專利名稱：無創(chuàng)血壓監(jiān)控系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及血壓監(jiān)控系統(tǒng)，尤其涉及但不僅涉及無創(chuàng)血壓傳感器和有創(chuàng)血壓監(jiān)控器之間的接口。
背景技術(shù)：
血壓是在病人心血管健康的評價中使用的最重要生命指征之一。在重癥護理中，它通常使用有創(chuàng)含流體的監(jiān)控導(dǎo)管，也稱作動脈導(dǎo)管連續(xù)地監(jiān)控，其中導(dǎo)管插入動脈中并且來自動脈的血壓通過12～84英寸長的含流體導(dǎo)管傳送到血壓傳感器。由傳感器測量的動脈壓顯示在有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器上。這種系統(tǒng)的示意圖在圖1中描繪。
該動脈內(nèi)方法不僅允許動脈壓基于逐跳連續(xù)監(jiān)控，而且允許動脈血通過含流體的系統(tǒng)采樣而不需要將導(dǎo)管插入另一個動脈位置。在許多醫(yī)院中，IBP監(jiān)控器形成中央監(jiān)控系統(tǒng)的一部分，其中來自醫(yī)院中各個位置的病人的動脈壓測量可以從中央位置或者從醫(yī)院內(nèi)的其他位置監(jiān)控。但是，該監(jiān)控血壓的有創(chuàng)方法與并發(fā)癥例如傳染病、血栓癥和氣泡栓塞的風險相關(guān)。
提供連續(xù)逐跳血壓的無創(chuàng)測量方法給出有創(chuàng)血壓監(jiān)控的備選方案，因為它們不會攜帶與有創(chuàng)監(jiān)控相關(guān)聯(lián)的并發(fā)癥的風險。動脈音調(diào)測量法和血管無負荷方法是兩種這種方法。這些方法可以在不適合使用有創(chuàng)方法的情況下，特別是對于還沒有位于適當位置的動脈導(dǎo)管并且也不需要動脈血采樣的病人使用來測量血壓。
提供連續(xù)逐跳測量的商業(yè)無創(chuàng)血壓(NIBP)監(jiān)控器大部分是獨立的監(jiān)控器，其不僅不能或不能容易地連接到中央監(jiān)控系統(tǒng)，而且需要單獨的監(jiān)控器來顯示它們的波形。例如，Colin(Komaki，日本)的型號7000/CBM-7000 NIBP監(jiān)控器和Pilot/BP-508多參數(shù)監(jiān)控器，二者都提供橈動脈處測量音調(diào)的血壓測量，是具有其自己的顯示器的獨立監(jiān)控器并且不能容易地連接到中央監(jiān)控系統(tǒng)。這同樣適用于Ohmeda(現(xiàn)在Datex-Ohmeda，Madison，WI，U.S.A.)的Finapres2300 NIBP監(jiān)控器和2350 NIBP/SpO2監(jiān)控器以及UEDA電子工業(yè)(東京，日本)的USM-803 NIBP監(jiān)控器，它們都使用血管無負荷方法測量手指處的連續(xù)逐跳血壓。顯示這種監(jiān)控器的主要元件的框圖在圖2中表示。
另一種商業(yè)NIBP監(jiān)控器，Medwave(Minneapolis，MN，U.S.A.)的VasotracAPM 205A，通過大約每15次心跳提供壓力波形的一跳，以及相應(yīng)的收縮、舒張和平均動脈壓讀數(shù)來連續(xù)地測量血壓。它使用改進的示波器方法，其中增加和降低壓力的各種周期在15次心跳的時期內(nèi)應(yīng)用于橈動脈，并且血壓從由傳感器在該時期內(nèi)檢測的壓力信號的特性獲得。該監(jiān)控器的主要元件與圖2中那些相同。
Vasotrac APM 205A是獨立的監(jiān)控器。但是，公司銷售一種可選的接口，稱作NIA V-Line，其將Vasotrac APM 205A連接到現(xiàn)有IBP監(jiān)控器以使得壓力波形能夠顯示在IBP監(jiān)控器上。該接口的應(yīng)用的框圖在圖3中表示。該接口與名稱為ARTERIAL LINEEMULATOR(動脈導(dǎo)管仿真器)的美國專利6,471,646號相關(guān)。該接口的一個缺點在于它需要使用Vasotrac自身以便工作，所以僅希望將來自Vasotrac的NIBP波形顯示在現(xiàn)有IBP監(jiān)控器上的醫(yī)院除了接口之外必須購買Vasotrac。該情況為醫(yī)院增加采購成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種設(shè)備，其朝向克服上面的缺點走了一小段距離，或者其將至少為公眾提供有用的選擇。
在第一方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；
第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；以及輸出，配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；其中所述第一輸入連接到NIBP傳感器并且所述第二輸入和所述輸出都連接到IBP監(jiān)控器。
優(yōu)選地，所述第二輸入和所述輸出配置以借助于所述接口與IBP監(jiān)控器的IBP接口電纜之間的可分離或可配置連接而連接到IBP監(jiān)控器。
優(yōu)選地，所述連接包括適配器，其第一連接器配置以連接到所述接口而第二連接器配置以連接到IBP接口電纜的傳感器端。
優(yōu)選地，所述適配器包括所述第一和第二連接器之間的電纜。
優(yōu)選地，所述適配器不包括所述第一和第二連接器之間的電纜。
在第二方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；以及輸出，配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；其中所述處理器被配置使得用戶可以從預(yù)先確定范圍的處理選項中選擇。
優(yōu)選地，所述處理器包括嵌入式微處理器系統(tǒng)，個人計算機，或者二者的組合。
優(yōu)選地，所述處理選項包括嵌入式微處理器系統(tǒng)，個人計算機，和二者的組合。
優(yōu)選地，所述組合被配置使得所述嵌入式微處理器系統(tǒng)和所述個人計算機獨立地工作，使得所述接口可以接收所述測量信號和所述激勵信號并且可以根據(jù)預(yù)先確定的指令產(chǎn)生指示受檢者IBP的輸出信號而不需要使用所述個人計算機，并且所述個人計算機形成所述接口的可選部分并且用于另外的信號和數(shù)據(jù)處理。
優(yōu)選地，所述組合被配置使得所述嵌入式微處理器系統(tǒng)和所述個人計算機二者合作以接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令產(chǎn)生指示受檢者IBP的輸出信號。
在第三方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；以及輸出，配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；其中所述處理器被配置使得用戶可以從預(yù)先確定范圍的選擇中相對于所述測量信號選擇所述輸出信號的靈敏度。
優(yōu)選地，所述靈敏度可以由用戶選擇或指定。
優(yōu)選地，所述范圍包括5μV/V/mmHg和40μV/V/mmHg。
在第四方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；配置以確定所述激勵信號的差動電壓；以及配置以確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號和所述差動電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；以及輸出，配置以接收所述中點電壓并且配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點。
優(yōu)選地，所述第二輸入包括分壓器，差動放大器，或二者的組合，配置以傳感和調(diào)節(jié)所述差動電壓。
優(yōu)選地，所述處理器配置以通過包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)的電路接收正和負范圍的所述經(jīng)過調(diào)節(jié)的差動電壓。
優(yōu)選地，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)是雙極型ADC。
優(yōu)選地，所述第二輸入包括分壓器或者分壓器和差動放大器的組合，配置以傳感和調(diào)節(jié)所述中點電壓。
在第五方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；配置以確定所述激勵信號的差動電壓；以及配置以確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號、所述差動電壓和所述中點電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；以及輸出，配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點。
優(yōu)選地，所述第二輸入包括分壓器，差動放大器，或二者的組合，配置以傳感和調(diào)節(jié)所述差動電壓。
優(yōu)選地，所述處理器配置以通過包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)的電路接收正和負范圍的所述經(jīng)過調(diào)節(jié)的差動電壓。
優(yōu)選地，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)是雙極型ADC。
優(yōu)選地，所述第二輸入包括分壓器或者分壓器和差動放大器的組合，配置以傳感和調(diào)節(jié)所述中點電壓。
優(yōu)選地，所述處理器配置以通過包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)的電路接收正和負范圍的所述經(jīng)過調(diào)節(jié)的中點電壓。
優(yōu)選地，所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)是雙極型ADC。
優(yōu)選地，所述處理器包括雙極型數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)以提供所述中點電壓到所述輸出。
優(yōu)選地，所述輸出包括分壓器或者分壓器和差動放大器的組合，配置以縮放和調(diào)節(jié)所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)的輸出信號，使得經(jīng)過縮放和調(diào)節(jié)的信號的中點電壓基本上類似于所述中點電壓。
在第六方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；并且其中所述輸出信號的差動電壓取決于所述激勵信號、預(yù)先確定或可選擇的傳感器靈敏度，以及所述測量信號；以及輸出，配置以適合于輸入到所述IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號，包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)以從所述處理器接收輸出信號，以及所述DAC根據(jù)預(yù)先確定的指令配置使得它的全程輸出電壓范圍包括與受檢者NIBP的預(yù)先確定最大壓力范圍相對應(yīng)的電壓范圍。
優(yōu)選地，所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)是可配置的雙極型DAC；所述處理器進一步被配置以配置所述DAC；以及所述DAC進一步被配置以優(yōu)化所述全程輸出電壓范圍的分辨率。
優(yōu)選地，所述全程電壓范圍與下面數(shù)學(xué)表達式的結(jié)果成比例VEXC×SENS×(PMAX-PMIN)優(yōu)選地，所述輸出包括配置以縮放和調(diào)節(jié)所述輸出信號的電路，使得所述輸出信號的差動電壓等于下面數(shù)學(xué)表達式的結(jié)果VEXC×SENS×P
優(yōu)選地，所述電路包括分壓器、差動放大器，或者二者的組合。
優(yōu)選地，所述處理器進一步被配置以通過插值增加所述輸出信號的數(shù)值的數(shù)目，以便提高輸入到IBP監(jiān)控器的信號的平滑度。
優(yōu)選地，所述插值包括線性插值，非線性插值，或者二者的組合。
在第七方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；以及輸出，配置以確定所述輸出信號的輸出差動電壓；并且具有配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號的至少兩個端子；其中所述第二輸入，所述處理器和所述輸出被配置使得所述兩個端子的每個的電壓電平基本上類似于由IBP換能器對于受檢者內(nèi)相同的壓力變化而產(chǎn)生的電壓電平。
優(yōu)選地，所述接口配置使得所述端子處的輸出信號通過將所述激勵信號關(guān)于所述接口的電氣接地的中點電壓加到所述輸出差動電壓的中點而獲得，該輸出差動電壓是下面數(shù)學(xué)表達式的結(jié)果VEXC×SENS×P優(yōu)選地，所述輸出包括加法放大器以增加中點電壓。
優(yōu)選地，所述接口配置使得所述端子處的輸出信號通過將所述激勵信號關(guān)于所述接口的電氣接地的中點電壓加到所述輸出差動電壓的任一端子處的電壓而獲得，該輸出差動電壓是下面數(shù)學(xué)表達式的結(jié)果VEXC×SENS×P優(yōu)選地，所述輸出被配置使得所述激勵信號的所述中點電壓由加法放大器增加到所述輸出差動電壓的任一端子處的電壓。
在第八方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；以及輸出，配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；其中所述第二輸入被配置以提供預(yù)先確定范圍內(nèi)的輸入阻抗。
優(yōu)選地，所述預(yù)先確定范圍是大于200歐姆。
優(yōu)選地，所述處理器和所述第二輸入被配置使得用戶可以選擇輸入阻抗。
優(yōu)選地，所述第二輸入包括位于輸入端子之間與所述輸入阻抗相對應(yīng)的一個或多個電阻器。
在第九方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；以及輸出，配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；其中所述輸出裝置被配置以提供預(yù)先確定范圍內(nèi)的輸出阻抗。
優(yōu)選地，所述預(yù)先確定范圍是小于3,000歐姆。
優(yōu)選地，所述處理器和所述輸出被配置使得用戶可以選擇輸出阻抗。
優(yōu)選地，所述輸出包括跨越輸出端子而放置的與所述輸出阻抗相對應(yīng)的一個或多個電阻器。
在第十方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；輸出，配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及校準設(shè)備，配置以提供校準信號到所述處理器；其中所述處理器被配置以根據(jù)預(yù)先確定的指令校準所述測量信號。
優(yōu)選地，所述測量信號的校準可以由用戶開始和中止。
優(yōu)選地，所述測量信號的校準由所述處理器根據(jù)預(yù)先確定的指令自動地開始和中止。
優(yōu)選地，所述測量信號的校準以預(yù)先確定的間隔，以取決于所述測量信號與生理實際信號的偏差的間隔，或者以兩組間隔的組合自動地開始。
在第十一方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；以及輸出，配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；其中所述處理器進一步被配置以根據(jù)預(yù)先確定的指令提供零信號到所述輸出。
優(yōu)選地，所述處理器被配置以當所述測量信號的校準進行時或者當所述測量信號作為校準的結(jié)果失真時，提供所述零信號到所述輸出。
優(yōu)選地，所述處理器被配置以在任一時刻提供所述零信號或所述輸出信號到所述輸出。
優(yōu)選地，所述零信號和所述輸出信號的發(fā)送可以由用戶開始和中止。
優(yōu)選地，所述零信號和所述輸出信號的發(fā)送可以由用戶交替改變。
優(yōu)選地，當所述接口加電時所述零信號提供到所述輸出。
優(yōu)選地，無論何時沒有其他信號提供到所述輸出時，所述零信號總是提供到所述輸出。
優(yōu)選地，所述零信號的輸出信號在±75mmHg內(nèi)。
在第十二方面，本發(fā)明在于一種將配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口調(diào)零的方法，包括步驟根據(jù)所述IBP監(jiān)控器的操作指令，準備所述IBP監(jiān)控器以通過輸出接收所述零信號；通過所述輸出發(fā)送所述零信號到所述IBP監(jiān)控器；根據(jù)所述IBP監(jiān)控器的操作指令，在所述IBP監(jiān)控器上調(diào)零；以及根據(jù)所述IBP監(jiān)控器的操作指令，準備所述IBP監(jiān)控器以通過所述輸出接收所述NIBP測量信號。
在第十三方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；配置以確定所述激勵信號的差動電壓；以及配置以確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號和所述差動電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；輸出，配置以接收所述中點電壓并且配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點；所述處理器和輸出被配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供相對于所述測量信號的輸出差動電壓；以及所述輸出被配置以將所述中點電壓加到所述輸出差動電壓的中點。
在第十四方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；配置以確定所述激勵信號的差動電壓；以及配置以確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號和所述差動電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；輸出，配置以接收所述中點電壓并且配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點；所述處理器和輸出被配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供相對于所述測量信號的輸出差動電壓；以及所述輸出被配置以將所述中點電壓加到所述輸出差動電壓的任一端子處的電壓。
在第十五方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；配置以確定所述激勵信號的差動電壓；以及配置以確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號、所述差動電壓和所述中點電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；輸出，配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點；所述處理器和輸出以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供相對于所述測量信號的輸出差動電壓；以及所述輸出被配置以將所述中點電壓加到所述輸出差動電壓的中點。
在第十六方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；配置以確定所述激勵信號的差動電壓；以及配置以確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號、所述差動電壓和所述中點電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；輸出，配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點；所述處理器和輸出被配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供相對于所述測量信號的輸出差動電壓；以及所述輸出被配置以將所述中點電壓加到所述輸出差動電壓的任一端子處的電壓。
在第十七方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的激勵信號的差動電壓；以及配置以確定所述激勵信號的中點電壓；
至少一個處理器，配置以接收所述測量信號和所述差動電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；以及輸出，配置以接收所述中點電壓并且配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點。
在第十八方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的激勵信號的差動電壓；以及配置以確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號和所述差動電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；輸出，配置以接收所述中點電壓并且配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點；所述處理器和輸出被配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供相對于所述測量信號的輸出差動電壓；以及所述輸出被配置以將所述中點電壓加到所述輸出差動電壓的中點。
在第十九方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的激勵信號的差動電壓；以及配置以確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號和所述差動電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；輸出，配置以接收所述中點電壓并且配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點；
所述處理器和輸出被配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供相對于所述測量信號的輸出差動電壓；以及所述輸出被配置以將所述中點電壓加到所述輸出差動電壓的任一端子處的電壓。
在第二十方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的激勵信號的差動電壓；以及配置以確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號、所述差動電壓和所述中點電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；以及輸出，配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點。
在第二十一方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的激勵信號的差動電壓；以及配置以確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號、所述差動電壓和所述中點電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；輸出，配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點；所述處理器和輸出被配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供相對于所述測量信號的輸出差動電壓；以及所述輸出被配置以將所述中點電壓加到所述輸出差動電壓的中點。
在第二十二方面，本發(fā)明在于一種配置以連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置以接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置以接收由IBP監(jiān)控器提供的激勵信號的差動電壓；以及配置以確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置以接收所述測量信號、所述差動電壓和所述中點電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者IBP的輸出信號；輸出，配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點；所述處理器和輸出被配置以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供相對于所述測量信號的輸出差動電壓；以及所述輸出被配置以將所述中點電壓加到所述輸出差動電壓的任一端子處的電壓。
對于本發(fā)明涉及的領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員，本發(fā)明構(gòu)造的許多變化以及廣泛不同的實施方案和應(yīng)用將暗示他們，而不背離在附加權(quán)利要求中定義的本發(fā)明的范圍。這里的公開和描述純粹是說明性的而不打算在任何意義上限制。
本發(fā)明在于前述并且同樣關(guān)注下面給出實例的構(gòu)造。


本發(fā)明的一種優(yōu)選形式現(xiàn)在將參考附隨附圖來描述，其中圖1是現(xiàn)有技術(shù)有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控系統(tǒng)的示意圖。
圖2是包括NIBP傳感器以及控制和顯示監(jiān)控器的現(xiàn)有技術(shù)無創(chuàng)血壓監(jiān)控(NIBP)系統(tǒng)的框圖。
圖3是包括NIBP傳感器、控制和顯示監(jiān)控器，以及接口的現(xiàn)有技術(shù)NIBP監(jiān)控系統(tǒng)的框圖。
圖4是具有5μV/V/mmHg靈敏度的現(xiàn)有技術(shù)有創(chuàng)血壓傳感器的電氣示意圖。
圖5是包括NIBP傳感器、接口、校準器、適配器、IBP接口電纜和IBP監(jiān)控器的NIBP監(jiān)控系統(tǒng)的框圖。
圖6是接口使用個人計算機作為控制器的圖5的NIBP監(jiān)控系統(tǒng)圖7是接口使用微控制器作為控制器的圖5的NIBP監(jiān)控系統(tǒng)實施方案的框圖。
圖8是接口與個人計算機和微控制器一起工作以完成基本功能及更多的圖5的NIBP監(jiān)控系統(tǒng)實施方案的框圖。
圖9是顯示接口的主要元件和一般信號流的圖6，7和8的NIBP監(jiān)控系統(tǒng)的框圖。
圖10是說明根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的接口的一般操作的流程圖。
圖11是與IBP監(jiān)控器接口的提出電路的框圖。
圖12是說明根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的接口的操作過程的流程圖。
圖13是圖12的流程圖的繼續(xù)。
圖14是根據(jù)本發(fā)明設(shè)計的接口的輸入、中間和輸出信號的說明。
具體實施例方式
動脈內(nèi)壓力或IBP監(jiān)控系統(tǒng)典型地包括含流體的監(jiān)控導(dǎo)管(A導(dǎo)管)和IBP監(jiān)控器100，如已經(jīng)在圖1中描繪的。含流體的監(jiān)控導(dǎo)管典型地包括導(dǎo)管105，管道110，IBP換能器115(也簡稱為血壓傳感器)，靜脈內(nèi)(IV)袋120，以及IV袋120的壓力輸注袖口125。使用中的大多數(shù)IBP換能器通常是一次性或部分一次性的。部分一次性的傳感器典型地包括與系統(tǒng)中流體接觸的一次性圓蓋，以及不與流體接觸的可重用傳感器。IBP換能器的電氣示意圖在圖4中表示。
IBP接口電纜用來將傳感器連接到IBP監(jiān)控器。IBP監(jiān)控器可以獨立監(jiān)控器的形式，作為集成的多參數(shù)病人監(jiān)控器的一部分，或者作為模塊化多參數(shù)監(jiān)控器的插入模塊或筒而出現(xiàn)。本發(fā)明涉及現(xiàn)有動脈內(nèi)壓力監(jiān)控系統(tǒng)的含流體監(jiān)控導(dǎo)管用具有設(shè)計以與現(xiàn)有IBP監(jiān)控器一起使用的無創(chuàng)系統(tǒng)的替換。該無創(chuàng)系統(tǒng)包括NIBP傳感器，接口，以及如果需要的話，校準NIBP測量信號的校準器。接口連接在NIBP傳感器和IBP監(jiān)控器之間。
本發(fā)明的優(yōu)選實施方案包括將無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器連接到有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器或模塊的基于單個微處理器的接口。該接口以這種方式有效地仿真IBP換能器，即IBP監(jiān)控器看到該接口好像它是來自含流體的壓力監(jiān)控導(dǎo)管的常規(guī)IBP換能器一樣。它將使用NIBP傳感器測量的血壓轉(zhuǎn)換成等效的IBP換能器輸出信號，以輸入到IBP監(jiān)控器。接口用IBP監(jiān)控器的調(diào)零可以容易地以類似于對于含流體系統(tǒng)的方法執(zhí)行。包括適當NIBP傳感器和該接口的無創(chuàng)系統(tǒng)可以用作含流體監(jiān)控導(dǎo)管的備選方案。
根據(jù)本發(fā)明的接口基于已知IBP換能器靈敏度來操作，接受由IBP監(jiān)控器提供的激勵電壓，并且產(chǎn)生與測量的血壓相對應(yīng)的等效IBP換能器輸出信號。該接口也仿真IBP監(jiān)控器被配置與其一起工作的IBP換能器的輸入和輸出阻抗。IBP監(jiān)控器自身可以連接到中央監(jiān)控系統(tǒng)，但是該連接可能不是必需的。
該接口提供使得連續(xù)逐跳血壓能夠由無創(chuàng)裝置監(jiān)控，同時允許醫(yī)務(wù)人員繼續(xù)使用他們已經(jīng)熟悉的現(xiàn)有IBP監(jiān)控器的優(yōu)點。這允許醫(yī)務(wù)人員繼續(xù)受益于由病人監(jiān)控器提供的多參數(shù)監(jiān)控，其提供生命指征例如除IBP之外ECG、氧飽和、呼吸以及心輸出量的監(jiān)控。這也使得他們繼續(xù)受益于IBP或病人監(jiān)控器連接到的中央監(jiān)控系統(tǒng)的使用。
為含流體血壓監(jiān)控設(shè)計的IBP換能器的特性含流體監(jiān)控的大多數(shù)IBP換能器中的傳感器包括排列在全橋電路中具有相同標稱電阻的四個傳感元件250 255 260 265，如圖4中說明。該橋具有四個端子用于輸入激勵電壓的E+270和E-275，以及用于輸出信號的S+280和S-285。這四個端子通過傳感器電纜和IBP接口電纜連接到IBP監(jiān)控器。
兩個激勵電壓端子接收由IBP監(jiān)控器提供的輸入激勵電壓，而兩個輸出信號端子將代表測量的血壓的輸出電壓提供給IBP監(jiān)控器。輸出信號的標稱中點電壓與激勵端子之間的中點電壓相同，這一情況是具有相同標稱電阻的傳感元件的結(jié)果。換句話說，差動輸出電壓的中點相對于負激勵端子E-偏移跨越激勵端子的電壓的一半。例如，如果正端子E+270相對于負端子E-的電壓是5V，跨越輸出端子S+和S-的電壓將是這樣，即該輸出電壓的中點相對于E-是2.5V。
使用中的大多數(shù)IBP換能器符合血壓傳感器的ANSI/AAMIBP22-1994標準，接受頻率為0～5kHz的4～8VRMS的激勵電壓，并且具有5μV/V/mmHg的靈敏度(每mmHg的壓力每伏特的激勵電壓5μV輸出)，大于200歐姆的輸入阻抗，小于3,000歐姆的輸出阻抗，以及±75mmHg內(nèi)的零平衡。但是，至少一種部分一次性傳感器，Hewlett Packard的HP 1290A(隨后Agilent Heathcare，現(xiàn)在Philips醫(yī)療系統(tǒng)，Andover，MA，U.S.A.)具有40μV/V/mmHg的靈敏度。
為含流體血壓監(jiān)控設(shè)計的IBP換能器的仿真本發(fā)明涉及一種以這種方式仿真IBP換能器的接口，即IBP監(jiān)控器看到該接口好像它是來自含流體壓力監(jiān)控系統(tǒng)的常規(guī)IBP換能器一樣。它傳感由監(jiān)控器提供的激勵電壓并且對于任意給定測量的血壓，輸出等效的IBP換能器輸出信號到IBP監(jiān)控器，該信號與由IBP監(jiān)控器被配置與其一起工作的傳感器對于該壓力產(chǎn)生的信號相同。例如，對于5μV/V/mmHg的傳感器靈敏度、5V的激勵電壓和100mmHg的壓力，IBP換能器將輸出(5μV/V/mmHg)×(5V)×(100mmHg)，或2.5mV的差動電壓。對于靈敏度、激勵電壓和壓力的相同組合，接口也將輸出2.5mV的相同差動電壓。該差動電壓可以代數(shù)地表示VEXC×SENS×P其中VEXC是跨越激勵端子的均方根(RMS)差動電壓，SENS是IBP監(jiān)控器被配置以其工作的傳感器靈敏度，以及P是壓力測量。該接口也仿真?zhèn)鞲衅鞯妮斎牒洼敵鲎杩埂?br> NIBP傳感器和IBP監(jiān)控器之間的單個接口一種實施方案中的本發(fā)明包括連接在NIBP傳感器和IBP監(jiān)控器之間基于單個微處理器的接口。包括NIBP傳感器302、接口300、校準器304、適配器306、IBP接口電纜312，和IBP監(jiān)控器318的NIBP監(jiān)控系統(tǒng)的框圖在圖5中表示。接口300通過適配器306繼之以IBP接口電纜312連接到IBP監(jiān)控器318。適配器306和接口電纜312每個提供4個導(dǎo)線以傳送與IBP換能器的四個端子E+，E-，S+和S-相對應(yīng)的4個信號。適配器306的一端具有連接到接口300的連接器308，而另一端具有連接到IBP接口電纜312的連接器310。適配器可能包括或可能不包括它的兩個連接器之間的電纜。
實際上，校準器304可能需要或可能不需要，取決于用于測量血壓的無創(chuàng)方法是否需要NIBP測量信號相對于由另一個設(shè)備進行的血壓測量而校準。例如，動脈音調(diào)測量法需要NIBP測量信號相對于由另一個設(shè)備進行的血壓測量而校準，而血管無負荷方法不需要。這是因為動脈音調(diào)測量法不能夠為其NIBP測量信號建立絕對參考壓力級，而血管無負荷方法具有內(nèi)嵌的校準能力。
IBP接口電纜通常在傳感器端是傳感器專用的而在IBP監(jiān)控器端是監(jiān)控器專用的，因為不同的IBP換能器通常具有不同的連接器設(shè)計，不同的監(jiān)控器也是。例如，將Becton Dickinson(BD)(Franklin Lakes，NJ，U.S.A.)一次性傳感器連接到Hewlett-Packard(HP) IBP監(jiān)控器(Philips醫(yī)療系統(tǒng))的IBP接口電纜不能用來將Utah醫(yī)療產(chǎn)品(Midvale，UT，U.S.A.)一次性傳感器連接到相同的監(jiān)控器。相同的IBP接口電纜不能連接到Datex-Ohmeda(Madison，WI，U.S.A.)監(jiān)控器。雖然大多數(shù)IBP換能器使用專有連接器，電話型RJ11插頭(公部分)日益用作為含流體有創(chuàng)血壓監(jiān)控系統(tǒng)而設(shè)計的一次性IBP換能器的標準連接器。
為了連接接口300到IBP監(jiān)控器318，適配器306的接口電纜端必須以這種方式設(shè)計，即它可以連接到IBP接口電纜312的傳感器端。適配器的接口電纜端可以被設(shè)計以接受采取與IBP接口電纜一起使用的傳感器電纜上的相同的連接器。使用特定品牌IBP換能器和特定品牌IBP監(jiān)控器的醫(yī)院將通常已經(jīng)具有連接傳感器到監(jiān)控器的IBP接口電纜。接口300可以被設(shè)計以提供傳感器專用的適配器的使用，在于對于使用不同傳感器的每個醫(yī)院，對該傳感器專用的適配器被提供。該實踐將使得接口100能夠連接到已經(jīng)在使用中的現(xiàn)有IBP接口電纜，消除醫(yī)院購買不同接口電纜的需求。
數(shù)字處理存在接口電路的至少兩種方法數(shù)字方法和模擬方法。數(shù)字方法使用控制器來通過軟件或固件執(zhí)行設(shè)備控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)字信號處理和數(shù)據(jù)處理，剩下模擬電路執(zhí)行信號調(diào)節(jié)。作為該結(jié)果，需要最少的模擬電路，使得由溫度變化引起的累積模擬信號電平不確定性減小。雖然一些不確定性在模擬信號到數(shù)字信號以及數(shù)字信號回到模擬信號的轉(zhuǎn)換中引入，該不確定性可能顯著小于由大量模擬電路所引入的。數(shù)字方法的一個主要優(yōu)點是它提供允許對設(shè)備控制、數(shù)據(jù)采集、以及信號和數(shù)據(jù)處理的改變能夠通過軟件或固件容易地實現(xiàn)的靈活性。
模擬方法使用大量模擬電路來執(zhí)行必需的功能。因此，模擬電路可能復(fù)雜得多，使得因溫度變化而導(dǎo)致的累積模擬信號電平不確定性可能顯著大于如果使用數(shù)字方法的情況。雖然模擬電路可能不經(jīng)歷與模擬到數(shù)字或數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換相關(guān)的許多錯誤，該優(yōu)點可能由模擬電路中大的信號不確定性而遮蔽。
優(yōu)選實施方案中的本發(fā)明使用數(shù)字方法。至少三種不同的設(shè)計配置對于數(shù)字方法是可能的。第一配置，如圖6中所示，使用個人計算機(PC)355作為唯一的控制器。在該配置中，PC 355形成設(shè)計的基本部分并且接口350自身不包含任何控制器。PC 355用來通過軟件執(zhí)行大量的信號和數(shù)據(jù)處理，實時地和脫機地，以及存儲原始和處理后的數(shù)據(jù)。雖然圖6顯示校準器304直接連接到接口350，接口350可以設(shè)計以使得校準器304代替地直接連接到PC 355。
第二配置，如圖7中所示，使用微控制器作為唯一的控制器。微控制器形成嵌入式系統(tǒng)的中心部分。通過固件，它執(zhí)行與對于PC相同的功能，但是以有限的方式，因為與PC相比較它較低的處理功率。校準器304連接到接口400。
第三配置，如圖8中所示，使用微控制器以及PC 355。微控制器和PC 355一起工作以實現(xiàn)基本功能及更多。取決于硬件、軟件和固件配置，存在微控制器和PC 355可以一起工作以實現(xiàn)這些功能的許多方法。例如，微控制器和PC 355可以這種方式獨立地工作，即微控制器執(zhí)行與第二設(shè)計配置中相同的功能，而PC 355執(zhí)行大量的信號和數(shù)據(jù)處理以提供關(guān)于血壓測量的更多信息。在該實例中，PC355不是設(shè)計的必需部分，因為沒有PC 355，接口400仍然可以與IBP監(jiān)控器318一起工作。作為另一個實例，微控制器可以執(zhí)行NIBP測量信號的采集和數(shù)值到數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)的發(fā)送，而PC 355在其間工作以執(zhí)行大量的信號和數(shù)據(jù)處理。在該配置中，微控制器和PC 355都是設(shè)計的必需部分。校準器304連接到接口400還是連接到PC 355取決于由微控制器和PC 355執(zhí)行的功能。該配置也允許使用隨PC 355出現(xiàn)的特征，例如存儲器和數(shù)據(jù)存儲。
接口可以被設(shè)計以使得上面全部三種配置都可用并且允許用戶通過接口上的控制板選擇它們中任何一種。通常，其他用戶輸入，例如用戶發(fā)起的校準請求可以通過接口上的控制板或者通過PC來實現(xiàn)。
接口的一般操作顯示使用數(shù)字方法的接口的主要元件的NIBP監(jiān)控系統(tǒng)的框圖在圖9中表示。接口的一般操作涉及下面的步驟，其也在圖10中說明a)步驟551。控制器500通過激勵信號調(diào)節(jié)器506和模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)508讀取由IBP監(jiān)控器318提供的激勵電壓。
b)步驟552?？刂破?00通過傳感器信號調(diào)節(jié)器502和ADC504從NIBP傳感器302接收NIBP測量信號。
c)步驟553?？刂破?00處理NIBP測量信號。
d)步驟554?？刂破?00校準處理后的NIBP測量信號，如果必要的話。
e)步驟555。控制器500確定以mmHg為單位的測量的血壓。
f)步驟556?？刂破饔嬎銣y量血壓的等效差動IBP換能器輸出電壓為傳感器靈敏度、激勵電壓和測量血壓的乘積。
g)步驟557?？刂破?00計算與該等效差動電壓成比例的適當數(shù)值。
h)步驟558?？刂破?00發(fā)送數(shù)值到DAC 510。
i)步驟559。輸出信號調(diào)節(jié)器512縮放和調(diào)節(jié)DAC 510的輸出電壓并且輸出等效的IBP換能器輸出電壓以輸入到IBP監(jiān)控器318。
傳感器靈敏度為了使接口對于任何測量的血壓能夠輸出正確的等效IBP換能器輸出信號到IBP監(jiān)控器，控制器需要提前知道IBP監(jiān)控器被配置以其工作的傳感器靈敏度，以及由監(jiān)控器提供的激勵電壓。激勵電壓由IBP監(jiān)控器提供并且由控制器通過激勵信號調(diào)節(jié)器傳感。但是，傳感器靈敏度需要由用戶提供到接口，并且它必須與IBP監(jiān)控器被配置以其工作的傳感器靈敏度相同。該靈敏度通常在監(jiān)控器手冊中指定。
該接口可以這種方式設(shè)計，即傳感器靈敏度可由用戶從兩個或多個靈敏度中選擇。另外地，它可以被設(shè)計以基于5μV/V/mmHg的默認靈敏度，最常用的靈敏度來操作，如果不進行選擇。
測量血壓的數(shù)字輸出對于相同的壓力測量范圍和相同的激勵電壓，較大的傳感器靈敏度將提供較大范圍的輸出電壓。例如，對于0～300mmHg的壓力測量范圍和5V的激勵電壓，40μV/V/mmHg傳感器將給出60mV(40μV/V/mmHg×5V×300mmHg)的全輸出電壓范圍，然而5μV/V/mmHg將給出僅7.5mV的輸出電壓范圍。如果DAC輸出電壓減小100倍，DAC必須能夠?qū)τ?0μV/V/mmHg傳感器輸出至少6V且對于5μV/V/mmHg傳感器輸出至少0.75V的電壓范圍。該輸出電壓范圍可以代數(shù)地表示VEXC×SENS×(PMAX-PMIN)其中VEXC是跨越激勵端子的均方根(RMS)差動電壓，SENS是所述IBP監(jiān)控器被配置以其工作的傳感器靈敏度，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壓力。
如果其LSB/V(每伏特的最低有效位)的分辨率已經(jīng)對于40μV/V/mmHg傳感器靈敏度而達到最大的DAC用于5μV/V/mmHg靈敏度，DAC輸出電壓的分辨率從而數(shù)據(jù)點的數(shù)目將減小，使得血壓波形變得比其分辨率已經(jīng)對于5μV/V/mmHg靈敏度優(yōu)化的DAC更階梯狀或者較不平滑。波形越階梯狀，它代表實際波形越差。
為了提高IBP監(jiān)控器端的血壓波形的平滑度，LSB/V的DAC輸出電壓的分辨率應(yīng)當以這種方式達到最大，即DAC仍然能夠產(chǎn)生所需的DAC輸出電壓范圍，其如上所指示，取決于傳感器靈敏度、激勵電壓、壓力測量范圍和DAC輸出電壓的縮放因子。所有這些可以通過使用允許其最大輸出電壓范圍可以由控制器配置的可編程DAC，并且通過配置DAC使其最大輸出電壓范圍稍微大于所需DAC輸出電壓范圍來實現(xiàn)。
為了進一步提高在IBP監(jiān)控器上顯示的血壓波形的平滑度，波形數(shù)值的數(shù)目可以通過插值來增加。簡單的方法是在每兩個相鄰數(shù)據(jù)點之間執(zhí)行線性插值。非線性插值方法例如二次插值和三次樣條插值也可以使用。
IBP換能器輸出信號的仿真對于IBP換能器的輸出電壓電平的完全仿真，由該接口產(chǎn)生的等效IBP換能器輸出電壓應(yīng)當這樣，即對于該等效電壓兩個端子的每個的電壓電平與將在傳感器相應(yīng)輸出端子處產(chǎn)生的電平相同。因為IBP換能器輸出信號的標稱中點電壓與激勵端子之間的中點電壓相同，如上所述，該仿真可以通過將差動輸出電壓關(guān)于激勵端子之間的中點電壓居中來實現(xiàn)。換句話說，差動輸出電壓的中點位于激勵端子之間的中點電壓上，或者差動輸出電壓的中點相對于負激勵端子E-偏移跨越激勵端子的電壓的一半。
IBP換能器輸出電壓電平的近似仿真可以通過使差動輸出電壓的端子之一采取激勵端子之間的中點電壓來實現(xiàn)。該近似仿真判斷為足夠的因為與通常相對于負激勵端子E-測量為伏特數(shù)量級的激勵端子之間的中點電壓相比較，差動輸出電壓相對小，通常是毫伏或幾十毫伏數(shù)量級。另外，實現(xiàn)該近似仿真的電路可能比實現(xiàn)完全仿真的電路簡單。
不仿真該偏移量，接口的輸出電壓將仍然由大多數(shù)IBP監(jiān)控器接受是可能的。例如，HP1006B IBP模塊(Philips醫(yī)療系統(tǒng))已經(jīng)在實驗室中顯示接受來自接口的輸出電壓，當負輸出端子S-連接到接口的電氣接地時。但是，保守地，輸出端子的電壓電平應(yīng)當被仿真，如果IBP監(jiān)控器使用該電壓電平，連同其他特性一起，以檢查IBP換能器的正常運行。
輸入和輸出阻抗已知IBP監(jiān)控器使用輸入阻抗、輸出阻抗、或二者來檢測傳感器的存在和不存在或者傳感器是否正常運行，所以這些阻抗應(yīng)當被仿真。仿真這些阻抗將更精確地仿真實際情況并且?guī)椭鷾p少接口與IBP監(jiān)控器之間通信中問題的可能性。
與IBP監(jiān)控器接口的電路所提出的用于與IBP監(jiān)控器接口的電路的電氣示意圖在圖11中表示。該電路提供與IBP監(jiān)控器的激勵和輸入端子接口。它實現(xiàn)上面討論的近似仿真。該電路包括位于各種位置的單位增益電壓輸出器608或緩沖器，以最小化負荷并且保證接口的任何不正常工作將不損害IBP監(jiān)控器的電氣安全和電氣性能。
參考圖11，包括具有預(yù)先確定值并且串聯(lián)的四個電阻器R1600，R2 602，R3 604和R4 606的分壓器跨越激勵端子而放置使得R1 600等于R4 606并且R2 602等于R3 604。這意味著R1 600與R2 602的和等于R3 604與R4 606的和，使得R2 602和R3 604之間的連接點給出激勵端子之間的中點電壓630?？缭絉2 602和R3604的電壓代表跨越激勵端子的電壓的縮放表示，縮放因子由比值(R2+R3)/(R1+R2+R3+R4)給出。該縮放電壓提供到雙極型差動輸入ADC 610的輸入，并且ADC 610的輸出由控制器500讀取。雙極型ADC 610接受正和負輸入差動電壓。從該比值，控制器500獲得跨越激勵端子的電壓。四個電阻器以這種方式選擇，即它們的和在IBP監(jiān)控器被配置與其一起工作的IBP換能器的輸入阻抗范圍內(nèi)-這將仿真?zhèn)鞲衅鞯妮斎胱杩?。另外，R2 602，R3 604和ADC 610以這種方式配置，即跨越R2 602和R3 604的電壓在ADC 610的最大輸入電壓范圍內(nèi)。
從跨越激勵端子的電壓、傳感器靈敏度和測量的血壓中，控制器500產(chǎn)生代表測量血壓的適當數(shù)值并且發(fā)送數(shù)值到雙極型DAC 620。雙極型DAC 620提供正和負輸出電壓。DAC 620的輸出電壓通過差動放大器以這種方式縮放，即輸出電壓與對于相同的傳感器靈敏度、跨越激勵端子的相同電壓、以及相同的測量血壓將在傳感器輸出產(chǎn)生的差動電壓相同。然后，經(jīng)過縮放的差動電壓通過加法放大器624疊加在激勵端子之間的中點電壓630上。最終的輸出提供到IBP監(jiān)控器。電阻器R5 626跨越輸出端子而放置，使得R5 626在IBP監(jiān)控器配置與其一起工作的IBP換能器的輸出阻抗范圍內(nèi)-這將仿真?zhèn)鞲衅鞯妮敵鲎杩埂Ａ硗?，DAC 620和DAC輸出電壓的縮放因子以這種方式選擇，即DAC最大輸出電壓范圍包括與接口被設(shè)計以測量的血壓的全范圍相對應(yīng)的DAC輸出電壓范圍。
電路各個部分的備選方案可用。首先，上面的電路對加法放大器624使用模擬中點電壓630。獲得該中點電壓的一種備選方法是讓控制器通過信號調(diào)節(jié)器和ADC讀取中點激勵電壓，產(chǎn)生數(shù)值并且發(fā)送數(shù)值到DAC，以及讓信號調(diào)節(jié)器將DAC輸出電壓調(diào)節(jié)到與實際中點電壓相同的電平。另一種備選方法是讓控制器讀取激勵端子E+270和E-275處的電壓并且計算中點激勵電壓，代替直接讀取中點電壓。在兩種備選方法中，電路可以被設(shè)計以使用具有固定最大輸入電壓范圍的ADC，或者其最大輸入電壓范圍可以通過軟件或固件以這種方式配置即V/LSB的測量分辨率達到最大以給出激勵電壓的更精確測量的ADC。
第二，上面電路中跨越激勵端子的電壓通過分壓器傳感。該電壓也可以通過差動放大器或者分壓器和差動放大器的組合來傳感。
第三，上面的電路使用差動輸入ADC來接收跨越激勵端子的縮放電壓以及使用控制器來基于縮放因子計算實際的差動電壓。獲得實際差動電壓的一種備選方法是使用單端輸入ADC來接收激勵端子E+270和E-275的每個的實際電壓或者它的縮放表示，并且讓控制器計算實際的差動電壓。
第四，上面電路中激勵端子之間的中點電壓630通過分壓器傳感。該中點電壓也可以通過分壓器和差動放大器的組合傳感。
第五，上面的電路使用差動放大器622來縮放DAC輸出電壓?？s放DAC輸出的一種備選方法是使用分壓器或者分壓器和差動放大器的組合。
應(yīng)當認為，DAC輸出電壓的縮放因子將因組件的差異而從一個電路裝配到另一個電路裝配有所不同，并且這些差異將最終影響跨越輸出端子S+280和S-285的電壓的精確度。解決該問題的一種方法是對于每個接口單元確定實際的DAC輸出電壓縮放因子，然后在軟件或固件中為計算而使用該值。每個接口單元然后將具有它自己的DAC輸出電壓縮放因子。這將有助于保證正確的輸出電壓跨越輸出端子S+280和S-285而產(chǎn)生。
應(yīng)當注意，負激勵端子E-275不應(yīng)當連接到接口的電氣接地，因為E-275通常不與接口的電氣接地分享相同的電勢。連接它們將導(dǎo)致可能損壞接口和IBP監(jiān)控器的接地回路，損害設(shè)備的電氣安全和電氣性能。為了比較，當IBP換能器與IBP監(jiān)控器一起使用時，傳感器的E-端子275采取由IBP監(jiān)控器318施加到該端子的任何電壓。實際上使用E-275，也就是通過不連接它到接口的電氣接地，仿真該情況。
NIBP測量信號的校準對于NIBP監(jiān)控器，校準建立與NIBP測量信號相對應(yīng)的絕對參考血壓。對于不具有內(nèi)嵌校準能力的NIBP監(jiān)控器，它的NIBP測量信號必須相對于由另一個設(shè)備進行的血壓測量而校準。一種這種NIBP監(jiān)控器在名稱為METHOD AND DEVICE FORMONITORING BLOOD PRESSURE(監(jiān)控血壓的方法和設(shè)備)的美國專利6,443,906號中描述，在此引用作為參考。該監(jiān)控器的一種實施方案包括測量音調(diào)的NIBP傳感器，收容微處理器的監(jiān)視頭，以及綁帶。在該實施方案中，監(jiān)控器捆綁到腕部，NIBP傳感器放置在橈動脈上以檢測動脈中的血壓。腕部運動以及監(jiān)控器和腕部之間壓縮組織性質(zhì)的變化可以使得傳感器從其原始位置移位并且綁帶張力改變。該移位和張力變化將改變作用在傳感器與腕部之間接觸面積上的力。該力的變化將改變NIBP測量信號，即時動脈壓中不存在任何變化。
對于使用接口和上面測量音調(diào)的NIBP傳感器的NIBP監(jiān)控系統(tǒng)，校準應(yīng)當在NIBP測量時期開始以及無論何時有理由懷疑NIBP測量信號的改變可能不是由動脈壓的變化引起時執(zhí)行。接口可以被設(shè)計以無論何時需要校準時激勵校準器。例如，接口可以被設(shè)計以允許用戶通過按下接口上的按鈕或者點擊計算機屏幕上的按鈕來開始和中止校準。它也可以被設(shè)計以預(yù)先確定的間隔，以取決于NIBP測量信號與生理實際信號的偏差的間隔，或者以兩組間隔的組合自動地開始校準，并且當必要時自動地中止校準。
應(yīng)當理解，提供連續(xù)逐跳血壓測量的NIBP監(jiān)控器的校準器的選擇不局限于使用閉合袖口的那些。能夠提供精確血壓測量的任何血壓測量設(shè)備可以用作校準器。
IBP換能器用IBP監(jiān)控器的調(diào)零零mmHg時IBP換能器的輸出電壓通常不為零。該輸出電壓稱作零偏移量或零平衡。該偏移電壓有時因由傳感器傳感區(qū)域水平面上的流體容積引起的靜水壓力而增加。為了精確的IBP測量，IBP換能器必須在監(jiān)控開始之前用IBP監(jiān)控器調(diào)零。在調(diào)零期間，IBP監(jiān)控器有效地讀取總的偏移電壓并且將它與零mmHg相關(guān)聯(lián)，或者嚴格地說，將計示壓力調(diào)零，在這種情況下為IBP監(jiān)控器建立零mmHg參考電平。
含流體壓力監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)零過程需要臨床醫(yī)生手工地觸發(fā)IBP監(jiān)控器以執(zhí)行調(diào)零。它包括下面步驟a)準備IBP監(jiān)控器以接收零mmHg時的傳感器輸出電壓。
b)定位IBP換能器的調(diào)零孔使得它處于病人心臟中間水平面。
c)將調(diào)零活栓的把手關(guān)閉到病人并且松開或去除調(diào)零側(cè)孔的下降蓋。該步驟將傳感器與病人的動脈內(nèi)壓力阻隔并且打開傳感器到大氣。結(jié)果，一些流體將流出側(cè)孔。
d)通過按下IBP監(jiān)控器上的適當按鍵或按鈕用IBP監(jiān)控器調(diào)零傳感器。該調(diào)零必須手工地激勵，因為不存在檢查含流體系統(tǒng)是否準備好調(diào)零的自動反饋。
e)將活栓把手關(guān)閉到調(diào)零側(cè)孔(關(guān)閉孔到大氣)以重新接納病人的壓力。病人的動脈內(nèi)壓力波形現(xiàn)在將出現(xiàn)在IBP監(jiān)控器上。
f)收緊下降蓋以關(guān)閉側(cè)孔。
接口用IBP監(jiān)控器的調(diào)零對于使用接口、如上所述測量音調(diào)的NIBP傳感器，以及使用閉合袖口的校準器的NIBP監(jiān)控系統(tǒng)，初始調(diào)零過程可以包括下面的步驟a)準備IBP監(jiān)控器以接收零mmHg時的傳感器輸出電壓。
b)使用校準器校準NIBP測量信號，施加的袖口處于病人心臟中間水平面。從由校準器測量的參考血壓和接收的NIBP測量信號中，控制器將建立將NIBP測量信號關(guān)聯(lián)到以mmHg為單位的血壓的校準關(guān)系。因為IBP換能器當它在使用中時通常不需要任何校準，該步驟可以認為僅部分地等效于如傳感器調(diào)零過程的步驟(b)中所述將BP傳感器的調(diào)零孔定位于病人心臟中間水平面。
c)發(fā)送零mmHg信號到IBP監(jiān)控器，通過將與零mmHg相對應(yīng)的數(shù)值發(fā)送到DAC。該信號的發(fā)送可以由接口自動地發(fā)起，或者由用戶按下接口上或計算機屏幕上的按鈕來發(fā)起。該步驟等效于如傳感器調(diào)零過程的步驟(c)中所述將IBP換能器打開到大氣。數(shù)值可以是零或非零值，只要發(fā)送到IBP監(jiān)控器的零mmHg信號在與IBP監(jiān)控器被配置以其工作的零平衡的范圍相對應(yīng)的范圍內(nèi)。雖然AAMI標準規(guī)定零平衡在±75mmHg內(nèi)，如上所述，大多數(shù)IBP監(jiān)控器被設(shè)計以接受更大范圍的零平衡。
d)通過按下IBP監(jiān)控器上的適當按鍵或按鈕用IBP監(jiān)控器調(diào)零接口。該步驟等效于如傳感器調(diào)零過程的步驟(d)中所述調(diào)零IBP換能器。
e)通過按下接口上的按鈕或者點擊計算機屏幕上的按鈕，發(fā)送等效的IBP換能器輸出電壓到IBP監(jiān)控器。接口將發(fā)送等效的IBP換能器輸出電壓到IBP監(jiān)控器。該步驟等效于如傳感器調(diào)零過程的步驟(e)中所述關(guān)閉BP傳感器的活栓把手到調(diào)零側(cè)孔以重新接納病人的壓力。
應(yīng)當注意，上面的NIBP監(jiān)控系統(tǒng)沒有對傳感器調(diào)零過程的步驟(f)的等效步驟。
上面的過程指示調(diào)零在校準之后執(zhí)行。校準實際上可以在調(diào)零之前執(zhí)行，意味著NIBP監(jiān)控系統(tǒng)的上面步驟可以a，c，d，b和e的順序進行。任何隨后的再校準可以進行而不需要任何調(diào)零，除非因為其他原因而需要。如果不需要校準，步驟(b)可以去除。在任何情況下，調(diào)零和校準應(yīng)當僅在NIBP監(jiān)控系統(tǒng)初始加電之后足夠時間已經(jīng)給予其預(yù)熱之后執(zhí)行。
如果再校準執(zhí)行同時等效的IBP換能器輸出信號仍然發(fā)送到IBP監(jiān)控器，血壓波形將出現(xiàn)變形，如果校準器的閉合袖口與NIBP傳感器作用于同一胳膊。這是因為袖口對肱動脈的閉合將改變動脈壓到橈動脈的正常傳送。雖然變形的波形可以實際地用于指示校準在進行中，它可能不注意地混淆臨床醫(yī)生。NIBP監(jiān)控系統(tǒng)的軟件或固件可以被設(shè)計以提供暫時不在IBP監(jiān)控器上顯示變形波形的選項，無論何時校準在進行中時。這可以通過發(fā)送零mmHg信號到IBP監(jiān)控器以顯示零mmHg線，同時在監(jiān)控器上顯示“校準進行中”消息通知臨床醫(yī)生來實現(xiàn)。
如果校準器袖口作用于另一個胳膊，血壓波形將不會在校準期間變形，所以將不需要防止波形顯示在IBP監(jiān)控器上，除非有原因這樣做。這意味著波形可以繼續(xù)顯示在IBP監(jiān)控器上，無論校準是否在進行中。但是，因為臨床醫(yī)生可能將閉合袖口應(yīng)用于相同的胳膊或不同的胳膊，以這種方式設(shè)計接口，即當校準進行時零mmHg信號總是發(fā)送到IBP監(jiān)控器可能是建議的。
依賴于零mmHg時接口輸出信號的穩(wěn)定性，以規(guī)則或預(yù)先編程的間隔執(zhí)行調(diào)零可能是必需的。調(diào)零之后可以校準，雖然不一定。例如，如果NIBP監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)在測量時期開始時首次調(diào)零和校準之后環(huán)境溫度波動太大，再校準繼之以再調(diào)零是建議的。但是，通常，由用戶發(fā)起或者由系統(tǒng)自動發(fā)起的NIBP監(jiān)控系統(tǒng)的校準不總是需要繼之以調(diào)零，除非有原因這樣做。
為了保證沒有多余的信號顯示在IBP監(jiān)控器上，接口可以這種方式配置，即無論何時接口加電，默認地，零mmHg信號總是自動地發(fā)送到IBP監(jiān)控器。另外，由用戶使用以發(fā)送零mmHg信號和等效IBP換能器輸出電壓到IBP監(jiān)控器的按鈕可以設(shè)計成在兩個功能之間切換的同一按鈕。
接口的操作過程包括校準和調(diào)零的操作過程的流程圖在圖12和13中說明。它包括下面a)當步驟650中接口加電時，零mmHg信號通過步驟652由接口發(fā)送到IBP監(jiān)控器。
b)激勵電壓通過步驟654讀取。
c)NIBP測量信號通過步驟656接收并通過步驟658處理。
d)如果校準沒有在之前執(zhí)行或者如果它因其他原因而需要，它通過步驟664執(zhí)行，此后控制器返回到步驟656以繼續(xù)接收NIBP測量信號。
e)如果調(diào)零沒有在之前執(zhí)行或者如果它因其他原因而需要，它通過步驟670，672，674和676執(zhí)行，此后控制器返回到步驟656以繼續(xù)接收NIBP測量信號。
f)如果校準和調(diào)零不需要，測量的血壓通過步驟678確定。
g)測量血壓的等效差動IBP換能器輸出電壓通過步驟680計算。
h)該差動電壓的適當數(shù)值通過步驟682計算。
i)計算的數(shù)值通過步驟684發(fā)送到DAC。
j)如果需要繼續(xù)NIBP測量，控制器返回到步驟656以繼續(xù)接收NIBP測量信號。
k)如果不需要繼續(xù)NIBP測量，過程結(jié)束。
輸入、中間和輸出信號使用上述測量音調(diào)的NIBP傳感器和5μV/V/mmHg的傳感器靈敏度的接口的輸入、中間和輸出信號的說明在圖14中表示。NIBP測量信號700和激勵電壓705是輸入信號。經(jīng)過校準的NIBP測量信號710是中間信號，其由控制器產(chǎn)生。等效的差動IBP換能器輸出電壓715與跨越接口的輸出端子S+280和S-285的電壓相同(圖11) 。
圖14顯示對于波形的第一跳收縮壓為120mmHg且舒張壓為80mmHg的經(jīng)過校準的信號。收縮壓的相應(yīng)等效差動IBP換能器輸出電壓由(120mmHg×5V×5μV/V/mmHg)，或3,000μV給出。類似地，舒張壓的相應(yīng)等效差動IBP換能器輸出電壓由(80mmHg×5V×5μV/V/mmHg)，或2,000μV給出。這些輸出電壓在輸出信號塊715中指示。
權(quán)利要求
1.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；以及輸出，配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；其中所述第一輸入連接到NIBP傳感器并且所述第二輸入和所述輸出都連接到IBP監(jiān)控器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的接口，其中所述第二輸入和所述輸出配置為借助于所述接口與IBP監(jiān)控器的IBP接口電纜之間的可分離或可配置連接而連接到IBP監(jiān)控器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的接口，其中所述連接包括適配器，其第一連接器配置為連接到所述接口而第二連接器配置為連接到IBP接口電纜的傳感器端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的接口，其中所述適配器包括在所述第一和第二連接器之間的電纜。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的接口，其中所述適配器不包括在所述第一和第二連接器之間的電纜。
6.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；以及輸出，配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；其中所述處理器被配置使得用戶可以從處理選項的預(yù)先確定范圍中選擇。
7.根據(jù)權(quán)利要求6的接口，其中所述處理器包括嵌入式微處理器系統(tǒng)，個人計算機，或者二者的組合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的接口，其中所述處理選項包括嵌入式微處理器系統(tǒng)，個人計算機，和二者的組合。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的接口，其中所述組合被配置使得所述嵌入式微處理器系統(tǒng)和所述個人計算機獨立地工作，使得所述接口可以接收所述測量信號和所述激勵信號并且可以根據(jù)預(yù)先確定的指令產(chǎn)生指示受檢者的IBP的輸出信號而不需要使用所述個人計算機，并且所述個人計算機形成所述接口的可選部分并且用于另外的信號和數(shù)據(jù)處理。
10.根據(jù)權(quán)利要求7～9中任何一個的接口，其中所述組合被配置使得所述嵌入式微處理器系統(tǒng)和所述個人計算機二者合作以接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令產(chǎn)生指示受檢者的IBP的輸出信號。
11.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；以及輸出，配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；其中所述處理器被配置使得用戶可以從選擇的預(yù)先確定范圍中相對于所述測量信號選擇所述輸出信號的靈敏度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的接口，其中所述靈敏度可以由用戶選擇或指定。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的接口，其中所述范圍包括5μV/V/mmHg和40μV/V/mmHg。
14.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；配置為確定所述激勵信號的差動電壓；以及配置為確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號和所述差動電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；以及輸出，配置為接收所述中點電壓并且配置為適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的接口，其中所述第二輸入包括分壓器，差動放大器，或二者的組合，配置為傳感和調(diào)節(jié)所述差動電壓。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的接口，其中所述處理器配置為通過包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)的電路接收正和負范圍的所述經(jīng)過調(diào)節(jié)的差動電壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的接口，其中所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)是雙極型ADC。
18.根據(jù)權(quán)利要求14～17中任何一個的接口，其中所述第二輸入包括分壓器或者分壓器和差動放大器的組合，配置為傳感和調(diào)節(jié)所述中點電壓。
19.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；配置為確定所述激勵信號的差動電壓；以及配置為確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號、所述差動電壓和所述中點電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；以及輸出，配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的接口，其中所述第二輸入包括分壓器，差動放大器，或二者的組合，配置為傳感和調(diào)節(jié)所述差動電壓。
21.根據(jù)權(quán)利要求20的接口，其中所述處理器配置為通過包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)的電路接收正和負范圍的所述經(jīng)過調(diào)節(jié)的差動電壓。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的接口，其中所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)是雙極型ADC。
23.根據(jù)權(quán)利要求19～22中任何一個的接口，其中所述第二輸入包括分壓器或者分壓器和差動放大器的組合，配置為傳感和調(diào)節(jié)所述中點電壓。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的接口，其中所述處理器配置為通過包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)的電路接收正和負范圍的所述經(jīng)過調(diào)節(jié)的中點電壓。
25.根據(jù)權(quán)利要求24的接口，其中所述模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC)是雙極型ADC。
26.根據(jù)權(quán)利要求19的接口，其中所述處理器包括雙極型數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)以提供所述中點電壓到所述輸出。
27.根據(jù)權(quán)利要求26的接口，其中所述輸出包括分壓器或者分壓器和差動放大器的組合，配置為縮放和調(diào)節(jié)所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)的輸出信號，使得經(jīng)過縮放和調(diào)節(jié)的信號的中點電壓基本上類似于所述中點電壓。
28.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；并且其中所述輸出信號的差動電壓取決于所述激勵信號、預(yù)先確定或可選擇的傳感器靈敏度、以及所述測量信號；以及輸出，配置為以適合于輸入到所述IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號，包括數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)以從所述處理器接收輸出信號，以及所述DAC根據(jù)預(yù)先確定的指令配置使得它的全程輸出電壓范圍包括與受檢者NIBP的預(yù)先確定最大壓力范圍相對應(yīng)的電壓范圍。
29.根據(jù)權(quán)利要求28的接口，其中所述數(shù)字模擬轉(zhuǎn)換器(DAC)是可配置的雙極型DAC；所述處理器進一步被配置為配置所述DAC；以及所述DAC進一步被配置為優(yōu)化所述全程輸出電壓范圍的分辨率。
30.根據(jù)權(quán)利要求29的接口，其中所述全程電壓范圍與下面數(shù)學(xué)表達式的結(jié)果成比例VEXC×SENS×(PMAX-PMIN)
31.根據(jù)權(quán)利要求28，29或30的接口，其中所述輸出包括配置為縮放和調(diào)節(jié)所述輸出信號的電路，使得所述輸出信號的差動電壓等于下面數(shù)學(xué)表達式的結(jié)果VEXC×SENS×P
32.根據(jù)權(quán)利要求31的接口，其中所述電路包括分壓器、差動放大器，或者二者的組合。
33.根據(jù)權(quán)利要求28～32中任何一個的接口，其中所述處理器進一步被配置為通過插值增加所述輸出信號的數(shù)值的數(shù)目，以便提高輸入到IBP監(jiān)控器的信號的平滑度。
34.根據(jù)權(quán)利要求33的接口，其中所述插值包括線性插值，非線性插值，或者二者的組合。
35.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；以及輸出，配置為確定所述輸出信號的輸出差動電壓；并且具有配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號的至少兩個端子；其中所述第二輸入、所述處理器和所述輸出被配置使得所述兩個端子的每個的電壓電平基本上類似于由IBP換能器對于受檢者內(nèi)相同的壓力變化而產(chǎn)生的電壓電平。
36.根據(jù)權(quán)利要求35的接口，其被配置使得所述端子處的輸出信號通過將所述激勵信號關(guān)于所述接口的電氣接地的中點電壓加到所述輸出差動電壓的中點而獲得，該輸出差動電壓是下面數(shù)學(xué)表達式的結(jié)果VEXC×SENS×P
37.根據(jù)權(quán)利要求36的接口，其中所述輸出包括加法放大器以增加中點電壓。
38.根據(jù)權(quán)利要求35的接口，其被配置使得所述端子處的輸出信號通過將所述激勵信號關(guān)于所述接口的電氣接地的中點電壓加到所述輸出差動電壓的任一端子處的電壓而獲得，該輸出差動電壓是下面數(shù)學(xué)表達式的結(jié)果VEXC×SENS×P
39.根據(jù)權(quán)利要求38的接口，其中所述輸出被配置使得所述激勵信號的所述中點電壓由加法放大器增加到所述輸出差動電壓的任一端子處的電壓。
40.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；以及輸出，配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；其中所述第二輸入被配置為提供預(yù)先確定范圍內(nèi)的輸入阻抗。
41.根據(jù)權(quán)利要求40的接口，其中所述預(yù)先確定范圍是大于200歐姆。
42.根據(jù)權(quán)利要求40的接口，其中所述處理器和所述第二輸入被配置使得用戶可以選擇輸入阻抗。
43.根據(jù)權(quán)利要求40的接口，其中所述第二輸入包括位于輸入端子之間與所述輸入阻抗相對應(yīng)的一個或多個電阻器。
44.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；以及輸出，配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；其中所述輸出裝置被配置為提供預(yù)先確定范圍內(nèi)的輸出阻抗。
45.根據(jù)權(quán)利要求44的接口，其中所述預(yù)先確定范圍是小于3,000歐姆。
46.根據(jù)權(quán)利要求44的接口，其中所述處理器和所述輸出被配置使得用戶可以選擇輸出阻抗。
47.根據(jù)權(quán)利要求44的接口，其中所述輸出包括跨越輸出端子而放置的與所述輸出阻抗相對應(yīng)的一個或多個電阻器。
48.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；輸出，配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及校準設(shè)備，配置為提供校準信號到所述處理器；其中所述處理器被配置為根據(jù)預(yù)先確定的指令校準所述測量信號。
49.根據(jù)權(quán)利要求48的接口，其中所述測量信號的校準可以由用戶開始和中止。
50.根據(jù)權(quán)利要求48的接口，其中所述測量信號的校準由所述處理器根據(jù)預(yù)先確定的指令自動地開始和中止。
51.根據(jù)權(quán)利要求50的接口，其中所述測量信號的校準以預(yù)先確定的間隔，以取決于所述測量信號與生理實際信號的偏差的間隔，或者以兩組間隔的組合自動地開始。
52.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號和所述激勵信號并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；以及輸出，配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；其中所述處理器進一步被配置為根據(jù)預(yù)先確定的指令提供零信號到所述輸出。
53.根據(jù)權(quán)利要求52的接口，其中所述處理器被配置為當所述測量信號的校準進行時或者當所述測量信號作為校準的結(jié)果失真時，提供所述零信號到所述輸出。
54.根據(jù)權(quán)利要求52的接口，其中所述處理器被配置為在任一時刻提供所述零信號或所述輸出信號到所述輸出。
55.根據(jù)權(quán)利要求54的接口，其中所述零信號和所述輸出信號的發(fā)送可以由用戶開始和中止。
56.根據(jù)權(quán)利要求55的接口，其中所述零信號和所述輸出信號的發(fā)送可以由用戶交替改變。
57.根據(jù)權(quán)利要求52的接口，其中當所述接口加電時所述零信號提供到所述輸出。
58.根據(jù)權(quán)利要求52的接口，其中只要沒有其他信號提供到所述輸出時，所述零信號總是提供到所述輸出。
59.根據(jù)權(quán)利要求52的接口，其中所述零信號的輸出信號在±75mmHg內(nèi)。
60.一種將配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口調(diào)零的方法，包括步驟根據(jù)所述IBP監(jiān)控器的操作指令，準備所述IBP監(jiān)控器以通過輸出接收所述零信號；通過所述輸出發(fā)送所述零信號到所述IBP監(jiān)控器；根據(jù)所述IBP監(jiān)控器的操作指令，在所述IBP監(jiān)控器上調(diào)零；以及根據(jù)所述IBP監(jiān)控器的操作指令，準備所述IBP監(jiān)控器以通過所述輸出接收所述NIBP測量信號。
61.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；配置為確定所述激勵信號的差動電壓；以及配置為確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號和所述差動電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；輸出，配置為接收所述中點電壓并且配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點；所述處理器和輸出被配置為適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供相對于所述測量信號的輸出差動電壓；以及所述輸出被配置為將所述中點電壓加到所述輸出差動電壓的中點。
62.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；配置為確定所述激勵信號的差動電壓；以及配置為確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號和所述差動電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；輸出，配置為接收所述中點電壓并且配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點；所述處理器和輸出被配置為適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供相對于所述測量信號的輸出差動電壓；以及所述輸出被配置為將所述中點電壓加到所述輸出差動電壓的任一端子處的電壓。
63.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；配置為確定所述激勵信號的差動電壓；以及配置為確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號、所述差動電壓和所述中點電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；輸出，配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點；所述處理器和輸出以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供相對于所述測量信號的輸出差動電壓；以及所述輸出被配置為將所述中點電壓加到所述輸出差動電壓的中點。
64.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的換能器激勵信號；配置為確定所述激勵信號的差動電壓；以及配置為確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號、所述差動電壓和所述中點電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；輸出，配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點；所述處理器和輸出被配置為適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供相對于所述測量信號的輸出差動電壓；以及所述輸出被配置為將所述中點電壓加到所述輸出差動電壓的任一端子處的電壓。
65.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的激勵信號的差動電壓；以及配置為確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號和所述差動電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；以及輸出，配置為接收所述中點電壓并且配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點。
66.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的激勵信號的差動電壓；以及配置為確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號和所述差動電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；輸出，配置為接收所述中點電壓并且配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點；所述處理器和輸出被配置為適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供相對于所述測量信號的輸出差動電壓；以及所述輸出被配置為將所述中點電壓加到所述輸出差動電壓的中點。
67.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的激勵信號的差動電壓；以及配置為確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號和所述差動電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；輸出，配置為接收所述中點電壓并且配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點；所述處理器和輸出被配置為適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供相對于所述測量信號的輸出差動電壓；以及所述輸出被配置為將所述中點電壓加到所述輸出差動電壓的任一端子處的電壓。
68.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的激勵信號的差動電壓；以及配置為確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號、所述差動電壓和所述中點電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；以及輸出，配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點。
69.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的激勵信號的差動電壓；以及配置為確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號、所述差動電壓和所述中點電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；輸出，配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點；所述處理器和輸出被配置為適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供相對于所述測量信號的輸出差動電壓；以及所述輸出被配置為將所述中點電壓加到所述輸出差動電壓的中點。
70.一種配置為連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器之間的接口，包括第一輸入，配置為接收指示受檢者NIBP的測量信號；第二輸入，配置為接收由IBP監(jiān)控器提供的激勵信號的差動電壓；以及配置為確定所述激勵信號的中點電壓；至少一個處理器，配置為接收所述測量信號、所述差動電壓和所述中點電壓并且根據(jù)預(yù)先確定的指令仿真指示受檢者的IBP的輸出信號；輸出，配置為以適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供所述輸出信號；以及使得所述輸出信號的中點基本上類似于所述中點電壓的中點；所述處理器和輸出被配置為適合于輸入到IBP監(jiān)控器的形式提供相對于所述測量信號的輸出差動電壓；以及所述輸出被配置為將所述中點電壓加到所述輸出差動電壓的任一端子處的電壓。
全文摘要
基于單個微處理器的接口連接在無創(chuàng)血壓(NIBP)傳感器(302)和有創(chuàng)血壓(IBP)監(jiān)控器(318)之間。該接口有效地仿真IBP換能器使得IBP監(jiān)控器看到該接口好像它是來自于含流體的血壓監(jiān)控導(dǎo)管的常規(guī)IBP換能器一樣。它接收來自NIBP傳感器的信號并且確定與該信號相對應(yīng)的血壓。它接受由IBP監(jiān)控器提供的激勵電壓。從激勵電壓和IBP監(jiān)控器被配置為其工作的已知傳感器靈敏度中，接口仿真與血壓相對應(yīng)的IBP換能器輸出信號。該接口也仿真IBP換能器的輸入和輸出阻抗。該接口用IBP監(jiān)控器的調(diào)零可以與對于含流體系統(tǒng)的方法類似的方法來執(zhí)行。
文檔編號A61B5/022GK1761426SQ200480006901
公開日2006年4月19日 申請日期2004年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月29日
發(fā)明者黃金玖, 白偉民, 蔡岳廣 申請人:健資國際私人有限公司