CN1226014C - 非侵害式血压传感器 - Google Patents

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Abstract

其上有一传感病人动脉中的血压的传感面(100)的一种传感器(180)，包括一传感件(96)、一侧壁(184)、一柔性膜片(186)和一流体耦合介质(188)。侧壁(184)与传感件(96)相隔离并把传感件(96)支撑在动脉上方。流体耦合介质(188)连接在传感件(96)的传感面(100)和柔性膜片(186)之间而把动脉中的血压搏动从柔性膜片(186)传导到传感件(96)的传感面(100)上。在一实施例中，流体耦合介质(188)与侧壁(184)隔离。

Description

非侵害式血压传感器
技术领域
本发明涉及动脉血压测量装置。本发明特别涉及较连续、非侵害地测量动脉血压的传感组件。
背景技术
血压测量一般有四种基本方法：侵害法、搏动描记法、听诊法和压力计法。侵害法也称作动脉管法(A-Line)，涉及到把一针插入动脉中。与一液柱连接的一传感件用来确定该动脉血压。使用合适仪器，便可确定收缩、平均和舒张压。这一方法很难建立，费用高且易于发生医疗事故。侵害法或动脉管法的建立存在若干问题。常会发生共振而造成很大误差。同时，当导管端部形成血块或导管端部紧靠动脉壁时，就会产生很大误差。为消除或减小这些误差，这一建立必须不断调整。需要有熟练医务人员把针插入动脉中，这样就提高了这一方法的费用。也可能发生传感或损伤神经之类的医疗事故。
其它血压测量法是非侵害性的。搏动描述记法测量血压在一充气橡皮囊袖带中的振动的振幅。橡皮囊袖带紧压病人的相应动脉后增压到不同大小，当即时振幅达到最大值由全部袖带压力确定平均袖带压力即可确定平均血压。由压力振动与最大振幅成一定比例时的袖带压力即可确定收缩压和舒张压。
听诊法也要对套在病人相应动脉上的一袖带充气。袖带充气后须能放气。随着袖带放气，开始出现搏动音时即指示出收缩压。当搏动音变闷或消失时即指示出舒张压。听诊法只可用来确定收缩压和舒张压。
由于搏动描记法和听诊法都要对袖带充气，因此很难进行不断的测量。测量次数受到舒服地对袖带充气所需时间以及测量时放气所需时间的限制。由于袖带套压在包围动脉的较大区域上充气，因此袖带的充气和放气使病人感到不舒服。因此，搏动描记法和听诊法不适用于长期反复使用。
搏动描记法和听诊法无法精确并前后一致地确定收缩和舒张压的数值。搏动描记法使用任意的比例确定收缩压和舒张压。同样，听诊法需要判定搏动音何时开始、何时消失。而在作此判定时搏动音非常弱。因此，听诊法由于信噪比很低而不精确。
确定动脉血压的第四种方法为压力计法。压力计法一般涉及一传感件，包括放置在浅动脉上方的一组压敏件，用力下压该传感件而把下方动脉的壁压平坦又不闭合该动脉。该组压敏件一般至少有一维度小于血压待测的下方动脉的管腔。传感件放置成其中至少一个压敏件位于下方动脉的至少一部分上方。压敏件之一的输出用来监测血压。该选定的压敏件测得的血压决定于把传感件紧压到病人皮肤上的下压压力。这些压力计装置测量直接来自手腕的基准压力并使该压力与动脉血压发生关连，但当病人移动时，就需要重新校准压力计装置，因为该装置的增益会发生变化。由于这些压力计装置的精度决定于一压敏件在底下动脉上方的精确定位，因此放准传感件是极为重要的。因此使用这些压力计装置时放准传感件须花很多时间并容易发生误差。
搏动描记法、听诊法和压力计法依靠传感在底下动脉受压缩或被压平时血压搏动造成的力或位移来测量和检测血压。血压的传感是靠测量血压搏动在垂直于底下动脉的方向上所施加的力，但在这些方法中，由于血压搏动越过紧压在病人动脉上方的皮肤上的传感器的边缘，因此血压搏动还包括与底下动脉平行的力。特别是，使用搏动描记法和听诊法时，平行力作用在袖带的边缘或侧部。使用压力计法时，平行力作用在传感件的边缘上。血压搏动作用在传感器上的这些平行力在压敏件上造成压力梯度，这一不平均的压力梯度造成至少两种不同压力，第一是在压敏件边缘上的压力，第二是在压敏件紧下方的压力。因此，搏动描记法、听诊法和压力计测得的血压不精确且前后不一致。
发明内容
按照本发明的第一方面，提供一种测量病人动脉中的血压搏动的传感器，该传感器包括：当每一次搏动在传感器下方经过时传感每一次搏动血压的压力传感件，该传感件具有一个传感面；其特征在于：一个侧壁，用于支承所述压力传感件的传感面，使其离开动脉附近组织；其中所述侧壁包括一个与压力传感件的传感面不同的可压缩构件，用于抵靠动脉附近组织，以便缓冲平行于动脉的力，并能够贴合病人人体。
按照本发明的第二方面，提供一种连续外部测量被病人组织包围的动脉中血压的系统，该系统包括：用于传感动脉中血压搏动的传感组件；用于向传感组件施加可变的下压压力的部件；用于在传感到的动脉内血压搏动的基础上计算血压的部件，其特征在于：设有用于抵消动脉附近组织所施加的力，同时贴合病人人体的部件。
附图说明
图1为一具有一套在病人手腕上的传感组件的血压监测装置的主体图；
图2为图1血压监测装置的方框图；
图3为套在病人手腕上的图1所示传感组件的剖面图；
图4为具有一传感器的图1传感组件的剖面图；
图5为图4传感器的另一实施例的剖面图。
具体实施方式
图1示出一测量并显示病人手腕12中一动脉(未画出)中的血压的血压监测装置10。监测装置10包括腕套组件13、传感组件14、电缆15和监视器16。
腕套组件13包括传感器支撑件18和带20。传感器支撑件18套到手腕12上而位于底下动脉(未画出)上方而把传感组件14支撑在底下动脉之上。传感器支撑件18最好为刚性。
带20为一柔性带，最好用尼龙制成。带20锁住在传感器支撑件18上并套在手腕12上而把传感组件14保持在手腕12上。
传感组件14用电缆15与监视器16电连接，一般包括电动机组件22和传感器24。电动机组件22与传感器支撑件18连接并与传感器24机械连接。电动机组件22把一可变的下压压力施加到传感器24上，从而随着传感组件14把变动的下压压力施加到下方动脉上而传感并测量血压。
传感器24与电动机组件22连接，当置于手腕12上时，传感器24位于下方动脉上方，传感器24传感并测量下方动脉中的血压搏动。
监视器16用电缆15接至电动机组件22和传感器24，监视器16包括控制开关或各输入端25a-25h、数字显示器26a-26c和显示屏28。输入端25a-25h控制监视器16并使监视器16可校准，输入端25a-25c为控制监视器16的硬件键，输入端25d-25h为可执行各种功能的可编程软件键，数字显示器26a-26c分别连续显示收缩压、舒张压和平均血压。显示屏28显示血压搏动、波形并即时指导操作员。监视器16接收传感器24所传感的血压搏动信号并计算收缩压、舒张压和平均血压，这些值一旦确定，监视器即以模拟和数字两种方式显示相应数值，监视器16还控制电动机组件22。
工作时，传感器24用带子套到手腕12上而位于桡侧动脉上方。电动机组件22在桡侧动脉上方推动传感器24而变动加到手腕12上的压力，由于该压力是变动的，因此传感-动脉血压波形，测量一心搏周期中随时间而变动的血压振幅即可获得动脉血压波形或形状。该波形的形状是所加压力的函数，监视器16的数字信号处理电路即可用它计算收缩压、舒张压和平均血压。显示器26a-26c和显示屏28即显示出计算出的各血压值。
图2为血压监测装置10的方框图，从图2中可清楚看到，监视器16还包括输入信号处理器30、模拟-数字转换器32、微处理器34、输入端25a-25h、电动机驱动器18、显示器26a-26c和28以及电源42。工作时，微处理器34接收输入端25a-25h的输入信号。输入端25a-25h还可为一键盘或其它输入装置。输入端25a-25h用来校准微处理器34。
微处理器34控制电动机驱动器38而变动电动机组件22加到传感器24上的向下压力。传感器24把向下压力加到病人的位于动脉紧上方的人体上。电动机组件22加到传感器24上的向下压力随时间的推移而增大。随着传感器24所加力或向下压力的增大，血压搏动的振幅也增大，直到达到最大振幅，一旦达到最大振幅或最大能量传导，随着动脉开始压扁而越过最大能量传导点，血压搏动的振幅开始减小。
传感器24传感并检测下方动脉中的血压搏动的振幅和形状。传感器24发出表示传感到的血压搏动的振幅的电传感信号。这些传感信号传送到监视器16的输入信号处理器30，输入信号处理器30处理传感信号并滤掉所有无用的噪声和其它效应，传感信号然后从输入信号处理器30传送到模拟-数字转换器32，模拟-数字转换器32把传感信号转变成数字形式。表示传感到的血压搏动的振幅的数字信号传送到微处理器34。
根据表示传感到的血压搏动的振幅和形状，微处理器34测量各搏动周期随时间而变的振幅和形状而确定波形位置。确定动脉波形信息时以大大高于心率的速率对动脉波取样，以便测量到精确的动脉血压波。微处理器34从该信息中算出收缩、平均和舒张血压，当传感器24表面上不存在压力梯度时，与具有血压振幅峰值或最大能量传导的搏动周期对应的向下压力大致等于动脉平均血压。根据动脉平均血压，微处理器34算出舒张和收缩血压。
微处理器34也可从各搏动波形的血压振幅与传感器24所加向下压力之间的关系中计算血压。这些结果可从具有最大能量传导的波形前后的各波形中导出。
此外，微处理器34还可从各搏动波形的形状中计算血压，这些结果可从部分波形下方的面积算出或从任何数量参数上的上升时间的形状中算出，算出的血压显示在显示器26a-26c上。电源42向监视器16和电动机组件22供电。
图3为沿图1中3-3线剖取的剖面图，示出腕套组件13以及置于病人的其中具有动脉44的手腕12上的传感器组件14。图3更详细地示出传感器支撑件18、腕套组件13的带20和传感器组件14的传感器24，传感器支撑件18包括框架46、隔板48、闩50、稳定支撑件52和螺钉54。框架46为弯曲成部分地围住手腕12的金属框架。框架46包括下部穿带孔56a、56b和调节槽58，穿带孔56a、56b位于框架46下端。穿带孔56b使带20的端圈20a结牢到框架46上。带20穿过穿带孔56a后回绕，自由端20b连接到闩50上。调节槽58从穿带孔56b上方向着框架46顶端向上伸展。调节槽58使稳定支撑件52可在槽58中上下移动，从而可根据传感器组件14装到其上的具体体形调节稳定支撑件52。框架46把电动机组件22和传感器24支撑在手腕12的动脉44的上方，框架46还支撑手腕12下方的带20。因此，传感器24的相对手腕12保持在一稳定位置上而可传感并测量血压搏动。
隔板48安装在框架46的水平顶部上而位于传感组件14与框架46之间，隔板48把传感组件14与框架46隔开。
闩50固定装到框架46上的穿带孔56b与调节槽58之间，闩50可松开地把带20的自由端20b固定到框架46上而使手腕12支撑在并位于框架46、传感器24和带20之间。
稳定支撑件52一般由一V形杆构成，包括与框架46的调节槽58平行伸展的第一腿52a和伸展在手腕12上和上方的第二腿52b，螺钉54把稳定支撑件52可滑动地连接到框架46上。螺钉54穿过第一腿52a和调节槽58，螺钉54和槽58配合而使稳定支撑件52可相对手腕12垂直定位。从而，稳定支撑件52的第二腿52b下压手腕12抵住带20而制止手腕12移动，同时就可传感并测量动脉44中的血压搏动。
带20由柔性长带构成，带20的第一端穿过穿带孔56b后固定在自身上而形成端圈20a，带20的第二自由端20b穿过穿带孔56a后在手腕12下方绕回到闩50处用闩50可松开地闩紧到框架46上，带20把手腕12缚紧在框架46和传感器24的下方。
从图3中还可看得最清楚，传感器24与电缆15连接，它包括支枢块销62、支枢块64、传感件66、凸缘68、侧壁70、箍圈72、膜片74、压力或流体耦合介质76和流体凝胶入口，支枢块销62的第一端与支枢块64连接，第二端与电动机组件22连接。支枢块销62把传感器24连接到电动机组件22上。
支枢块64与支枢块销62的第一端连接，支枢块64的下端与传感件66连接。支枢块64把传感器24连接到电动机组件22上。
传感件66为盘形，传感件66连接在支枢块64与凸缘68之间。传感件66中有一传感动脉44中血压搏动的压阻传感桥(未示出)之类的压敏件。
凸缘68为环形，并稍稍下凹而使传感器24更为符合手腕12的形状，凸缘68固定连接到传感件66的外圆周上，凸缘68支撑侧壁70并把侧壁70连接到传感件66上。
侧壁70为圈形、可压缩，它连接在凸缘68的底面上，侧壁70与传感件66的变换传感元件(未画出)分离，但抵靠动脉44周围组织而把传感件66支撑在动脉44以及动脉44周围组织上方。因此，传感件66在动脉44上方无需精确定位。同时，侧壁70与传感件66不是远离到在动脉44周围围定足够大的面积而引起病人的不适。由于侧壁70把传感件66与动脉44周围的组织分开，因此减少了因病人无意中移动所造成的血压测量误差。
此外，侧壁70使传感器24上的压力梯度大致为零，从而传感器24可更精确地测定血压。侧壁70在水平方向上不脱离传感件66的外周而向外扩展。由于侧壁70可压缩，因此侧壁70缓冲并吸收血压搏动沿着传感器24周边越过侧壁70所施加的力或压力，侧壁70还把力施加到动脉44周围的组织上。侧壁70所施加的力大致等于动脉44周围组织所施加的力而抵消或中和组织所施加的力，因此，侧壁70所施加的力把组织紧压到一中和位置，从而可更精确地测定动脉44的血压。侧壁70施加到动脉44周围组织上的力耦合到凸缘68。凸缘68与传感件66耦合，但不耦合到传感件66的变换传感件(未画出)。因此，传感件66的变换传感元件并不传感侧壁70用来把组织紧压到中和位置而施加的力。传感器24的这一中和效应使血压监测装置10更精确地测定动脉44的血压而消除了周围组织的力所造成的误差。因此，侧壁70减小或消除了传感器24上在流体耦合介质76中的不均匀的压力梯度而在传感器24上造成大致为零的压力梯度。因此，传感器24更前后一致地、更精确地测定血压，侧壁70最好用闭孔泡沫体制成。或者，侧壁70也可用开孔泡沫体或其它可压缩材料或结构制成。
由于侧壁70为柔性而可压缩，因此传感器在紧抵人体上时侧壁70不会紧压下方动脉而是更好地符合手腕12的体形。但是，由于侧壁70并不向外扩张，因此侧壁70在紧抵手腕12时并不拉紧膜片74。由于膜片74不受拉力，因此传感器24进一步消除了传感件66上的压力梯度，从而可更精确、更前后一致地测定血压。
箍圈72通常为由纤维之类材料制成的柔性圈，箍圈套住侧壁70而防止侧壁70以离开传感件66外周的方向向外扩张。
膜片74最好用柔性薄聚合物或橡胶制成。膜片74伸展在侧壁70之间而在传感件66前方形成室79，膜片74最好在侧壁70之间而不受拉力。膜片74把血压搏动从第一面80传导到室79中的第二面82。
流体耦合介质76最好为凝胶，尽管它也可以是能把压力从膜片74传导到传感件66的任何流体或液体，流体耦合介质76装在膜片74、侧壁70、凸缘68和传感件66之间的室79中。流体耦合介质76介于膜片74与传感件66之间而把血压搏动从膜片74的面82传导到传感件66。
传感器24连续、精确地传感下方动脉中的血压搏动。由于侧壁70可压缩，因此传感器24缓冲血压搏动越过传感器24的上缘底下而伸展到传感器24上的与动脉平行的力。此外，传感器24与手腕12的体形更为贴合。由于侧壁70和膜片74无法向外扩展而不受拉力，因此消除了传感件66上的压力梯度，而且，传感器24还中和了动脉44周围组织所施加的力，因此可更精、更前后一致地测定血压。而且，侧壁70、膜片74和流体耦合介质76形成一大面积传感区供血压搏动传导到传感件66。因此，传感器24并不依赖于传感件66在动脉上方的精确定位。传感器24因此可长时间地即时、精确、连续地测定血压而不致给病人带来不适。
流体入口78伸入凸缘68中而与室79相通，流体入口78使室79充满流体耦合介质76。
电缆15使传感器24与监测器16电连接。电缆15包括传感件引线83、地线84、接插件86、电缆88和夹子90，传感件引线83与传感件66电连接。传感件引线83传导传感件66上的表示所传感的血压搏动的信号。
地线84的一端上有接地夹92，接地夹92夹住流体入口78，地线84的另一端与电缆88电连接，地线84使传感器组件24接地。
接插件86使传感件引线83与电缆88电连接，电缆88的第一端与接插件86连接，第二端与(图1所示)监测器16连接，电缆88使得传感器24把表示所传感的血压搏动的信号传导到用来测定信号的监测器16上，夹子90把电缆88连接到传感器支撑件18的框架46上并使电缆88不致被拉脱。
图4为沿图1中4-4线剖取的传感组件14和腕套组件13的传感器支撑件18的剖面图。图4更详细地示出传感器24和电动机组件22。为清晰起见省略了传感器支撑件18的一些部分，从图4中可最清楚地看到传感器24的支枢块销62和支枢块64。如图4所示，支枢块销62的顶端62a分叉而与电动机组件22靠摩擦连接。由于支枢块销62分叉，因此支枢块销62的直径可变大或变小，因此，压缩支枢块销62而减小其直径而无需使用工具即可把支枢块销62和传感器24从电动机组件22上取下。支枢块64中有一凹座供支枢块销62的底端62b插入。支枢块64可以支枢块销62的底端62b为支点转动而使传感器24精确定向。
从图4中可看得最清楚，传感件66一般为盘形，它包括传感件架94和传感件元件96，传感件架94包括一伸入传感件架94底端的中心孔98。传感件架94的顶端与支枢块64连接，传感件架的底端固定连接到凸缘68上。传感件元件96支撑、安装在传感件架94的孔98中。
传感件元件96在本技术领域中是众所周知的，它有一传感面100。传感面100对室79中由流体耦合介质76传导的压力变化很敏感，传感件元件96在传感件架94的孔98中放置成使得传感件元件96的传感面100面向孔98的下方，传感件元件96最好包括一压阻传感桥，传感件元件96传感病人动脉的血压搏动。
电动机组件22使传感器24紧压动脉上方的皮肤，从而可在范围变动很大的各种压力下传感血压搏动的振幅。从图4中可看得最清楚，电动机组件22包括底板106、外套筒108、上下外轴承圈110a和110b，轴承滚珠112a和112b、上下内轴承圈114a和114b、内套筒116、丝杆118、止动臂120、止动轴122、驱动轮124、电动机126、主动轴128、主动轮130、皮带132、球134和承窝136。
底板106为一细长形刚性平板，其上有套筒孔138、止动轴孔140和主动轴孔142，套筒孔138的直径可供外套筒108、内套筒116和丝杆118从中穿过，止动轴孔140的直径可供止动轴122从中穿过。主动轴孔142使主动轴128把电动机126与主动轮130相连接。
外套筒108为圆柱形，包括孔144、上部内肩146、下部内肩148和下部外肩150。孔144穿过外套筒108，在外套筒108的顶端和底端处，孔144扩大而分别形成上部内肩146和下部内肩148。在外套筒108的底端处，套筒108的外径收缩而形成下部外肩150，下部外肩150抵靠底板106的套筒孔138从而把外套筒108固定连接到底板106上。上部内肩146和下部内肩148支撑外轴承圈110。内轴承圈114套在内套筒116上。内轴承圈110和外轴承圈114共同把一环形阵列的轴承滚珠112支撑在它们之间。从而，外套筒108可转动地支撑内套筒116。
内套筒116为圆柱形，包括上部外肩152、下部外肩154和螺纹内孔156。内套筒116在顶端和底端处的外径收缩而分别形成上部外肩152和下部外肩154。肩152和154分别支撑内轴承圈114a和114b。内螺纹孔156穿过内套筒156并接纳丝杆118。
丝杆118穿过内套筒116的螺纹孔156。支枢块销62的顶端插入在丝杆118的底端中。从而，丝杆118连接并支撑传感器24。丝杆118还与止动臂120连接。
止动臂20为一细长臂，其第一端固定连接在丝杆118的底端上，第二端固定连接在止动轴122的底端上。止动轴122从止动臂20向上穿过底板106的止动轴孔140，止动臂120和止动轴122防止丝杆118转动。同时，止动臂120和止动轴122允许丝杆118上下移动，从而，内套筒116与丝杆118的相对转动因丝杆118的螺纹与内套筒116的螺纹相啮合而使丝杆118上下移动，由于传感器24与丝杆118连接，因此上下移动丝杆118即可改变传感器24施加到动脉上方皮肤上的压力。随着压力的变动，就可产生由传感器24的传感件66测量的动脉血压波形。
驱动轮124为圆形轮，驱动轮124的外周上有一大小可供皮带132嵌入的凹槽，驱动轮124在底板106下方固定连接到内套筒116的底端上。转动驱动轮124即可转动的套筒116而升降丝杆118。
电动机126固定安装在底板106上，电动机126驱动主动轴128。主动轴128穿过主动轴孔142而与底板106下方的主动轮130连接，主动轮130为圆形，其外周上有一大小可供皮带132嵌入的凹槽，皮带132嵌入在驱动轮124和主动轮130的凹槽中，皮带132套在驱动轮124和主动轮130上而在驱动轮124和主动轮130之间传递转动。
工作时，电动机126转动主动轮130，主动轮130转而转动驱动轮124和内套筒116。从而，由电动机126转动主动轮130即可视主动轮130和内套筒116的转动方向而升降丝杆118。通过升降丝杆118和传感器24，电动机126就可控制并连续变动传感器24加到动脉上方皮肤上的下压压力。传感器24与动脉间的这一相互作用即可使血压监测装置10更好地测定血压。
球134包括中心孔158和外凸面160，中心孔158从球134的顶端伸展到底端。中心孔158供外套筒108压套到球134中，外凸面160与承窝136摩擦啮合而使传感组件14得以定位。球134的外凸面160还使传感组件14正确定向以便精确工作。
承窝136为长方形，它与传感器支撑件18的框架46连接。承窝136包括内凹孔162。内凹孔162与球134的外凸面160啮合而引导球134在承窝136中的定位，从而在工作时使传感组件14获得正确定向。
传感器24从外部连续测量动脉中的血压，由于传感器24非侵害地计算血压，因此血压测量的成本低且不会发生医疗事故。此外，传感器24连续测量血压。由于传感器24比搏动描记法和听诊法使用的袖带小，因此传感器24只在病人动脉上方较小的面积上施加下压压力。从而可减小血压测量时给病人带来的不适。由于传感器24无需充气或放气，因此可经常作连续测量。同时，传感器24可精确、前后一致地测定血压。由于传感器24的侧壁、膜片和流体耦合介质形成一很大传感面积供血压搏动传导到传感件66上，因此传感器24并不依赖于传感件66在动脉上方的精确定位，从而传感器24在测量血压时对病人移动的束缚更小。而且，由于传感器24的侧壁缓冲并吸收血压搏动造成的与动脉平行的力，因此消除了传感件66上的不均匀压力梯度。传感器24的侧壁还紧抵动脉周围的组织而中和或抵消组织所施加的力。从而传感器24更前后一致地、更精确地传感血压。
图5为图4所示传感器24的一备选实施例(传感器180)的剖面图。为便于说明，传感器180的与传感器24相同的部件用相同标号表示。传感器180包括传感件66、凸缘182、侧壁184、膜片186和流体耦合介质188。如上所述，传感件66装在支枢块销62上，它包括传感件架94和传感件元件96。传感件架94与凸缘182连接而支撑传感件元件96。
传感件元件96在本技术领域中是众所周知的，它包括传感面100。传感面100对由流体耦合介质188传导的压力变化敏感。传感件元件96最好包括一压阻传感桥。传感件元件96传感病人动脉的血压搏动并把检测到的血压搏动经电缆15传到监视器16(未画出)以便进行测定和分析。
凸缘182连接在传感件66与侧壁184之间，它包括板190、顶部192、外圈194、上部衬套196和下部衬套198，板190为一环形扁平颈圈。板190紧套在传感件66的传感件架94的底部上。板190为把传感件66装到顶部192上提供一支撑面。
顶部192为一环形扁平平台、底座或台架，它包括凹座200、孔202和肩204，凹座200伸入顶部192的顶面，其形状最好与板190的形状相同。凹座200供板190和传感件66与顶部192同轴线地紧固在顶部192上。
孔202从顶部192的底面直通到顶部192的顶面。孔202最好与传感件元件96的传感面100同轴线。孔202的直径的大小做成可供上部衬套196插入。
肩204由顶部192在顶面处的外周向外伸展而成。肩204和顶部192的外周的大小做成可供外圈194紧套其上。肩204防止外圈194无意中向上移动且形成供外圈194紧套其上的表面。
外圈194为一圆环，其内径做成足以在肩204下方插入顶部192，圈194在肩204下方套到顶部192的外周上而局部支撑紧夹在其间的侧壁184。外圈194最好用粘合剂紧固到顶部192和侧壁184上。或者，外圈194也可压套到顶部192和侧壁184上。
上部衬套196为一包括台阶或翼梁206和孔208的外表面或外周向外突起而形成翼梁206。翼梁206抵靠顶部192的底面而局部支撑局部夹紧在顶部192与翼梁206之间的侧壁184。在该优选实施例中，顶部192的底面与翼梁206之间用粘合剂把该部分侧壁184夹紧在其间。或者，翼梁206也可压套到顶部192底面上而紧固并支撑侧壁184。翼梁206还把衬套196的外周分成上部210和下部212之两部分。上部210紧套在顶部192的孔202中，上部210的高度最好约等于顶部192在顶部192底面与凹座202之间的厚度，从而使衬套196接靠传感件架94的底面，上部210最好用粘合剂粘牢在顶部192的孔202中。下部212伸展在翼梁206下方，下部212、翼梁206和侧壁184界定膨胀腔214，膨胀腔214使膜片186在只经受很小体积变化时初步改变形状。
孔208穿过衬套196而含有一部分流体耦合介质188。孔208的直径大小做成可供下部衬套198插入。
下部衬套198为一包括孔216和下唇218的细长、环形薄圈。孔216穿过下部衬套198而含有一部分流体耦合介质188，唇218从衬套198下端向外突出，下部衬套198插入上部衬套196的孔208中直到唇218抵靠上部衬套196的下缘。下部衬套198最好用粘合剂粘牢到上部衬套196上。或者，下部衬套198也可压套到上部衬套196中。下部衬套198的唇218抵靠上部衬套196而把膜片186支撑在唇218与衬套196之间。
凸缘182用作供传感件66、侧壁184和膜片186固定其上的底座或支撑构件。由于凸缘182的板190、顶部192、外圈194、上部衬套196和下部衬套198都互相嵌接而把传感件66、侧壁184和膜片186镶嵌在其中，因此凸缘182使传感器180的制作和装配成本低而花费时间少。
侧壁184把传感件66支撑并隔开在动脉上方，它包括顶部侧壁或顶圈220和底部侧壁或底圈222。顶圈220为连接在凸缘182顶部192与底圈222之间的环形可压缩圈。圈220最好用乙烯树脂之类的柔性材料圆板221制成，其中有流体225。板221有一孔，孔的大小做成可套到上部衬套196的上部210上。板221包括外缘部224和内缘部226，外缘部224夹紧在外圈194与顶部192之间。内缘部226夹紧在顶部192与上部衬套196的翼梁206之间。内缘部226夹紧在顶部192与上部衬套196的翼梁206之间。因此，圈220形成其一部分灌有流体225的连续环形室。由于圈220用柔性材料制成且只是局部灌注流体225，因此顶圈220可压缩而可与动脉四周的病人体形符合。从而，顶部192与病人体表之间在侧壁184周边上的距离可根据病人体表的外形而变动。而且，由于流体225可在环形圈220中流动，因此沿着圈220周边上的压力为病人体表所抵消。
底部侧壁或底圈222为一环形可压缩柔性圈，最好用泡沫橡胶或开孔泡沫体或闭孔泡沫体之类的搏动缓冲材料制成。圈222与顶圈220与膜片186同轴线地位于顶圈220与膜片186之间，圈222与流体耦合介质188隔离。由于圈222用可压缩材料制成，因此圈222吸收并缓冲血压搏动在越过传感器180的同时作用在传感器180上的平行于动脉方向上的力。由于底圈222与流体耦合介质188隔离，因此圈222吸收或受到的力无法传到流体耦合介质188上，而是经圈222和圈220传到顶部192。由于这一路径独立且与流体耦合介质188隔离，因此流体耦合介质188与这些力隔离。此外，底圈222还紧抵动脉周围的组织而中和或抵消组织施加的力，可以看出，底圈222也可局部围住作用部240。
膜片186为由上部膜片230和下部膜片232构成的薄壁形液囊。上部膜片230为一具有内部234、中部235和外部236的环形柔性材料片，其内径的大小做成可套在下部衬套198上。内部234夹紧在下部衬套198的唇218与上部衬套196的底缘之间而从凸缘182上支撑住膜片186。内部234最好用粘合剂粘牢在唇218与上部衬套196之间。
中部235位于内部234与外部236之间。中部235邻接膨胀腔214而与侧壁184的圈220和222隔离。由于中部235邻接膨胀腔214，因此中部235随着侧壁184和膜片186与动脉周围的病人体表相贴合而起初向上移入膨胀腔214，同时内装流体耦合介质188的腔的体积只有微小变动。随着底圈222紧抵动脉周围的病人体表而中和或抵消该组织所施加的力，膜片186也被压缩。但由于中部235可卷入膨胀腔214中，因此内装流体耦合介质188的腔的体积减小并不大，从而压力也提高不多。因此，传感器180可通过侧壁184把更大的力施加到病人体表上而中和动脉周围组织所施加的力，同时随着侧壁184高度的变动又不会造成内装流体耦合介质188的腔中的压力有很大变动，从而传感器180能更精确、更前后一致地测定血压。
外部236是上部膜片230的最外边缘，外部236在侧壁184的圈222中伸展并伸出到圈222之外。外部236最好不粘到或连接到圈222的底面上，上部膜片230的外部236在侧壁184的圈222的内径之内一定距离处粘接到下部膜片232上而使中部235无法抵靠侧壁184的圈222。为进一步防止外部235抵靠圈222，中部235最好用柔性的，但又具有足够刚性而防止中部235向外弯曲抵靠圈222的材料制成。
下部膜片232为可把力从膜片232外表面传到内表面的柔性材料圆片，圆片232连接到上部膜片230上而可放置到动脉上方的病人体表上。下部膜片232包括非作用部或裙部238和作用部240，下部膜片232的裙部238供上部膜片230也即外部236粘接到下部膜片232上之用。由于裙部238和外部236为相粘合的柔性材料片，因此与动脉平行的力传过裙部238和外部236后被圈212的可压缩材料吸收。此外，由于裙部238和外部236最好伸出到侧壁184的圈222之外而不固紧在圈222上，因此裙部238、外部236和作用部240可向里弯曲而与动脉周围的病人体表更好地贴合。
作用部240由下部膜片232中不与上部膜片230粘接的部分构成。作用部位于侧壁184的圈222下方圈222的内径内。膜片186的作用部240是传感器180的接受血压搏动并将之传到传感件66的作用区。膜片186的作用部240、上部膜片230的中部235、下部衬套198的孔216和上部衬套196的孔208构成作用室242。
作用室242为一从膜片186的作用部240经孔208和216伸展到传感件元件96的传感面100的细长形流体通道或腔。作用室242与侧壁184隔离。作用室242中有流体耦合介质188。
虽然流体耦合介质188可以是能把压力从膜片186传导到传感件66的任何流体或液体，但它最好为凝胶。流体耦合介质188的两头分别与膜片186的作用部240和传感件66接界，从而把血压搏动从作用部240传导到传感件元件96的传感面100。由于作用室242中的流体耦合介质188与侧壁184隔离，因此流体耦合介质188不把与动脉平行的血压搏动、动脉周围组织造成的力以及由侧壁184吸收的其它力传导到传感件66。因此，传感器180更精确地测量、检测动脉血压。
与传感器24一样，传感器180可从外部连续测量动脉血压。由于传感器180非侵害地计算血压，因此血压测定的成本低，也不会发生医疗事故。此外，传感器180连续测量血压。由于传感器180比搏动描记法和听诊法使用的袖带小，因此传感器180只在病人动脉上方较小面积上施加下压压力，从而血压测量给病人带来的不适减少。由于传感器180无需充气或放气，因此可连续地、更频繁地测量血压。
而且，传感器180与人体贴合得更好，因此病人感到更舒服，血压测量也更精确、更前后一致。由于圈220可压缩且局部灌有流体，因此圈220与人体贴合得更好并能补偿沿着圈220加到人体上的压力。由于底圈222可压缩并由于膜片的186为柔性且可向里弯曲或变形，因此圈222和膜片186也更好地与人体贴合。但是同时，当底圈222和膜片186紧抵人体时，传感器180在作用室242中的压力并不突然陡升。顶圈220和底圈222把力施加于人体上而中和动脉周围组织所施加的力。由于圈220和222都可压缩，侧壁184紧抵人体时其高度减小。从而膜片186也被压缩。但是，由于上部膜片230的中部可向上移入膨胀腔214，因此局部由膜片186界定的作用室242的体积减小并不多，相应地压力也就增加不多。从而，侧壁184可对人体施加更大的力，但又不会造成作用室242中压力因侧壁184高度的变动和膜片186形状的变动而升高很多而带来误差。
同时，传感器180可精确而前后一致地计算血压，由于传感器180的侧壁184、膜片186和流体耦合介质188构成一大传感面积供血压搏动传导到传感件66上，因此传感器180并不依赖于传感件66在动脉上方的精确定位。从而，传感器180在测量血压时对病人移动的束缚小。
而且，传感器180在作用面或作用部240上的压力梯度为零，在传感件与下方动脉之间的压力梯度为零，减轻或缓冲了与传感器的传感面平行的血压搏动并中和了动脉周围组织的力。传感器通过裙部238和作用部240抵靠并加力于人体。但是，作用室242中的压力大致等于经作用部240所加压力。传感器180经裙部238施加的、用来中和或抵消动脉周围组织所施加的力的其余力通过侧壁184传到顶部192。因此，传感器180的几何形状和结构在裙部238与作用部240之间提供合适的压力而抵消动脉周围组织造成的力，从而精确测量动脉血压。而且，由于作用室242中的流体耦合介质188与侧壁184隔离，平行于动脉的血压搏动、动脉周围组织造成的力和其它力为侧壁184吸收而不经流体耦合介质188传到传感件66上。因此，传感器180在传感件66与动脉之间的压力梯度也为零。
可以看出，传感件66也可与凸缘182、侧壁184和膜片186相间距地单独安置。在这样一种实施例中，作用室242从作用部240通过管子之类的导管件伸展到传感件元件96的传感面100。室242中的流体耦合介质188把血压从膜片232传到单独放置的传感件元件96。
虽然上面结合优选实施例说明了本发明，但熟悉本技术领域的人士可以看出，在本发明精神和范围内可在形式和细节方面作出改动。

Claims (23)

1.一种测量病人动脉(44)中的血压搏动的传感器(24，180)，该传感器包括：
当每一次搏动在传感器(24，180)下方经过时传感每一次搏动血压的压力传感件(66)，该传感件具有一个传感面(100)；其特征在于：
一个侧壁(70，184)，用于支承所述压力传感件的传感面，使其离开动脉(44)附近组织；
其中所述侧壁包括一个与压力传感件的传感面不同的可压缩构件，用于抵靠动脉(44)附近组织，以便缓冲平行于动脉的力，并能够贴合病人人体。
2.如权利要求1所述的传感器，其特征在于还包括：
一个与传感面(100)间隔开来的柔性膜片(74)，该膜片(74)具有一个作用部(80，240)，用于接受血压搏动施加的力；以及
设置在传感件(66)的传感面(100)和柔性膜片(74，186)之间的流体耦合介质，用于将动脉(44)内的血压搏动从柔性膜片(74，186)传导到传感件(66)的传感面(100)。
3.如权利要求2所述的传感器，其特征在于：所述柔性膜片(74，186)至少部分地界定一个与传感件(66)连通的作用室(79，242)，其中，作用室(79，242)容纳所述流体耦合介质(76，188)，所述侧壁(70，184)界定一个邻接柔性膜片(74，186)的膨胀腔(214)，因而含有流体耦合介质(76，188)的作用室(79，242)可以改变形状而不相应改变容积和压力。
4.如权利要求2所述的传感器，其特征在于：所述侧壁(70，184)与所述流体耦合介质相隔离。
5.如权利要求2所述的传感器，其特征在于：所述传感器还包括补偿作用部(80，240)周围压力的部件(70，220)。
6.如权利要求5所述的传感器，其特征在于：该压力补偿部件(70，220)包括一圈住作用部(80，240)的可压缩圈(220)，它有一顶面和一底面，该圈(220)局部灌注有一种流体(225)，从而顶面与底面之间的距离沿着该圈(220)变动而贴合动脉(44)附近的人体。
7.如权利要求1所述的传感器，其特征在于：包围动脉(44)的组织在动脉(44)受压时施加一个力，可变高度侧壁(70，184)还包括用于抵消包围动脉(44)的组织所施加的力的部件(70，222)。
8.如权利要求1所述的传感器，其特征在于还包括：
一个柔性膜片(74，186)，它至少部分界定一个与压力传感件(66)的传感面(100)连通的作用室(79，242)；及
在所述作用室(79，242)中的流体耦合介质，用于将动脉(44)内的血压搏动从柔性膜片(76，186)传导到传感件(66)的传感面(100)。
9.如权利要求8所述的传感器，其特征在于还包括：
一个膨胀室(214)，它邻接于柔性膜片(74，186)，因而含有流体耦合介质(76，188)的作用室(79，242)可以改变形状而不相应改变容积和压力。
10.如权利要求1所述的传感器，其特征在于还包括：
用于向传感组件施加可变的下压压力的部件(22)；以及
用于在传感到的动脉(44)内的血压搏动的基础上计算血压的部件(34)。
11.如权利要求10所述的传感器，其特征在于：所述用于在传感到的血压搏动的基础上计算血压的部件(34)包括：
一个微处理器(34)，其用于接收代表传感到的血压搏动和作用于动脉(44)的下压压力的数据，并用于在接收到的代表血压搏动和下压压力的数据的基础上计算血压。
12.如权利要求10所述的传感器，其特征在于还包括用于动脉(44)上方安装传感组件的部件(46，20)。
13.如权利要求12所述的传感器，其特征在于所述用于安装的部件包括：
一个连接于所述传感器(24，180)的框架(46)，该框架(46)包括一个从框架(46)突出并将框架(46)支承在动脉(44)上方的稳定支撑件(52)；以及
一根柔性带(20)，该柔性带(20)连接于框架(46)，并在动脉(44)下面延伸，使动脉(44)位于柔性带(20)和框架(46)的稳定支撑件(52)之间。
14.如权利要求13所述的传感器，其特征在于还包括：
一个连接于框架(46)的承窝(136)；以及
一个连接于外套筒(108)的滚珠(112)，该滚珠摩擦地设置在承窝(136)内，以便使传感组件相对于动脉(44)适当定向。
15.如权利要求1所述的传感器，其特征在于还包括：
在测量血压搏动的过程中，用于使动脉(44)受压的装置(22)。
16.如权利要求1所述的传感器，其特征在于还包括：
一个柔性膜片(74，186)，该柔性膜片具有一个作用部(80，240)，用于传导动脉(44)的血压搏动；及
设置在传感件(66)的传感面(100)和柔性膜片(74，186)之间的流体耦合介质，用于将动脉(44)内的血压搏动从柔性膜片(74，186)传导到传感件(66)的传感面(100)；
其中所述侧壁(70，184)与所述流体耦合介质相隔离，并至少部分地包围作用部(80，240)，以便贴合动脉(44)附近的人体。
17.如权利要求16所述的传感器，其特征在于：所述侧壁(70，184)包括至少部分补偿作用部(80，240)周围压力的部件(70，220)。
18.如权利要求17所述的传感器，其特征在于：该补偿压力的部件(70，220)包括一个至少部分包围作用部(80，240)的可压缩件(220)，该可压缩件(220)具有一顶面和一底面，该可压缩件(220)部分注有一种流体(225)，从而使所述顶面和底面之间的距离沿可压缩件(220)变动而贴合动脉(44)附近的人体。
19.如权利要求1所述的传感器，其特征在于还包括：
一个灌注流体、具有一个膜片(74，186)的作用室(79，242)；
所述传感件借助流体结合于灌注流体的作用室(79，242)，其中传感件传感作用室(79，242)中的流体压力；
其中所述侧壁(70，184)紧邻作用室(79，242)设置，并与作用室(79，242)相隔离，以便将力作用在动脉(44)上，同时防止沿着基本平行于动脉(44)方向上的压力作用于作用室(79，242)。
20.一种连续外部测量被病人组织包围的动脉中血压的系统，该系统包括：
用于传感动脉中血压搏动的传感组件(66，74，76，186，188)；
用于向传感组件施加可变的下压压力的部件(22)；
用于在传感到的动脉内血压搏动的基础上计算血压的部件(34)，
其特征在于：设有用于抵消动脉附近组织所施加的力，同时贴合病人人体的部件(70，222)。
21.如权利要求20所述的系统，其特征在于所述传感组件包括：
一个具有传感面(100)的传感件(66)；
一个柔性膜片(74，186)，该膜片被设置在动脉(44)上方；以及
设置在柔性膜片(74，186)和传感件(66)的传感面(100)之间的流体耦合介质，用于将血压搏动从膜片(74，186)传导到传感件(66)。
22.如权利要求20所述的系统，其特征在于所述计算血压的部件还包括：
在最大能量传递时的下压压力和传感到的动脉内的血压搏动的形状的基础上计算血压的装置(34)。
23.如权利要求22所述的传感器，其特征在于所述传感组件包括：
一个具有传感面(100)的传感件(66)；
一个柔性膜片(74，186)，该膜片被设置在动脉(44)的上方；以及
设置在柔性膜片(74，186)和传感件(66)的传感面(100)之间的流体耦合介质，用于将血压搏动从膜片(74，186)传导到传感件(66)。
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