进行再充电，并且充电器可以被结合到可以放置有血压带100的基部106中。血压带100还可以包括一个或更多个通信接口，例如usb、蓝牙等，所述通信接口可以用于直接地或通过一个或更多个中间装置从该装置向另一装置(例如，智能手机、计算机或远程服务器)发送数据。该数据可以使用壳体102内的一个或更多个处理器、另一装置(例如，服务器或智能手机)中的一个或更多个处理器、或此类选项的组合来处理。

图3a示出了示例手指血压带的侧视图。图3b示出了沿线a-a截取的图3a的手指血压带的剖面透视图。图3c示出了沿线b-b截取的图3a的手指血压带的剖面透视图。图3d示出了沿线a-a截取的图3a的手指血压带的剖面侧视图。图3e示出了沿线b-b截取的图3a的手指血压带的剖面侧视图。

在图3b-图3e中，手指血压带100的壳体102的开口104容纳可充气弹性囊110。可充气弹性囊110占据开口104内的体积。在一些实现方式中，可充气弹性囊110可沿其长度的一部分具有大致三角形的形状，以提供三叶部设计。如图3b-图3e所示，可充气弹性囊110包括三个叶部，每个叶部都被配置成在充气时朝向开口104的中心膨胀。使用两个或更多个叶部对手指提供居中效果，并促进手指朝向开口104的中心移动，从而促进叶部的均匀充气，并通过囊110在径向上更均匀地在手指上施加压力。此外，使用两个或更多个叶部减少了由于用户的手指相对于可充气弹性囊110较小而可能导致的不准确性。在没有多个叶部的情况下，囊将拉伸并且囊110的拉伸强度支撑了内部压力中的一些内部压力，从而减少手指上的压力。此效果对于较小的手指更为显著并且通过应用多个叶部而被最小化。

可以从泵130(例如，压电泵)通过环形结构120中的多个孔或端口122来提供充气空气，以对弹性囊110的可充气叶部进行充气。应理解的是，可替代的设计可以使用液体(例如，水或油)来代替空气(或者，如果需要，可以使用除空气以外的气体)，并且可以利用可设计为与液体而不是气体一起使用的泵——在这种情况下，储存器例如另一可膨胀囊可以用于存储不在可充气囊机构内的工作液体。手指血压带100中的一个或更多个压力传感器140可以被配置成测量可充气弹性囊110的可加压容积部内的压力，该压力通常与由囊110实际施加在位于开口104中的用户的手指上的压力成比例。相应地，压力传感器140可以用于产生对可充气弹性囊110的可加压容积部内的压力进行指示的压力数据。在可加压容积部内感测到的压力通常与施加在位于开口104中的用户的手指上的压力成比例。这种压力数据可用于提供“压力曲线”，该压力曲线在视觉上代表在一段时间内在可充气弹性囊110的可加压容积部内测量的压力。如图3b和图3d所示，压力传感器140可以被容纳在壳体102内并且邻近于环形结构120和可充气弹性囊110。压力传感器(一个或更多个)140中的每个压力传感器和加压泵(一个或更多个)130可以与控制器电耦接。控制器可以包括如下中的至少一者：通用单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器(dsp)、专用集成电路(asic)、现场可编程门阵列(fpga)或其他可编程逻辑装置、分立的门或晶体管逻辑、或分立的硬件部件。在一些实现方式中，控制器包括处理器，其中处理器可以由存储在存储器中的计算机可执行指令控制，以便提供本文所述的功能。处理器和其他电路可以设置于被包围在壳体102中的一个或更多个pcb150上。

在一些实现方式中，可充气弹性囊110可以被密封或附接至环形结构120，其中该密封或附接可以形成相对的气密容积部。尽管可充气弹性囊110和环形结构120可形成气密容积部，但要理解的是，在一些实现方式中，可充气弹性囊110和环形结构120可包括泄漏点(例如，设计成泄漏)以降低充气速度和/或提供受控或“自动”的放气模式。在一些实现方式中，可充气弹性囊110可以经由可充气弹性囊110上的热塑性材料或热塑性涂层焊接或接合至环形结构120。在一些实现方式中，可充气弹性囊110可以通过粘合剂或使用合适的化学结合技术附接至环形结构120。

通常的obpm系统使用由柔性但通常无弹性的材料(诸如乙烯基)制成的可充气囊。然而，本公开的手指血压带100使用由弹性材料制成的可充气囊110。在一些实现方式中，弹性材料包括具有如下杨氏模量的有机硅或其他弹性体：所述杨氏模量介于约0.001gpa与约0.1gpa之间或者介于约0.003gpa与约0.05gpa之间，所述杨氏模量比目前在常规的血压带中使用的类似乙烯基的材料的杨氏模量低几个数量级。例如，弹性体可以具有约0.005gpa的杨氏模量。在手指带设备的情况下，与使用非弹性材料相比，使用弹性材料的压力损失更小。不受任意理论的限制，弹性材料可以提供柔性，以确保可充气囊110内部的压力最佳地传递至用户的手指从而最小化压力损失。此外，非弹性材料可具有更多的折痕和褶皱，这些折痕和褶皱允许囊材料折叠并压靠在自身上，从而从材料本身引入压力损失的附加来源。如本文所使用的，压力损失是指可充气囊的内部压力(即，用于对囊110进行充气和拉伸的压力)与外部施加至用户的手指的血管的压力之间的差。使用弹性材料降低的压力损失可以允许手指血压带100在信号输出的差异可忽略的情况下被用于各种不同大小的手指上。

在一些实施方式中，可充气弹性囊110可以相对薄，例如厚度介于约0.1mm与约0.75mm之间或者厚度介于约0.25mm与约0.5mm之间。薄的可充气弹性囊110可减少压力损失，同时允许可充气弹性囊110膨胀。

在一些实现方式中，可以处理或涂覆弹性材料以减少弹性囊的粘性。例如，可以通过紫外线(uv)氧化来处理弹性材料以降低其粘性或摩擦系数，从而允许人的手指更容易地插入到开口104中。例如，使基于有机硅的可充气弹性囊经历紫外辐射、电晕或等离子体与将极性基团引入有机硅的表面区域相结合可以引起氧化，从而产生玻璃化的类二氧化硅表面层。在其他情况下，可充气弹性囊可以用化学涂层来处理，所述化学涂层诸如nusil的r-2182低摩擦系数有机硅涂层，其在固化时可以提供如此低的粘性和/或摩擦系数。

在一些实现方式中，诸如图3e中所示的(其他的图3a-图3d、图3f和图3g未示出该实现方式)，壳体102可以配备有可拉伸的基于纺织品的盖或管107，该盖或管107覆盖可充气弹性囊，并且该盖或管107保持可充气弹性囊在插入和测量期间中不直接接触人的皮肤。该盖可以由例如薄的、可拉伸的织物材料制成，织物材料诸如lycra^tm或spandex^tm，以使盖可以拉伸以适应可充气弹性囊110的膨胀而不会在可充气弹性囊110上施加太大的压缩力。

在一些实现方式中，囊110的弹性材料可以是基本上透明的以允许某些波长的光通过。因此，光学传感器可以被并入(例如，在可充气弹性囊110内)以通过手指血压带100执行附加功能。在一些这样的实现方式中，柔性印刷电路可以被结合或以其他方式附接至囊110的部分地限定囊容积部的表面。这样的电路可以包括例如形成光电容积部描记(ppg)传感器的光电探测器和光电发射器。光电发射器可被配置成在测量期间将光引导通过囊110并进入手指的真皮中，并且然后光电发射器可以测量该光的被漫反射回真皮外并通过囊110回来的量。ppg传感器可以另外以ppg传感器的通常方式操作。在其他这样的实现方式中，可以使用透射式ppg传感器，其中光电发射器位于开口104的一侧上的囊容积部内，并且光电检测器位于开口104的另一侧上的囊容积部内，直接通过或处于在其间的位置中。即使当人的手指被插入在开口104中时，从光电发射器发出的光如果足够亮，也仍然可以穿过手指或手指的至少一部分，从而受到通过手指的血液流动的调制，并且进入光电检测器，其中检测到的信号可以用作ppg传感器的输入。这样的ppg传感器可以被配置成测量心率、血液氧合、spo2水平和其他心血管参数。

在一些实现方式中，可充气弹性囊110可以包括可用于减少压力损失的具有不同柔性的折痕和其他不均匀性。例如，可充气弹性囊110可以包括如上所述的叶部以减少压力损失。

在一些实施方式中，可充气弹性囊110可以由单一材料模制。在其他实现方式中，可充气弹性囊110可以由一种以上的材料模制。

可充气弹性囊110的长度(其中长度是沿手指沿其插入囊110中的轴线测量的)可以基于用户的手指的长度来设定大小。更长的可充气弹性囊110可以提供改善的动脉夹紧。在一些实现方式中，可充气弹性囊110的长度可以介于约0.5英寸与约1.5英寸之间或者介于约0.75英寸与约1.25英寸之间。在测试中，发现平约成人指骨长度的80％的长度对于具有各种手指和手大小的成人测试对象工作良好，并且仍提供足够的动脉夹紧并由此提供良好的血压测量。

在一些实施方式中，可充气弹性囊110完全充气时的体积可以介于约1立方厘米与约20立方厘米之间或者介于约3立方厘米与约10立方厘米之间。与常规obpm系统的常规可充气囊相比，该体积明显更小。

图3f示出了图3a的手指血压带的前视图。图3g示出了沿线c-c截取的图3f的手指血压带的剖面侧视图。在图3g中，可充气弹性囊110还包括一对伸缩部116，所述对伸缩部位于囊110的每个端部处。如本文所使用的，“伸缩部”可以指可充气弹性囊110的如下部分：所述部分从可充气弹性囊110的其余部分例如，从可充气弹性囊110的膜缠绕、弯曲或折回以允许可充气弹性囊110的其余部分膨胀或收缩。在此，伸缩部116可以呈环状地围绕可充气弹性囊110设置，并且伸缩部116配置成通过在不需要囊膜的太多拉伸的情况下允许囊110朝向开口104的中心向内膨胀来减小充气阻力。在图3f中，示出了三叶部囊、以及指示这些叶部如何充气的箭头、以及指示叶部的当处于加压状态时的轮廓的虚线。一些实现方式可以具有多于三个的叶部，例如四个叶部、五个叶部等。一些实现方式可能具有少于三个的叶部，例如两个叶部。如图3g所示，伸缩部116可被折叠、弯曲、成形或构造成在充气期间减小可充气弹性囊110的耐充气性。伸缩部116可设置在壳体102的开口104中、并且经由与囊110成一体的一个或更多个o形环或密封凸肩118附接至壳体102，该o形环或密封凸肩118可以被压缩在环形结构120与壳体102之间，以便将囊110夹紧至环形结构120并形成囊容积部或可加压容积部112的气密密封。因此，例如环形结构120可以被认为具有第一端部和第二端部，其中基本上柱形的内表面跨越在所述第一端部与第二端部之间(该表面的整体形状可以为柱形，但可以例如具有不连续点，诸如压力端口；或者略呈椭圆形；或者可以具有匹配平均人的手指的剖面轮廓的不规则形状)；可充气弹性囊110可以具有第一密封凸肩和第二密封凸肩，第一密封凸肩和第二密封凸肩中的每者的大小和形状均设定为能够分别接靠第一端部和第二端部。通过抵靠环形结构120的第一端部和第二端部压缩第一密封凸肩和第二密封凸肩，可以将可充气弹性囊110密封至环形结构120，从而形成可加压容积部或囊容积部112。在图3g中还可见的是环状通道124，环状通道124设置在环形结构120与壳体102之间，并且环状通道124提供介于通向囊容积部112的孔/端口122与用于泵130和/或压力传感器140的入口/出口端口132、142之间的流体连通路径。

在一些实施方式中，壳体102可以包括围绕孔或开口104(如果孔是通孔，则周向唇部可以可选地位于在孔的两侧上；如果孔是盲孔，则周向唇部仅位于壳体的孔所在的一侧上)的周向唇部102'(虽然所描绘的实现方式不具有这种明显的周向唇部，但虚线轮廓102'指示这种周向唇部可以如何出现)。周向唇部可以围绕孔或开口104延伸并且可以形成小于孔104的孔口(或者至少小于周向唇部所经过的孔或开口)，并且该唇部可以遮挡从当沿孔或开口104的中心轴线观察手指血压带时(且至少当可充气血压带处于零大气压时)观察的可充气弹性囊110的一些或全部。在一些这样的实现方式中，沿中心轴线观察，周向唇部可以遮挡伸缩部116的折痕，例如，伸缩部膜过渡到伸缩部116的区域。因此，周向唇部可以帮助保护可充气弹性囊110(特别是伸缩部折痕)免受可能由于手指反复插入到手指血压带中而引起的磨蚀或其他磨损和撕裂。

图4a示出了根据一些实现方式的示例可充气弹性囊410。如上所述，可充气弹性囊410的这种实现方式是绕轴线例如孔的中心轴线轴向地对称的，并且以一对伸缩部416为特征。可充气弹性囊410包括用于限定囊容积部或可加压容积部的囊膜411，并且可充气弹性囊410还包括与囊膜411成一体的且被配置成附接至手指血压带的壳体的一个或更多个密封凸肩418。这种可充气弹性囊410可用于提供具有连续的环状形状的可加压容积部。

要理解的是，如本文所使用的，术语“中心轴线”包括如下轴线：所述轴线可能不一定穿过特定结构或几何形状的中心，但可能紧邻该中心定位(例如，如果开口稍微不对称，则中心轴线可以是穿过开口的形心的中心轴线，或者其可以穿过环绕开口的圆的中心)。然而，一般而言，结构或特征的中心轴线可以位于该结构或特征的“真实”中心轴线的第一距离内，例如，穿过形心的中心轴线或者其形成该结构或特征的对称轴线。第一距离可以例如是限定中心轴线的特征的最大尺寸的±10％。例如，如果开口大体上是圆形的，但实际上不是圆形，则中心轴线可能会穿过开口的距开口的形心的最大尺寸的±10％内的点。

图4b示出了根据一些其他实现方式的另一示例可充气弹性囊420。除了可充气弹性囊420还包括多个(例如四个)纵向肋421，这些肋可以被包括以向囊420提供一些刚度并潜在地促进囊420中的折痕/褶状物形成在预定位置处之外，图4b的可充气弹性囊420与图4a的可充气弹性囊是相同的。纵向肋421可沿平行于孔的中心轴线(或可充气弹性囊的轴向或径向对称的轴线)的方向延伸，并且纵向肋421可以布置成以中心轴线为中心的圆形阵列。图4a和图4b中的可充气弹性囊410、420中的每个可充气弹性囊都描绘了具有轴向均匀的环状的可充气容积部的可充气弹性囊。

图5a示出了根据一些实现方式的具有三个可充气叶部511的示例可充气弹性囊510。重要的是要理解，在图5a中描绘的示例中描绘的形状是示例囊510休息即，未经历增压时的形状(因此，例如，在零表压——囊内的压力等于囊外部的环境大气压力——时的囊的形状)。因此，图5a的囊510的模制形状包括可见的叶部特征。当该囊510被加压时，叶部511将从已经最接近中心的点开始向内膨胀，从而围绕手指的周长在大致均匀间隔的位置处向手指施加压力。

图5b示出了根据一些实现方式的具有三个螺旋地扭曲的叶部521的示例可充气弹性囊520。可以包括在叶部521中的螺旋扭曲，以导致在叶部521之间形成褶皱以遵循螺旋路径，而不是通常与指骨/囊520的中心轴线对齐的路径。如从剖面jj到剖面mm中可见的，膜的中部的三角形开口沿囊520的长度经历约40°的螺旋扭曲(如由这些图中的点划线参考轴线所示的)。这减少了如下机会：手指中的较大动脉(其通常沿与手指骨骼对齐的方向延伸)可能与褶皱之一对齐，并因此所承受的夹紧压力不及手指的与叶部521的中部接触的区域那么大。

图5c示出了根据一些实现方式的具有居中叶部531的示例可充气弹性囊530，该居中叶部与图5a的三叶部设计相比进一步朝向开口的中心延伸，以使插入的手指将通过叶部531更积极地“居中”。

图5a-图5c中的每者都示出了透视图、前视图和基于前视图的剖视图。图5b还示出了具有螺旋地扭曲的叶部521的可充气弹性囊520的侧视图，其具有沿着线j-j、k-k、l-l和m-m切割的多个剖视图，以用于描绘扭曲的叶部521。

在一些实现方式中，如图5a所示，在可充气弹性囊510中引入多个叶部511可以改善可充气弹性囊510对各种手指大小的顺应性。在一些实现方式中，如图5b所示，在可充气弹性囊520中引入扭曲的叶部521可以改善动脉夹紧并进一步减小压力损失。在一些实现方式中，如图5c所示，在可充气弹性囊530中使用居中叶部531，或者对叶部进行预充气以使它们看起来类似于图5a中的叶部，可以提供益处：诸如在插入期间改善了与用户的手指的接触，以及因此还减少了压力损失。

通常的obpm系统不对可充气囊进行充气直到启动血压测量。然而，本公开的手指血压带可以包括预充气机构，例如，在对弹性囊进一步进行充气以用于血压测量之前，在囊中维持少量的足以使囊扩张成类似于如图5c中所示的弹性囊的构型的加压。在启动血压测量之前，弹性囊可以在开口中占据期望的体积，例如诸如图3f中所示的部分充气的体积。预充气弹性囊可以减少如下压力损失：所述压力损失可能是由于将弹性囊充气至特定体积以获得与用户的手指的接触而导致的。预充气弹性囊可以接触或几乎接触定位于开口中的用户的手指，而不管用户的手指是大还是小。预充气减少了对弹性囊进行充气以获得与用户的手指接触的体积要求。而常规的obpm系统可能需要将可充气囊围绕用户的附肢缠绕和卷紧，以获得“紧密”或“贴合”的接触，预充气弹性囊在不改变开口的直径或囊的外直径的情况下在囊中引入体积以获得接触。

在一些实现方式中，本公开的手指血压带可以包括控制器，该控制器被配置成控制泵以在插入手指之前，将可充气弹性囊从第一压力(例如大气压力)预充气至如上所述的第二预测量压力或第二压力。在插入手指时，控制器可以使泵将可充气弹性囊进一步充气至第三压力，在该第三压力下，压力传感器检测压力中的脉动变化，例如，与由心跳引起的脉动变化一致的脉动变化(例如，周期性在每分钟约50个周期与每分钟200个周期之间的脉动变化)，以及然后达到第四压力，在该第四压力下，压力中的脉动变化下降至第一预定水平，例如观察到的最大脉动变化为0，或者小于5％的观察到的最大脉动变化。可替代地，控制器可以使泵例如通过以下方式在达到第二压力之后将可充气弹性囊加压至第四压力：将可充气弹性囊加压至高于最大预期测量压力的压力，且然后允许所述压力以受控方式降低，直到压力信号中的脉动变化是可检测的为止。在这样的实现方式中，然后可以允许压力以受控方式进一步降低以达到第三压力。

图6a和图6b比较了预充气囊和未预充气囊之间的充气曲线(充气期间的压力曲线)。图6a描绘了预充气囊的充气曲线，而图6b描绘了非预充气囊的充气曲线。图6a和图6b中的每者都描绘了对于如下的充气曲线：(1)由压力传感器感测到的压力(由压力601、611描绘)，(2)在中型手指上实际施加的压力(由压力602、612描绘)，(3)在小型手指上际施加的压力(由压力603、613描绘)。记录一个或更多个脉动的压力用于估计血压。充气曲线中的一个或更多个脉动可以是用于对用户的血压进行估计的示波数据的一部分。在图6a中，对于预充气囊，在记录一个或更多个脉动的给定时间，在中型手指上实际施加的压力602与观察到的压力601之间的第一压力差由δp1表示，并且在小型手指上实际施加的压力603与观察到的压力601之间的第二压力差由δp2表示。在图6b中，对于未预充气囊，在记录一个或更多个脉动的给定时间，在中型手指上实际施加的压力612与观察到的压力611之间的第三压力差由δp3表示，并且在小型手指上实际施加的压力613与观察到的压力611之间的第四压力差由δp4表示。图6a和图6b示出了在预充气囊的情况下，实际施加的压力602、603更接近于观察到的压力601，并且对于不同的手指大小改变较小。因此，对血压的最终估计通常将更准确。对于未预充气囊，实际施加的压力612、613显著小于观察到的压力611，并且对于较小的手指大小甚至更显著。

血压带的泵控制

加压泵可以用于控制血压带的可充气囊的充气/放气。加压泵可以流体连接至可充气囊的可加压容积部，其中该加压泵被配置成：当加压泵被启动时对可加压容积部进行加压并且使可充气囊充气并且接触用户的附肢(例如，用户的手指)。当泵被启动时，可加压容积部在加压泵的驱动下被充气并朝向用户的附肢膨胀以接触用户的附肢。当将用户的附肢插入血压带的开口中，并且泵被启动以对可加压容积部进行加压并接触用户的附肢时，可以发生血压测量。血压带可以包括压力传感器，该压力传感器用于产生对随时间变化的可加压容积部中的压力进行指示的压力数据，其中该压力数据可以用于获得用户的血压测量结果。

在一些实现方式中，加压泵可以是压电泵。用于控制充气的通常的压电泵可能过快地对弹性囊进行加压，以至于无法在血压测量中检测脉动波。例如，通常的泵可以以大于每秒20mmhg、大于每秒50mmhg、大于每秒80mmhg或大于每秒100mmhg的充气速率对弹性囊进行加压。如此高的充气速度是过快的，以至于无法对围绕用户的手指的容积部进行加压。然后，未检测到血压测量中的脉动波。然而，本公开的血压带包括泵和控制硬件，该泵和控制硬件控制充气速率以允许在血压测量中的脉动波的检测。在一些实现方式中，泵的充气速率(或更准确地，加压速率)小于每秒约20mmhg、小于每秒约10mmhg、或小于每秒约5mmhg。例如，可以将泵的充气速率控制在介于每秒约1mmhg与约10mmhg之间。此外，可以对泵的充气速率进行调制，以保持囊压力的线性或接近线性的压力-时间历史，从而从示波波形中排除任意非线性关系。例如，在约每秒1mmhg与约每秒10mmhg之间，例如每秒约4mmhg的充气速率下，囊中的压力上升可以保持成近似线性。

本公开的血压带可包括与泵耦接的控制器或控制单元。该控制单元或控制器可以包括以下中的至少一者：通用单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器、专用集成电路、现场可编程门阵列或其他可编程逻辑装置、分立的门或晶体管逻辑、或分立的硬件部件。在一些实施方式中，控制器能够根据存储在一个或更多个非暂时性计算机可读介质上的指令(例如，软件)来控制泵。这种非暂时性介质可以包括血压带的存储器。控制器被配置成根据各种参数来输入控制信号以驱动泵。

附加控制硬件可以与控制器耦接，以控制泵、或更一般地血压带的各种操作。控制器可以与例如dc-dc升压电路耦接，以改变泵的驱动电压。控制器可以可选地与排气阀耦接，以对可充气囊的可加压容积部进行放气和使其收缩。例如，在一些实现方式中(诸如图3e中所描绘的；图3a-图3d、图3f和图3g中未描绘这些附加特征)，阀105可以例如经由环状通道124与可加压容积部流体连接。阀105例如可以是由控制器操作的可控阀，或者可以是机械弹出阀，机械弹出阀自动允许超出预设点的压力(例如275mmhg至300mmhg表压)被排出。在可控阀105的情况下，控制器可以监测来自压力传感器的数据，可以使阀105释放超过预设阈值(例如275mmhg至300mmhg表压)的压力。在一些实现方式中，壳体102还可以或可替代地包括机械插塞103，机械插塞103可以由用户从该装置的外部接近；机械插塞103可以被配置成在可充气弹性囊110内的压力超过舒适量的情况下(和/或例如如果存在阻止泵关闭的故障)易于由用户移除。

本公开的血压带包括控制器，该控制器用于改变一个或更多个参数以影响泵的充气速率。用于控制充气速率的参数可以在血压测量期间是固定的，或者用于控制充气速率的参数可以在血压测量期间被连续地改变。举例来说，可以在血压测量期间固定占空比的变化率(例如，根据占空比长度的预设序列来设置)，或者可以至少部分地基于来自血压测量的压力读数来动态地改变占空比的变化率(例如，可以基于来自压力传感器的反馈来改变占空比长度)。

控制器可以被配置成控制泵的驱动频率、电压或占空比中的至少一者。控制泵的前述特性中的一者或更多者可以控制泵的充气速率。

当施加交流电流时，响应于交替的驱动信号，压电泵通常以一流速排放空气。通常的压电泵被设计成对特定频率和电压的交替驱动信号(例如，具有名义上恒定的频率和电压的方波信号)的响应进行操作。将理解的是，可以施加正弦波信号，可以施加方波信号，等等。如图7所示，通常的压电泵可以使用方波信号来操作，然而将理解的是，其他压电泵可以使用正弦波信号或其他交替驱动信号来操作。替代驱动信号可以由幅度v0和驱动频率f0来表征。可以至少部分地通过控制诸如泵的幅度和驱动频率的特性来确定泵的充气速率。当讨论施加至泵的电压值时，可以使用峰间电压vpp，其中幅度v0是峰间电压vpp的值的一半。信号的驱动频率可以是例如23khz，并且驱动电压可以例如是5vpp-30vpp。

尽管通常不能调节驱动频率，但是在驱动信号的设计极限内可以存在一些调节的能力。相应地，在一些实现方式中，可以调节泵的驱动频率以控制泵速度，从而控制其充气速率。但是，将驱动频率降低到可接受的驱动信号频率的设计下限以下可能会导致泵不再正确运行，并且泵可能无法充分提供任意加压。然而，在一些实施方式中，耦接至泵的控制器可以被配置成修改驱动频率以改变泵的充气速率。在一些实施方式中，泵的驱动频率等于或大于约23khz。可以将泵的驱动频率修改成为在外部可听的噪声。

附加地或可替代地，可以通过控制泵的电压来控制压电泵的充气速率。也称为“幅度调制”，可以将施加至泵的电压控制在给定的期望幅度范围内。在一些实施方式中，施加至泵的电压可以在期望的幅度范围内增加。如果峰间电位差vpp从约12vpp至约40vpp，则幅度范围是从约6v至约20v。较高的电压或幅度通常对应于压电泵的较大容积部位移。在一些实施方式中，控制器可以被配置成以选定速率将泵的峰间电压从第一峰间电压增加至第二峰间电压。举例来说，第一峰间电压可以在约5vpp与约20vpp之间(例如10vpp)，且第二峰间电压可以在约40vpp与约80vpp之间(例如60vpp)，这对应于2.5v-10v(例如5v)至20v-40v(例如30v)的幅度范围。幅度可以根据选定速率逐渐增加。在一些实施方式中，幅度以介于每秒约2v与每秒约10v之间(诸如每秒约5v)的选定速率增加。改变驱动信号的幅度可以导致从泵听到的噪声量发生变化。在一些实现方式中，幅度调制可以减少从压电泵传出的噪声。

附加地或替代地，可以通过控制泵的占空比来控制泵的充气速率。占空比可以指导通时间(ton)在导通时间和关闭时间之和期间的百分比，其中在给定周期中，t＝ton+toff。占空比可以以选定速率逐渐增加，以达到所需的占空比。在一些实现方式中，可以在血压测量期间固定选定速率，并且占空比可以以选定速率从第一占空比(例如，小于100％占空比)增加至第二占空比(例如，100％占空比)。在一些实现方式中，选定速率可以是每秒占空比增加约0.1％与约20％之间。举例来说，占空比可以以每秒占空比增加约1％的速率从40％占空比增加至100％占空比。

在一些实现方式中，选定速率可以在血压测量期间动态地改变，并且占空比可以以第一速率从第一占空比(例如，小于100％占空比)增加至第二占空比(例如，大于第一占空比)，并且占空比可以以第二速率从第二占空比增加至第三占空比(例如，大于第二占空比)。第一速率与第二速率不同，其中，第一速率和第二速率中的每者都介于每秒占空比增加约0.1％与约20％之间。举例来说，占空比可以以每秒占空比增加约1％的速率从20％占空比增加至30％占空比，并且占空比随后可以以每秒占空比增加约5％的速率从30％占空比增加至50％占空比。占空比可以增加直到达到100％占空比为止，或者在某些情况下，直到达到较低水平的占空比为止。

图8示出了电压随时间变化的图，其中驱动压电泵的方波信号的占空比的逐渐变化。显然，占空比信号用于调制泵的固定频率驱动信号；当占空比信号为100％时，向泵提供固定频率驱动信号；当占空比信号为0％时，不向泵提供固定频率驱动信号。因此，在占空比阶段为“导通”的占空比的间隔期间泵以恒定频率被驱动，而在占空比“关闭”阶段泵不被驱动。

在图8中，压电泵正在被具有约5000hz的脉动波频率的占空比信号驱动。如图8所示，占空比以每秒占空比增加10％的速率从70％的占空比逐渐增加至100％的占空比。而图7中的方波信号是连续的，图8中的方波信号是不连续的或“切碎的”。如上所述，这导致压电泵间歇地操作，并且以较慢的充气速率而不是全速对囊进行充气。这样的较慢的充气速率可以适于对较小的容积部进行充气。

如下所述，控制器还可以与压力传感器耦接，该压力传感器与可充气囊流体连通，并且该压力传感器被配置为成生对随时间变化的可加压容积部内的压力进行指示的压力数据。在一些实现方式中，控制器被配置成当可加压容积部内的压力达到阈值压力时将占空比的增加从第一速率改变为第二速率。这允许当达到特定压力水平时占空比的增加减慢或加快，从而控制泵的充气速率。例如，第一速率可以是每秒增加1％，且第二速率可以是每秒增加0.5％，或者第一速率可以是每秒增加0.5％，且第二速率可以是每秒增加1％。在一些实现方式中，阈值压力可以是介于约50mmhg与约250mmhg之间的压力、或者介于约100mmhg与约180mmhg之间的压力。在一些实现方式中，控制器被配置成至少部分地基于可加压容积部的压力数据来动态地改变泵的占空比。某些占空比的功率可能不足以将可加压容积部加压至超过特定压力水平，且因此可以基于压力数据来动态调谐占空比。

修改泵的占空比可能导致充气曲线的线性度的失真，这可能会干扰血压测量中脉动信息的准确读取和记录。相应地，可以对控制占空比和占空比的选定变化率进行优化，以实现线性或基本线性的充气曲线。换句话说，可以以期望的速率逐渐增加占空比，以使充气曲线基本上是线性的。图9示出了使用压电泵的手指血压带的充气曲线。如图9所示，充气曲线的充气速率近似为线性的。举例来说，以每秒增加1％将占空比从20％增加至40％，随后以每0.1秒增加0.5％将占空比从40％增加至60％，可以实现基本上线性的充气曲线。

压电泵的控制器已经调节了压电泵的驱动频率、电压和占空比中的一者或更多者，以控制压电泵的充气速率。不仅对参数诸如占空比、电压和/或驱动频率进行调节降低了压电泵的充气速率，而且充气速率可以更加线性。

血压带的压力曲线和测量结果

obpm系统通过观察和分析压力曲线中的示波模式来测量用户的血压。在常规的obpm系统中，通过以下方式来获得压力曲线：将血压带充气至期望压力以至少暂时阻塞位于下面的血管中的血液流动，随后将血压带放气，并且在首次再次记录心跳(收缩压)时和在记录心跳停止(舒张压)时注意带压力。通常的血压测量可能会充气至大于收缩血压的初始压力，然后放气至低于舒张血压的最终压力。在血压测量期间，可以记录包括在充气和放气期间发生的一个或更多个脉动的压力曲线。脉动是由用户的心跳引起的。可以使用本领域已知的用于从压力曲线中记录的一个或更多个脉动来确定血压的技术。

在本公开中，可以将诸如手指血压带之类的血压带以第一压力曲线充气到至少略高于收缩压的初始压力。在充气期间的某个时刻，囊和真皮将通过足够的压力而接触，使得真皮中的血液脉动将被传输到囊，并且显现为由压力传感器可测量的压力脉动。当真皮和囊被更牢固地压在一起时，这些脉动通常会增加强度，从而导致真皮与囊之间的更好的耦接，直到当囊通过真皮对动脉施加如此大的压力以至于血液流动停止(在该时刻脉动也会停止)为止。通常来说，首先可由压力传感器检测到真皮中的脉动的压力与人的舒张血压相关，而血液流动停止并且脉动结束的更高压力通常与人的收缩血压相关。更特别地，通常的示波测量结果可以使用标准化至其最大值的特定幅度的第一个脉动和最后一个脉动来确定舒张血压和收缩血压的测量结果。因此，测量通常可以涉及将带充气至高于收缩压的压力并记录在这种加压期间测量的压力数据。然后可以根据从充气期间获得的压力数据得出的信息来估算收缩压。可以根据从放气期间获得的压力数据得出的信息来估计舒张压。

本公开的血压带可以通过致使泵将可充气囊的可加压容积部加压至大于第一压力曲线中的最大幅度压力的第一压力，并且随后致使泵将可加压容积部保持于第二压力曲线中的第二压力一段持续时间来更可靠且准确地确定人的血压，包括收缩压和舒张压，其中第二压力至少部分地以来自第一压力曲线的信息为基础。血压带可以包括控制器，该控制器耦接至与可充气囊流体连通的泵，并且该控制器耦接至与可充气囊流体连通的压力传感器。可充气囊至少部分地限定可加压容积部。泵被配置成对可加压容积部进行加压、并且在泵被启动时致使可充气囊接触用户的附肢。压力传感器被配置成获得并产生对随时间变化的可加压容积部内的压力进行指示的压力数据，其中该压力数据包括第一压力曲线中的示波数据和第二压力曲线中的脉动信息。第一压力曲线可以指示随时间变化的直到第一压力的可加压容积部内的压力，并且第二压力曲线可以指示在达到第一压力之后的随时间变化的可加压容积部内的压力。在一些实施方式中，第二压力曲线指示当可加压容积部被保持在第二压力下时可加压容积部内的压力。

为了获得更清晰的信号和对人的血压的更可靠的估计，在一些实现方式中，第一压力曲线可以是在特定速率下诸如在每秒约1mmhg与每秒约10mmhg之间近似于线性的。在一些实现方式中，第一压力曲线可以是非线性的，其中基于对压力波动进行感测，当接近收缩压和舒张压时，第一压力曲线可以较缓。在一些实现方式中，第一充气曲线可以包括阶梯式和/或较缓的充气曲线，其中阶梯式和/或较缓的充气曲线可以测量脉动波分析(pwa)特征、动脉顺应性、呼吸作用、心房颤动和其他生理指标中的一者或更多者。

在本公开中，血压带可以经历一过程以将在充气/放气期间的压力数据记录到继第一压力曲线之后的第二压力曲线。如图10所示，在第二压力曲线中，血压带可从第一压力缩小至零表压或其他较低压力，然后再充气至第二压力。可替代地，如图11所示，血压带可以从第一压力放气至第二压力。在第二压力曲线期间，可以将囊维持于第二压力达足够的持续时间，以记录源自用户的血管中的脉动行为的多次振荡或脉动。在一些实现方式中，施加的压力可以于第二压力下保持约1秒至约15秒之间的持续时间、约3秒至约10秒之间的持续时间、或者约5秒至约10秒之间的持续时间。可以从第一压力曲线中的信息获得对于第二压力曲线的第二压力。例如，第二压力可以是来自示波数据(示波数据是指由于受试者的血管中的脉动而在第一压力曲线中产生的振荡数据)的最大幅度压力。不同于在第一充气过程之后的连续放气或充气超过第二压力，第二充气/放气过程可以将施加的压力保持在第二压力以获得第二压力曲线中的脉动信息。脉动信息可以用于提取和表征pwa特征、动脉顺应性、呼吸作用、心房颤动和其他生理指标中的一者或更多者。由于在第二充气/放气过程中压力是恒定的，因此可以轻松地对具有类似幅度的脉动进行平均以减少噪声，并因此可以提取更稳健的特征。这可以为脉动波分析提供更好的数据。在一些实现方式中，来自将施加的压力保持在第二压力的脉动信息可以用于验证从第一压力曲线中获得的信息。

图10示出了用于血压测量的曲线图，其描绘了第一压力曲线，随后是第二压力曲线，其中第二压力曲线充气至目标压力并被保持在目标压力下；目标压力(在此示例中)是示波数据中看到的最大幅度压力，其可以对应于用户的平均动脉压。第一压力曲线示出了具有在充气期间记录的示波数据的基本上线性的充气曲线。在第一压力曲线中施加的压力超过从示波数据记录的最大幅度压力。该最大幅度压力对应于最大幅度压力改变处的压力(在第一压力曲线下方再现)。将压力释放以将血压带放气至零表压或近似零表压。随后进行第二次充气，在第二次充气中血压带被充气以达到目标压力，其中该目标压力与根据第一压力曲线中的示波数据确定的最大幅度压力相对应。该压力保持或维持在目标压力下，其可以是用户的平均动脉压。将该压力保持足以在第二压力曲线中产生脉动信息的持续时间。记录第二压力曲线并且示出基本上线性的充气曲线，其中当压力保持在目标压力时记录附加示波数据(在此示例中称为脉动信息)。在一些实施方式中，可以根据第二压力曲线中的脉动信息来确定收缩血压和舒张血压。可以分析来自附加示波数据或脉动信息的拐点、峰值和其他特征，以提取更多的脉动特征。

图11示出了用于血压测量的曲线图，其描绘了第一压力曲线，随后是第二压力曲线，其中第二压力曲线放气至目标压力并保持在该目标压力下。与图10类似，第一压力曲线示出了具有在充气期间记录的示波数据的基本上线性的充气曲线，其中压力超过从示波数据记录的最大幅度压力。然后，将血压带放气以达到目标压力，其中该目标压力与根据第一压力曲线中的示波数据确定的最大幅度压力相对应。该压力被保持或维持在目标压力下，其可以是用户的平均动脉压。将该压力保持足以在第二压力曲线中产生脉动信息的持续时间。记录第二压力曲线，其中当压力被保持在目标压力时记录第二压力曲线中的附加示波数据(在此示例中称为脉动信息)。

血压带的位置检测

本公开的血压带可配备有一个或更多个传感器，以确定：血压带相对于用户的心脏的相对位置，和/或在某些情况下，用户的插入带中的附肢相对于地球重力场的角度取向。一个或更多个传感器可以与控制器或控制单元耦接，以从一个或更多个传感器接收数据，并确定血压带是否被正确地定位。为了获得手指血压带的准确的血压测量，优选将附着有手指血压带的手指的高度定位到与用户的心脏近似相同的高度。这样，血压测量可以析出静压，否则可能导致测量不准确。

在本公开的一些实现方式中，血压带可包括一个或更多个加速度计。该一个或更多个加速度计可以用于估计血压带相对于用户的心脏的相对位置，并且该一个或更多个加速度计还可以确定血压带是否处于运动。当用户的手指被定位于手指血压带内时，可以确定手指血压带的角度以帮助确定用户是否将手指血压带保持在正确位置。在一些实现方式中，该一个或更多个加速度计被配置成测量血压带相对于重力的角度。在一些实现方式中，该一个或更多个加速度计可以用于测量关于与竖向轴线正交或基本正交的轴线的倾斜度，包括侧倾角和俯仰角。侧倾角和俯仰角可以在阈值之内，以帮助确定血压带被定位于用户的心脏附近。例如，当手指血压带位于与用户的心脏近似相同的高度时，俯仰角和侧倾角中的每一者可以介于约0度与约30度之间。该一个或更多个加速度计可以被配置成测量至少两个正交方向或三个正交方向上的加速度。可以产生加速度输出(ax、ay和az)，并且加速度输出(ax、ay和az)被提供给控制器，并且控制器可以使用加速度输出来确定手指血压带的倾斜度，其中该倾斜度可以与用户的心脏的高度处的用户的手/手指的位置相关联。

例如，图12和图13是照片，所述照片将在先前的图中描绘的示例手指血压带示出为该手指血压带可以在测量期间佩戴，并且用户将他们的手以一定角度放在他们的胸部上。这种定位通常会导致手指血压带与人的心脏处于同一高度。在一些实现方式中，三轴加速度计可以用于评估手指血压带相对于地球重力场的取向。手指血压带可以检查相对于所有三个轴线的角度取向，以确定用户的前臂(或更准确地说，用户的手指)是否与水平轴线成15°至45°之间的角度，以及手指血压带的基部(或其他预定参考表面)是否近似地平行于竖向轴线。例如，确定基部是否近似地平行于竖向轴线可以意味着基部平行于与竖向轴线成约75°至约105℃之间的平面。换句话说，手指血压带可以将角度取向的范围视为在可接受的界限内，以确定处于与用户的心脏近似相同的高度，例如，其中该设备的底部或基部在竖向的±15°内，并且该设备的中心线(囊/开口的中心线)在水平方向的30°±15°处。当通过加速度计进行这样的确定时，手指血压带可以启动泵以对可充气囊进行充气从而开启用于获得血压测量结果的过程。

附加地或替代地，血压带可包括一个或更多个高度计。该一个或更多个高度计可以检测高度的变化，并且该一个或更多个高度计可以被配置成确定血压带相对于用户的心脏的高度。在一些实现方式中，该一个或更多个高度计可以响应于血压带的角度变化而测量高度变化，并且该一个或更多个高度计可以用于指示用户达到正确的高度(例如，“将您的手降低2英寸”)。

附加地或替代地，血压带可以包括一个或更多个听诊传感器，以声学地确定用户的心脏的位置。在一些实现方式中，该一个或更多个听诊传感器包括麦克风，以监听用户的心跳并相应地确定与用户的心脏的接近度。因此，该一个或更多个听诊传感器可以用作一个或更多个接近度传感器，以确定血压带是否定位于用户的心脏附近。

附加地或替代地，血压带可以包括一个或更多个光学传感器，以用于确定用户的手指位于血压带的孔内。如上所述，可充气囊的材料对于某些波长的光可以是透明的或基本上透明的。该一个或更多个光学传感器可以被结合在手指血压带内，或更具体地，该一个或更多个光学传感器可以被结合在可充气囊内。该一个或更多个光学传感器可以被配置成检测用户的手指是否已经穿过血压带的孔被插入。在一些实现方式中，该一个或更多个光学传感器可以包括一个或更多个光电体积描记(ppg)传感器。该一个或更多个ppg传感器可以用于确定用户的心率、呼吸率、皮肤状况或其他生理指标中的至少一者。

在一些实现方式中，该一个或更多个加速度计或其他运动传感器可以用于确定血压带是否处于运动。血压带可以被配置成在手指血压带处于运动时不启动血压测量并且不对手指血压带的弹性囊进行充气。当血压带适当地定位在用户的心脏的高度处并且所测量的运动足够慢的持续足够的时间时，可以启动血压测量。当一个或更多个运动传感器(例如，一个或更多个加速度计)确定手指血压带位于用户的心脏的阈值高度内或位于用户的心脏附近足够的持续时间时，控制器可以自动启动对可充气囊充气。足够的持续时间可以在约0.5秒至约5秒之间或在约1秒至约3秒之间。例如，阈值高度可以在用户的心脏的±2英寸内，或者在如上所述的目标角度取向内。

在一些实现方式中，控制器可以被配置成：当血压带不动或静止阈值持续时间并且一个或更多个运动传感器确定该装置没有定位于用户的心脏的阈值高度内时，关闭血压带或进入省电模式。当该一个或更多个运动传感器确定该手指血压带已不动达阈值持续时间时，该控制器可以自动关闭血压带或进入省电模式，其中阈值持续时间可以在约5秒至约1分钟之间或在约10秒至约30秒之间。在一些实现方式中，足够的持续时间和/或阈值持续时间可以由用户限定。在一些实现方式中，血压带可以被配置成：当手指血压带以相对于重力的方式被定向以指示手指血压带未处于使用中时，关闭或进入省电模式。例如，当一个或更多个运动传感器确定血压带的基板或平坦表面(例如，基部)被相对于重力正交地定向时，控制器可以自动关闭手指血压带或进入省电模式。

图14和图15示出了置于表面上的示例手指血压带的照片，并且其中手指插入穿过手指血压带的开口以进行血压测量。如图14所示，当将手指血压带置于表面上时，泵不被启动来对可充气囊进行充气。在一些实现方式中，手指血压带可以被配置成：当置于表面上达足够长的持续时间时，关闭或进入省电模式。不管手指血压带是否置于表面上，都可以将用户的手指插入穿过手指血压带的开口，如图15所示。在一些实现方式中，泵被启动以使可充气囊充气从而接触用户的手指周围。手指血压带可以被配置成：当用户的手指插入穿过开口且可充气囊被充气以接触用户的手指时，进行血压测量。尽管手指血压带可以用于在手指血压带置于表面上的情况下进行血压测量，但将理解的是，手指血压带可以用于在手指血压带未置于表面上的情况下进行血压测量。在一些实现方式中，当手指血压带位于与用户的心脏相同或基本相同的高度处或位于用户的心脏附近时，可以进行更准确的血压测量。

在本公开的一些实现方式中，血压带可包括一个或更多个接近度传感器。该一个或更多个接近度传感器可以被配置成确定血压带是否位于用户的心脏附近。附加地或替代地，该一个或更多个接近度传感器可以被配置成确定用户的附肢(例如，用户的手指)是否适当地定位于血压带中。接近度传感器的示例可以包括电容传感器、光学传感器和光电传感器。该一个或更多个接近度传感器可以用于检测用户的胸部、皮肤、身体或手指的存在。在一些实现方式中，血压带还包括一个或更多个运动传感器，以确定该装置是处于运动还是静止。在一些实现方式中，血压带还包括控制器，该控制器被配置成：当一个或更多个接近度传感器确定血压带位于用户的心脏附近并且当一个或更多个运动传感器确定该装置静止足够的持续时间时，使用泵来启动对可充气囊的充气。

在一些实现方式中，该一个或更多个接近度传感器包括被配置成声学地确定与用户的心脏的接近度的一个或更多个听诊传感器。该一个或更多个听诊传感器用作听诊器，以监听用户的心跳并确定与用户的心脏的接近度。该一个或更多个听诊传感器可以包括麦克风，该麦克风用作接近度传感器以声学地确定用户的心脏的位置，从而在进行血压测量之前帮助血压带进行适当的定位。

在本公开的一些实现方式中，血压带还可以包括一个或更多个反馈装置。该一个或更多个反馈装置可以被配置成传达血压带相对于用户的心脏的定位和/或用户的手指相对于血压带的开口的定位。来自该一个或更多个反馈装置的反馈可以包括向用户传达正在进行血压测量；完成血压测量；弹性囊正在充气；弹性囊正在放气；血压带是否适当定位；用户的手指是否适当定位；关于与用户相关联的生理数据的信息诸如收缩压、舒张压、平均动脉压、心率、呼吸率和血压风险区/信息。该一个或更多个反馈装置可以包括但不限于用于音频反馈的扬声器、用于光反馈的发光二极管(led)、用于视觉反馈的显示器、以及用于触觉反馈的马达/振动马达。在一些实现方式中，该一个或更多个反馈装置可以包括显示器，以向用户呈现视觉反馈。显示器(例如屏幕)可以向用户显示指导、用户、连接性、生物统计数据和/或血压结果。在一些实现方式中，该一个或更多个反馈装置可以包括用于音频控制和引导的扬声器和/或麦克风。在一些实现方式中，血压带包括用于通过一个或更多个中间装置(从一个装置到另一装置)诸如从智能手机、可佩戴装置、计算机或远程服务器接收上述反馈中的任意反馈或所有反馈的接口。在一些实现方式中，诸如智能电话、可佩戴装置、计算机或远程服务器之类的远程装置可以直接向用户提供上述反馈中的任意反馈或所有反馈。

其他实施方式

本文描述和说明了许多概念和实施方式。尽管本文已经描述和示出了某些实施方式、特征、属性和优点，但是应理解，根据描述和说明，许多其他以及不同和/或类似的实施方式、特征、属性和优点是显而易见的。同样，上述实施方式仅作为示例提供。它们不旨在穷举或将本公开限制为所公开的精确形式、技术、材料和/或配置。根据本公开，许多修改和变化是可能的。应理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他实施方式并且可以进行操作性改变。同样，本公开的范围不仅仅限于以上描述，因为呈现对以上实施方式的描述用于说明和描述的目的。

如本文所使用的，除非另外指出，否则关于数值或关系(例如，垂直度或平行度)的诸如“约”、“近似”、“名义上”等术语应理解为包括该值或关系的表示该值或关系的±10％(例如，对于近似平行，该值可以为90°±9°)。

本公开既不限于任意单个方面或实施方式，也不限于这些方面和/或实施方式的任意组合和/或排列。此外，本公开的各个方面中的每个方面和/或其实施方式可以单独使用，或者与各个方面中的一个或更多个其他方面和/或其实施方式结合使用。为了简洁起见，本文将不单独讨论和/或示出这些排列和组合中的许多排列和组合。