本发明涉及动脉定位与血压测量技术领域，尤其涉及无创连续实时准确测量动脉血压的方法及装置。
背景技术：
在临床的大型手术以及icu等紧急医用场合中，需要对患者的血压进行准确连续的每搏测量。通过对血压实时地观察，医生可以判断血液循环系统的参数，从而有针对性的进行治疗。临床上目前普遍的方法是使用连续的动脉穿刺导管方法来测量血压，该方法的测量结果是医学界关于测量血压的金标准。该方法虽然准确，但是会对人体造成损伤，而且对操作人员的要求比较高。医学界对于能够无创连续实时准确测量血压的设备有很强烈的需求，同时也一直是医疗科学研究的热门。
关于无创地血压测量方式，有听诊测量法、振动测量法、超声波测量法、动脉张力测量法以及恒定容积测量法。
听诊测量法、振动测量法、超声波测量法是通过检测发生的柯式音来确定患者的心脏的收缩压和舒张压，然而这三种方法需要通过袖带轮流充气放气，都仅能间歇性地测定压力值，不能在连续时间内测得血压的收缩压和舒张压，并且不能重现患者的实际血压波形，因此连续地每搏血压测量不能通过这些方法得以实现。
张力测量法和恒定容积测量法这两种血压测量方法是无创连续实时血压测量的主要方法。由于恒定容积法血压测量的方式是通过外界施加动态压力使手指或者身体其他部位的血氧参数维持在一个平稳的范围，间接地测量该动态压力而得到的血压参数，有较大的测量误差及较高的研发难度。
动脉张力测量法，通过压力传感器，置于动脉之上的皮肤，根据动脉张力的理论进行测量，该方法直接根据测得的压力值进行转换而得到血压值，以这种方式进行连续性检测的血压测量方法很热门，本专利就是利用动脉张力测量法原理来实现精确测量人体的血压值。
根据张力法原理，具有充分骨骼支撑的浅层动脉(如足背动脉、桡动脉)内的压力可能在一个透壁压力为零的，即血管为压平状态时被准确的记录下来。在压平状态下，动脉血管被压成狗骨状，在此压力的作用下，通常认为得到的压力是最大的峰峰值，此时得到的压力与零透壁压力相对应，此时通过压在血管正上方皮肤表面的压力传感器得到的波形即为动态血压的波形。
张力测量系统，通常也对压力传感器在被测量部位上的方向比较敏感，因此需要在测量的时候，传感器要垂直压在动脉血管正中央上方。因此寻找血管的位置，并将传感器压在正确的方向和精准地压在血管上尤其重要。
动脉血管内的压力通过人体组织等传递上来，不可避免地会有转移损失。尤其在进行足背动脉血压测量的时候，由于脚动脉处的肌腱很丰富，遮挡部分血管，在测量的时候，在皮肤上感受到的血压的搏动要比压在手腕处感受到的搏动要轻微。同样在腕部桡动脉进行测量的时候，由于有较厚的脂肪层对血管的压力具有缓冲作用，体质肥胖的人往往在皮肤表层测到的脉搏相对要微弱。
精确地定位血管并且将传感器垂直放在血管的正上方和减小组织对血管压力造成的损失对于动脉张力测量法准确测量相关动脉参数是至关重要的。关于精确定位血管位置，现有的产品基本上是通过横向和纵向地不断扫描，将传感器定位不同的位置，检测器测到的波形具有最大峰峰值的位置那就是血管的位置。关于减小由于中间组织造成的压力损失，现有的普遍做法是，在进行腕部桡动脉测量时，将腕部向外弯曲，使桡动脉从组织中暴露更多出来，从而使皮肤表层的感受到的动脉搏动更加强烈，但是长时间将手腕弯曲一定角度会使受试者或病人感到非常地不舒适。
尤其是对于减小组织对动脉血管搏动产生的压力穿透造成的损失这方面，还未找到合适的方法，这样会使检测到的血压信号偏低，使血压的测量误差偏大。而且，上述的腕部向外弯曲也只能对部分受测者有作用。
技术实现要素：
本发明旨在提供无创连续实时准确测量动脉血压的方法及装置，来解决精确定位动脉血管和减小组织对动脉脉搏产生的压力穿透造成的损失这两个问题。
文中涉及术语“横向扫描”和“垂直扫描”，横向扫描是指压力传感器在远离人体动脉处向动脉正上方靠近，再离开动脉的过程。此处的“扫描”一般是指线性的位置变动，也可以是其他任何方式。
垂直扫描是指压力传感器垂直于动脉血管向下施加压力的过程。在这个扫描过程中，动脉血管由不发生变化到压为扁平状态再到过度压缩状态，压力传感器再回到动脉血管被压为扁平状态时刻的位置。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
通过精确及可重复(视需要)地在被测个体的生理组织上配置传感器组件，传感器组件包含至少三个或更多压力传感器，其中至少一个是用于测量受试者血压或其它参数的传感器，把它称作测压传感器；其中另两个压力传感器是用来精确定位动脉血管，把它们称作定位传感器。
无创连续实时准确测量动脉血压的方法，将动脉血管两侧的组织下压以凸显出动脉血管，然后将测压传感器从动脉血管上方垂直下压动脉血管至扁平态，利用测压传感器对动脉血压进行测量。血管扁平态时动脉透壁压力为零，此时动脉血管被压成狗骨状，此时通过压在血管正上方皮肤表面的压力传感器得到的波形即为动态血压的波形。具体包括以下步骤：
步骤1、确定动脉位置，所述步骤1包括以下步骤：
子步骤1.1、用传感器组件横向扫描患者皮肤，记录扫描过程中定位传感器采集的脉压和该脉压对应的位置，所述传感器组件包括两个横向并排设置的定位传感器；
子步骤1.2、停止扫描，检索出两个定位传感器采集的脉压和的最大值及该最大值对应的位置；
子步骤1.3、横向移动传感器组件至所述最大值对应的位置；
步骤2、凸显动脉血管，所述步骤2包括以下步骤：
子步骤2.1、分别横向移动两个定位传感器，当定位传感器采集的脉压为0时停止移动，两个定位传感器的移动方向相反；
子步骤2.2、使两个定位传感器垂直向下移动一定距离，将动脉血管从覆盖的组织中凸显出来；下压距离可以根据本领域技术人员的经验来设置，此处不再赘述。
步骤3、测量动脉血压，所述步骤3包括以下步骤：
子步骤3.1、使测压传感器在两个定位传感器之间作垂直扫描，记录扫描过程中测压传感器采集的脉压和该脉压对应的位置信息；
子步骤3.2、停止扫描，检索出测压传感器采集的脉压的最大值及该最大值对应的位置；
子步骤3.3、垂直移动测压传感器到所述脉压最大值对应的位置，利用测压传感器对动脉血压进行测量。
进一步的，所述步骤1之前复位所述传感器组件；复位状态时，两个定位传感器相接触，测压传感器位于定位两个定位传感器正上方。
进一步的，上述方法是利用无创连续实时准确测量动脉血压的装置来处理的，所述装置包括传感器组件、控制器组件和电机组，所述传感器组件包括测压传感器和两个定位传感器，所述电机组用于驱动传感器组件的横向移动和垂直移动，所述传感器组件将信号传递给控制器组件，所述控制器组件控制电机组的运转。
进一步的，所述控制器组件的信号采集频率为50hz。
进一步的，每个定位传感器的移动分别由两个电机驱动，测压传感器的移动分别由两个电机驱动，所述控制器组件控制每个电机的运转。当然的，也可以只用5个电机，其中3个电机分别控制3个传感器的横向移动；另1个电机控制测压传感器的垂直移动，另1个电机控制两个定位传感器的垂直移动。
无创连续实时准确测量动脉血压的装置，包括传感器组件、控制器组件和电机组，所述传感器组件包括测压传感器和两个定位传感器，所述电机组用于驱动传感器组件的横向移动和垂直移动，所述传感器组件将信号传递给控制器组件，所述控制器组件控制电机组的运转。
作为优选，所述两个定位传感器平行并排在同一的水平面上，两个定位传感器相接触，所述测压传感器位于两个定位传感器正上方。
进一步的，还包括测量装置本体和设置在测量装置本体上的固定带，所述传感器组件、控制器组件和电机组设于测量装置本体中。
进一步的，所述测量装置本体设有测量腔室，所述测量腔室底部敞口，所述传感器组件位于测量腔室中。
进一步的，所述控制器组件和电机组位于传感器组件上方。
进一步的，所述电机组包括六个电机，所述测压传感器的横向移动和垂直移动分别由两个电机控制，所述定位传感器的横向移动和垂直移动分别由两个电机控制，所述定位传感器的横向移动和垂直移动分别由两个电机控制。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明可精确的定位动脉血管的位置，定位传感器的下压，可以将血管周围的肌腱等组织带动压下去，将血管尽可能的从覆盖的组织中凸显出来，从而使皮肤表层能够检测到更加强烈的动脉搏动。在张力测量法的应用上，本发明可以使血压的测量受到的干扰因素更小，并且，减少了动脉血管内压力信号在转移过程中的损耗，使得测量结果更加准确，即使在脉搏相对微弱的足背动脉处，也有很好的测量结果。
附图说明
图1是本发明中方法的流程图；
图2是本发明中装置的结构示意图；
图3是本发明中装置佩戴在脚上的结构示意图；
图4是本发明中传感器组件的结构示意图；
图中：101-右脚、102-足背动脉、200-测量装置本体、201-固定带、202-固定支架、203-传感器组件、204-电机组、205-控制器组件、206-测量腔室、232-第一定位传感器、233-第二定位传感器。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明。
需要注意的是，本具体实施方式中主要描述了在人体的脚背处精确寻找足背动脉的方法和装置，但是本发明也同样适用于人体其他部位寻找动脉血管，比如精确定位桡动脉、肱动脉、股动脉、颈动脉等。
如图1所示，本发明公开的无创连续实时准确测量动脉血压的方法，将动脉血管两侧的组织下压以凸显出动脉血管，然后将测压传感器从动脉血管上方垂直下压动脉血管至扁平态，利用测压传感器对动脉血压进行测量。具体包括以下步骤：
步骤1、确定动脉位置，所述步骤1包括以下步骤：
子步骤1.1、用传感器组件横向扫描患者皮肤，记录扫描过程中定位传感器采集的脉压和该脉压对应的位置，所述传感器组件包括两个横向并排设置的定位传感器；
子步骤1.2、停止扫描，检索出两个定位传感器采集的脉压和的最大值及该最大值对应的位置；
子步骤1.3、横向移动传感器组件至所述最大值对应的位置；使传感器组件的中线对齐所述最大值对应的位置，两个定位传感器关于中线对称设置。
步骤2、凸显动脉血管，所述步骤2包括以下步骤：
子步骤2.1、分别横向移动两个定位传感器，当定位传感器采集的脉压为0时停止移动，即两个定位传感器感受不到脉搏搏动的压力信号时停止；两个定位传感器的移动方向相反；
子步骤2.2、使两个定位传感器垂直向下移动一定距离，将动脉血管从覆盖的组织中凸显出来；下压距离可以根据本领域技术人员的经验来设置，此处不再赘述。
步骤3、测量动脉血压，所述步骤3包括以下步骤：
子步骤3.1、使测压传感器在两个定位传感器之间作垂直扫描，记录扫描过程中测压传感器采集的脉压和该脉压对应的位置信息；
子步骤3.2、停止扫描，检索出测压传感器采集的脉压的最大值及该最大值对应的位置；
子步骤3.3、垂直移动测压传感器到所述脉压最大值对应的位置，利用测压传感器对动脉血压进行测量。
进一步的，所述步骤1之前复位所述传感器组件；复位状态时，两个定位传感器相接触，测压传感器位于定位两个定位传感器正上方。本发明方法是利用无创连续实时准确测量动脉血压的装置来处理的，
如图2、3所示，本发明公开的无创连续实时准确测量动脉血压的装置，包括传感器组件203、控制器组件205和电机组204，传感器组件203包括测压传感器231、第一定位传感器232和第二定位传感器233，电机组204用于驱动传感器组件203的横向移动和垂直移动，传感器组件203将信号传递给控制器组件205，控制器组件205控制电机组204的运转。其中控制器组件205每秒采集50个,即信号采集频率为50hz。作为优选，两个定位传感器为大小相同、材料相同的长条形压力传感器，测压传感器为一个直径大小为2至6mm的压力传感器。如图4所示，第一定位传感器232和第二定位传感器233的横截面为矩形，测压传感器231为圆柱形，测压传感器231的轴线垂直于第一定位传感器232和第二定位传感器233。
每个定位传感器的移动分别由两个电机驱动，测压传感器的移动分别由两个电机驱动，进一步的，电机组204包括六个电机，测压传感器231的横向移动和垂直移动分别由两个电机控制，第一定位传感器232的横向移动和垂直移动分别由两个电机控制，第二定位传感器233的横向移动和垂直移动分别由两个电机控制。
进一步的，还包括测量装置本体200、设置在测量装置本体200上的固定带201，测量装置本体200两侧设有固定支架202，固定带201与固定支架202连接。传感器组件203、控制器组件205和电机组204设于测量装置本体200中。测量装置本体200设有测量腔室206，测量腔室206底部敞口，传感器组件203位于测量腔室206中，其中，两个定位传感器的底面与测量腔室206底面齐平。控制器组件205和电机组204位于传感器组件203上方。固定带201和固定支架202主要用来把装置稳稳地固定在脚背上，确保在小的干扰下也能准确测量受试者的血压和其他参数。
控制器组件205是整个测量装置的核心，起到控制作用，包含mcu等各种控制芯片及其电路。控制器组件用于和上位机的通信、信号检测和逻辑处理及控制电机。本具体实施方式中控制器组件采用mcu系统，但不局限于mcu，根据不同场合需要，可以是dsp、cpld和fpga等嵌入式芯片。控制器组件会通过接口读取传感器组件所测得的实时数据，以及发出控制信号控制制动器组件中的电机的运转。本发明中条件判断以及相应的动作执行的逻辑都该组件进行，具体的实现由开发人员编写程序烧录到mcu。
检测开始之前，将本发明装置置于要测的动脉血管附近合适位置如果传感器检测不到信号，可以适当调整佩戴位置，复位系统设置，复位电机转态，复位传感器的位置。复位的状态的时候，如图4所示，第一定位传感器232和第二定位传感器233平行并排贴在一起，且位于测量装置本体200的左侧；测压传感器231位于两个定位传感器上方的正中央。
装置启动，在控制器组件205的控制下电机带动传感器组件进行整体横向移动来回扫描一个回合。在扫描过程中，控制器组件205从两个定位传感器以一定的频率分别读取检测到的脉压数据，将两个定位传感器脉压的和值以及此时的位置记录，作为优选频率为50hz。
扫描结束之后，检索出两个定位传感器的脉压和值为最大的值以及对应的位置。控制器组件205控制电机组204去带动传感器组件203，将两个闭合在一起的定位传感器的中央对应到上述和值最大值所对应位置上。
使第一定位传感器232逐渐向外移动，控制器组件205检测第一定位传感器232的信号为零，停止向外移动。第二定位传感器233执行相同的操作。需要注意的是，此时定位传感器上方的测压传感器231保持原有位置不动，此刻两个定位传感器中间就是足背动脉。
紧接着电机控制两个定位传感器垂直往下压，下压到中间的足背动脉有明显凸出时停止。这个明显凸出时可以通过下压距离来控制，下压距离可以根据本领域技术人员的经验来设置，此处不再赘述。
固定好定位传感器后，测压传感器231还在足背动脉正上方，控制器组件205输出控制信号控制电机组中相应的电机来驱动测压传感器231垂直扫描一个回合。记录扫描过程中的测压传感器231检测的最大值以及对应的位置，然后将测压传感器231垂直往下压到最大值对应的位置，此时动脉血管被压为扁平状态，再测压传感器231测量受试者血压及其他参数。
在精确寻找足背动脉时，控制器组件205输出控制信号给电机组204，电机组204中相应的电机接收到控制信号后开始运转，驱动第一定位传感器232和第二定位传感器233横向扫描寻找两个传感器检测的脉压值之和最大的位置，然后再控制第一定位传感器232和第二定位传感器233垂直下压，让中间的足背动脉102凸显出来。固定好定位传感器后，测压传感器231还在足背动脉正上方，驱动测压传感器231把足背动脉102压为扁平状态，测压传感器231开始测量受试者血压及其他参数。本发明可以精确的定位动脉血管的位置，定位传感的往下压，可以将血管周围的肌腱等组织带动压下去，将血管尽可能的从覆盖的组织中凸显出来，从而使皮肤表层能够检测到更加强烈的动脉搏动。在张力测量法的应用上，本发明可以使血压的测量受到的干扰因素更小，并且，减少了动脉血管内压力信号在转移过程中的损耗，使得测量结果更加准确。即使在脉搏相对微弱的足背动脉处，也有很好的测量结果。
当然，本发明还可有其它多种实施方式，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。