专利名称：无创血压监控系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及血压监控系统，尤其涉及但不仅涉及无创血压传感器和有创血压监控器之间的接口。
背景技术：
血压是在病人心血管健康的评价中使用的最重要生命指征之一。在重症护理中，它通常使用有创含流体的监控导管，也称作动脉导管连续地监控，其中导管插入动脉中并且来自动脉的血压通过12 84英寸长的含流体导管传送到血压传感器。由传感器测量的动脉压显示在有创血压(IBP)监控器上。这种系统的示意图在图1中描绘。
该动脉内方法不仅允许动脉压基于逐跳连续监控，而且允许动脉血通过含流体的系统采样而不需要将导管插入另一个动脉位置。在许多医院中，IBP监控器形成中央监控系统的一部分，其中来自医院中各个位置的病人的动脉压测量可以从中央位置或者从医院内的其他位置监控。但是，该监控血压的有创方法与并发症例如传染病、血栓症和气泡栓塞的风险相关。
提供连续逐跳血压的无创测量方法给出有创血压监控的备选方案，因为它们不会携带与有创监控相关联的并发症的风险。动脉音调测量法和血管无负荷方法是两种这种方法。这些方法可以在不适合使用有创方法的情况下，特别是对于还没有位于适当位置的动脉导管并且也不需要动脉血采样的病人使用来测量血压。
提供连续逐跳测量的商业无创血压(NIBP)监控器大部分是独立的监控器，其不仅不能或不能容易地连接到中央监控系统，而且需要单独的监控
3器来显示它们的波形。例如，Colin(Komaki，日本)的型号7000 / CBM-7000NIBP监控器和Pilot/BP-508多参数监控器，二者都提供桡动脉处测量音调的血压测量，是具有其自己的显示器的独立监控器并且不能容易地连接到中央监控系统。这同样适用于Ohmeda (现在Datex-Ohmeda， Madison,WI， U.S.A.)的Finapres 2300 NIBP监控器和2350 NIBP / Sp02监控器以及UEDA电子工业(东京，日本)的USM-803 NIBP监控器，它们都使用血管无负荷方法测量手指处的连续逐跳血压。显示这种监控器的主要元件的框图在图2中表示。
另一种商业NIBP监控器，Medwave (Minneapolis, MN， U.S.A.)的Vasotrac APM205A，通过大约每15次心跳提供压力波形的一跳，以及相应的收缩、舒张和平均动脉压读数来连续地测量血压。它使用改进的示波器方法，其中增加和降低压力的各种周期在15次心跳的时期内应用于桡动脉，并且血压从由传感器在该时期内检测的压力信号的特性获得。该监控器的主要元件与图2中那些相同。
Vasotrac APM 205A是独立的监控器。但是，公司销售一种可选的接口 ，称作NIA V-Line,其将Vasotrac APM 205A连接到现有IBP监控器以使得压力波形能够显示在IBP监控器上。该接口的应用的框图在图3中表示。该接口与名称为ARTERIAL LINE EMULATOR(动脉导管仿真器)的美国专利6, 471,646号相关。该接口的一个缺点在于它需要使用Vasotrac自身以便工作，所以仅希望将来自Vasotmc的NIBP波形显示在现有IBP监控器上的医院除了接口之外必须购买Vasotmc。该情况为医院增加采购成本。
发明内容
本发明的目的在于提供一种设备，其朝向克服上面的缺点走了一小段
距离，或者其将至少为公众提供有用的选择。
在第一方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器和
有创血压(IBP)监控器之间的接口，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号；第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的换能器激励信号；至少一个处理器，配置以接收所述测量信号和所述激励信号并且根据预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；以及
输出，配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供所述输出信号；其中所述第一输入连接到NIBP传感器并且所述第二输入和所述输出
都连接到IBP监控器。
优选地，所述第二输入和所述输出配置以借助于所述接口与IBP监控
器的IBP接口电缆之间的可分离或可配置连接而连接到IBP监控器。
优选地，所述连接包括适配器，其第一连接器配置以连接到所述接口
而第二连接器配置以连接到IBP接口电缆的传感器端。
优选地，所述适配器包括所述第一和第二连接器之间的电缆。优选地，所述适配器不包括所述第一和第二连接器之间的电缆。在第二方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器和
有创血压(IBP)监控器之间的接口 ，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号；第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的换能器激励信号；至少一个处理器，配置以接收所述测量信号和所述激励信号并且根据
预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；以及
输出，配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供所述输出信号；
其中所述处理器被配置使得用户可以从预先确定范围的处理选项中选择。
优选地，所述处理器包括嵌入式微处理器系统，个人计算机，或者二者的组合。
优选地，所述处理选项包括嵌入式微处理器系统，个人计算机，和二者的组合。
优选地，所述组合被配置使得所述嵌入式微处理器系统和所述个人计算机独立地工作，使得所述接口可以接收所述测量信号和所述激励信号并且可以根据预先确定的指令产生指示受检者IBP的输出信号而不需要使用所述个人计算机，并且所述个人计算机形成所述接口的可选部分并且用于另外的信号和数据处理。
优选地，所述组合被配置使得所述嵌入式微处理器系统和所述个人计算机二者合作以接收所述测量信号和所述激励信号并且根据预先确定的指
5令产生指示受检者IBP的输出信号。
在第三方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器和
有创血压(IBP)监控器之间的接口 ，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号；第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的换能器激励信号；至少一个处理器，配置以接收所述测量信号和所述激励信号并且根据
预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；以及
输出，配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供所述输出信号；其中所述处理器被配置使得用户可以从预先确定范围的选择中相对于
所述测量信号选择所述输出信号的灵敏度。
优选地，所述灵敏度可以由用户选择或指定。
优选地，所述范围包括5|uV / V / mmHg和40|uV / V / mmHg。
在第四方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器和
有创血压(IBP)监控器之间的接口 ，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号；
第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的换能器激励信号；配置以
确定所述激励信号的差动电压；以及配置以确定所述激励信号的中点电压；至少一个处理器，配置以接收所述测量信号和所述差动电压并且根据
预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；以及
输出，配置以接收所述中点电压并且配置以适合于输入到IBP监控器
的形式提供所述输出信号；以及使得所述输出信号的中点基本上类似于所
述中点电压的中点。
优选地，所述第二输入包括分压器，差动放大器，或二者的组合，配
置以传感和调节所述差动电压。
优选地，所述处理器配置以通过包括模拟数字转换器(ADC)的电路接收
正和负范围的所述经过调节的差动电压。
优选地，所述模拟数字转换器(ADC)是双极型ADC。
优选地，所述第二输入包括分压器或者分压器和差动放大器的组合，
配置以传感和调节所述中点电压。
在第五方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器和有创血压(IBP)监控器之间的接口 ，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号；
第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的换能器激励信号；配置以
确定所述激励信号的差动电压；以及配置以确定所述激励信号的中点电压; 至少一个处理器，配置以接收所述测量信号、所述差动电压和所述中
点电压并且根据预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；以及 输出，配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供所述输出信号；以
及使得所述输出信号的中点基本上类似于所述中点电压的中点。
优选地，所述第二输入包括分压器，差动放大器，或二者的组合，配
置以传感和调节所述差动电压。
优选地，所述处理器配置以通过包括模拟数字转换器(ADC)的电路接收
正和负范围的所述经过调节的差动电压。
优选地，所述模拟数字转换器(ADC)是双极型ADC。
优选地，所述第二输入包括分压器或者分压器和差动放大器的组合，
配置以传感和调节所述中点电压。
优选地，所述处理器配置以通过包括模拟数字转换器(ADC)的电路接收
正和负范围的所述经过调节的中点电压。
优选地，所述模拟数字转换器(ADC)是双极型ADC。
优选地，所述处理器包括双极型数字模拟转换器(DAC)以提供所述中点
电压到所述输出。
优选地，所述输出包括分压器或者分压器和差动放大器的组合，配置 以縮放和调节所述数字模拟转换器(DAC)的输出信号，使得经过縮放和调节 的信号的中点电压基本上类似于所述中点电压。
在第六方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器和 有创血压(IBP)监控器之间的接口，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号； 第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的换能器激励信号； 至少一个处理器，配置以接收所述测量信号和所述激励信号并且根据 预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；并且其中所述输出信号 的差动电压取决于所述激励信号、预先确定或可选择的传感器灵敏度，以及所述测量信号；以及
输出，配置以适合于输入到所述IBP监控器的形式提供所述输出信号，
包括数字模拟转换器(DAC)以从所述处理器接收输出信号，以及所述DAC
根据预先确定的指令配置使得它的全程输出电压范围包括与受检者NIBP
的预先确定最大压力范围相对应的电压范围。
优选地，所述数字模拟转换器(DAC)是可配置的双极型DAC;
所述处理器进一步被配置以配置所述DAC;以及
所述DAC进一步被配置以优化所述全程输出电压范围的分辨率。
优选地，所述全程电压范围与下面数学表达式的结果成比例
V跳xSENSx(Pm^P画)
优选地，所述输出包括配置以縮放和调节所述输出信号的电路，使得
所述输出信号的差动电压等于下面数学表达式的结果-VEXCxSENSxP
优选地，所述电路包括分压器、差动放大器，或者二者的组合。 优选地，所述处理器进一步被配置以通过插值增加所述输出信号的数
值的数目，以便提高输入到IBP监控器的信号的平滑度。
优选地，所述插值包括线性插值，非线性插值，或者二者的组合。 在第七方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器和
有创血压(IBP)监控器之间的接口 ，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号； 第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的换能器激励信号； 至少一个处理器，配置以接收所述测量信号和所述激励信号并且根据
预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；以及
输出，配置以确定所述输出信号的输出差动电压；并且具有配置以适
合于输入到IBP监控器的形式提供所述输出信号的至少两个端子；
其中所述第二输入，所述处理器和所述输出被配置使得所述两个端子
的每个的电压电平基本上类似于由IBP换能器对于受检者内相同的压力变
化而产生的电压电平。
优选地，所述接口配置使得所述端子处的输出信号通过将所述激励信
号关于所述接口的电气接地的中点电压加到所述输出差动电压的中点而获得，该输出差动电压是下面数学表达式的结果
VEXCxSENSxP
优选地，所述输出包括加法放大器以增加中点电压。 优选地，所述接口配置使得所述端子处的输出信号通过将所述激励信 号关于所述接口的电气接地的中点电压加到所述输出差动电压的任一端子 处的电压而获得，该输出差动电压是下面数学表达式的结果 VEXCxSENSxP
优选地，所述输出被配置使得所述激励信号的所述中点电压由加法放 大器增加到所述输出差动电压的任一端子处的电压。
在第八方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器和 有创血压(IBP)监控器之间的接口 ，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号；
第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的换能器激励信号；
至少一个处理器，配置以接收所述测量信号和所述激励信号并且根据
预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；以及
输出，配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供所述输出信号；
其中所述第二输入被配置以提供预先确定范围内的输入阻抗。
优选地，所述预先确定范围是大于200欧姆。
优选地，所述处理器和所述第二输入被配置使得用户可以选择输入阻抗。
优选地，所述第二输入包括位于输入端子之间与所述输入阻抗相对应 的一个或多个电阻器。
在第九方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器和 有创血压(IBP)监控器之间的接口 ，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号； 第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的换能器激励信号；
至少一个处理器，配置以接收所述测量信号和所述激励信号并且根据
预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；以及
输出，配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供所述输出信号； 其中所述输出装置被配置以提供预先确定范围内的输出阻抗。优选地，所述预先确定范围是小于3， 000欧姆。
优选地，所述处理器和所述输出被配置使得用户可以选择输出阻抗。
优选地，所述输出包括跨越输出端子而放置的与所述输出阻抗相对应
的一个或多个电阻器。
在第十方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器和
有创血压(IBP)监控器之间的接口 ，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号； 第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的换能器激励信号； 至少一个处理器，配置以接收所述测量信号和所述激励信号并且根据
预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；
输出，配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供所述输出信号；以
及
校准设备，配置以提供校准信号到所述处理器； 其中所述处理器被配置以根据预先确定的指令校准所述测量信号。 优选地，所述测量信号的校准可以由用户开始和中止。 优选地，所述测量信号的校准由所述处理器根据预先确定的指令自动 地开始和中止。
优选地，所述测量信号的校准以预先确定的间隔，以取决于所述测量
信号与生理实际信号的偏差的间隔，或者以两组间隔的组合自动地开始。 在第十一方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器
和有创血压(IBP)监控器之间的接口，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号； 第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的换能器激励信号； 至少一个处理器，配置以接收所述测量信号和所述激励信号并且根据
预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；以及
输出，配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供所述输出信号； 其中所述处理器进一步被配置以根据预先确定的指令提供零信号到所
述输出。
优选地，所述处理器被配置以当所述测量信号的校准进行时或者当所 述测量信号作为校准的结果失真时，提供所述零信号到所述输出。优选地，所述处理器被配置以在任一时刻提供所述零信号或所述输出 信号到所述输出。
优选地，所述零信号和所述输出信号的发送可以由用户开始和中止。 优选地，所述零信号和所述输出信号的发送可以由用户交替改变。 优选地，当所述接口加电时所述零信号提供到所述输出。 优选地，无论何时没有其他信号提供到所述输出时，所述零信号总是 提供到所述输出。
优选地，所述零信号的输出信号在士75mmHg内。
在第十二方面，本发明在于一种将配置以连接在无创血压(NIBP)传感 器和有创血压(IBP)监控器之间的接口调零的方法，包括步骤
根据所述IBP监控器的操作指令，准备所述IBP监控器以通过输出接 收所述零信号；
通过所述输出发送所述零信号到所述IBP监控器；
根据所述IBP监控器的操作指令，在所述IBP监控器上调零；以及
根据所述IBP监控器的操作指令，准备所述IBP监控器以通过所述输 出接收所述NIBP测量信号。
在第十三方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器 和有创血压(IBP)监控器之间的接口，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号；
第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的换能器激励信号；配置以 确定所述激励信号的差动电压；以及配置以确定所述激励信号的中点电压；
至少一个处理器，配置以接收所述测量信号和所述差动电压并且根据 预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；
输出，配置以接收所述中点电压并且配置以适合于输入到IBP监控器 的形式提供所述输出信号；以及使得所述输出信号的中点基本上类似于所 述中点电压的中点
所述处理器和输出被配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供相对 于所述测量信号的输出差动电压以及
所述输出被配置以将所述中点电压加到所述输出差动电压的中点。
在第十四方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器和有创血压(IBP)监控器之间的接口，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号；
第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的换能器激励信号；配置以
确定所述激励信号的差动电压；以及配置以确定所述激励信号的中点电压; 至少一个处理器，配置以接收所述测量信号和所述差动电压并且根据
预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；
输出，配置以接收所述中点电压并且配置以适合于输入到IBP监控器
的形式提供所述输出信号；以及使得所述输出信号的中点基本上类似于所
述中点电压的中点；
所述处理器和输出被配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供相对
于所述测量信号的输出差动电压；以及
所述输出被配置以将所述中点电压加到所述输出差动电压的任一端子
处的电压。
在第十五方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器 和有创血压(IBP)监控器之间的接口，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号；
第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的换能器激励信号；配置以 确定所述激励信号的差动电压；以及配置以确定所述激励信号的中点电压；
至少一个处理器，配置以接收所述测量信号、所述差动电压和所述中 点电压并且根据预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；
输出，配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供所述输出信号；以 及使得所述输出信号的中点基本上类似于所述中点电压的中点；
所述处理器和输出以适合于输入到IBP监控器的形式提供相对于所述 测量信号的输出差动电压以及
所述输出被配置以将所述中点电压加到所述输出差动电压的中点。
在第十六方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器 和有创血压(IBP)监控器之间的接口，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号；
第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的换能器激励信号；配置以 确定所述激励信号的差动电压；以及配置以确定所述激励信号的中点电压；至少一个处理器，配置以接收所述测量信号、所述差动电压和所述中 点电压并且根据预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；
输出，配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供所述输出信号；以 及使得所述输出信号的中点基本上类似于所述中点电压的中点；
所述处理器和输出被配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供相对 于所述测量信号的输出差动电压；以及
所述输出被配置以将所述中点电压加到所述输出差动电压的任一端子 处的电压。
在第十七方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器 和有创血压(IBP)监控器之间的接口，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号；
第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的激励信号的差动电压；以 及配置以确定所述激励信号的中点电压；
至少一个处理器，配置以接收所述测量信号和所述差动电压并且根据 预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；以及
输出，配置以接收所述中点电压并且配置以适合于输入到IBP监控器 的形式提供所述输出信号；以及使得所述输出信号的中点基本上类似于所 述中点电压的中点。
在第十八方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器 和有创血压(IBP)监控器之间的接口，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号；
第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的激励信号的差动电压；以 及配置以确定所述激励信号的中点电压；
至少一个处理器，配置以接收所述测量信号和所述差动电压并且根据 预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；
输出，配置以接收所述中点电压并且配置以适合于输入到IBP监控器 的形式提供所述输出信号；以及使得所述输出信号的中点基本上类似于所 述中点电压的中点；
所述处理器和输出被配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供相对 于所述测量信号的输出差动电压；以及所述输出被配置以将所述中点电压加到所述输出差动电压的中点。
在第十九方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器 和有创血压(IBP)监控器之间的接口，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号；
第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的激励信号的差动电压以
及配置以确定所述激励信号的中点电压；
至少一个处理器，配置以接收所述测量信号和所述差动电压并且根据 预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；
输出，配置以接收所述中点电压并且配置以适合于输入到IBP监控器 的形式提供所述输出信号；以及使得所述输出信号的中点基本上类似于所 述中点电压的中点；
所述处理器和输出被配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供相对 于所述测量信号的输出差动电压以及
所述输出被配置以将所述中点电压加到所述输出差动电压的任一端子 处的电压。
在第二十方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感器 和有创血压(IBP)监控器之间的接口，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号；
第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的激励信号的差动电压；以 及配置以确定所述激励信号的中点电压；
至少一个处理器，配置以接收所述测量信号、所述差动电压和所述中 点电压并且根据预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；以及
输出，配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供所述输出信号；以 及使得所述输出信号的中点基本上类似于所述中点电压的中点。
在第二十一方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感 器和有创血压(IBP)监控器之间的接口 ，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号；
第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的激励信号的差动电压；以 及配置以确定所述激励信号的中点电压-
至少一个处理器，配置以接收所述测量信号、所述差动电压和所述中点电压并且根据预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；
输出，配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供所述输出信号；以 及使得所述输出信号的中点基本上类似于所述中点电压的中点；
所述处理器和输出被配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供相对 于所述测量信号的输出差动电压；以及
所述输出被配置以将所述中点电压加到所述输出差动电压的中点。
在第二十二方面，本发明在于一种配置以连接在无创血压(NIBP)传感 器和有创血压(IBP)监控器之间的接口，包括
第一输入，配置以接收指示受检者NIBP的测量信号；
第二输入，配置以接收由IBP监控器提供的激励信号的差动电压；以 及配置以确定所述激励信号的中点电压；
至少一个处理器，配置以接收所述测量信号、所述差动电压和所述中 点电压并且根据预先确定的指令仿真指示受检者IBP的输出信号；
输出，配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供所述输出信号；以 及使得所述输出信号的中点基本上类似于所述中点电压的中点；
所述处理器和输出被配置以适合于输入到IBP监控器的形式提供相对 于所述测量信号的输出差动电压；以及
所述输出被配置以将所述中点电压加到所述输出差动电压的任一端子 处的电压。
对于本发明涉及的领域内的技术人员，本发明构造的许多变化以及广 泛不同的实施方案和应用将暗示他们，而不背离在附加权利要求中定义的 本发明的范围。这里的公开和描述纯粹是说明性的而不打算在任何意义上 限制。
本发明在于前述并且同样关注下面给出实例的构造。
本发明的一种优选形式现在将参考附随附图来描述，其中-图1是现有技术有创血压(IBP)监控系统的示意图。 图2是包括NIBP传感器以及控制和显示监控器的现有技术无创血压监 控(NIBP)系统的框图。图3是包括NIBP传感器、控制和显示监控器，以及接口的现有技术 NIBP监控系统的框图。
图4是具有5|iiV / V / mmHg灵敏度的现有技术有创血压传感器的电气
示意图。
图5是包括NIBP传感器、接口 、校准器、适配器、IBP接口电缆和IBP 监控器的NIBP监控系统的框图。
图6是接口使用个人计算机作为控制器的图5的NIBP监控系统实施方 案的框图。
图7是接口使用微控制器作为控制器的图5的NIBP监控系统实施方案 的框图。
图8是接口与个人计算机和微控制器一起工作以完成基本功能及更多 的图5的NIBP监控系统实施方案的框图。
图9是显示接口的主要元件和一般信号流的图6， 7和8的NIBP监控 系统的框图。
图IO是说明根据本发明设计的接口的一般操作的流程图。 图11是与IBP监控器接口的提出电路的框图。 图12是说明根据本发明设计的接口的操作过程的流程图。 图13是图12的流程图的继续。
图14是根据本发明设计的接口的输入、中间和输出信号的说明。
具体实施例方式
动脉内压力或IBP监控系统典型地包括含流体的监控导管(A导管)和 IBP监控器100,如已经在图1中描绘的。含流体的监控导管典型地包括导 管105，管道110， IBP换能器115(也简称为血压传感器)，静脉内(IV)袋120， 以及IV袋120的压力输注袖口 125。使用中的大多数IBP换能器通常是一 次性或部分一次性的。部分一次性的传感器典型地包括与系统中流体接触 的一次性圆盖，以及不与流体接触的可重用传感器。IBP换能器的电气示意 图在图4中表示。
IBP接口电缆用来将传感器连接到IBP监控器。IBP监控器可以独立监 控器的形式，作为集成的多参数病人监控器的一部分，或者作为模块化多
16参数监控器的插入模块或筒而出现。本发明涉及现有动脉内压力监控系统
的合流体监控导管用具有设计以与现有IBP监控器一起使用的无创系统的 替换。该无创系统包括NIBP传感器，接口，以及如果需要的话，校准NIBP 测量信号的校准器。接口连接在NIBP传感器和IBP监控器之间。
本发明的优选实施方案包括将无创血压(NIBP)传感器连接到有创血压 (IBP)监控器或模块的基于单个微处理器的接口 。该接口以这种方式有效地 仿真IBP换能器，即IBP监控器看到该接口好像它是来自含流体的压力监 控导管的常规IBP换能器一样。它将使用NIBP传感器测量的血压转换成等 效的IBP换能器输出信号，以输入到IBP监控器。接口用IBP监控器的调 零可以容易地以类似于对于含流体系统的方法执行。包括适当NIBP传感器 和该接口的无创系统可以用作含流体监控导管的备选方案。
根据本发明的接口基于已知IBP换能器灵敏度来操作，接受由IBP监 控器提供的激励电压，并且产生与测量的血压相对应的等效IBP换能器输 出信号。该接口也仿真IBP监控器被配置与其一起工作的IBP换能器的输 入和输出阻抗。IBP监控器自身可以连接到中央监控系统，但是该连接可能 不是必需的。
该接口提供使得连续逐跳血压能够由无创装置监控，同时允许医务人 员继续使用他们已经熟悉的现有IBP监控器的优点。这允许医务人员继续 受益于由病人监控器提供的多参数监控，其提供生命指征例如除IBP之外 ECG、氧饱和、呼吸以及心输出量的监控。这也使得他们继续受益于IBP 或病人监控器连接到的中央监控系统的使用。
为含流体血压监控设计的IBP换能器的特性
含流体监控的大多数IBP换能器中的传感器包括排列在全桥电路中具 有相同标称电阻的四个传感元件250 255 260 265，如图4中说明。该桥具 有四个端子用于输入激励电压的E+270和E-275,以及用于输出信号的 S+ 280和S- 285。这四个端子通过传感器电缆和IBP接口电缆连接到IBP 监控器。
两个激励电压端子接收由IBP监控器提供的输入激励电压，而两个输 出信号端子将代表测量的血压的输出电压提供给IBP监控器。输出信号的标称中点电压与激励端子之间的中点电压相同，这一情况是具有相同标称 电阻的传感元件的结果。换句话说，差动输出电压的中点相对于负激励端
子E-偏移跨越激励端子的电压的一半。例如，如果正端子E+270相对于负 端子E-的电压是5V，跨越输出端子S+和S-的电压将是这样，即该输出电 压的中点相对于E-是2.5V。
使用中的大多数IBP换能器符合血压传感器的ANSI / AAMIBP22— 1994标准，接受频率为0 5kHz的4 8VRMs的激励电压，并且具有5pV / V / mmHg的灵敏度(每mmHg的压力每伏特的激励电压5pV输出)，大 于200欧姆的输入阻抗，小于3,000欧姆的输出阻抗，以及士75mmHg内的 零平衡。但是，至少一种部分一次性传感器，Hewlett Packard的HP 1290A(随 后Agilent Heathcare，现在Philips医疗系统，Andover， MA， U.S.A.)具有 40|iV / V / mmHg的灵敏度。
为含流体血压监控设计的IBP换能器的仿真
本发明涉及一种以这种方式仿真IBP换能器的接口，即IBP监控器看 到该接口好像它是来自合流体压力监控系统的常规IBP换能器一样。它传 感由监控器提供的激励电压并且对于任意给定测量的血压，输出等效的IBP 换能器输出信号到IBP监控器，该信号与由IBP监控器被配置与其一起工 作的传感器对于该压力产生的信号相同。例如，对于5|nV / V / mmHg的传 感器灵敏度、5V的激励电压和lOOmmHg的压力，IBP换能器将输出(5pV / V/mmHg)X(5V)X(100mmHg)，或2.5mV的差动电压。对于灵敏度、 激励电压和压力的相同组合，接口也将输出2.5mV的相同差动电压。该差 动电压可以代数地表示 VEXC XSENSxP
其中VExc是跨越激励端子的均方根(RMS)差动电压，SENS是IBP监 控器被配置以其工作的传感器灵敏度，以及P是压力测量。该接口也仿真 传感器的输入和输出阻抗。
NIBP传感器和IBP监控器之间的单个接口
一种实施方案中的本发明包括连接在NIBP传感器和IBP监控器之间基
18于单个微处理器的接口。包括NIBP传感器302、接口 300、校准器304、 适配器306、 IBP接口电缆312，和IBP监控器318的NIBP监控系统的框 图在图5中表示。接口 300通过适配器306继之以IBP接口电缆312连接 到IBP监控器318。适配器306和接口电缆312每个提供4个导线以传送与 IBP换能器的四个端子E+， E-, S+和S-相对应的4个信号。适配器306的 一端具有连接到接口 300的连接器308，而另一端具有连接到IBP接口电缆 312的连接器310。适配器可能包括或可能不包括它的两个连接器之间的电 缆。
实际上，校准器304可能需要或可能不需要，取决于用于测量血压的 无创方法是否需要NIBP测量信号相对于由另一个设备进行的血压测量而 校准。例如，动脉音调测量法需要NIBP测量信号相对于由另一个设备进行 的血压测量而校准，而血管无负荷方法不需要。这是因为动脉音调测量法 不能够为其NIBP测量信号建立绝对参考压力级，而血管无负荷方法具有内 嵌的校准能力。
IBP接口电缆通常在传感器端是传感器专用的而在IBP监控器端是监 控器专用的，因为不同的IBP换能器通常具有不同的连接器设计，不同的 监控器也是。例如，将BectonDickinson(BD)(FranklinLakes, NJ， U.S.A.) 一次性传感器连接到Hewlett-Packard(HP) IBP监控器(Philips医疗系统)的 IBP接口电缆不能用来将Utah医疗产品(Midvale， UT， U.S.A.)—次性传感 器连接到相同的监控器。相同的IBP接口电缆不能连接到 Datex-Ohmeda(Madison， WI， US.A.)监控器。虽然大多数IBP换能器使用 专有连接器，电话型RJll插头(公部分)日益用作为含流体有创血压监控系统 而设计的一次性IBP换能器的标准连接器。
为了连接接口 300到IBP监控器318，适配器306的接口电缆端必须以 这种方式设计，即它可以连接到IBP接口电缆312的传感器端。适配器的 接口电缆端可以被设计以接受采取与IBP接口电缆一起使用的传感器电缆 上的相同的连接器。使用特定品牌IBP换能器和特定品牌IBP监控器的医 院将通常已经具有连接传感器到监控器的IBP接口电缆。接口 300可以被 设计以提供传感器专用的适配器的使用，在于对于使用不同传感器的每个 医院，对该传感器专用的适配器被提供。该实践将使得接口 100能够连接到己经在使用中的现有IBP接口电缆，消除医院购买不同接口电缆的需求。 数字处理
存在接口电路的至少两种方法数字方法和模拟方法。数字方法使用 控制器来通过软件或固件执行设备控制、数据采集、数字信号处理和数据 处理，剩下模拟电路执行信号调节。作为该结果，需要最少的模拟电路， 使得由温度变化引起的累积模拟信号电平不确定性减小。虽然一些不确定 性在模拟信号到数字信号以及数字信号回到模拟信号的转换中引入，该不 确定性可能显著小于由大量模拟电路所引入的。数字方法的一个主要优点 是它提供允许对设备控制、数据采集、以及信号和数据处理的改变能够通 过软件或固件容易地实现的灵活性。
模拟方法使用大量模拟电路来执行必需的功能。因此，模拟电路可能 复杂得多，使得因温度变化而导致的累积模拟信号电平不确定性可能显著 大于如果使用数字方法的情况。虽然模拟电路可能不经历与模拟到数字或 数字到模拟转换相关的许多错误，该优点可能由模拟电路中大的信号不确 定性而遮蔽。
优选实施方案中的本发明使用数字方法。至少三种不同的设计配置对 于数字方法是可能的。第一配置，如图6中所示，使用个人计算机(PC)355 作为唯一的控制器。在该配置中，PC 355形成设计的基本部分并且接口 350 自身不包含任何控制器。PC 355用来通过软件执行大量的信号和数据处理， 实时地和脱机地，以及存储原始和处理后的数据。虽然图6显示校准器304 直接连接到接口 350，接口 350可以设计以使得校准器304代替地直接连接 到PC 355。
第二配置，如图7中所示，使用微控制器作为唯一的控制器。微控制 器形成嵌入式系统的中心部分。通过固件，它执行与对于PC相同的功能， 但是以有限的方式，因为与PC相比较它较低的处理功率。校准器304连接 到接口 400。
第三配置，如图8中所示，使用微控制器以及PC 355。微控制器和PC 355 —起工作以实现基本功能及更多。取决于硬件、软件和固件配置，存在 微控制器和PC355可以一起工作以实现这些功能的许多方法。例如，微控制器和PC 355可以这种方式独立地工作，即微控制器执行与第二设计配置 中相同的功能，而PC 355执行大量的信号和数据处理以提供关于血压测量 的更多信息。在该实例中，PC355不是设计的必需部分，因为没有PC355, 接口 400仍然可以与IBP监控器318 —起工作。作为另一个实例，微控制 器可以执行NIBP测量信号的采集和数值到数字模拟转换器(DAC)的发送， 而PC 355在其间工作以执行大量的信号和数据处理。在该配置中，微控制 器和PC 355都是设计的必需部分。校准器304连接到接口 400还是连接 到PC 355取决于由微控制器和PC 355执行的功能。该配置也允许使用随 PC 355出现的特征，例如存储器和数据存储。
接口可以被设计以使得上面全部三种配置都可用并且允许用户通过接 口上的控制板选择它们中任何一种。通常，其他用户输入，例如用户发起 的校准请求可以通过接口上的控制板或者通过PC来实现。
接口的一般操作
显示使用数字方法的接口的主要元件的NIBP监控系统的框图在图9 中表示。接口的一般操作涉及下面的步骤，其也在图10中说明
a) 步骤551。控制器500通过激励信号调节器506和模拟数字转换器 (ADC)508读取由IBP监控器318提供的激励电压。
b) 步骤552。控制器500通过传感器信号调节器502和ADC504从NIBP 传感器302接收NIBP测量信号。
c) 步骤553。控制器500处理NIBP测量信号。
d) 步骤554。控制器500校准处理后的NIBP测量信号，如果必要的话。
e) 步骤555。控制器500确定以mmHg为单位的测量的血压。
f) 步骤556。控制器计算测量血压的等效差动IBP换能器输出电压为传 感器灵敏度、激励电压和测量血压的乘积。
g) 步骤557。控制器500计算与该等效差动电压成比例的适当数值。
h) 步骤558。控制器500发送数值到DAC510。
i) 步骤559。输出信号调节器512縮放和调节DAC 510的输出电压并且 输出等效的IBP换能器输出电压以输入到IBP监控器318。传感器灵敏度
为了使接口对于任何测量的血压能够输出正确的等效IBP换能器输出 信号到IBP监控器，控制器需要提前知道IBP监控器被配置以其工作的传 感器灵敏度，以及由监控器提供的激励电压。激励电压由IBP监控器提供 并且由控制器通过激励信号调节器传感。但是，传感器灵敏度需要由用户 提供到接口，并且它必须与IBP监控器被配置以其工作的传感器灵敏度相 同。该灵敏度通常在监控器手册中指定。
该接口可以这种方式设计，即传感器灵敏度可由用户从两个或多个灵 敏度中选择。另外地，它可以被设计以基于5jliV / V / mmHg的默认灵敏度， 最常用的灵敏度来操作，如果不进行选择。
测量血压的数字输出
对于相同的压力测量范围和相同的激励电压，较大的传感器灵敏度将 提供较大范围的输出电压。例如，对于0 300mmHg的压力测量范围和5V 的激励电压，40pV/V/mmHg传感器将给出60mV(40pV / V / mmHg X 5VX300mmHg)的全输出电压范围，然而5|liV / V / mmHg将给出仅7.5mV 的输出电压范围。如果DAC输出电压减小100倍，DAC必须能够对于40pV / V / mmHg传感器输出至少6V且对于5pV / V / mmHg传感器输出至少 0.75V的电压范围。该输出电压范围可以代数地表示
VexcxSENSx(P墜P匪)
其中VExc是跨越激励端子的均方根(RMS)差动电压，SENS是所述IBP 监控器被配置以其工作的传感器灵敏度，并且Pmax和Pmin分別是所述接口 被配置以其工作的最大和最小压力。
如果其LSB/V(每伏特的最低有效位)的分辨率已经对于40|iiV/V/ mmHg传感器灵敏度而达到最大的DAC用于5|nV / V / mmHg灵敏度， DAC输出电压的分辨率从而数据点的数目将减小，使得血压波形变得比其 分辨率已经对于5pV / V / mmHg灵敏度优化的DAC更阶梯状或者较不平 滑。波形越阶梯状，它代表实际波形越差。
为了提高IBP监控器端的血压波形的平滑度，LSB / V的DAC输出电 压的分辨率应当以这种方式达到最大，即DAC仍然能够产生所需的DAC输出电压范围，其如上所指示，取决于传感器灵敏度、激励电压、压力测
量范围和DAC输出电压的縮放因子。所有这些可以通过使用允许其最大输 出电压范围可以由控制器配置的可编程DAC，并且通过配置DAC使其最 大输出电压范围稍微大于所需DAC输出电压范围来实现。
为了进一步提高在IBP监控器上显示的血压波形的平滑度，波形数值 的数目可以通过插值来增加。简单的方法是在每两个相邻数据点之间执行 线性插值。非线性插值方法例如二次插值和三次样条插值也可以使用。
IBP换能器输出信号的仿真
对于IBP换能器的输出电压电平的完全仿真，由该接口产生的等效IBP 换能器输出电压应当这样，即对于该等效电压两个端子的每个的电压电平 与将在传感器相应输出端子处产生的电平相同。因为IBP换能器输出信号 的标称中点电压与激励端子之间的中点电压相同，如上所述，该仿真可以 通过将差动输出电压关于激励端子之间的中点电压居中来实现。换句话说， 差动输出电压的中点位于激励端子之间的中点电压上，或者差动输出电压 的中点相对于负激励端子E-偏移跨越激励端子的电压的一半。
IBP换能器输出电压电平的近似仿真可以通过使差动输出电压的端子 之一采取激励端子之间的中点电压来实现。该近似仿真判断为足够的因为 与通常相对于负激励端子E-测量为伏特数量级的激励端子之间的中点电压 相比较，差动输出电压相对小，通常是毫伏或几十毫伏数量级。另外，实 现该近似仿真的电路可能比实现完全仿真的电路简单。
不仿真该偏移量，接口的输出电压将仍然由大多数IBP监控器接受是 可能的。例如，HP1006BIBP模块(Philips医疗系统)已经在实验室中显示接 受来自接口的输出电压，当负输出端子S-连接到接口的电气接地时。但是， 保守地，输出端子的电压电平应当被仿真，如果IBP监控器使用该电压电 平，连同其他特性一起，以检査IBP换能器的正常运行。
输入和输出阻抗
已知IBP监控器使用输入阻抗、输出阻抗、或二者来检测传感器的存 在和不存在或者传感器是否正常运行，所以这些阻抗应当被仿真。仿真这
23些阻抗将更精确地仿真实际情况并且帮助减少接口与IBP监控器之间通信 中问题的可能性。
与IBP监控器接口的电路
所提出的用于与IBP监控器接口的电路的电气示意图在图11中表示。 该电路提供与IBP监控器的激励和输入端子接口。它实现上面讨论的近似 仿真。该电路包括位于各种位置的单位增益电压输出器608或缓冲器，以 最小化负荷并且保证接口的任何不正常工作将不损害IBP监控器的电气安 全和电气性能。
参考图11，包括具有预先确定值并且串联的四个电阻器Rl 600， R2 602, R3 604和R4 606的分压器跨越激励端子而放置使得Rl 600等于R4 606并且R2 602等于R3 604。这意味着Rl 600与R2 602的和等于R3 604 与R4 606的和，使得R2 602和R3 604之间的连接点给出激励端子之间的 中点电压630。跨越R2 602和R3 604的电压代表跨越激励端子的电压的縮 放表示，縮放因子由比值(R2+R3)/(R1+R2+R3+R4)给出。该縮放电压提 供到双极型差动输入ADC 610的输入，并且ADC 610的输出由控制器500 读取。双极型ADC 610接受正和负输入差动电压。从该比值，控制器500 获得跨越激励端子的电压。四个电阻器以这种方式选择，即它们的和在IBP 监控器被配置与其一起工作的IBP换能器的输入阻抗范围内-这将仿真传感 器的输入阻抗。另夕卜，R2 602， R3 604和ADC610以这种方式配置，即跨 越R2 602和R3 604的电压在ADC 610的最大输入电压范围内。
从跨越激励端子的电压、传感器灵敏度和测量的血压中，控制器500 产生代表测量血压的适当数值并且发送数值到双极型DAC 620。双极型 DAC 620提供正和负输出电压。DAC 620的输出电压通过差动放大器以这 种方式縮放，即输出电压与对于相同的传感器灵敏度、跨越激励端子的相 同电压、以及相同的测量血压将在传感器输出产生的差动电压相同。然后， 经过縮放的差动电压通过加法放大器624叠加在激励端子之间的中点电压 630上。最终的输出提供到IBP监控器。电阻器R5 626跨越输出端子而放 置，使得R5 626在IBP监控器配置与其一起工作的IBP换能器的输出阻抗 范围内-这将仿真传感器的输出阻抗。另夕卜，DAC 620和DAC输出电压的縮放因子以这种方式选择，即DAC最大输出电压范围包括与接口被设计以 测量的血压的全范围相对应的DAC输出电压范围。
电路各个部分的备选方案可用。首先，上面的电路对加法放大器624 使用模拟中点电压630。获得该中点电压的一种备选方法是让控制器通过信 号调节器和ADC读取中点激励电压，产生数值并且发送数值到DAC，以 及让信号调节器将DAC输出电压调节到与实际中点电压相同的电平。另一 种备选方法是让控制器读取激励端子E+270和E-275处的电压并且计算中 点激励电压，代替直接读取中点电压。在两种备选方法中，电路可以被设 计以使用具有固定最大输入电压范围的ADC，或者其最大输入电压范围可 以通过软件或固件以这种方式配置即V/LSB的测量分辨率达到最大以给 出激励电压的更精确测量的ADC。
第二，上面电路中跨越激励端子的电压通过分压器传感。该电压也可 以通过差动放大器或者分压器和差动放大器的组合来传感。
第三，上面的电路使用差动输入ADC来接收跨越激励端子的縮放电压 以及使用控制器来基于縮放因子计算实际的差动电压。获得实际差动电压 的一种备选方法是使用单端输入ADC来接收激励端子E+ 270和E- 275的 每个的实际电压或者它的縮放表示，并且让控制器计算实际的差动电压。
第四，上面电路中激励端子之间的中点电压630通过分压器传感。该 中点电压也可以通过分压器和差动放大器的组合传感。
第五，上面的电路使用差动放大器622来縮放DAC输出电压。縮放 DAC输出的一种备选方法是使用分压器或者分压器和差动放大器的组合。
应当认为，DAC输出电压的縮放因子将因组件的差异而从一个电路装 配到另一个电路装配有所不同，并且这些差异将最终影响跨越输出端子S+ 280和S- 285的电压的精确度。解决该问题的一种方法是对于每个接口单元 确定实际的DAC输出电压縮放因子，然后在软件或固件中为计算而使用该 值。每个接口单元然后将具有它自己的DAC输出电压縮放因子。这将有助 于保证正确的输出电压跨越输出端子S+280和S-285而产生。
应当注意，负激励端子E-275不应当连接到接口的电气接地，因为E-275通常不与接口的电气接地分享相同的电势。连接它们将导致可能损坏接 口和IBP监控器的接地回路，损害设备的电气安全和电气性能。为了比较，当IBP换能器与IBP监控器一起使用时，传感器的E-端子275采取由IBP 监控器318施加到该端子的任何电压。实际上使用E- 275，也就是通过不 连接它到接口的电气接地，仿真该情况。
NIBP测量信号的校准
对于NIBP监控器，校准建立与NIBP测量信号相对应的绝对参考血压。 对于不具有内嵌校准能力的NIBP监控器，它的NIBP测量信号必须相对于 由另一个设备进行的血压测量而校准。 一种这种NIBP监控器在名称为 METHOD AND DEVICE FOR MONITORING BLOOD PRESSURE(监控血 压的方法和设备)的美国专利6,443,906号中描述，在此引用作为参考。该监 控器的一种实施方案包括测量音调的NIBP传感器，收容微处理器的监视 头，以及绑带。在该实施方案中，监控器捆绑到腕部，NIBP传感器放置在 桡动脉上以检测动脉中的血压。腕部运动以及监控器和腕部之间压縮组织 性质的变化可以使得传感器从其原始位置移位并且绑带张力改变。该移位 和张力变化将改变作用在传感器与腕部之间接触面积上的力。该力的变化 将改变NIBP测量信号，即时动脉压中不存在任何变化。
对于使用接口和上面测量音调的NIBP传感器的NIBP监控系统，校准 应当在NIBP测量时期开始以及无论何时有理由怀疑NIBP测量信号的改变 可能不是由动脉压的变化引起时执行。接口可以被设计以无论何时需要校 准时激励校准器。例如，接口可以被设计以允许用户通过按下接口上的按 钮或者点击计算机屏幕上的按钮来开始和中止校准。它也可以被设计以预 先确定的间隔，以取决于NIBP测量信号与生理实际信号的偏差的间隔，或 者以两组间隔的组合自动地开始校准，并且当必要时自动地中止校准。
应当理解，提供连续逐跳血压测量的NIBP监控器的校准器的选择不局 限于使用闭合袖口的那些。能够提供精确血压测量的任何血压测量设备可 以用作校准器。
IBP换能器用IBP监控器的调零
零mmHg时IBP换能器的输出电压通常不为零。该输出电压称作零偏 移量或零平衡。该偏移电压有时因由传感器传感区域水平面上的流体容积引起的静水压力而增加。为了精确的IBP测量，IBP换能器必须在监控开始 之前用IBP监控器调零。在调零期间，IBP监控器有效地读取总的偏移电压 并且将它与零mmHg相关联，或者严格地说，将计示压力调零，在这种情 况下为IBP监控器建立零mmHg参考电平。
含流体压力监控系统的调零过程需要临床医生手工地触发IBP监控器 以执行调零。它包括下面步骤
a) 准备IBP监控器以接收零mmHg时的传感器输出电压。
b) 定位IBP换能器的调零孔使得它处于病人心脏中间水平面。
c) 将调零活栓的把手关闭到病人并且松开或去除调零侧孔的下降盖。该 步骤将传感器与病人的动脉内压力阻隔并且打开传感器到大气。结果，一 些流体将流出侧孔。
d) 通过按下IBP监控器上的适当按键或按钮用IBP监控器调零传感器。 该调零必须手工地激励，因为不存在检査含流体系统是否准备好调零的自 动反馈。
e) 将活栓把手关闭到调零侧孔(关闭孔到大气)以重新接纳病人的压力。 病人的动脉内压力波形现在将出现在IBP监控器上。
f) 收紧下降盖以关闭侧孔。
接口用IBP监控器的调零
对于使用接口、如上所述测量音调的NIBP传感器，以及使用闭合袖口 的校准器的NIBP监控系统，初始调零过程可以包括下面的步骤
a) 准备IBP监控器以接收零mmHg时的传感器输出电压。
b) 使用校准器校准NIBP测量信号，施加的袖口处于病人心脏中间水平 面。从由校准器测量的参考血压和接收的NIBP测量信号中，控制器将建立 将NIBP测量信号关联到以mmHg为单位的血压的校准关系。因为IBP换 能器当它在使用中时通常不需要任何校准，该步骤可以认为仅部分地等效 于如传感器调零过程的步骤(b)中所述将BP传感器的调零孔定位于病人心 脏中间水平面。
c) 发送零mmHg信号到IBP监控器，通过将与零mmHg相对应的数值 发送到DAC。该信号的发送可以由接口自动地发起，或者由用户按下接口
27上或计算机屏幕上的按钮来发起。该步骤等效于如传感器调零过程的步骤(C)
中所述将IBP换能器打开到大气。数值可以是零或非零值，只要发送到IBP 监控器的零mmHg信号在与IBP监控器被配置以其工作的零平衡的范围相 对应的范围内。虽然AAMI标准规定零平衡在士 75mmHg内，如上所述， 大多数IBP监控器被设计以接受更大范围的零平衡。
d) 通过按下IBP监控器上的适当按键或按钮用IBP监控器调零接口。 该步骤等效于如传感器调零过程的步骤(d)中所述调零IBP换能器。
e) 通过按下接口上的按钮或者点击计算机屏幕上的按钮，发送等效的 IBP换能器输出电压到IBP监控器。接口将发送等效的IBP换能器输出电 压到IBP监控器。该步骤等效于如传感器调零过程的步骤(e)中所述关闭BP 传感器的活栓把手到调零侧孔以重新接纳病人的压力。
应当注意，上面的NIBP监控系统没有对传感器调零过程的步骤(f)的等 效步骤。
上面的过程指示调零在校准之后执行。校准实际上可以在调零之前执 行，意味着NIBP监控系统的上面步骤可以a， c， d， b和e的顺序进行。 任何随后的再校准可以进行而不需要任何调零，除非因为其他原因而需要。 如果不需要校准，步骤(b)可以去除。在任何情况下，调零和校准应当仅在 NIBP监控系统初始加电之后足够时间己经给予其预热之后执行。
如果再校准执行同时等效的IBP换能器输出信号仍然发送到IBP监控 器，血压波形将出现变形，如果校准器的闭合袖口与NIBP传感器作用于同 一胳膊。这是因为袖口对肱动脉的闭合将改变动脉压到桡动脉的正常传送。 虽然变形的波形可以实际地用于指示校准在进行中，它可能不注意地混淆 临床医生。NIBP监控系统的软件或固件可以被设计以提供暂时不在IBP监 控器上显示变形波形的选项，无论何时校准在进行中时。这可以通过发送 零mmHg信号到IBP监控器以显示零mmHg线，同时在监控器上显示"校 准进行中"消息通知临床医生来实现。
如果校准器袖口作用于另一个胳膊，血压波形将不会在校准期间变形， 所以将不需要防止波形显示在IBP监控器上，除非有原因这样做。这意味 着波形可以继续显示在IBP监控器上，无论校准是否在进行中。但是，因 为临床医生可能将闭合袖口应用于相同的胳膊或不同的胳膊，以这种方式设计接口 ，即当校准进行时零mmHg信号总是发送到IBP监控器可能是建 议的。
依赖于零mmHg时接口输出信号的稳定性，以规则或预先编程的间隔 执行调零可能是必需的。调零之后可以校准，虽然不一定。例如，如果NIBP 监控系统已经在测量时期开始时首次调零和校准之后环境温度波动太大， 再校准继之以再调零是建议的。但是，通常，由用户发起或者由系统自动 发起的NIBP监控系统的校准不总是需要继之以调零，除非有原因这样做。
为了保证没有多余的信号显示在IBP监控器上，接口可以这种方式配 置，即无论何时接口加电，默认地，零mmHg信号总是自动地发送到IBP 监控器。另外，由用户使用以发送零mmHg信号和等效IBP换能器输出电 压到IBP监控器的按钮可以设计成在两个功能之间切换的同一按钮。
接口的操作过程
包括校准和调零的操作过程的流程图在图12和13中说明。它包括下
面
a) 当步骤650中接口加电时，零mmHg信号通过步骤652由接口发送 到IBP监控器。
b) 激励电压通过步骤654读取。
c) NIBP测量信号通过步骤656接收并通过步骤658处理。
d) 如果校准没有在之前执行或者如果它因其他原因而需要，它通过步骤 664执行，此后控制器返回到步骤656以继续接收NIBP测量信号。
e) 如果调零没有在之前执行或者如果它因其他原因而需要，它通过步骤 670， 672， 674和676执行，此后控制器返回到步骤656以继续接收NIBP
f) 如果校准和调零不需要，测量的血压通过步骤678确定。
g) 测量血压的等效差动IBP换能器输出电压通过步骤680计算。
h) 该差动电压的适当数值通过步骤682计算。
i) 计算的数值通过步骤684发送到DAC。
j)如果需要继续NIBP测量，控制器返回到步骤656以继续接收NIBPk)如果不需要继续NIBP测量，过程结束。
输入、中间和输出信号
使用上述测量音调的NIBP传感器和5|uV / V / mmHg的传感器灵敏度 的接口的输入、中间和输出信号的说明在图14中表示。NIBP测量信号700 和激励电压705是输入信号。经过校准的NIBP 11量信号710是中间信号， 其由控制器产生。等效的差动IBP换能器输出电压715与跨越接口的输出 端子S+280和S-285的电压相同(图11)。
图14显示对于波形的第一跳收缩压为120mmHg且舒张压为80mmHg 的经过校准的信号。收縮压的相应等效差动IBP换能器输出电压由 (120mmHgX5VX5fiV/V/mmHg)，或3，000fiV给出。类似地，舒张压的 相应等效差动IBP换能器输出电压由(80mmHgX5VX5^iV/V/mmHg)， 或2，000inV给出。这些输出电压在输出信号块715中指示。
权利要求
1、一种将配置为连接在无创血压传感器和有创血压监控器之间的接口调零的方法，包括以下步骤根据所述有创血压监控器的操作指令，准备所述有创血压监控器以接收零信号；发送所述零信号到所述有创血压监控器；根据所述有创血压监控器的操作指令，在所述有创血压监控器上调零；以及根据所述有创血压监控器的操作指令，准备所述有创血压监控器以接收所述有创血压测量信号。
全文摘要
本发明涉及一种无创血压监控系统。基于单个微处理器的接口连接在无创血压(NIBP)传感器(302)和有创血压(IBP)监控器(318)之间。该接口有效地仿真IBP换能器使得IBP监控器看到该接口好像它是来自于含流体的血压监控导管的常规IBP换能器一样。它接收来自NIBP传感器的信号并且确定与该信号相对应的血压。它接受由IBP监控器提供的激励电压。从激励电压和IBP监控器被配置为其工作的已知传感器灵敏度中，接口仿真与血压相对应的IBP换能器输出信号。该接口也仿真IBP换能器的输入和输出阻抗。该接口用IBP监控器的调零可以与对于合流体系统的方法类似的方法来执行。
文档编号A61B5/021GK101455563SQ20081018436
公开日2009年6月17日 申请日期2004年1月29日 优先权日2003年1月29日
发明者白伟民, 蔡岳广, 黄金玖 申请人:健资国际私人有限公司