DE112017006660T5

DE112017006660T5 - Blutdruckmessgerät, verfahren und vorrichtung zur blutdruckmessung

Info

Publication number: DE112017006660T5
Application number: DE112017006660.3T
Authority: DE
Inventors: Yasuhiro Kawabata; Kentaro Mori; Naomi Matsumura
Original assignee: Omron Corp; Omron Healthcare Co Ltd; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp; Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2016-12-28
Filing date: 2017-11-07
Publication date: 2019-09-26
Also published as: US11712166B2; JP2018102818A; JP6777535B2; WO2018123275A1; US20190290141A1; CN110062600A

Abstract

Ein Blutdruckmessgerät beinhaltet: einen ersten Fluidbeutel (21), der um eine Messstelle (90) herum zu tragen ist; erste und zweite Pulswellensensoren (40-1, 40-2), die an dem ersten Fluidbeutel (21) angebracht sind und Pulswellen von jeweils gegenüberliegenden Bereichen einer Arterie erfassen, die entlang der Messstelle (90) verläuft; Druckteile (22, 24), die lokal Bereiche, die den ersten und zweiten Pulswellensensoren entsprechen, von einer Außenumfangsseite gegenüber einer Innenumfangsseite des ersten Fluidbeutels (21) drücken, wo die ersten und zweiten Pulswellensensoren angebracht sind. Der Blutdruck wird basierend auf der Pulslaufzeit berechnet, die von den Ausgängen des ersten und zweiten Pulswellensensors erhalten wird, wobei der erste Fluidbeutel (21) in einem drucklosen Zustand und der erste und zweite Pulswellensensor durch eine Druckkraft des Druckteils gedrückt werden. Der Blutdruck wird für die oszillometrische Blutdruckmessung basierend auf dem Druck innerhalb des ersten Fluidbeutels (21) mit dem ersten Fluidbeutel (21) in einem druckbeaufschlagten Zustand berechnet.

Description

TECHNISCHER BEREICH
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Blutdruckmessgerät und ein Verfahren zur Blutdruckmessung, insbesondere auf ein Blutdruckmessgerät, das in der Lage ist, den Blutdruck basierend auf der Pulslaufzeit (PTT) zu messen, d.h. der Zeit, die eine Pulswelle benötigt, um sich durch eine Arterie auszubreiten, und den oszillometrischen Blutdruck zu verbreiten, und ein Verfahren zur Blutdruckmessung. Außerdem bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung mit einer Blutdruckmessfunktion.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Wie beispielsweise in der Patentliteratur 1 (Japanische Patentanmeldung Publikation Nr. Hei 10-328151 ) beschrieben, ist eine Technologie bekannt, bei der erste und zweite Drucksensoren entlang einer Radialarterie angeordnet und der erste und zweite Drucksensor mit einem Airbag über eine Druckplatte zum Handgelenk hin gedrückt werden. Diese Technologie misst eine Pulslaufzeit, die eine Zeitdifferenz zwischen den vom ersten Drucksensor und dem zweiten Drucksensor erfassten Pulswellensignalen ist, und misst den Blutdruck basierend auf der Pulslaufzeit.
Beschreibung des verwandten Sachstandes
Patentliteratur
Patentliteratur 1: Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 10-328151
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEM
Wenn der Blutdruck basierend auf der Pulslaufzeit wie in der Patentliteratur 1 gemessen wird, müssen die für die Berechnung des Ruheblutdrucks notwendigen Parameter für jeden Probanden optimiert werden. Selbs bei einer derartigen Optimierung variiert die Beziehung zwischen Pulslaufzeit und Blutdruck je nach Messbedingungen, was eine Kalibrierung mit Blutdruck erfordert, der mit einem oszillometrischen Blutdruckmessgerät gemessen wird.
So wurde neben einem Gerät, das den Blutdruck basierend auf einer Pulslaufzeit misst, bisher ein oszillometrisches Blutdruckmessgerät zur Kalibrierung für die Blutdruckmessung vorbereitet. Dies war für die Probanden sehr unzweckdienlich. So ist die Messung dieser verschiedenen Arten von Blutdruck mit einem einzigen Gerät schon lange erwartet worden.
So kann beispielsweise eine oszillometrische Blutdruckmessmanschette, die um das Handgelenk eines Patienten getragen wird, um und über den ersten und zweiten Drucksensor, die Druckplatte und den Airbag der Patentliteratur 1 herum vorgesehen werden, und der oszillometrische Blutdruck kann mit dieser Manschette gemessen werden.
In diesem Fall sind jedoch der erste und zweite Drucksensor und die Druckplatte zwischen der Manschette und dem Handgelenk vorhanden, so dass diese harten Elemente die Manschette daran hindern, auf das Handgelenk zu drücken, um das Blutgefäß ausreichend zu schließen. Dies führt zu einem Problem der Verringerung der Genauigkeit der Blutdruckmessung.
Die vorliegende Erfindung zielt daher darauf ab, ein Blutdruckmessgerät mit einer einfachen Struktur, das in der Lage ist, sowohl den zeitabhängigen Blutdruck (den Pulslaufzeit-basierten) als auch den oszillometrischen Blutdruck präzise zu messen, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Blutdruckmessung bereitzustellen.
MITTEL ZUR LÖSUNG DES PROBLEMS
Um das oben beschriebene Problem zu lösen, beinhaltet das Blutdruckmessgerät der vorliegenden Erfindung Folgendes
einen ersten Fluidbeutel, der um eine Messstelle herum getragen werden soll und durch Zuführen oder Ableiten von Fluid in einen druckbeaufschlagten Zustand oder einen drucklosen Zustand übergeht,
erste und zweite Pulswellensensoren, die an dem ersten Fluidbeutel in einer Weise angebracht sind, so dass sie in Bezug auf die Breitenrichtung des ersten Fluidbeutels voneinander beabstandet sind, und Pulswellen der jeweiligen gegenüberliegenden Abschnitte einer Arterie erfassen, die entlang der Messstelle verläuft,
ein Druckteil, das die Bereiche, die den ersten und zweiten Pulswellensensoren entsprechen, in Bezug auf die Umfangsrichtung des ersten Fluidbeutels lokal von der Außenumfangsseite des ersten Fluidbeutels drückt, die die andere Seite der Innenumfangsseite ist, auf der der erste und zweite Pulswellensensor angebracht sind,
einen ersten Blutdruckberechnungsteil, der den Blutdruck basierend auf der Pulslaufzeit berechnet, die von den Ausgängen der ersten und zweiten Pulswellensensoren erhalten wird, wobei sich der erste Fluidbeutel in einem drucklosen Zustand befindet, und der erste und zweite Pulswellensensor durch die Druckkraft des Druckteils gedrückt werden, und,
einen zweiten Blutdruckberechnungsteil, der den Blutdruck basierend auf dem Druck innerhalb des ersten Fluidbeutels berechnet, wobei sich der erste Fluidbeutel in einem druckbeaufschlagten Zustand für die oszillometrische Blutdruckmessung befindet.
Wie hierin verwendet, bezieht sich die „Messstelle“ auf eine Stelle, an der eine Arterie verläuft. Die Messstelle kann beispielsweise eine obere Extremität, wie beispielsweise ein Handgelenk oder ein Oberarm sein, oder kann eine untere Extremität, wie ein Knöchel oder ein Oberschenkel sein.
Außerdem bezieht sich der „Fluidbeutel“ auf ein beutelförmiges Element, das in der Lage ist, ein Fluid, wie auch immer es genannt werden mag, aufzunehmen. So kann er beispielsweise anstelle eines Fluidbeutels als „Manschette“ bezeichnet werden. Das „Fluid“ kann sowohl eine Flüssigkeit als auch ein Gas enthalten, und es kann beispielsweise Wasser oder Luft verwendet werden.
Die „Breitenrichtung“ des Fluidbeutels entspricht der Längsrichtung der Messstelle.
Im Blutdruckmessgerät der vorliegenden Erfindung sind der erste und der zweite Pulswellensensor am ersten Fluidbeutel in einer Weise angebracht, so dass sie in Breitenrichtung des ersten Fluidbeutels voneinander beabstandet sind. Das Druckteil, das die Bereiche, die den ersten und zweiten Pulswellensensoren entsprechen, in Bezug auf die Umfangsrichtung des ersten Fluidbeutels lokal drückt, ist auf der Außenumfangsseite des ersten Fluidbeutels vorgesehen, die die andere Seite der Innenumfangsseite ist, auf der der erste und zweite Pulswellensensor angebracht sind. Wenn eine zeitabhängige bzw. Pulslaufzeit-basierte Blutdruckmessung durchgeführt wird, wird Fluid aus dem ersten Fluidbeutel abgegeben, um den ersten Fluidbeutel in einen drucklosen Zustand zu versetzen. Das Druckteil drückt dann den ersten und zweiten Pulswellensensor mit z.B. einer bestimmten Druckkraft gegen die Messstelle. In diesem Zustand berechnet der erste Blutdruckberechnungsteil den Blutdruck basierend auf der Pulslaufzeit, die von den Ausgängen des ersten und zweiten Pulswellensensors erhalten wird. In diesem Fall befindet sich der erste Fluidbeutel zwar zwischen dem Druckteil und dem ersten und zweiten Pulswellensensor, der erste Fluidbeutel befindet sich jedoch in einem drucklosen Zustand und behindert somit das Druckteil nicht beim Andrücken des ersten und zweiten Pulswellensensors. Dies ermöglicht die Messung des ersten und zweiten Pulswellensignals unter geeigneten Messbedingungen und ermöglicht damit eine genaue zeitabhängige, also Pulslaufzeit-basierte, Messung des Blutdrucks. Zur Durchführung der oszillometrischen Blutdruckmessung wird dem ersten Fluidbeutel, der um die Messstelle herum getragen wird, Fluid zugeführt, um den ersten Fluidbeutel in einen druckbeaufschlagten Zustand zu versetzen, der den ersten und zweiten Pulswellensensor mit beispielsweise einer bestimmten Druckkraft gegen die Messstelle drückt. In diesem Zustand berechnet der zweite Blutdruckberechnungsteil den Blutdruck basierend auf dem Druck in dem Fluid. Zwischen dem ersten Fluidbeutel und dem ersten und zweiten Pulswellensensor befindet sich kein anderes Element (z.B. eine Druckplatte), so dass der erste Fluidbeutel die Messstelle ausreichend drücken kann, um das Blutgefäß ausreichend zu schließen. Dies ermöglicht eine genaue oszillometrische Blutdruckmessung. So ermöglicht die vorliegende Erfindung es dem einfach strukturierten Blutdruckmessgerät allein, eine genaue Pulslaufzeit-basierte Messung des Blutdrucks und eine oszillometrische Blutdruckmessung durchzuführen und die für die Pulslaufzeit-basierte Messung erforderliche Kalibrierung entsprechend durchzuführen.
Im Blutdruckmessgerät gemäß einer Ausführungsform beinhaltet das Druckteil Folgendes
ein Band, das um die Messstelle herum getragen werden soll;
ein expandierbares Element, das auf der Innenumfangsseite des Bands angeordnet ist, die näher an der Messstelle liegt als der Band und in der Dickenrichtung des Bandes expandierbar und zusammenziehbar ist; und
einen Festkörper, der an einer Position entsprechend den ersten und zweiten Pulswellensensoren auf der Innenumfangsseite des expandierbaren Elements angeordnet ist, die näher an der Messstelle liegt als das expandierbare Element.
In dieser Ausführungsform bezieht sich das „Band“ auf ein streifenförmiges Element, das um die Messstelle herum getragen werden soll, wie auch immer es genannt werden mag. So kann es beispielsweise anstelle eines Bands als „Gürtel“ oder „Manschette“ bezeichnet werden.
Im Blutdruckmessgerät dieser Ausführungsform wird der zeitabhängige d.g. Pulslaufzeit-basierte Blutdruck gemessen, wobei das Band um die Messstelle herum getragen wird und sich der erste Fluidbeutel, aus dem das Fluid abgelassen wurde, in einem drucklosen Zustand befindet. In diesem Zustand dehnt das Druckteil das auf der Innenumfangsseite des Bandes angeordnete expandierbare Element aus, so dass der erste und zweite Pulswellensensor lokal durch das Band, das expandierbare Element und den Festkörper an einer Position entsprechend den ersten und zweiten Pulswellensensoren auf der Innenumfangsseite des expandierbaren Elements gedrückt werden können. Somit kann jeder der ersten und zweiten Pulswellensensoren mit einer entsprechenden Druckkraft gedrückt werden. Dies ermöglicht eine genaue zeitabhängige Blutdruckmessung auf der Basis der Pulslaufzeit.
In einer Pulswellenmessvorrichtung gemäß einer Ausführungsform ist das expandierbare Element ein zweiter Fluidbeutel, der durch Zuführen oder Ablassen von Fluid in einen druckbeaufschlagten oder drucklosen Zustand übergeht.
Im Blutdruckmessgerät dieser Ausführungsform wird das expandierbare Element durch die Zufuhr von Flüssigkeit in den zweiten Fluidbeutel, das das expandierbare Element ist, in einen druckbeaufschlagten Zustand versetzt, um den ersten und zweiten Pulswellensensor lokal über den Festkörper zu drücken. Dies ermöglicht eine genaue zeitabhängige Blutdruckmessung auf der Basis der Pulslaufzeit. Andererseits verwandelt das Auslassen von Flüssigkeit aus dem zweiten Fluidbeutel oder dem expandierbaren Element das expandierbare Element in einen drucklosen Zustand. Mit dem um die Messstelle herum getragenen Band, das dem ersten Fluidbeutel, an dem der erste und der zweite Pulswellensensor angebracht sind, Flüssigkeit zuführt, wird der erste Fluidbeutel in einen druckbeaufschlagten Zustand versetzt, um die Messstelle ausreichend zu drücken. Dies ermöglicht eine genaue oszillometrische Blutdruckmessung. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung des zweiten Fluidbeutels als ausdehnbares Element, dass der zweite Fluidbeutel und der erste Fluidbeutel, die um die Messstelle herum getragen wird, durch den Wechsel einer Pumpe verwendet werden können. Dies ermöglicht eine einheitliche Steuerung.
In einer Ausführungsform des Blutdruckmessgerätes beinhalten der erste und zweite Pulswellensensor jeweils ein Paar Detektionselektroden, die die Spannung eines gegenüberliegenden Bereichs erfassen.
Im Blutdruckmessgerät dieser Ausführungsform erfassen die Elektrodenpaare des ersten und zweiten Pulswellensensors Spannungen ihrer jeweiligen gegenüberliegenden Bereiche der Arterie, die entlang der Messstelle verlauft, und Pulswellensignale können nach dem Impedanzverfahren gewonnen werden. So wird mit einer einfachen Struktur eine Impulslaufzeit-basierte Blutdruckmessung durchgeführt. Solche Paare von Detektionselektroden können auch flach gebildet werden, z.B. unter Verwendung von platten- oder plattenförmigen weichen Elektroden. In diesem Fall behindern die Paare von Detektionselektroden den ersten Fluidbeutel nicht am Drücken der Messstelle und verringern somit nicht die Genauigkeit der oszillometrischen Blutdruckmessung.
Das Blutdruckmessgerät nach einer Ausführungsform beinhaltet
einen Teil zur Berechnung des Kreuzkorrelationskoeffizienten, der einen Kreuzkorrelationskoeffizienten zwischen den Wellenformen der ersten und zweiten Pulswellensignale berechnet, die von Ausgängen in zeitlicher Abfolge der ersten und zweiten Pulswellensensoren erhalten werden; und
einen Druckkraft-Einstellteil, der die Druckkraft durch das expandierbare Element so einstellt, dass der aus dem Berechnungsteil des Kreuzkorrelationskoeffizienten berechnete Kreuzkorrelationskoeffizient einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Wie hierin verwendet, bezieht sich der „Kreuzkorrelationskoeffizient“ auf einen Proben-Korrelationskoeffizienten (der auch als Pearson-Produkt-Moment-Korrelationskoeffizient bezeichnet wird). Zum Beispiel, wenn zwei Gruppen von Zahlen, eine Datensequenz {xi} und eine Datensequenz {yi} (wobei i = 1, 2, ...., n) angegeben sind, und der Kreuzkorrelationskoeffizient r der Datensequenz {xi} und der Datensequenz {yi} durch die in 12 dargestellte Gleichung (Gl. 1) definiert ist, dann bezeichnen x und y mit einem Überbalken in der Gleichung (Gl. 1) ihre jeweiligen Durchschnittszahlen.
Im Blutdruckmessgerät dieser Ausführungsform, bei dem der Fluidbeutel um die Messstelle herum getragen wird, drückt das Druckelement beispielsweise den ersten und zweiten Pulswellensensor mit einer bestimmten Andruckkraft gegen die Messstelle. In diesem Zustand erfassen der erste und zweite Pulswellensensor Pulswellen der jeweils gegenüberliegenden Bereiche der Arterie, die entlang der Messstelle verlaufen. Der Berechnungsteil des Kreuzkorrelationskoeffizienten erhält das erste und zweite Pulswellensignal, die von dem ersten und zweiten Pulswellensensor ausgegeben werden, und berechnet einen Kreuzkorrelationskoeffizienten zwischen den Wellenformen der Pulswellensignale. Der Druckkraft-Einstellteil stellt eine Druckkraft durch das expandierbare Element unter den Druckelementen so ein, dass der aus dem Berechnungsteil des Kreuzkorrelationskoeffizienten berechnete Kreuzkorrelationskoeffizient einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet. In diesem Zustand berechnet der erste Blutdruckberechnungsteil den Blutdruck basierend auf der Pulslaufzeit, die von den Ausgängen des ersten und zweiten Pulswellensensors erhalten wird. Dies erhöht die Genauigkeit bei der Messung der Pulslaufzeit und damit die Genauigkeit der Pulslaufzeit-basierten Blutdruckmessung. Dies ermöglicht auch die Erfassung der Pulslaufzeit, ohne die Druckkraft zum Pressen der Messstelle mehr als notwendig zu erhöhen. Dies kann die physische Belastung des Benutzers reduzieren.
In einem weiteren Aspekt beinhaltet das Verfahren zur Blutdruckmessung der vorliegenden Erfindung:

Bereitstellen
eines erstes Fluidbeutels, der um eine Messstelle herum getragen werden soll und durch Zuführen oder Ablassen von Fluid in einen druckbeaufschlagten Zustand oder einen drucklosen Zustand übergeht,
von ersten und zweiten Pulswellensensoren, die auf dem ersten Fluidbeutel in einer Weise angebracht sind, so dass sie in Breitenrichtung des ersten Fluidbeutels voneinander beabstandet sind, und Pulswellen von jeweils gegenüberliegenden Bereichen einer Arterie erfassen, die entlang der Messstelle verläuft, und
eines Druckteils, das lokal Bereiche, die den ersten und zweiten Pulswellensensoren entsprechen, von einer Außenumfangsseite drückt, die die andere Seite der Innenumfangsseite des ersten Fluidbeutels ist, in der die ersten und zweiten Pulswellensensoren angebracht sind; umfassend:
- Bringen des ersten Fluidbeutels in einen drucklosen Zustand, Drücken des ersten und zweiten Pulswellensensors mit einer Druckkraft des Druckteils und Berechnen des Blutdrucks in diesem Zustand basierend auf der Pulslaufzeit, die von den Ausgängen des ersten und zweiten Pulswellensensors für die Pulslaufzeit-zeitbasierte Blutdruckmessung erhalten wird; und
- Bringen bzw. Überführen des ersten Fluidbeutels in einen druckbeaufschlagten Zustand und Berechnen des Blutdrucks basierend auf einem Druck im ersten Fluidbeutel zur oszillometrischen Blutdruckmessung.

Das Verfahren zur Blutdruckmessung nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht eine genaue Messung des zeitabhängigen d.h. Pulslaufzeit-basierten Blutdrucks und des oszillometrischen Blutdrucks.
In noch einem weiteren Aspekt beinhaltet die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung Folgendes Blutdruckmesselemente,
wobei die Blutdruckmesselemente Folgendes beinhalten
einen ersten Fluidbeutel, der um eine Messstelle herum getragen werden soll und durch Zuführen oder Ablassen von Fluid in einen druckbeaufschlagten Zustand oder einen drucklosen Zustand übergeht,
erste und zweite Pulswellensensoren, die auf dem ersten Fluidbeutel in einer Weise angebracht sind, so dass sie in einer Breitenrichtung des ersten Fluidbeutels voneinander beabstandet ist, und Pulswellen ihrer jeweiligen gegenüberliegenden Bereiche einer Arterie erfassen, die entlang der Messstelle verläuft,
ein Druckteil, das lokal Bereiche, die den ersten und zweiten Pulswellensensoren entsprechen, in Bezug auf die Umfangsrichtung des ersten Beutels von der Außenumfangsseite drückt, die die andere Seite der Innenumfangsseite des ersten Fluidbeutels ist, wo der erste und zweite Pulswellensensor angebracht sind,
einen ersten Blutdruckberechnungsteil, der den Blutdruck basierend auf der Pulslaufzeit berechnet, die von Ausgängen der ersten und zweiten Pulswellensensoren erhalten wird, wobei sich der erste Fluidbeutel in einem drucklosen Zustand befindet und der erste und zweite Pulswellensensor durch eine Druckkraft des Druckteils gedrückt werden, und
einen zweiten Blutdruckberechnungsteil, der den Blutdruck basierend auf dem Druck innerhalb des ersten Fluidbeutels berechnet, wobei sich der erste Fluidbeutel in einem druckbeaufschlagten Zustand für die oszillometrische Blutdruckmessung befindet.
Die „Vorrichtung“ nach der vorliegenden Erfindung umfasst weitestgehend Geräte bzw. Vorrichtungen mit einer Blutdruckmessfunktion und kann beispielsweise als multifunktionale, armbanduhrartige tragbare Vorrichtung, wie beispielsweise eine intelligente Uhr, ausgebildet sein.
Die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung ermöglicht es einem einfach strukturierten Blutdruckmessgerät allein, sowohl den Pulslaufzeit-basierten Blutdruck als auch den oszillometrischen Blutdruck genau zu messen und die für die zeitabhängige Blutdruckmessung erforderliche Kalibrierung entsprechend durchzuführen.
WIRKUNG DER ERFINDUNG
Wie von oben ersichtlich, ermöglichen das Blutdruckmessgerät, das Blutmessverfahren und die Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung eine genaue Messung sowohl des Pulslaufzeit-basierten Blutdrucks als auch des oszillometrischen Blutdrucks.
Figurenliste

1 ist eine externe perspektivische Ansicht eines Handgelenk-Blutdruckmessgerätes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Querschnittsansicht senkrecht zur Längsrichtung eines linken Handgelenks, wobei das Blutdruckmessgerät am Handgelenk getragen wird.
3 ist eine planare Anordnung von Elektroden zur Impedanzmessung, die den ersten und zweiten Pulswellensensor bilden, wobei das Blutdruckmessgerät an einem linken Handgelenk getragen wird.
4 ist ein Blockdiagramm des Steuersystems des Blutdruckmessgerätes.
5A ist eine schematische Längsschnittansicht eines linken Handgelenks, wobei das Blutdruckmessgerät am Handgelenk zur Pulslaufzeit-basierten Blutdruckmessung getragen wird.
5B ist ein Diagramm, das die Wellenformen der ersten und zweiten Pulswellensignale zeigt, die von den ersten und zweiten Pulswellensensoren ausgegeben werden.
6 ist eine schematische Längsschnittansicht eines linken Handgelenks, wobei das Blutdruckmessgerät zur oszillometrischen Blutdruckmessung um das Handgelenk getragen wird.
7 ist ein Flussdiagramm des Blutdruckmessgerätes 1 zur Durchführung der oszillometrischen Blutdruckmessung nach dem Blutdruckmessverfahren gemäß einer Ausführungsform.
8 ist ein Diagramm, das die Veränderungen des Manschettendrucks und der Pulswellensignale gemäß dem Betriebsablaufdiagramm von 7 darstellt.
9 ist ein Flussdiagramm des Blutdruckmessgerätes bei der Implementierung des Verfahrens zur Blutdruckmessung gemäß einer Ausführungsform, einschließlich des Erhaltens der Pulslaufzeit (PTT) und des Durchführens der Blutdruckmessung (Schätzung) basierend auf der Pulslaufzeit.
10 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen einer Druckkraft gegen die Paare von Detektionselektroden und einem Kreuzkorrelationskoeffizienten zwischen den Wellenformen des ersten und zweiten Pulswellensignals, das von dem ersten und zweiten Pulswellensensor ausgegeben wird, darstellt.
11A ist ein Streudiagramm, das den Zusammenhang zwischen Pulswellenausbreitungszeiten (PTT), die unter der Bedingung einer Druckkraft (Manschettendruck Pc) von 40 mmHg (die niedriger als die untere Grenze P1 in 10 ist) erhalten werden, und systolischen Blutdrücken (SBP), die durch oszillometrische Blutdruckmessung verschiedener Benutzer (Probanden) mit dem Sphygmomanometer erhalten werden, darstellt.
11B ist ein Streudiagramm, das den Zusammenhang zwischen Pulswellenausbreitungszeiten (PTT), die unter der Bedingung einer Druckkraft (Manschettendruck Pc) von 130 mmHg (der in den geeigneten Druckbereich zwischen der unteren Grenze P1 und der oberen Grenze P2 in 10 fällt) erhalten werden, und systolischen Blutdrücken (SBP), die durch oszillometrische Blutdruckmessung verschiedener Benutzer (Probanden) mit dem Sphygmomanometer erhalten werden, darstellt.
12 ist eine exemplarische Gleichung, die einen Kreuzkorrelationskoeffizienten r zwischen der Datensequenz {xi} und der Datensequenz {yi} zeigt.
13 ist ein Beispiel für eine vorgegebene Korrespondenzgleichung der Beziehung zwischen Pulslaufzeit und Blutdruck.
14 ist ein noch weiteres Beispiel für eine vorgegebene Korrespondenzgleichung der Beziehung zwischen Pulslaufzeit und Blutdruck.
15 ist ein noch weiteres Beispiel für eine vorgegebene Korrespondenzgleichung des Zusammenhangs zwischen Pulslaufzeit und Blutdruck.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORM
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen ausführlich beschrieben.
Aufbau des Blutdruckmessgerätes
1 ist eine externe perspektivische Ansicht eines Handgelenk-Blutdruckmessgerätes gemäß einer Ausführungsform (das gesamte Blutdruckmessgerät wird mit dem Bezugszeichen 1 angezeigt). 2 ist eine schematische Querschnittsansicht senkrecht zur Längsrichtung eines linken Handgelenks 90, das eine Messstelle ist und um das herum das Blutdruckmessgerät 1 getragen wird (nachfolgend „mit dem Blutdruckmessgerät 1 getragen“ bezeichnet).
Wie in diesen Zeichnungen dargestellt, beinhaltet das Blutdruckmessgerät 1 hauptsächlich einen Gurt oder Band 20, der/das um das linke Handgelenk 90 eines Benutzers herum zu tragen ist, und einen Hauptkörper 10, der integral am Band 20 befestigt ist.
Wie aus 1 ersichtlich, hat das Band 20 eine längliche Streifenform, die in Umfangsrichtung um das linke Handgelenk 90 gewickelt wird. In diesem Beispiel hat das Band 20 in seiner Breitenrichtung Y (Breite) eine Länge von ca. 30 mm. Das Band 20 beinhaltet einen streifenförmigen Körper 23, der eine äußere Umfangsfläche 20b bildet, und eine Druckmanschette 21 in Form eines ersten Fluidbeutels, der entlang einer inneren Umfangsfläche 23a des streifenförmigen Körpers 23 vorgesehen ist und eine innere Umfangsfläche 20a bildet, um das linke Handgelenk 90 zu kontaktieren (siehe 2). Wie das Band 20 weist auch die Druckmanschette 21 eine längliche Streifenform auf, die in Umfangsrichtung um das linke Handgelenk 90 gewickelt wird.
Der Hauptkörper 10 ist an einem Endabschnitt 20e in Bezug auf die Umfangsrichtung des Bands 20 vorgesehen, integral mit dem Band 20 durch in diesem Fall integrales Formen. Das Band 20 und der Hauptkörper 10 können getrennt voneinander gebildet sein, und dann kann der Hauptkörper 10 integral mit einem Eingriffselement (z.B. einem Scharnier) am Band 20 befestigt werden. In diesem Beispiel ist der Hauptkörper 10 an einer Stelle anzuordnen, die der Rückfläche (der Fläche auf dem Handrücken) 90b des linken Handgelenks 90 entspricht, wenn das Blutdruckmessgerät 1 getragen wird (siehe 2). 2 zeigt eine Radialarterie 91, die im linken Handgelenk 90 in der Nähe der Handflächen-seitigen Oberfläche (die Oberfläche auf der Handflächenseite verläuft.
Wie aus 1 ersichtlich, weist der Hauptkörper 10 eine dreidimensionale Form mit einer Dicke in vertikaler Richtung in Bezug auf die äußere Umfangsfläche 20b des Bands 20 auf. Der Hauptkörper 10 ist klein und dünn geformt, um die täglichen Aktivitäten des Benutzers nicht zu beeinträchtigen. In diesem Beispiel weist der Hauptkörper 10 ein abgeschnittenes Pyramidenprofil auf, das aus dem Band 20 nach außen ragt.
Der Hauptkörper 10 weist auf seiner Oberseite 10a (der am weitesten von der Messstelle entfernten Oberfläche) eine Anzeige 50 auf, die als Bildschirm dient. Der Hauptkörper 10 weist auch ein Bedienteil 52 zur Eingabe von Anweisungen eines Benutzers entlang einer Seitenfläche 10f auf (die Fläche auf der linken Vorderseite in 1).
Ein Impedanzmessteil 40, der den ersten und zweiten Pulswellensensor beinhaltet, ist an einer Stelle auf dem Band 20 zwischen dem Endabschnitt 20e und einem anderen Endabschnitt 20f in Bezug auf die Umfangsrichtung und auf der inneren Umfangsfläche 20a der Druckmanschette 21 vorgesehen, die die innere Umfangsfläche 20a des Bands 20 bildet. Sechs Elektroden 41 bis 46 in Form einer Platte (oder einer Schicht) (zusammen als „Gruppe von Elektroden“ mit dem Bezugszeichen 40E bezeichnet) sind auf dem Band 20 in einer Weise angeordnet, so dass sie in Bezug auf die Breitenrichtung Y des Bands 20 auf der inneren Umfangsfläche 20a der Stelle, an der Impedanzmessteil 40 angeordnet ist (nachstehend näher erläutert), voneinander beabstandet sind. In diesem Beispiel steht die Stelle, an der die Elektrodengruppe 40E angeordnet ist, der Radialarterie 91 des linken Handgelenks 90 gegenüber, wenn das Blutdruckmessgerät 1 getragen wird (siehe 2).
Ein Festkörper 22 ist an einer Position angeordnet, die der Gruppe der Elektroden 40E auf einer äußeren Umfangsfläche 21a entspricht, die die andere Seite der inneren Umfangsfläche 20a der Druckmanschette 21 ist, wo die Gruppe der Elektroden 40E angeordnet ist (siehe 2). Weiterhin ist auf der Außenumfangsseite des Festkörpers 22 eine Druckmanschette 24 oder ein zweiter Fluidbeutel angeordnet. Die Druckmanschette 24 oder der zweite Fluidbeutel dient als expandierbares Element zum lokalen Drücken eines der Elektrodengruppe 40E entsprechenden Bereichs in Bezug auf die Umfangsrichtung der Druckmanschette 21. Die Druckmanschette 24 ist auf der inneren Umfangsfläche 23a des bandförmigen Körpers 23, der das Band 20 bildet, angeordnet (siehe 2). Die Druckmanschette 24 ist ein in Dickenrichtung des Bandes 20 dehnbarer und zusammenziehbarer Fluidbeutel, der durch Zuführen oder Ablassen von Fluid in einen druckbeaufschlagten oder drucklosen Zustand übergeht.
Wie in 1 dargestellt, sind eine Bodenfläche 10b (die der Messstelle am nächsten liegende Fläche) des Hauptkörpers 10 und der Endabschnitt 20f des Bands 20f des Riemens 20 mit einem dreifachen Verschluss 15 miteinander verbunden. Der Verschluss bzw. die Schnalle 15 beinhaltet ein erstes Plattenelement 25, das auf der Außenumfangsseite angeordnet ist, und ein zweites Plattenelement 26, das auf der Innenumfangsseite angeordnet ist. Das erste Plattenelement 25 weist einen Endabschnitt 25e auf, der schwenkbar am Hauptkörper 10 mit einer in Breitenrichtung Y verlaufenden Kupplungsstange 27 befestigt ist. Das erste Plattenelement 25 weist einen weiteren Endabschnitt 25f auf, der schwenkbar an einem Endabschnitt 26e des zweiten Plattenelements 26 mit einer in Breitenrichtung Y verlaufenden Kupplungsstange 28 befestigt ist. Das zweite Plattenelement 26 weist einen weiteren Endabschnitt 26f auf, der nahe dem Endabschnitt 20f des Bands 20 mit einem Befestigungsteil 29 befestigt ist. Die Position, an der das Befestigungsteil 29 in Bezug auf die Umfangsrichtung des Bands 20 befestigt ist, ist auf die Länge um das linke Handgelenk 90 eines Benutzers voreingestellt. Somit weist das Blutdruckmessgerät 1 (das Band bzw. der Gurt 20) insgesamt eine im Wesentlichen ringförmige Form auf, und die Unterseite 10b des Hauptkörpers 10 und der Endabschnitt 20f des Bands 20 sind in Pfeilrichtung B mittels der Schnalle 15 zu öffnen oder zu schließen.
Um das Blutdruckmessgerät 1 am linken Handgelenk 90 zu tragen, wird die Schnalle 15 geöffnet, um den Durchmesser des Bands 20 zu vergrößern. In diesem Zustand fährt der Benutzer mit der linken Hand durch das Band 20 in die Richtung, die durch einen Pfeil A in 1 angezeigt wird. Wie in 2 dargestellt, stellt der Benutzer dann die Winkellage des Bands 20 um das linke Handgelenk 90 ein, um den Impedanzmessteil 40 des Bands 20 über der durch das linke Handgelenk 90 verlaufenden Radialarterie 91 zu positionieren. Dadurch kann die Elektrodengruppe 40E des Impedanzmessteils 40 einen Bereich 90a1, der der Radialarterie 91 entspricht, in der Handflächenseitenfläche 90a des linken Handgelenks 90 kontaktieren. In diesem Zustand schließt der Benutzer die Schnalle 15, um sie zu fixieren. Auf diese Weise trägt ein Benutzer das Blutdruckmessgerät 1 (das Band 20) an seinem linken Handgelenk 90.
Wie in 2 dargestellt, wird in diesem Beispiel der bandförmige Körper 23 aus einem Kunststoff gebildet, der in Dickenrichtung flexibel und in Umfangsrichtung (Längsrichtung) im Wesentlichen unelastisch ist. In diesem Beispiel wird die Druckmanschette 21 als Fluidbeutel ausgebildet, indem zwei elastische Polyurethanplatten in ihrer Dickenrichtung einander zugewandt angeordnet und ihre Umfangskanten miteinander verklebt werden. Wie vorstehend beschrieben, ist die Elektrodengruppe 40E des Impedanzmessteils 40 an der Stelle angeordnet, die der Radialarterie 91 des linken Handgelenks 90 auf der inneren Umfangsfläche 20a der Druckmanschette 21 (dem Riemen 20) entspricht.
Wie in 3 dargestellt, sind beim Tragen des Blutdruckmessgerätes 1 die Elektroden der Elektrodengruppe 40E des Impedanzmessteils 40 entlang der Längsrichtung des Handgelenks (entsprechend der Breitenrichtung Y des Riemens 20) nebeneinander angeordnet, jeweils der Radialarterie 91 des linken Handgelenks 90 zugewandt. Die Elektrodengruppe 40E beinhaltet ein Paar Stromelektroden 41, 46, die auf beiden Seiten zum Einleiten von elektrischem Strom angeordnet sind, und ein erstes Paar Detektionselektroden 42, 43, die einen ersten Pulswellensensor 40-1 bilden, und ein zweites Paar Detektionselektroden 44, 45, die einen zweiten Pulswellensensor 40-2 zur Spannungserkennung bilden. Das zweite Paar von Detektionselektroden 44, 45 ist entsprechend einem Bereich stromabwärts des Blutflusses der Radialarterie 91 angeordnet als das erste Paar von Detektionselektroden 42, 43. In diesem Beispiel wird ein Abstand D zwischen der Mitte des ersten Paares von Erfassungselektroden 42, 43 und der Mitte des zweiten Paares von Erfassungselektroden 44, 45 in Breitenrichtung Y (siehe 5(A)) auf 20 mm eingestellt. Der Abstand D ist gleich dem wesentlichen Abstand zwischen dem ersten Pulswellensensor 40-1 und dem zweiten Pulswellensensor 40-2. In diesem Beispiel werden der Abstand zwischen dem ersten Paar von Erfassungselektroden 42 und 43 und der Abstand zwischen dem zweiten Paar von Erfassungselektroden 44 und 45 jeweils auf 2 mm in Bezug auf die Breitenrichtung Y eingestellt.
Die Elektrodengruppe 40E kann flach gebildet werden. Somit kann das Blutdruckmessgerät 1 das gesamte Band 20 mit einer geringen Dicke aufweisen. Die so gebildete Elektrodengruppe 40E kann auch flexibel gestaltet sein. Somit behindert die Elektrodengruppe 40E die Druckmanschette 21 nicht beim Drücken des linken Handgelenks 90 und beeinträchtigt auch nicht die Genauigkeit der oszillometrischen Blutdruckmessung (die nachstehend noch beschrieben wird).
Wie in 2 dargestellt, ist die Druckmanschette 24, die das aufweitbare bzw. ausdehnbare Element ist, wie vorstehend beschrieben auf der inneren Umfangsfläche 23a des Band 20 bildenden streifenförmigen Körpers 23 angeordnet. In diesem Beispiel wird die Druckmanschette 24 als Fluidbeutel ausgebildet, indem zwei elastische Polyurethanplatten in ihrer Dickenrichtung einander zugewandt angeordnet und ihre Umfangskanten miteinander verklebt werden. Der Körper 22 ist an einer Position entsprechend der Elektrodengruppe 40E auf der inneren Umfangsfläche 24a der Druckmanschette 24 angeordnet. In diesem Beispiel wird der Festkörper 22 aus einem plattenförmigen Harz (in diesem Beispiel Polypropylen) mit einer Dicke von etwa 1 bis 2 mm gebildet. In der vorliegenden Ausführungsform werden das Band 20, die Druckmanschette 24 und der Festkörper 22 als Druckteil verwendet.
4 ist ein Blockdiagramm des Steuersystems des Blutdruckmessgerätes 1. Der Hauptkörper 10 des Blutdruckmessgerätes 1 beinhaltet neben der Anzeige 50 und dem vorstehend beschriebenen Bedienteil 52 eine CPU (Central Processing Unit) 100 als Steuerteil, einen Speicher 51 als Speicherteil und einen Kommunikationsteil 59. Der Hauptkörper 10 beinhaltet den ersten Drucksensor 31, eine Pumpe 32, ein Ventil 33 und den zweiten Drucksensor 34. Der Hauptkörper 10 beinhaltet ferner eine Oszillatorschaltung 310 und eine Oszillatorschaltung 340 zum jeweiligen Umwandeln der Ausgänge des ersten Drucksensors 31 und des zweiten Drucksensors 34 in Frequenzen und eine Pumpensteuerschaltung 320 zum Ansteuern der Pumpe 32. Der Impedanzmessteil 40 beinhaltet neben der vorstehend beschriebenen Gruppe von Elektroden 40E eine Strom- und Spannungserfassungsschaltung 49. Ein Umschaltventil 35, das den Zugangspunkt der Pumpe 32 und des Ventils 33 in die Druckmanschette 21 oder die Druckmanschette 24 ändert, ist ebenfalls enthalten.
In diesem Beispiel ist die Anzeige 50 eine organische EL (Elektrolumineszenz)-Anzeige und zeigt Informationen zur Blutdruckmessung einschließlich der Ergebnisse der Blutdruckmessung und andere Informationen gemäß den Steuersignalen der CPU 100 an. Die Anzeige 50 ist nicht auf eine organische EL-Anzeige beschränkt, und andere Arten von Anzeigen, z.B. eine LCD (Flüssigkristallanzeige), können verwendet werden.
In diesem Beispiel ist das Bedienteil 52 ein Drucktaster, von dem aus Betriebssignale entsprechend einer Anweisung eines Benutzers zum Starten oder Stoppen der Blutdruckmessung in die CPU 100 eingegeben werden. Das Bedienteil 52 ist nicht auf einen Druckschalter beschränkt und kann beispielsweise ein drucksensitiver (resistiver Typ) oder ein Näherungsschalter (elektrostatischer Kapazitätstyp) sein. Oder das Blutdruckmessgerät 1 kann ein Mikrofon (nicht dargestellt) beinhalten, über das ein Benutzer mit seiner Stimme eine Anweisung zum Starten der Blutdruckmessung eingeben kann.
Der Speicher 51 speichert permanent beispielsweise Programmdaten zur Steuerung des Blutdruckmessgerätes 1, Daten zur Steuerung des Blutdruckmessgerätes 1, Daten zur Einstellung verschiedener Funktionen des Blutdruckmessgerätes 1 und Daten von Blutdruckmessergebnissen. Der Speicher 51 wird auch als Arbeitsspeicher verwendet, z.B. wenn ein Programm ausgeführt wird.
Die CPU 100 führt verschiedene Funktionen gemäß den Programmen zur Steuerung des im Speicher 51 gespeicherten Blutdruckmessgerätes 1 aus. Um beispielsweise eine oszillometrische Blutdruckmessung durchzuführen, führt die CPU 100 als Reaktion auf die Anweisung des Bedienteils 52, die Blutdruckmessung zu starten, die Steuerung des Antriebs der Pumpe 32 (und des Ventils 33) basierend auf den Signalen des ersten Drucksensors 31 durch. In diesem Beispiel übernimmt die CPU 100 auch die Steuerung zur Berechnung eines Blutdruckniveaus basierend auf den Signalen des ersten Drucksensors 31.
Wenn die CPU 100 eine Pulslaufzeit-basierte Blutdruckmessung durchführt, übernimmt die CPU 100 die Steuerung des Antriebs des Ventils 33 zum Ablassen von Luft aus der Druckmanschette 21 als Reaktion auf eine Anweisung des Bedienteils 52, die Blutdruckmessung zu starten. Die CPU 100 steuert auch das Umschaltventil 35 an, um den Zugangspunkt der Pumpe 32 (und des Ventils 33) zur Druckmanschette 24 zu ändern. Die CPU 100 führt ferner die Steuerung der Berechnung eines Blutdruckniveaus basierend auf den Signalen des zweiten Drucksensors 34 durch.
Der Kommunikationsteil 59 wird von der CPU 100 gesteuert, um vorgeschriebene Informationen über ein Netzwerk 900 an eine externe Vorrichtung zu senden oder Informationen von einer externen Vorrichtung über das Netzwerk 900 zu empfangen, um die Informationen an die CPU 100 zu übertragen. Die Kommunikation über das Netzwerk 900 kann drahtlos oder per Kabel erfolgen. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Netzwerk 900 das Internet, aber das ist nicht einschränkend, und kann andere Netzwerke sein, wie z.B. ein LAN (Local Area Network) in einem Krankenhaus oder eine Eins-zu-Eins-Kommunikation über ein USB-Kabel. Der Kommunikationsteil 59 kann einen Mikro-USB-Anschluss beinhalten.
Die Pumpe 32 und das Ventil 33 sind über das Umschaltventil 35 und die Luftleitungen 39a, 39b mit der Druckmanschette 21 und der Druckmanschette 24 verbunden. Der erste Drucksensor 31 ist über eine Luftleitung 38a mit der Druckmanschette 21 verbunden, und der zweite Drucksensor 34 ist über eine Luftleitung 38b mit der Druckmanschette 24 verbunden. Der erste Drucksensor 31 erfasst den Druck innerhalb der Druckmanschette 21 durch die Luftleitung 38a. Das Umschaltventil 35 wird basierend auf den Steuersignalen der CPU 100 angesteuert und ändert den Zugangspunkt der Pumpe 32 und des Ventils 33 auf die Druckmanschette 21 oder die Druckmanschette 24. In diesem Beispiel ist die Pumpe 32 eine piezoelektrische Pumpe. Wenn der Zugangspunkt der Pumpe 32 und des Ventils 33 durch das Umschaltventil 35 auf die Druckmanschette 21 umgestellt wurde, fördert die Pumpe 32 Luft, die als Verdichtungsfluid dient, an e Druckmanschette 21 durch die Luftleitung 39a, um den Druck innerhalb der Druckmanschette 21 (Manschettendruck) zu erhöhen. Wenn der Zugangspunkt der Pumpe 32 und des Ventils 33 durch das Umschaltventil 35 in die Druckmanschette 21 geändert wurde, fördert die Pumpe 32 Luft, die als Verdichtungsfluid dient, an die Druckmanschette 24 durch die Luftleitung 39b zur Erhöhung des Drucks innerhalb der Druckmanschette 24 (Manschettendruck).
Das Ventil 33 ist in der Pumpe 32 angebracht, und sein Öffnen oder Schließen wird durch das Ein- und Ausschalten der Pumpe 32 gesteuert. Mit anderen Worten, wenn der Zugangspunkt der Pumpe 32 und des Ventils 33 durch das Umschaltventil 35 in die Druckmanschette 21 geändert wurde, schließt das Ventil 33 beim Einschalten der Pumpe 32, um Luft in die Druckmanschette 21 einzuschließen, während sich das Ventil 33 beim Ausschalten der Pumpe 32 öffnet, um Luft aus der Druckmanschette 21 durch die Luftleitung 39a in die Atmosphäre abzugeben. Wenn der Zugangspunkt der Pumpe 32 und des Ventils 33 durch das Umschaltventil 35 auf die Druckmanschette 24 geändert wurde, schließt sich das Ventil 33 beim Einschalten der Pumpe 32, um Luft in die Druckmanschette 24 einzuschließen, während sich das Ventil 33 beim Ausschalten der Pumpe die Pumpe 32 öffnet, um die Luft aus der Druckmanschette 24 durch das Luftrohr 39b in die Atmosphäre abzuleiten. Das Ventil 33 dient auch als Rückschlagventil, so dass die abzuführende Luft niemals zurück strömt. Der Pumpensteuerschaltung 320 treibt die Pumpe 32 basierend auf den Steuersignalen der CPU 100 an.
In diesem Beispiel ist der erste Drucksensor 31 ein piezoresistiver Drucksensor und wird über die Luftleitung 38a mit der Pumpe 32, dem Ventil 33 und der Druckmanschette 21 verbunden. Der erste Drucksensor 31 erfasst den Druck des Bands 20 (der Druckmanschette 21) durch die Luftleitung 38a mit, in diesem Beispiel, dem Atmosphärendruck als Referenz (Null) und gibt als Zeitsequenz Signale aus. Die Oszillatorschaltung 310 schwingt gemäß einem elektrischen Signalwert basierend auf einer Änderung des elektrischen Widerstands hervorgerufen durch einen Piezowiderstandseffekt vom ersten Drucksensor 31 und gibt Frequenzsignale mit einer Frequenz entsprechend den elektrischen Signalen des ersten Drucksensors 31 an die CPU 100 aus. In diesem Beispiel wird der Ausgang des ersten Drucksensors 31 verwendet, um den Druck der Druckmanschette 21 zu steuern und Blutdruckwerte (einschließlich systolischem Blutdruck (SBP) und diastolischem Blutdruck (DBP)) mittels eines oszillometrischen Verfahrens zu berechnen.
Wenn der Blutdruck mit einem typischen oszillometrischen Verfahren gemessen wird, wird in der Regel der nachfolgend beschriebene Vorgang durchgeführt. Insbesondere wird die Manschette zuvor um die Messstelle (z.B. einen Arm) eines Probanden gelegt. Zum Zeitpunkt der Messung steuert die CPU 100 die Pumpe 32 und das Ventil 33 an, um den Manschettendruck höher als den höchsten Blutdruck zu erhöhen und dann allmählich zu verringern. Während des Druckabfallprozesses wird der Manschettendruck vom Drucksensor erfasst und Schwankungen des Arterienvolumens der Arterie der Messstelle werden als Pulswellensignale herausgenommen. Der maximale Blutdruck (systolischer Blutdruck) und der minimale Blutdruck (diastolischer Blutdruck) werden basierend auf Amplitudenänderungen der Pulswellensignale (hauptsächlich der führenden Flanke und der hinteren Flanke) berechnet, die mit Veränderungen des Manschettendrucks assoziiert sind.
In diesem Beispiel ist der zweite Drucksensor 34 ein piezoresistiver Drucksensor und ist mit der Pumpe 32, dem Ventil 33 und der Druckmanschette 24 durch das Luftrohr 38b verbunden. Der zweite Drucksensor 34 erfasst den Druck der Druckmanschette 24 durch das Luftrohr 38b mit, in diesem Beispiel, dem atmosphärischem Luftdruck als Referenz (Null) und gibt als Zeitsequenz Signale aus. Die Oszillatorschaltung 340 schwingt gemäß einem elektrischen Signalwert basierend auf einer Änderung des elektrischen Widerstands hervorgerufen durch den Piezowiderstandseffekt vom zweiten Drucksensor 34 und gibt Frequenzsignale mit einer Frequenz entsprechend dem elektrischen Signal des zweiten Drucksensors 34 an die CPU 100 aus. In diesem Beispiel wird der Ausgang des zweiten Drucksensors 34 verwendet, um den Druck der Druckmanschette 24 zu steuern und den Pulslaufzeit-basierten Blutdruck zu berechnen. Um den Druck der Druckmanschette 24 für die Pulslaufzeit-basierte Blutdruckmessung zu steuern, steuert die CPU 100 die Pumpe 32 und das Ventil 33 an, um den Manschettendruck entsprechend den verschiedenen Bedingungen zu erhöhen oder zu verringern. Die Details werden später beschrieben.
Eine Batterie 53 versorgt die am Hauptkörper 10 angebrachten Elemente mit elektrischer Energie. Die Batterie 53 versorgt auch die Strom- und Spannungserfassungsschaltung 49 im Impedanzmessteil 40 über einen Draht 71 mit elektrischer Energie. Der Draht 71 ist zusammen mit einem Draht 72 für Signale zwischen dem streifenförmigen Körper 23 und der Druckmanschette 21 vorgesehen und erstreckt sich zwischen dem Hauptkörper 10 und dem Impedanzmessteil 40 in Umfangsrichtung des Bands 20.
5A ist eine schematische Querschnittsansicht in Längsrichtung des linken Handgelenks 90, wobei das Blutdruckmessgerät 1 um das Handgelenk gewickelt ist, um die Pulslaufzeit-basierte Blutdruckmessung durchzuführen. 5B zeigt Wellenformen der ersten Pulswellensignale PS1 und der zweiten Pulswellensignale PS2, die vom ersten Pulswellensensor 40-1 bzw. dem zweiten Pulswellensensor 40-2 ausgegeben werden. Die Strom- und Spannungserfassungsschaltung 49 des Impedanzmessteils 40 wird von der CPU 100 gesteuert und sendet, wie in 5A dargestellt, während des Betriebs hochfrequenten Konstantstrom i mit in diesem Beispiel einer Frequenz von 50 kHz und einem Stromwert von 1 mA an das Paar von Stromelektroden 41, 46, die beidseitig in Bezug auf die Längsrichtung des Handgelenks (entsprechend der Breitenrichtung Y des Bands 20) angeordnet sind. In diesem Zustand erfasst die Strom- und Spannungserfassungsschaltung 49 Spannungssignale v1 zwischen dem ersten Paar von Erfassungselektroden 42, 43, die den ersten Pulswellensensor 40-1 bilden, und Spannungssignalen v2 zwischen dem zweiten Paar von Erfassungselektroden 44, 45, die den zweiten Pulswellensensor 40-2 bilden. Diese Spannungssignale v1, v2 zeigen Veränderungen der elektrischen Impedanz (Impedanzverfahren) durch die Pulswellen des Blutstroms, der durch den Bereich der Radialarterie 91 fließt, entsprechend dem ersten Pulswellensensor 40-1 und dem zweiten Pulswellensensor 40-2 in der Handflächenseitenfläche 90a des linken Handgelenks 90 an. Die Strom- und Spannungserfassungsschaltung 49 gleichrichtet, verstärkt und filtert diese Spannungssignale v1, v2 und gibt die ersten Pulswellensignale PS1 und die zweiten Pulswellensignale PS2 mit bergförmigen Wellenformen in zeitlicher Abfolge aus, wie in 5B dargestellt. In diesem Beispiel betragen die Spannungssignale v1, v2 etwa 1 mV. In diesem Beispiel haben die ersten Pulswellensignale PS1 und die zweiten Pulswellensignale PS2 ferner ihre jeweiligen Spitzen A1 und A2 von etwa 1 V.
Unter der Annahme, dass der Blutfluss der Radialarterie 91 eine Pulswellengeschwindigkeit (PWV) im Bereich von 1000 cm/s bis 2000 cm/s aufweist, beträgt der wesentliche Abstand zwischen dem ersten Pulswellensensor 40-1 und dem zweiten Pulswellensensor 40-2 D = 20 mm, und somit liegt die Zeitdifferenz Δt zwischen den ersten Pulswellensignalen PS1 und den zweiten Pulswellensignalen PS2 im Bereich von 1,0 ms bis 2,0 ms.
Wie in 5A dargestellt, befindet sich die Druckmanschette 24 in einem druckbeaufschlagten Zustand, während sich die Druckmanschette 21, aus der Luft abgeführt wurde, in einem drucklosen Zustand befindet. Die Druckmanschette 24 ist über dem ersten Pulswellensensor 40-1, dem zweiten Pulswellensensor 40-2 und dem Stromelektrodenpaar 41, 46 in Bezug auf die Arterienrichtung der Radialarterie 91 angeordnet. Der Festkörper 22 ist auch über dem ersten Pulswellensensor 40-1, dem zweiten Pulswellensensor 40-2 und dem Stromelektrodenpaar 41, 46 in Bezug auf die Arterienrichtung der Radialarterie 91 angeordnet. Somit drückt die Druckmanschette 24 unter Druck durch die Pumpe 32 den ersten Pulswellensensor 40-1, den zweiten Pulswellensensor 40-2 und das Stromelektrodenpaar 41, 46 über den Festkörper 22 gegen die Handflächenseitenfläche 90a des linken Handgelenks 90a. Die jeweilige Druckkraft des Strom-Elektrodenpaares 41, 46, des ersten Pulswellensensors 40-1 und des zweiten Pulswellensensors 40-2 gegen die Handflächenseitenfläche 90a des linken Handgelenks 90 kann auf einen geeigneten Wert eingestellt werden. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Druckmanschette 24 in Form des Fluidbeutels als Druckteil verwendet, so dass die Druckmanschette 24 die Pumpe 32 und das Ventil 33 mit der Druckmanschette 21 teilen kann. Dies vereinfacht die Struktur bzw. den Aufbau. Weiterhin ermöglicht der erste Pulswellensensor 40-1, der zweite Pulswellensensor 40-2 und das Paar Stromelektroden 41, 46, die über den Festkörper 22 gedrückt werden, eine gleichmäßige Druckkraft gegen die Messstelle, was eine genaue Blutdruckmessung basierend auf der Pulslaufzeit ermöglicht.
6 ist eine schematische Querschnittsansicht in Längsrichtung des linken Handgelenks 90, wobei das Blutdruckmessgerät 1 zur oszillometrischen Blutdruckmessung um das Handgelenk gewickelt ist. In diesem Fall befindet sich die Druckmanschette 24, aus der die Luft ausgelassen wurde, in einem drucklosen Zustand, während sich die Druckmanschette 21, der die Luft zugeführt wurde, in einem druckbeaufschlagten Zustand befindet. Wenn die Druckmanschette 21, die sich in Umfangsrichtung des Handgelenks 90 erstreckt, von der Pumpe 32 mit Druck beaufschlagt wird, drückt die Druckmanschette 21 das Handgelenk 90 gleichmäßig in Umfangsrichtung. Nur die Elektrodengruppe 40E ist zwischen der inneren Umfangsfläche der Druckmanschette 21 und dem Handgelenk 90 vorhanden. So kann das Drücken durch die Druckmanschette 21 das Blutgefäß ausreichend verschließen, ohne durch ein anderes Element behindert zu werden. Dies ermöglicht eine genaue oszillometrische Blutdruckmessung.
(Betrieb der oszillometrischen Blutdruckmessung)
7 ist ein Flussdiagramm des Blutdruckmessgerätes 1 zur Durchführung der oszillometrischen Blutdruckmessung mit einem Blutdruckmessverfahren gemäß einer Ausführungsform.
Wenn ein Benutzer die oszillometrische Blutdruckmessung durch das Bedienteil 52 in Form eines am Hauptkörper 10 vorgesehenen Drucktastenschalters (Schritt S1) anweist, beginnt die CPU 100 den Betrieb und initialisiert den Speicherbereich für die Verarbeitung (Schritt S2). Außerdem schaltet die CPU 100 die Pumpe 32 über den Pumpenantriebskreis 320 ab und öffnet das Ventil 33, um Luft aus der Druckmanschette 21 abzuführen. Die CPU 100 führt dann die Steuerung der Einstellung des aktuellen Ausgangswertes des ersten Drucksensors 31 auf einen Wert gleich dem Atmosphärendruck (0 mmHg-Anpassung) durch.
Die CPU 100 führt dann die Steuerung des Schließens des Ventils 33 durch und steuert dann die Pumpe 32 über den Pumpenansteuerschaltung 320 an, um Luft an die Druckmanschette 21 zu leiten. Dadurch wird die Druckmanschette 21 erweitert und der Manschettendruck Pc allmählich erhöht (siehe 8) (Schritt S3 von 7).
Während des Druckbeaufschlagungsprozesses überwacht die CPU 100 zur Berechnung eines Blutdruckniveaus den Manschettendruck Pc mit dem ersten Drucksensor 31 und erfasst die in der Radialarterie 91 des linken Handgelenks 90 oder der Messstelle erzeugten Komponenten des Arterienvolumens als Pulswellensignale Pm, wie in 8 dargestellt.
In Schritt S4 von 7 arbeitet die CPU 100 dann als zweiter Blutdruckberechnungsteil und versucht, Blutdruckwerte (systolischer Blutdruck (SBP) und diastolischer Blutdruck (DBP)) basierend auf Pulswellensignalen Pm, die erfasst wurden, durch Anwendung eines bekannten Algorithmus mit einem oszillometrischen Verfahren zu berechnen.
Wenn die Berechnung des Blutdrucks an dieser Stelle aufgrund fehlender Daten fehlschlägt (NEIN in Schritt S5), werden die Prozesse in den Schritten S3 bis S5 wiederholt, bis der Manschettendruck Pc seinen oberen Grenzdruck erreicht (der aus Sicherheitsgründen auf z.B. 300 mmHg vorgegeben ist).
Wenn die Blutdruckwerte auf diese Weise berechnet werden (JA in Schritt S5), stoppt die CPU 100 die Pumpe 32 durch die Pumpensteuerschaltung 320 und steuert das Öffnen des Ventils 33, um Luft aus der Druckmanschette 21 (Schritt S6) abzulassen. Im letzten Schritt werden die Messergebnisse der Blutdruckwerte auf der Anzeige 50 angezeigt und im Speicher 51 (Schritt S7) gespeichert.
Die Berechnung der Blutdruckpegel kann nicht nur bei der Erhöhung des Drucks, sondern auch bei der Senkung des Drucks durchgeführt werden.
(Betrieb der Pulslaufzeit-basierten Blutdruckmessung)
9 ist ein Flussdiagramm des Blutdruckmessgerätes 1 bei der Implementierung eines Blutdruckmessverfahrens gemäß einer Ausführungsform, einschließlich der Erfassung der Pulslaufzeit (PTT) und der Durchführung einer Blutdruckmessung (Schätzung) basierend auf der Pulslaufzeit.
Das Arbeitsablaufdiagramm wird auf der Grundlage experimenteller Ergebnisse der vorliegenden Erfinder erstellt. Insbesondere, wie in 10 gezeigt, entdeckten die vorliegenden Erfinder durch Experimente, dass die Druckkraft (gleich dem Manschettendruck Pc durch die Druckmanschette 24) des ersten Pulswellensensors 40-1 (einschließlich des ersten Paares von Detektionselektroden 42, 43) und des zweiten Pulswellensensors 40-2 (einschließlich des zweiten Paares von Detektionselektroden 44, 45) gegen das linke Handgelenk 90 oder die Messstelle allmählich von Null steigt, der Kreuzkorrelationskoeffizient r zwischen den Wellenformen des ersten und zweiten Pulswellensignals PS1, PS2 allmählich zunimmt, bis er einen Maximalwert rmax anzeigt, und dann allmählich abnimmt. Das Flussdiagramm basiert auf der Erkenntnis, dass der Bereich, in dem der Kreuzkorrelationskoeffizient r einen vorgegebenen Schwellenwert Th (in diesem Beispiel Th = 0,99) überschreitet, ein geeigneter Bereich (der als „geeigneter Druckbereich“ bezeichnet wird) der Druckkraft ist. In diesem Beispiel liegt der geeignete Druckbereich der Druckkraft (Manschettendruck Pc) von der unteren Grenze P1 ≅72 mmHg bis zur oberen Grenze P2 ≅135 mmHg.
Wenn ein Benutzer die PTT-basierte Blutdruckmessung durch das Bedienteil 52 in Form eines Drucktastenschalters am Hauptkörper 10 (Schritt S10 von 9) anweist, treibt die CPU 100 das Umschaltventil 35 an, um den Zugangspunkt der Pumpe 32 und das Ventil 33 zur Druckmanschette 24 zu ändern (Schritt S11 von 8). Die CPU 100 führt dann die Steuerung des Schließens des Ventils 33 und des Antreibens der Pumpe 32 durch die Pumpenansteuerschaltung 320 durch, um Luft an die Druckmanschette 24 zu leiten. Dadurch wird die Druckmanschette 24 erweitert und der Manschettendruck Pc allmählich erhöht (siehe 5(A)) (Schritt S12 von 9). In diesem Beispiel wird der Manschettendruck Pc kontinuierlich mit konstanter Geschwindigkeit (= 5 mmHg/s) erhöht. Der Manschettendruck Pc kann in Stufen erhöht werden, um die Zeit für die Berechnung eines nachfolgend beschriebenen Kreuzkorrelationskoeffizienten einfach sicherzustellen.
Während des Druckbeaufschlagungsprozesses dient die CPU 100 als Berechnungsteil des Kreuzkorrelationskoeffizienten und erfasst die ersten und zweiten Pulswellensignale PS1, PS2, die jeweils in zeitlicher Abfolge vom ersten Pulswellensensor 40-1 und vom zweiten Pulswellensensor 40-2 ausgegeben werden, um einen Kreuzkorrelationskoeffizienten r zwischen den ersten und zweiten Pulswellensignalen PS1, PS2 in Echtzeit zu berechnen (Schritt S13 von 9).
Gleichzeitig dient die CPU 100 als Druckkraft-Einstellteil und bestimmt, ob der berechnete Kreuzkorrelationskoeffizient r den vorgegebenen Schwellenwert Th (= 0,99) überschreitet (Schritt S14 von 8). Wenn der Kreuzkorrelationskoeffizient r kleiner oder gleich dem Schwellenwert Th ist (NEIN in Schritt S14 von 9), werden die Prozesse der Schritte S12 bis S14 wiederholt, bis der Kreuzkorrelationskoeffizient r den Schwellenwert Th überschreitet. Wenn der Kreuzkorrelationskoeffizient r den Schwellenwert Th überschreitet (JA in Schritt S14 von 9), stoppt die CPU 100 die Pumpe 32 (Schritt S15 von 9) und setzt den Manschettendruck Pc auf den Wert zu diesem Zeitpunkt oder speziell zu dem Zeitpunkt, zu dem der Kreuzkorrelationskoeffizient r den Schwellenwert Th überschreitet. In diesem Beispiel wird der Manschettendruck Pc auf den Wert gesetzt, wenn der Kreuzkorrelationskoeffizient r den Schwellenwert Th, insbesondere P1 („≅72 mmHg“) in 10, überschritten hat.
In diesem Zustand erfasst die CPU 100 die Zeitdifferenz Δt zwischen dem ersten und zweiten Pulswellensignal PS1, PS2 (siehe 5(B)) als Pulslaufzeit (PTT) (Schritt S16 von 9). Genauer gesagt, wird in diesem Beispiel die Zeitdifferenz Δt zwischen einer Spitze A1 der ersten Pulswellensignale PS1 und einer Spitze A2 der zweiten Pulswellensignale PS2 als Pulslaufzeit (PTT) erfasst.
Auf diese Weise kann die Messgenauigkeit der Impulslaufzeit erhöht werden. Der Manschettendruck Pc, der auf einen Wert zum Zeitpunkt der Überschreitung des Schwellenwerts Th durch den Kreuzkorrelationskoeffizienten r eingestellt ist, ermöglicht die Erfassung einer Pulslaufzeit, ohne den Manschettendruck Pc mehr als notwendig zu erhöhen. Dies kann die physische Belastung für einen Benutzer verringern.
Die CPU 100 dient dann als erster Blutdruckberechnungsteil und berechnet den Blutdruck (Schätzung) basierend auf der in Schritt S16 erfassten Pulslaufzeit (PTT) unter Verwendung einer vorgegebenen Gleichung Gl zwischen Pulslaufzeit und Blutdruck (Schritt S17 von 9). Die vorgegebene Gleichung Gl zwischen Pulslaufzeit und Blutdruck wird beispielsweise als eine bekannte Bruchfunktion mit dem Term 1/DT2 bereitgestellt, wie in der Gleichung (Gl. 2) in 13 dargestellt, wobei DT eine Pulslaufzeit bezeichnet und EBP den Blutdruck bezeichnet (siehe z.B. Japanische Patentanmeldung Nr. Hei 10-201724 ). In der Gleichung (Gl. 2) bezeichnen α und β einen bekannten Koeffizienten bzw. eine Konstante.
Die zuvor beschriebene verbesserte Genauigkeit bei der Messung der Pulslaufzeit kann die Genauigkeit bei der Berechnung des Blutdrucks (Schätzung) auf diese Weise erhöhen. Die Messergebnisse der Blutdruckwerte werden auf der Anzeige 50 angezeigt und im Speicher 51 gespeichert.
In diesem Beispiel werden in Schritt S18 von 9, sofern der Messstopp nicht durch den Bedienteil 52 in Form eines Druckschalters (Nein in Schritt S18 von 8) angewiesen wird, die Berechnung einer Impulslaufzeit (PTT) (Schritt S16 von 9) und die Berechnung des Blutdrucks (Schätzung) (Schritt S17 von 9) für jede Eingabe von ersten und zweiten Pulswellensignalen PS1, PS2 entsprechend den Pulswellen periodisch wiederholt. Die CPU 100 zeigt erneute Messergebnisse eines Blutdrucks auf der Anzeige 50 an und speichert und zeichnet im Speicher 51 auf. Wenn der Stopp der Messung in Schritt S18 von 9 (JA in Schritt S18 von 9) angewiesen wird, wird der Messbetrieb beendet.
Das Blutdruckmessgerät 1 ermöglicht eine kontinuierliche Messung des PTT-basierten Blutdrucks über einen langen Zeitraum mit geringerer körperlicher Belastung für den Anwender.
Außerdem ermöglicht das Blutdruckmessgerät 1 die Messung sowohl des PTT-Blutdrucks (Schätzung) als auch des oszillometrischen Blutdrucks mit einem einzigen Gerät. Dies ist für einen Benutzer sehr komfortabel.
(Überprüfung der Auswirkungen einer Einstellung der Druckkraft)
Das Streudiagramm von 11A zeigt den Zusammenhang zwischen Pulslaufzeiten (PTT), die unter der Bedingung einer Druckkraft (Manschettendruck Pc) von 40 mmHg (die niedriger ist als die untere Grenze P1 von 10) erhalten wurden, und systolischen Blutdrücken (SBP), die durch oszillometrische Blutdruckmessung verschiedener Benutzer (Probanden) mit dem Blutdruckmessgerät 1 (Schritt S5 von 7) erhalten wurden. Bei dieser Druckkrafteinstellbedingung betrug der Kreuzkorrelationskoeffizient r zwischen den Wellenformen des ersten und zweiten Pulswellensignals PS1, PS2 r = 0,971, was niedriger war als der Schwellenwert Th (= 0,99). Wie aus 11A ersichtlich, gibt es im Wesentlichen keine Korrelation zwischen den Pulslaufzeiten (PTT) und dem systolischen Blutdruck (SBP). Der Korrelationskoeffizient, der durch Anpassung der Gleichung von 3 (Gl. 2) berechnet wurde, betrug -0,07.
Im Gegensatz dazu zeigt das Streudiagramm von 11B den Zusammenhang zwischen Pulslaufzeiten (PTT), die unter der Bedingung einer Druckkraft (Manschettendruck Pc) von 130 mmHg (der in den geeigneten Druckbereich zwischen der unteren Grenze P1 und der oberen Grenze P2 in 10 fällt) und systolischen Blutdrücken (SBP), die durch oszillometrische Blutdruckmessung verschiedener Benutzer (Probanden) mit dem Blutdruckmessgerät 1 (Schritt S5 von 7) erhalten wurden. Unter der Bedingung der Druckkrafteinstellung war der Kreuzkorrelationskoeffizient r zwischen den Wellenformen des ersten und zweiten Pulswellensignals PS1, PS2 r = 0,9901 und überschritt damit den Schwellenwert Th (= 0,99). Wie aus 11B ersichtlich, besteht eine starke Korrelation zwischen den Pulslaufzeiten (PTT) und den systolischen Blutdrucken (SBP). Der Korrelationskoeffizient, der durch Anpassung der Gleichung von 3 (Gl. 2) berechnet wurde, betrug -0,90.
Die Ergebnisse der 11A und 11B zeigen, dass das Erhalten einer Pulslaufzeit (PTT) durch Einstellen einer Druckkraft (Manschettendruck Pc) auf einen Wert, bei dem der Kreuzkorrelationskoeffizient r den Schwellenwert Th (= 0,99) überschreitet, die Korrelation zwischen Pulslaufzeit (PTT) und systolischem Blutdruck (SBP) verbessern kann. Der Grund, warum die Korrelation zwischen der Pulslaufzeit (PTT) und dem systolischen Blutdruck (SBP) erhöht wurde, liegt darin, dass die Einstellung einer Druckkraft nach der vorliegenden Erfindung eine erhöhte Messgenauigkeit der Pulslaufzeit (PTT) aufweist. Dies kann die Messgenauigkeit des Blutdrucks erhöhen.
(Modifizierte Beispiele)
In der oben beschriebenen Ausführungsform wurde die Gleichung (Gl. 2) von 13 in Schritt S17 von 9 als Korrespondenzgleichung zwischen Pulslaufzeit und Blutdruck verwendet, um den Blutdruck (Schätzung) basierend auf der Pulslaufzeit (PTT) zu berechnen. Dies ist jedoch nicht einschränkend. Als Korrespondenzgleichung Gl zwischen Pulslaufzeit und Blutdruck, wie beispielsweise in der Gleichung von 14 (Gl. 3) dargestellt, kann eine Gleichung verwendet werden, die den Term 1/DT und den Term DT zusätzlich zum Term 1/DT2 enthält, wobei D1 die Pulslaufzeit und EBP den Blutdruck bezeichnet. In der Gleichung (Gl. 3) bezeichnen α, β, β, γ und Δ jeweils einen bekannten Koeffizienten oder eine Konstante.
Weiterhin kann beispielsweise, wie in der Gleichung (Gl. 4) von 15 dargestellt, eine Gleichung verwendet werden, die den Term 1/DT, den Term des Herzzyklus RR und den Term des Volumenpulswellenflächenverhältnisses VR enthält (siehe z.B. Veröffentlichung der japanischen Patentanmeldung Nr. 2000-3307 ). In der Gleichung (Gl. 4) bezeichnen α, β, γ, γ und Δ jeweils einen bekannten Koeffizienten oder eine Konstante. In diesem Fall berechnet die CPU 100 aus den Pulswellensignalen PS1, PS2 einen Herzzyklus RR und ein Volumen-Pulswellen-Flächenverhältnis VR.
Wenn diese Gleichungen (Gl. 3 und Gl. 4) als Korrespondenzgleichung Gl zwischen Pulslaufzeit und Blutdruck verwendet werden, kann die Messgenauigkeit des Blutdrucks ebenfalls auf die gleiche Weise erhöht werden wie bei der Verwendung der Gleichung (Gl. 2). Natürlich können neben den Gleichungen (Gleichung 2, Gleichung 3 und Gleichung 4) auch andere Korrespondenzgleichungen verwendet werden.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform erfassen der erste Pulswellensensor 40-1 und der zweite Pulswellensensor 40-2 Pulswellen, die durch die Arterie (Radialarterie 91) entlang der Messstelle (linkes Handgelenk 90) verlaufen, als Impedanzänderungen (Impedanzmethode). Dies ist jedoch nicht einschränkend. Der erste und zweite Pulswellensensor können jeweils ein lichtemittierendes Element, das Licht in Richtung der Arterie abgibt, die entlang des entsprechenden Bereichs der Messstelle verläuft, und ein lichtempfindliches Element, das sein reflektiertes Licht (oder Durchlicht) empfängt, um Pulswellen der Arterie als Volumenänderungen zu erfassen (photoelektrisches Verfahren) beinhalten. Oder, der erste und der zweite Pulswellensensor können jeweils einen piezoelektrischen Sensor beinhalten, der die Messstelle kontaktiert, um eine Verzerrung durch den Druck des entsprechenden Bereichs der Arterie, die entlang der Messstelle verläuft, als elektrische Änderung zu erfassen (piezoelektrisches Verfahren). Weiterhin können die ersten und zweiten Pulswellensensoren jeweils ein Übertragungselement beinhalten, das Funk- bzw. Radiowellen (Übertragungswellen) an die Arterie sendet, die entlang des entsprechenden Bereichs der Messstelle verläuft, und ein Empfangselement, das reflektierte Wellen der Funk- oder Radiowelle empfängt, um Abstandsänderungen zwischen der Arterie und den Sensoren zu erfassen, die durch die Pulswellen der Arterie als Phasenverschiebung zwischen der Übertragungswelle und der reflektierten Welle verursacht werden (Funkwellenstrahlungsverfahren).
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird erwartet, dass das Blutdruckmessgerät 1 um das linke Handgelenk 90 oder die Messstelle getragen wird. Dies ist jedoch nicht einschränkend. Die Messstelle kann beispielsweise eine obere Extremität, wie beispielsweise ein anderer Oberarm als ein Handgelenk, oder eine untere Extremität, wie ein Knöchel oder ein Oberschenkel, entlang dem eine Arterie verläuft, sein.
Die vorstehend beschriebene Ausführungsform führt das Band 20, die Druckmanschette 24 und den Festkörper 22 als Beispiel für das Druckteil an. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Das Druckteil kann ein mechanisch in Dickenrichtung dehnbares Druckteil sein, um den ersten Pulswellensensor 40-1 und den zweiten Pulswellensensor 40-2 im drucklosen Zustand von der Umfangsfläche der Druckmanschette 21 zu drücken. Die vorstehend beschriebene Ausführungsform führt die Druckmanschette 24 in Form eines Fluidbeutels als Beispiel für das expandierbare Element an. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Ein expandierbares Element, das mechanisch in Dickenrichtung expandierbar ist, kann verwendet werden, um den ersten Pulswellensensor 40-1 und den zweiten Pulswellensensor 40-2 durch den Festkörper 22 zu drücken.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform dient die im Blutdruckmessgerät 1 angebrachte CPU 100 auch als Kreuzkorrelationskoeffizientenberechnungsteil, als Druckkraft-Einstellteil und als erster und zweiter Blutdruckberechnungsteil zur Durchführung von oszillometrischer Blutdruckmessung (das Flussdiagramm von 7) und PTT-basierter Blutdruckmessung (Schätzung) (das Flussdiagramm von 9). Dies ist jedoch nicht einschränkend. So kann beispielsweise eine wesentliche Computervorrichtung, wie ein Smartphone, das außerhalb des Blutdruckmessgerätes 1 bereitgestellt wird, als Wellenformvergleichsteil, ein Teil zum Einstellen der Druckkraft des Pulswellensensors, ein Teil zum Einstellen des Stroms und der Elektrodenandruckkraft, ein Messverarbeitungsteil und ein erster und zweiter Blutdruckberechnungsteil dienen, um das Blutdruckmessgerät 1 anzuweisen, eine oszillometrische Blutdruckmessung (das Betriebsablaufdiagramm von 7) und eine PTT-basierte Blutdruckmessung (Schätzung) (das Betriebsablaufdiagramm von 9) über das Netzwerk 900 durchzuführen.
In der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist der Hauptkörper 10 einschließlich der Pumpe 30 integral mit dem Band 20 ausgebildet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Das Blutdruckmessgerät 1 kann die Druckmanschette 21 einschließlich des Bands 20 und der Druckmanschette 24 sowie einen Desk-Top-Hauptkörper beinhalten, und eine Pumpe kann im Hauptkörper enthalten sein. In diesem Fall können die Manschette und der Hauptkörper durch ein längliches Rohr miteinander verbunden sein, um Fluid vom Hauptkörper zur Manschette zu transportieren.
Das Blutdruckmessgerät 1 der obigen Ausführungsformen kann als multifunktionale, armbanduhrartige tragbare Vorrichtung ausgebildet sein.
Die obigen Ausführungsformen sind nur Beispiele und können unterschiedlich modifiziert werden, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen. Obwohl die oben beschriebenen Ausführungsformen unabhängig voneinander implementiert werden können, können die Ausführungsformen kombiniert werden. Obwohl die Merkmale verschiedener Ausführungsformen unabhängig voneinander sein können, können auch die Merkmale verschiedener Ausführungsformen kombiniert werden.
Bezugszeichenliste

1: Blutdruckmessgerät
10: Hauptkörper
20: Band
21: Druckmanschette
22: Festkörper
23: streifenförmiger Körper
24: die Druckmanschette
40: Impedanzmessteil
40: Elektrodengruppe
49: Strom- und Spannungserfassungsschaltung
100: CPU

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 10328151 [0002, 0003]
JP 10201724 [0077]
JP 2000003307 [0086]

Claims

Blutdruckmessgerät, umfassend: einen ersten Fluidbeutel, der um eine Messstelle herum getragen werden soll und durch Zuführen oder Ablassen von Fluid in einen druckbeaufschlagten Zustand oder einen drucklosen Zustand übergeht; erste und zweite Pulswellensensoren, die auf dem ersten Fluidbeutel in einer Weise angebracht sind, so dass sie in Breitenrichtung des ersten Fluidbeutels voneinander beabstandet sind, und Pulswellen von jeweils gegenüberliegenden Bereichen einer Arterie erfassen, die entlang der Messstelle verläuft; ein Druckteil, das lokal Bereiche, die den ersten und zweiten Pulswellensensoren entsprechen, von einer Außenumfangsseite, die einer Innenumfangsseite des ersten Fluidbeutels gegenüberliegt, drückt, wo die ersten und zweiten Pulswellensensoren angebracht sind; einen ersten Blutdruckberechnungsteil, der den Blutdruck basierend auf der Pulslaufzeit berechnet, die von Ausgängen der ersten und zweiten Pulswellensensoren erhalten wird, wobei der erste Fluidbeutel in einem drucklosen Zustand ist und der erste und zweite Pulswellensensor durch eine Druckkraft des Druckteils gedrückt werden; und einen zweiten Blutdruckberechnungsteil für eine oszillometrische Blutdruckmessung, die den Blutdruck basierend auf dem Druck innerhalb des ersten Fluidbeutels berechnet, wobei sich der erste Fluidbeutel in einem druckbeaufschlagtem Zustand befindet.
Blutdruckmessgerät nach Anspruch 1, wobei der Druckteil Folgendes beinhaltet einen Band, das um die Messstelle herum getragen werden soll, ein expandierbares Element, das auf einer Innenumfangsseite des Bands angeordnet ist, die näher an der Messstelle liegt als das Band, und in einer Dickenrichtung des Bandes expandierbar und zusammenziehbar ist, und einen Festkörper, der auf einer Innenumfangsseite des expandierbaren Elements angeordnet ist, die näher an der Messstelle liegt als das expandierbare Element an einer Position, die dem ersten und zweiten Pulswellensensor entspricht.
Blutdruckmessgerät nach Anspruch 2, wobei das expandierbare Element ein zweiter Fluidbeutel ist, der durch Zuführen oder Abgeben von Flüssigkeit in einen druckbeaufschlagten Zustand oder einen drucklosen Zustand übergeht.
Blutdruckmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der erste und zweite Pulswellensensor jeweils ein Paar Detektionselektroden beinhalten, die eine Spannung eines gegenüberliegenden Bereichs erfassen.
Blutdruckmessgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, umfassend: einen Teil zur Berechnung eines Kreuzkorrelationskoeffizienten, der erste und zweite Pulswellensignale erhält, die in zeitlicher Folge von den ersten und zweiten Pulswellensensoren ausgegeben werden, und einen Kreuzkorrelationskoeffizienten zwischen den Wellenformen der ersten und zweiten Pulswellensignale berechnet, und einen Druckkraft-Einstellteil, der eine Druckkraft durch das expandierbare Element so einstellt, dass ein durch den Kreuzkorrelationskoeffizienten-Berechnungsteil berechneter Kreuzkorrelationskoeffizient einen vorbestimmten Schwellenwert überschreitet.
Blutdruckmessverfahren, umfassend: Bereitstellen eines ersten Fluidbeutels, der um eine Messstelle herum getragen werden soll und durch Zuführen oder Ablassen von Fluid in einen druckbeaufschlagten Zustand oder einen drucklosen Zustand übergeht, erster und zweiter Pulswellensensoren, die auf dem ersten Fluidbeutel in einer Weise angebracht sind, so dass sie in Breitenrichtung des ersten Fluidbeutels voneinander beabstandet sind, und Pulswellen von jeweils gegenüberliegenden Bereichen einer Arterie erfassen, die entlang der Messstelle verläuft, und eines Druckteil, der lokal Bereiche, die den ersten und zweiten Pulswellensensoren entsprechen, von einer Außenumfangsseite, die der Innenumfangsseite des ersten Fluidbeutels gegenüberliegt, drückt, wo die ersten und zweiten Pulswellensensoren angebracht sind; Überführen des ersten Fluidbeutels in einen drucklosen Zustand, Drücken des ersten und zweiten Pulswellensensors mit einer Druckkraft des Druckteils und Berechnen des Blutdrucks basierend auf der Pulslaufzeit, die von den Ausgängen des ersten und zweiten Pulswellensensors erhalten wird, für eine Pulslaufzeit-basierte Blutdruckmessung; und Überführen des ersten Fluidbeutels in einen druckbeaufschlagten Zustand und Berechnen des Blutdrucks basierend auf einem Druck innerhalb des ersten Fluidbeutels zur oszillometrischen Blutdruckmessung.
Vorrichtung, umfassend: Blutdruckmesselemente, wobei die Blutdruckmesselemente Folgendes beinhalten einen ersten Fluidbeutel, der um eine Messstelle herum getragen werden soll und durch Zuführen oder Abllassen von Fluid in einen druckbeaufschlagten Zustand oder einen drucklosen Zustand übergeht, erste und zweite Pulswellensensoren, die auf dem ersten Fluidbeutel in einer Weise angebracht sind, so dass sie in Breitenrichtung des ersten Fluidbeutels voneinander beabstandet sind, und Pulswellen von jeweils gegenüberliegenden Bereichen einer Arterie erfassen, die entlang der Messstelle verläuft, einen Druckteil, der lokal Bereiche, die den ersten und zweiten Pulswellensensoren entsprechen, von einer Außenumfangsseite, die einer Innenumfangsseite des ersten Fluidbeutels gegenüberliegt, drückt, wo die ersten und zweiten Pulswellensensoren angebracht sind, einen ersten Blutdruckberechnungsteil, der den Blutdruck basierend auf der Pulslaufzeit berechnet, die von Ausgängen der ersten und zweiten Pulswellensensoren erhalten wird, wobei sich der erste Fluidbeutel in einem drucklosen Zustand befindet und der erste und zweite Pulswellensensor durch eine Druckkraft des Druckteils gedrückt werden, und einen zweiten Blutdruckberechnungsteil, der den Blutdruck basierend auf dem Druck innerhalb des ersten Fluidbeutels berechnet, wobei sich der erste Fluidbeutel in einem druckbeaufschlagten Zustand befindet, für die oszillometrische Blutdruckmessung.