人，在很多医疗检查的实例中，可以将 待搜索的动脉位置限制于人手或腕部的皮肤区域。但是，本发明并不仅限于人手腕部的定 位动脉。本发明能够应用于人体的其他部分，如颈部。活体也可以是诸如马的动物。
[0032] 示例性地通过图1所示的步骤来说明该方法。该方法利用一个具有光源和光学探 测器的光学传感单元。该方法包括一个非接触式光学搜索步骤和一个接触式压力搜索步 骤。首先非接触式过程110使用光学传感单元沿着皮肤上的扫描路径扫描皮肤，以确定扫描 路径内的搜索区域。所述确定的搜索区域，就是预测动脉位于该搜索区域内。非接触式过程 110同时还确定扫描路径的高度轮廓。高度轮廓是在绘制扫描路径曲率时获得的一个图，表 示沿着扫描路径的距离-高度关系。高度轮廓的其中一种形式，是由一组坐标表示，其描述 了沿着扫描路径的皮肤的二维几何位置。高度轮廓的一个例子如图3所示。在非接触式过程 110完成之后，进行接触式过程120,沿着搜索区域扫描压力传感器，在搜索区域内搜索动脉 位置。该扫描由高度轮廓所提供的曲率信息引导。也就是说，高度轮廓提供了在扫描期间压 力传感器移动至下一个位置的坐标，从而使得压力传感器在扫描时紧密地跟随皮肤的曲 率。注意，非接触式过程110和接触式过程120分别用于如上所述的非接触式光学搜索和接 触式压力搜索。之后，在步骤130，压力传感器移动至动脉位置并定位其上以便进行BP测量， 然后到步骤140,确定一个优选的压紧压力并施加该压紧压力到皮肤上。
[0033] 图2示例性地说明两个过程110、120,图2显示了找到动脉位置236的过程。为了方 便说明，使用腕部210作为例子，搜索其中的动脉215;本发明并不限于仅识别人腕部上的动 脉位置。
[0034] 在非接触式过程110中，一个包括光源220和光学探测器222的光学传感单元221， 使用光源220产生并设置用来进行血液感应的光束224,沿着活体皮肤217上的扫描路径230 逐步地扫描活体皮肤217,同时光学探测器222测量反射光225的瞬时功率能级，反射光225 是光束224从皮肤217及皮肤下身体组织反射的一部分。光束224最好包括红外光成分，能够 对血液的光学吸收产生响应。扫描完成之后，获得一个时间序列的测量的功率能级，据此能 够在扫描路径230内确定一个搜索区域235。
[0035] 在实际的实施中，扫描通常是沿着X方向203进行的，即参考水平方向。对于人的腕 部210,对扫描路径230，X方向203上15mm至20mm的直线扫描距离232通常已足以搜索动脉 215，通常动脉215的直径是2mm到3mm。尽管这是动脉215的尺寸，但有效的测量范围仅为 0 · 5mm左右。
[0036] 如前所述，通过光学传感器找到动脉位置236的精度是由光学传感器的尺寸确定 的。为了避免需要一个超小的光学传感器，实践中，搜索区域235可以设置在3mm至4mm的长 度。如果选择一个3mm至4mm的搜索长度，那么光束224最好准直为一个不大于2mm的光束。
[0037] 由于非接触式扫描，在光学传感单元221和皮肤表面217之间有一个间隙227。注 意，光学探测器222测量的瞬时功率能级会受到间隙227的距离影响。如果该距离在扫描期 间发生变化，那么这种波动就会在获得测量功率能级中引入一个有害因素，使得对功率能 级的时间序列进行分析变得困难。因此，在扫描期间，需要控制光学传感单元221的位置以 在单元221和扫描路径230之间Z方向204(即参考垂直方向）上保持一个预定距离，从而消除 该有害因素。在一个实施例中，该预定距离在1mm至2mm之间。保持该距离的另一个优点是： 在扫描完成之后，获得单元221行进的坐标的时间历程，并且能从其导出扫描路径230的高 度轮廓。
[0038]通过使用诸如基于激光的技术来测量间隙227的长度，可以控制光学传感单元 221，以保持其距皮肤表面217的预定距离。尽管如此，除了识别搜索区域235,也可以使用光 学传感单元221来测量间隙227的长度变化，从而减少实施成本。首先注意到，吸收光束224 的人体组织包括血液、组织和骨骼，在不同的时间段脉搏血流行进经过动脉215。也应该注 意到，在所测量的功率能级的时间序列上，脉搏血流的运动会产生一个随时间变化的分量， 即AC分量。从该时间序列中除去AC分量就能够获得DC分量，其是由组织、骨骼和静脉里的非 脉搏血流以及间隙227距离而确定的。由于皮肤反射主导DC分量，其随着间隙距离的增加快 速衰减，因此间隙227的距离可以通过DC分量进行估计。
[0039]由此可以确定，在皮肤217的扫描期间，通过借助已经测量出的一个或多个经选择 的瞬时功率能级，以估计光源220距扫描路径230的瞬时距离，然后在反馈控制环路中使用 该估计的瞬时距离来调节单元221的位置，那么保持光学传感单元221和扫描路径230之间 的预定距离是可以实现的。优选地，根据由一个或多个经选择的瞬时功率能级而计算出的 DC分量，来估计瞬时距离。
[0040]在通过反馈控制环路保持间隙127的预定距离时，单元221行进坐标的时间历程被 记录下来。图3显示由该时间历程所计算出的高度轮廓的一个例子，其是根据前述DC分量所 计算出的瞬时距离而获得的。
[0041]图4显示通过计算一个时间序列410的所测量的功率能级的AC分量来确定一个搜 索区域420的例子。沿着X方向203位置上AC分量的波动变化是由于脉搏血流通过动脉215而 引起的。可从时间序列410计算出一个包络波430。包封住包络波430中最大波幅的-3mm的窗 口被选择为搜索区域420。
[0042]在接触式过程120中，压力传感器240在Z-方向204上移动，以一个在预设压力范围 内设定的压紧压力放置在搜索区域235上。该压力范围可以被设置为某一标称值(nominal value)附近的小范围。该标称值是压紧压力的一个期望值。一般而言，该期望值可以是从 3 OmmHg至10 OmmHg范围内选择的一个数值。例如，该期望值可以被设置成5 OmmHg。在标称值 附近的小范围是一个宽容度，在该宽容度内，由压力传感器240施加的压紧压力被容许有一 个小变化。压力传感器240放置在或直接移动到搜索区域235上的一个XZ坐标被称为第一初 始坐标，并由高度轮廓确定。然后，通过在初始坐标附近沿着Z-方向204细微调整压力传感 器240的位置而达到该压紧压力。其后，驱动压力传感器240沿着搜索区域235逐步地扫描以 测量动脉215产生的压力脉搏振幅。在扫描完成之后，获得一个时间序列的测量的压力脉搏 振幅。在沿着搜索区域235进行扫描期间，根据高度轮廓确定压力传感器240将移至的多个 XZ坐标，这些XZ坐标被称为第二初始坐标。在搜索区域235内，由所获时间序列的测量振幅 来确定动脉位置236。
[0043]在图5所示的一个方法中，通过曲线拟合方法处理测量的振幅原始数据以形成一 个平滑曲线510,从该平滑曲线510找出一个最大点525。由于实施的限制，压力传感器240可 能无法精准放置在最大点525的X位置上，所以动脉位置236可以是从包封最大点525的-0.5mm的窗口 520 (以上提及的有效测量范围）中选择的一个位置。
[0044]图6描述如何通过接触式过程120确定动脉位置236的一个例子。在压力传感器240 沿着搜索区域235扫描期间，当压力传感器240到达任何一个第二初始坐标时，如图6中的 (父1，2 1)、％，22)和％，2")，在2方向204上细微调整压力传感器240的位置，以保持压紧压力 处于预定压力范围内。
[0045]图7给出了接触式过程120的另一个例子。与图6中所示的那个不同，当移动到任何 一个第二初始坐标时，不会检查压紧压力。使用一个算法710(本文中作为一个例子而提到） 来调节所测量振幅的数值，以补偿压紧压力的变化。
[0046] 在确定动脉位置236并将压力传感器240放置其上之后，通过确定压紧压力的一个 优选值并施加该优选压力值在动脉位置236上，可以执行一个优化步骤，如上所述的可选步 骤140。该优化步骤是逐步增加或降低压紧压力，同时压力传感器240在多个时间段上测量 压力脉搏振幅。借助图8来描述一个计算优选压力值的方法。在图8里，通过一个曲线拟合方 法，从压力脉搏振幅的原始数据得到一个平滑曲线810。在曲线810上找出最大点820,其是 优选压力值。在获得优选值之后，在Z-方向204上细微调整压力传感器240的位置，从而施加 该优选值压力在动脉位置236上。
[0047]如图2所示，可以将压力传感器240和光学传感单元221集成一个单集成单元，从而 可以使用一个驱动器260在参考水平方向（X-方向203)和参考垂直方向（Z-方向204)上移动 该单集成单元。或者，压力传感器240和光学传感单元221也可以是各自独立的单元，以便使 用包括多个致动器的致动装置。或者，压力传感器240、光学传感单元221和驱动器260可以 集成为一个单一单元，能够在参考水平方向（X-方向203)和参考垂直方向（Z-方向204)上移 动。
[0048] 很显然，用于测量活体BP的张力BP监控设备是可以通过包含压力传感器、光源和 光学探测器而实现，以及根据本发明所公开方法使用该设备来确定活体皮肤上动脉的位置 并将压力传感器放置在动脉位置上。
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