DE3606602A1 - Elektronisches blutdruckmessgeraet - Google Patents
Elektronisches blutdruckmessgeraetInfo
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Description
Omron ...
_ 4 _
Besehreibung
Besehreibung
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet elektronischer Blutdruckmeßgeräte und richtet sich im besonderen
auf ein elektronisches Blutdruckmeßgerät, welches auf dem Oszillationsverfahren beruht, und ein elektronisches Blutdruckmeßgerät,
welches den Blutdruck durch Feststellung der Amplitude einer Impulswelle mißt.
Gemäß einem bekannten auf dem Oszillationsverfahren beruhenden elektronischen Blutdruckmeßgerät wird eine
Manschette um den Oberarm einer Person, deren Blutdruck gemessen werden soll, gewickelt und nach Aufpumpen der
Manschette auf einen bestimmten Druckwert aus dem Manschettendruck eine Wellenforminformation festgestellt und
eine Impulswellenkomponente, die im Manschettendruck während des Drucklosmachens der Manschette enthalten ist,
isoliert, so daß der mittlere Blutdruck, der maximale Blutdruck und der minimale Blutdruck aus diesen Daten
festgestellt werden können. Ein typisches derartiges Blutdruckmeßgerät stellt die Gleichspannungskomponente im Manschettendrucksignal
während des allmählichen Ablassens der Manschette fest, wie dies als Beispiel in Fig. 7(a)
der Zeichnung gezeigt ist, und leitet die Wertdifferenzen zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der im Manschettendrucksignal
enthaltenen Impulswellenkomponenten für jedes feste Zeitintervall WI, W2, W3 usw. wie in
Fig. 7(b) gezeigt, als Parameter her, ordnet dann diese Parameter H(1), H(2), H(3) usw. für diese Zeitintervalle
in zeitlicher Folge, wie in Fig. 7(c) gezeigt, an und wendet dann auf die Variationskurve (Einhüllende) dieser
Parameter einen bestimmten Algorithmus an {beispielsweise indem der mittlere Blutdruck aus dem Manschettendruck in
dem Intervall, in welchem der Parameter maximal ist, der
Omron ... P 2959-DE
maximale Blutdruck aus dem Manschettendruck auf der Hochdruckseite,
der einem Parameter entspricht, welcher 50 % des Maximalwerts entspricht, und der minimale Blutdruck
aus dem Manschettendruck auf der Niederdruckseite, der einem Parameter entspricht, welcher 70 % des Maximalwerts
entspricht, bestimmt wird), um so schließlich den Blutdruck zu bestimmen.
Bei einem solchen elektronischen Blutdruckmeßgerät wird herkömmlicherweise der zu jedem Intervall gehörige
Manschettendruck als der Manschettendruck am Anfang oder am Ende des entsprechenden Zeitintervalls bestimmt. Da
bei einem solchen herkömmlichen elektronischen Blutdruckmeßgerät jedoch der einem jeden Zeitintervall entsprechende
Manschettendruck am Manschettendruck am Anfang oder am Ende des entsprechenden Zeitintervalls abgelesen wird,
sind die Zeitpunkte, zu denen die Impulswelle mit ihrem Maximalwert und ihrem Minimalwert in jedem Zeitintervall
erscheint, von dem Zeitpunkt verschieden, zu dem der Manschettendruck abgelesen wird, so daß beim bekannten Gerät
ein gewisser Fehler zwischen dem Parameter (Maximalpegeldifferenz)
und dem Manschettendruck auftrat, was die Meßgenauigkeit des Blutdruckes bei diesem bekannten Gerät
vermindert.
Da ferner der dem Parameter entsprechende Druckwert entweder am Anfang oder am Ende des Zeitintervalls des
Manschettendrucksignals ist, in welchem die Impulswellenkomponente kombiniert wird, und deshalb der Anfang (oder
das Ende) des Intervalls entweder dem Maximalpunkt der Impulswelle oder dem Minimalpunkt der Impulswelle, abhängig
vom besonderen Fall, entsprechen kann, neigt die Kurve des Manschettendrucksignals
zu einer Schwingung mit der Amplitude der Impulswellenkomponente, wodurch gewisse Schwankungen im Man-
Omron ... P 2959-DE
schettendruckwert vorliegen und eine gewisse Verzerrung in der Kurve der Parameter vorliegt, was die Genauigkeit
vermindert.
Was einen weiteren Aspekt der Erfindung anbelangt, so ist als eine herkömmliche Blutdruckmeßtechnologie das
sogenannte Riva-Rocci-Korotkoff-Verfahren bekannt. Bei
einem nach dem Riva-Rocci-Korotkoff-Verfahren arbeitenden elektronischen Blutdruckmeßgerät beginnt, nach dem Anlegen
der Manschette am Arm eines Patienten und dem Aufpumpen der Manschette zum Unterbrechen des Blutstroms mit
dem allmählichen Ablassen des Druckes das Blut wieder zu fließen, wobei ein bestimmtes charakteristisches Blutgeräusch
(das sogenannte Korotkoff-Geräusch) erzeugt wird, welches mit weiterer allmählicher Druckabnahme in der Manschette
nachfolgend dann verschwindet. Der Manschettendruck, bei dem das Korotkoff-Geräusch beginnt, wird dann
als maximaler Blutdruck des Patienten bestimmt, während der Manschettendruck, bei welchem das Korotkoff-Geräusch
verschwindet, als der minimale Blutdruck des Patienten bestimmt wird.
Eine weitere Blutdruckmeßtechnologie, bei welcher Kanülen in die Arterie eines Patienten eingesetzt werden,
ist als blutiges Meßverfahren bekannt.
Bei einem auf dem Riva-Rocci-Korotkoff-Verfahren unter
den bekannten Verfahren beruhenden elektronischen Blutdruckmeßgerät ist jedoch das gewonnene Korotkoff-Geräusch
ein sehr kleines Signal, dessen Frequenzbereich zwischen 30 Hz und 150 Hz liegt. Daraus ergibt sich insofern
ein Problem, als dieser Frequenzbereich durch externe Störsignale und Schwingungsstörsignale gefährdet
ist, wobei diese Störungen Ursache einer fehlerhaften Bestimmung werden können, wobei solche Effekte oftmals Fehler bei
Omron ... P 2959-DE
Blutdruckmessungen mit bekannten Blutdruckmeßgeräten verursacht
haben.
Andererseits wird bei einer auf einer direkten Methode beruhenden Blutdruckmessung, etwa durch Einführen einer
Kanüle in ein Blutgefäß des Patienten, der Druck einer Arterie über eine mit physiologischer Kochsalzlösung gefüllte
Kanüle auf einen externen Blutdruckgeber übertragen, wobei aber bei einem solchen Verfahren die Länge der
Kanüle, das Auftreten von Blasen in dieser und Nullpunkt-Schwankungen
des Blutdruckgebers Fehler bei der Blutdruckmessung verursachen könnten. Diese Fehler können durch
geeignete Handhabung vermindert werden, eine derartige Handhabung verlangt aber Geschicklichkeit und Sorgfalt,
so daß sich gewisse Schwierigkeiten ergeben, Techniken für eine geeignete Blutdruckmessung zu schaffen. Ferner
haben derartige direkte Methoden den ernsten Nachteil, daß derartige invasiven Prozeduren unweigerlich dem Patienten
Schmerzen, Unbehagen und geistige Anspannung verursachen und darüber hinaus die Möglichkeit von Blutgefäßschmerzen
und Infektionen erhöhen.
Dementsprechend ist es Ziel der Erfindung, ein Blutdruckmeßgerät zu schaffen, welches die oben beschriebenen
Probleme vermeidet.
Angesichts solcher Nachteile des Standes der Technik ist es Ziel der Erfindung, ein hochgenaues elektronisches
Blutdruckmeßgerät zu schaffen, welches einen genauen Manschettendruckwert, der den Zeitpunkten des Herausziehens
der Parameter entspricht, erzeugen kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts, bei welchem die
Impulswellenoszillationen die Ablesung des Manschettendruckes nicht beeinträchtigen.
Omron ... F 2959-DE
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts, welches einen
korrekten Manschettendruckwert, der den Zeitpunkten des HerausZiehens der Parameter entspricht, erzeugen kann.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts, welches beim
Patienten keinen Schmerz oder Unbehagen erzeugt.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung
eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts, welches nicht ungebührlich unter externen Störsignalen leidet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts, welches nicht
ungebührlich unter Oszillations-Störsignalen leidet.
Hierzu schlägt die Erfindung ein elektronisches Blutdruckmeßgerät
vor, welches aufweist: (a) eine Manschette; (b) ein Drucksystem zur Unterdrucksetzung und Evakuierung
der Manschette; (c) einen Drucksensor zur Feststellung des Druckes in der Manschette; (d) Impulswellenparameter-Extrahiermittel,
welche die maximale Pegeldifferenz in der Impulswellenkomponente des Manschettendrucks über ein bestimmtes
Zeitintervall für jedes einer Anzahl von Zeitintervallen herausziehen; und (e) Blutdruckbestimmungsmittel
zur Bestimmung eines Blutdruckes entsprechend dem Manschettendruck
und dem Impulswellenparameter ; und weiter aufweist: (f) Impulswellenmaximalwert-Manschettendruckextrahiermittel
zum Herausziehen des dem Maximalwert der Impulswellenkomponente über ein jedes solches Zeitintervall
entsprechenden Manschettendrucks; (g) Impulswellenminimalwert-Manschettendruckextrahiermittel
zum Herausziehen des dem Minimalwert der Impulswellenkomponente über ein jedes solches Zeitintervall entsprechenden Manschetten-
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360S602
drucks; und (h) Manschettendruckmittelungsmittel zur Berechnung
eines Mittelwerts aus dem Manschettendruck, welcher durch die Impulswellenmaximalwert-Manschettendruckextrahiermittel
herausgezogen ist, und dem Manschettendruck, welcher durch die Impulswellenminimalwert-Manschettendruckextrahiermittel
herausgezogen ist; (i) wobei der durch die Manschettendruckmittelungsmittel so berechnete
Mittelwert als der Manschettendruck des jeweiligen Zeitintervalls genommen wird.
Ferner schlägt die Erfindung zur Erreichung dieser Ziele ein elektronisches Blutdruckmeßgerät vor, welches
aufweist: (a) eine Manschette; (b) ein Drucksystem zur Unterdrucksetzung und Evakuierung der Manschette; (c) einen
Drucksensor zur Feststellung des Druckes in der Manschette; (d) einen Impulswellensensor zur Feststellung
der Impulswellenkomponente im Zuge der Manschettendruckänderungen;
(e) Impulswellenamplitudenextrahiermittel zum Herausziehen der Impulswellenamplitude in zeitlicher Abfolge;
(f) Impulswellenmaximalamplitudenextrahiermittel zum Herausziehen des Maximalwerts der Impulswellenamplitude;
(g) Flächenberechnungsmittel zur Berechnung der Fläche zwischen einer Einhüllenden einer gewissen Anzahl von Daten,
zu welchen repräsentative Daten, welche in dieser zeitlichen Folge herausgezogen werden, gehören, und einer die Endpunktsdaten
der Daten in einer sequentiellen Weise verbindendenLinie, während die repräsentativen Daten verschoben werden;
(h) erste Maximalflächenwert-Extrahiermittel zum Auffinden des Maximalwerts der Fläche, der auf der Seite höheren Manschettendrucks
als der Manschettendruck, der dem Maximalwert der Amplitude der Impulswellen entspricht, berechnet ist; (i)
zweite Maximalflächenwert-Extrahiermittel zum Auffinden
des Maximalwerts der Fläche, der auf der Seite niedrigeren Man-
Omron ·..
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schettendrucks als der Manschettendruck, der dem Maximalwert
der Amplitude der Impulswelle entspricht, berechnet ist; und (j) Blutdruckbestimmungsmittel zur Bestimmung
eines maximalen Blutdruckes aus dem Manschettendruck, welcher der durch die ersten Maximalflächenwert-Extrahiermittel
herausgezogenen maximalen Fläche entspricht, und eines minimalen Blutdruckes aus dem Manschettendruck,
welcher der durch die zweiten Maximalflächenwert-Extrahiermittel
herausgezogenen maximalen Fläche entspricht.
Gemäß der oben als erstes definierten Erfindung wird
in Zuordnung zu dem Herausziehen eines Parameters für jedes der Zeitintervalle durch jedes der Extrahiermittel
der Manschettendruck, welcher ein Maximalwert in dem Intervall ist, durch die Impulswellenmaximalwert-Manschettendruckextrahiermittel
und der Manschettendruck, welcher ein Minimalwert in dem Intervall ist, durch die Impulswellenminimalwert-Manschettendruckextrahiermittel
herausgezogen und der Mittelwert aus den Manschettendrücken an diesen beiden Zeitpunkten durch die Manschettendruck-Mittelwertberechnungsmittel
berechnet. Dieser Mittelwert aus den Manschettendrucken wird als der Manschettendruck des Intervalls
betrachtet. Daher ist der Manschettendruck in jedem Intervall ein Manschettendruck, welcher zu den Zeitpunkten
des Extrahierens des Maximalwerts und des Minimalwerts bzw. der Parameter in enger Beziehung steht.
Andererseits werden nach der Erfindung wie sie als zweites oben definiert ist, während des Druckablaßvorganges
nach dem Unterdrucksetzen der Manschette durch das Drucksystem der Manschettendruck, eine Impulswellenkomponente
und die Impulswellenamplitude festgestellt. Für jeweils eine gewisse Anzahl von Daten der Impulswellenamplitude
wird die Fläche, welche durch eine Einhüllende der Daten
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_ 11 -
und Daten verbindende gerade Linien umgeben ist, in zeitlicher Abfolge berechnet. Die Maximalflachen werden aus
der Hochdruckseite und der Niederdruckseite in Bezug auf den Manschettendruck, welcher der Maximalamplitude der
Impulswelle entspricht, herausgezogen und die Manschettendrucke, welche den auf der Hochdruckseite und der Niederdruckseite
herausgezogenen Maximalflächen entsprechen, bestimmt, so daß der maximale Blutdruckwert und der minimale
Blutdruckwert aus diesen Manschettendrücken bestimmt werden können. Da die Impulswellenkomponente, die zur Bestimmung
der Blutdrucke verwendet wird, in ihrer Frequenz extrem niedrig ist und einen Frequenzbereich von 1 Hz bis
19 Hz hat, unterliegt sie nicht externen Störsignalen und/ oder Oszillations-Störsignalen.
Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser
ist bzw. sind
Fig. 1 ein Blockschaltbild, welches den schematischen Aufbau der ersten bevorzugten Ausfuhrungsform der
Erfindung des elektronischen Blutdruckmeßgeräts gemäß der Erfindung zeigt,
Fig. 2 ein weiteres Blockschaltbild, welches sich auf die erste bevorzugte Ausführungsform des elektronischen
Blutdruckmeßgeräts gemäß der Erfindung bezieht,
Fig. 3 ein Flußdiagramm, welches den Gesamtablauf bzw. Aufbau eines Hauptprogramms für einen in der ersten
Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts enthaltenen Mikroprozessor zeigt,
Omron , . ·
12 -
Fig. 4 ein Flußdiagramm, welches in größeren Einzelheiten den Steuerfluß einer Parameterberechnungs-Routine,
welche durch das Hauptprogramm aufgerufen wird, zeigt,
5
5
Fig. 5 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der Impulsweilenkomponente und der Manschettendruckkurve
zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der ersten Ausführungsform des elektronischen
Blutdruckmeßgeräts zeigt,
Fig. 6 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Probleme eines herkömmlichen Blutdruckmeßgeräts,
15
15
Fign. graphische Darstellungen, welche das Prinzip eines
_ . I bekannten elektronischen Blutdruckmeßgeräts zeigen,
das auf der Oszillationsmethode beruht, welche einen Parameter für jedes Zeitintervall berechnet,
20
Fign. graphische Darstellungen zur Veranschaulichung der 8(c) 1S Arbej-tsweise einer zweiten Ausfuhrungsform des
elektronischen Blutdruckmeßgeräts gemäß der Erfindung, wobei Fig. 8(a) den Vorgang der Absenkung
des Manschettendruckes wiedergibt, Fig. 8(b) eine Folge von Impulswellenspitzen während der Druckabsenkung
zeigt und Fig. 8(c) in zeitlicher Abfolge die Verteilung der Teilflächen zeigt, die durch
die Einhüllende und den geradlinigen Abschnitt der Impulswellenspitzen umgeben sind;
Fig. 9 ein Blockschaltbild der zweiten bevorzugten Ausführungsform
des elektronischen Blutdruckmeßgeräts
Omron P 2959-DE
* * a c · β u -
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- 13 -
der Erfindung,
Pign. die Änderungen des Manschettendrucks und der Im-
^a' pulswellenamplitude während der Absenkung des
10(b) Manschettendrucks bei dieser zweiten Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts,
Fig. 11 ein Flußdiagramm, welches den Gesamtablauf bzw.
Aufbau eines Hauptprogramms für einen in der zweiten Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts
enthaltenen Mikroprozessor wiedergibt,
Fig. 12 ein Flußdiagramm, welches in größeren Einzelheiten den Steuerfluß einer aus dem Hauptprogramm aufgerufenen
Routine zur Ableitung einer Reihe von Flächen auf der Seite des höheren Manschettendrucks
wiedergibt,
Fig. 13 ein Flußdiagramm, welches in größeren Einzelheiten den Steuerfluß einer wiederum aus dem Hauptprogramm
aufgerufenen Routine zur Ableitung der Maximalflächenwerte auf der Seite der höheren Manschettendrucke
wiedergibt,
Fig. 14 ein Flußdiagramm, welches in größeren Einzelheiten den Steuerfluß einer wiederum aus dem Hauptprogramm
aufgerufenen Routine zur Bestimmung des maximalen Blutdrucks wiedergibt,
Fig. 15 ein Flußdiagramm, welches in größeren Einzelheiten den Steuerfluß einer wiederum aus dem Hauptprogramm
aufgerufenen Routine zur Berechnung der Folge von
υΐηζυΐι
- 14 -
Flächen auf der Seite des niedrigeren Manschettendrucks wiedergibt,
Fig. 16 ein Flußdiagramm, welches in größeren Einzelheiten
den Steuerfluß einer wiederum aus dem Hauptprogramm aufgerufenen Routine zur Berechnung der Maximalflächen
auf der Seite des niedrigeren Manschettendrucks wiedergibt,
Fig. 17 ein Flußdiagramm, welches in größeren Einzelheiten den Steuerfluß einer wiederum aus dem Hauptprogramm
aufgerufenen Routine zur Bestimmung des minimalen Blutdruckwertes wiedergibt,
Fign. Wellenformdiagramme zur Veranschaulichung der differenzierten
Impulswellenform und der Impulswellen-18(b)
form der zweiten bevorzugten Ausführungsform des
elektronischen Blutdruckmeßgeräts gemäß der Erfindung ,
20
20
Fign. Wellenformdiagramme zur Veranschaulichung der dif-
}, ferenzierten Impulswellenform und der Impulswellen-19(b)
form zur Veranschaulichung der Unterteilung der Impulswelle in der zweiten bevorzugten Ausführungsform
des elektronischen Blutdruckmeßgeräts, und
Fig. 20 eine Darstellung zur Veranschaulichung der Herleitung der Teilflächen auf der Seite des höheren
Manschettendrucks bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts.
OMRON TATEISI ... P 2959-DE
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.
Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches den schematischen Aufbau der ersten Ausführungsform des elektronischen
Blutdruckmeßgeräts gemäß der Erfindung zeigt, und Fig. 2 ein Blockschaltbild eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts,
auf welches die Erfindung angewandt ist.
In Fig. 2 ist eine Manschette 11 als Sack ausgebildet, der aus Gummi oder irgendeinem anderen für das Anlegen am
Arm eines Probanden geeigneten Materials sein kann, wobei diese Manschette 11 über einen Gummischlauch 15 mit einem
Ablaßventil 13 und einer Druckpumpe 14, die zusammen ein Drucksystem 12 ausmachen, verbunden ist.Mit der Manschette
11 ist über den Gummischlauch 15 ein Drucksensor 16 verbunden,
welcher den gerade vorliegenden Wert des Manschettendrucks in ein elektrisches Signal umwandelt. Der Ausgang
des Drucksensors 16 ist mit dem Eingang eines Verstärkers 17 verbunden, und das elektrische Ausgangssignal des Drucksensors
16 bzw. das Manschettendrucksignal wird durch den Verstärker 17 gleichspannungsverstärkt. Der Ausgang des
Verstärkers 17 ist mit einem Eingang eines A/D-Wandlers 18 einerseits und mit einem Eingang eines Bandpaßfilters 19
andererseits verbunden. Der Ausgang des A/D-Wandlers 18
wird auf eine CPU 20 gegeben, wie dies auch der Ausgang des Bandpaßfilters 19 wird, so daß der Ausgang des Verstärkers
17 und der Ausgang des Bandpaßfilters 19 nach Umwandlung in Digitalsignale durch den A/D-Wandler 18 der CPU 20 zugeführt
werden.
OMRON TATEISI ... P 2959-DE
-16- 36Ό6Γ602
Die CPU 20, welche bestimmte Prozesse nach einem internen Programm durchführt, hat die Funktionen der Bestimmung
der Blutdruckwerte, wie des maximalen und des minimalen Blutdruckwerts, und die so bestimmten Blutdruckwerte werden auf
einer Anzeigeeinheit 21 angezeigt.
Mit Betätigung einer auf der Zeichnung nicht dargestellten Messungsstarttaste setzt die CPU 20 die Druckpumpe
14 in Tätigkeit und pumpt die Manschette 11 über einen Befehl
"a" auf und steuert außerdem das Ausmaß des Druckablassens über das Ablaßventil 13 durch einen Befehl "b". Der
Manschettendruck aus dem Verstärker 17 und die Impulswellenkomponente aus dem Bandpaßfilter 19 werden mit einer bestimmten
Abtastzeithaltung durch Befehle "c" und "d" ausgelesen.
Die CPU 20 hat die Funktionen der Feststellung des Maximalwerts und des Minimalwerts der in einem bestimmten
Zeitintervall, welches länger als das oben erwähnte Abtastzeitintervall ist, ausgelesenen Impulswellenkomponenten,
des Berechnens der Pegeldifferenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert, des Extrahierens von Manschettendrucken,
die dem Maximalwert und dem Minimalwert entsprechen, und des Berechnens des Mittelwerts dieser extrahierten Manschettendrucke
.
Im folgenden wird nun der Gesamtvorgang für das elektronische Blutdruckmeßgerät gemäß dieser Ausführungsform unter
Bezugnahme auf ein in Fig. 3 gezeigtes Flußdiagramm des zugehörigen Programms beschrieben.
Wenn mit Drücken der in der Zeichnung nicht dargestellten Messungsstarttaste die Vorgänge beginnen, wird die Druckpumpe
14 bei Erhalt des Befehls "a" von der CPU 20 (in Schritt ST 1) in Tätigkeit gesetzt und die Manschette 11 aufgepumpt,
bis sich ein für die Messung ausreichender Manschettendruck
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aufbaut (in Schritt ST2 ), Sobald der Manschettendruck einen bestimmten Wert erreicht, bleibt die Manschettendruckpumpe
14 stehen (in Schritt ST3 ), so daß das Aufpumpen aufhört, und durch den Befehl "b" beginnt das Ablaßventil 13 mit dem
allmählichen Ablassen von Luft aus der Manschette 11 (in
Schritt ST4), so daß die Druckwegnahme in der Manschette 11 beginnt. Ferner werden verschiedene Parameterberechnungs-Initialisierungsstufen,
wie beispielsweise das Löschen des Zählers zur Berechnung der Parameter und der Register zur
Speicherung der Maximalwerte und der Minimalwerte des Manschettendrucks usw. (in Schritt ST5) durchgeführt. Die Parameter
werden dann berechnet (in Schritt ST6). Bei diesem Parameterberechnungsprozeß werden der Maximalwert Pmax und
der Minimalwert Pmin der in den fein unterteilten Abtastzeit-Intervallen (Fenstern) ausgelesenen Impulswellenkomponente
hergeleitet und ferner wird der Parameterwert H(i) für jedes Abtastzeitintervall als Differenz zwischen dem Maximalwert
Pmax und dem Minimalwert Pmin hergeleitet. Außerdem wird in diesem Prozeß der Manschettendruck A(i) für jedes Abtastzeitintervall
herausgezogen. Dieser Vorgang ist ein Charakteristikum der Erfindung und seine Einzelheiten werden
im folgenden beschrieben.
Nach diesem Berechnungsvorgang werden laufend die berechneten Paramter H(i) und der Parameter-Maximalwert Hmax
bis zu diesem Zeitpunkt (in Schritt ST7) verglichen, und es wird, falls H(j) größer als Hmax ist, der gerade laufende
Parameter H(i) als neuer Parameter-Maximalwert Hmax (im Schritt ST8) gespeichert, um den Manschettendruck in diesem
Zeitpunkt als den mittleren Blutdruckwert (in Schritt ST9) zu bestimmen. Dann wird der Manschettendruck, der dem
Parameterwert entspricht, welcher beispielsweise dem halben Parameter-Maximalwert Hmax entspricht, als maximaler Blut-
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druckwert gesetzt (in Schritt ST10).
Danach wird bestimmt, ob der aktuelle Parameterwert H(i) kleiner oder gleich 70% des Parameter-Maximalwerts Hmax
bis zu diesem Zeitpunkt ist oder nicht (in Schritt ST11). Wenn der Parameter ansteigt, wird das Bestimmungsergebnis
ein NEIN sein, und der Systemfluß kehrt nach Inkrementierung des Zählers i um 1 (in Schritt ST12) zur Berechnung des Parameters
für das nächste Zeitintervall nach Schritt ST6 zurück. Danach werden, solange bis der Parameterwert nicht mehr ansteigt
und abzufallen beginnt und 70% von Hmax wird, die Prozesse in den Schritten ST6 bis ST12 wiederholt. Wenn der
Parameter H(i) 70% von Hmax erreicht und weiter abnimmt, wird das Bestimmungsergebnis des Schrittes ST11 ein JA, und
der diesem Zeitpunkt entsprechende Manschettendruck wird als der minimale Blutdruck bestimmt (in Schritt ST13). Danach
werden die als Mittelwert, Maximalwert und Minimalwert bestimmten Blutdruckwerte (im Schritt ST14) auf der Anzeigeeinheit
21 angezeigt und das Ablaßventil 13 beginnt (im Schritt ST15) mit dem Schnellablaß, um die Messung zu beenden.
Im folgenden werden die Einzelheiten des Berechnungsprozesses des oben erwähnten Schrittes ST6 für die Parameter
H(i) und A(i), welcher durch ein aufgerufenes Unterprogramm durchgeführt werden kann, unter Bezugnahme auf
das Unterprogramm-Flußdiagramm der Fig. 4 im einzelnen beschrieben.
Wenn der Systemfluß in das Unterprogramm zur Berechnung
dieser Parameter eintritt, werden zunächst im Schritt ST61 die Register zur Speicherung des maximalen Druckes
Pmax und des minimalen Wertes Pmin der Impulswellen-Komponentenpegel
und zur Speicherung der Abtastnummer η in jedem Intervall gelöscht. Die für jede Abtastzeit eingegebenen
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Impulswellen-Komponentenpegel P(η) werden (in Schritt ST62)
gelesen. Und die gelesenen Impulswellen-Komponentenpegel P(n) werden mit dem minimalen Wert Pmin des Impulswellen-Komponentenpegels
bis zu diesem Zeitpunkt verglichen (in Schritt ST63), und wenn P(n) kleiner ist, wird das P(n)
der gerade laufenden Abtastzeit als Pmin (im Schritt ST64) gespeichert. Der Manschettendruck A(n) zu diesem Zeitpunkt
wird als PRES 1 (im Schritt ST65) gespeichert. Dieses PRES 1 ist ein Manschettendruck, der dem Maximalwert der Impulswelle
entspricht. Wenn im Schritt ST63 P(n) größer als Pmin ist, werden die Vorgänge der Schritte ST64 und ST65
übersprungen. In den Schritten ST63 bis ST65 wird der Minimalwert des ImpulswellenpegeLs aktualisiert.
Nach diesem Aktualisierungsvorgang für den Minimalwert wird im Schritt ST63 P(n) mit dem Maximalwert Pmax bis zu
diesem Zeitpunkt verglichen, und wenn P(n) größer ist, wird das P(n) der gerade laufenden Abtastung (im Schritt ST67)
als Pmax gespeichert. Der Manschettendruck A(n) zu diesem Zeitpunkt wird als PRES 2 (im Schritt ST68) gespeichert.
Dieses PRES 2 ist ein Manschettendruck, welcher dem Maximalwert der Impulswelle entspricht. Wenn sich in Schritt
ST66 P(n) kleiner als Pmax erweist, werden die in den Schritten ST67 und 68 durchgeführten Prozesse übersprungen.
In den Schritten ST66 und ST68 wird der Maximalwert des Impulswellenwerts aktualisiert.
Nachdem die Anzahl von Feststellungen η um 1 (im Schritt ST69) erhöht ist, wird bestimmt, ob diese Feststellungsanzahl·
η eine Maximalfeststellungsanzahl nmax des Intervalls überschritten
hat oder nicht (im Schritt ST7 0). Wenn nicht, kehrt der Systemfluß nach Schritt ST62 zurück, und nach Lesen der
Daten P(n) des Impulswellenpegels für die nächste Abtastzeit
werden die gleichen Schritte (d.h. die Schritte ST62 bis ST70)
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erneut durchgeführt. Diese Prozesse werden wiederholt, bis η gleich nmax+1 bzw. ein einzelnes Zeitintervall beendet
ist.
Wenn η gleich nmax+1 ist, wird das Bestimmungsergebnis des Schrittes ST70 ein JA. Dann wird der Minimalwert der
Impulswelle vom Maximalwert Pmax der Impulswelle subtrahiert, die Differenz bzw. der Parameter H(i) berechnet (in Schritt
ST71), der Mittelwert der dem Maximalwert und dem Minimalwert der Impulswelle entsprechenden Manschettendrucke PRES1
und PRES2 berechnet, und nachdem dieser Mittelwert als der Manschettendruck PRES(i) dieses Zeitintervalls gesetzt ist
(im Schritt ST72), kehrt der Systemfluß ins Hauptprogramm zurück.
Der Berechnungsprozeß für die Parameter H(i) und den entsprechenden Manschettendruck A(i) wird im folgenden nun
unter Bezugnahme auf die in Fig. 5 gezeigten Wellenformbeispiele beschrieben.
In Fig. 5 bezeichnet P eine Impulswellenkomponente und a eine Manschettendruckwellenform. WI, W2, usw. sind Zeit-Intervalle.
In Bezug auf das Zeitintervall W1 ergibt sich aus dem dem Minimalwert der Impulswelle Praini entsprechenden
Manschettendruck A11 und dem dem Maximalwert der Impulswelle
Pmaxi entsprechenden Manschettendruck A12 der entsprechende
Manschettendruck dieses Intervalls W1 als A1 = (A11+A12)/2.
In Bezug au das Zeitintervall W2 ergibt sich aus dem dem Minimalwert der Impulswelle Pmin2 entsprechenden Manschettendruck
A21 und dem dem Maximalwert der Impulswelle Pmax2 entsprechenden Manschettendruck A22 der entsprechende Manschettendruck
dieses Zeitintervalls W2 als A2 = (A21+A22)/2.
Es werden daher, selbst wenn gewisse Schwankungen des Maximalwerts
und des Minimalwerts der Impulswelle für verschiedene Zeitintervalle vorliegen, die Manschettendrucke nahe an
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den Punkten, wo der Minimalwert und der Maximalwert herausgezogen
werden, als der Manschettendruck der entsprechenden Intervalle bestimmt.
Da die Mittelwerte der dem Maximalwert und dem Minimalwert der Impulswellenkomponente in jedem der Zeitintervalle
zur Gewinnung der Parameter entsprechenden Manschettendrucke als Manschettendrucke des entsprechenden Zeitintervalls gesetzt
werden, erhält man gemäß der Erfindung eine unverzerrte Beziehung zwischen den Parametern und den Manschettendrucken
und somit ein elektronisches Blutdruckmeßgerät, welches mit einem sehr geringen Fehler und mit hoher Präzision arbeitet.
Fig. 9 ist ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform des gegenständlichen Blutdruckmeßgeräts. In
Fig. 9 ist eine Manschette 1 als ein um den Arm eines Probanden zu legender Sack ausgebildet, welcher wie im ersten
Fall aus Gummi oder einem anderen geeigneten biegsamen Material besteht, und diese Manschette 1 ist mit einem Drucksystem
2, welches ein Ablaßventil 3 und eine Druckpumpe 4 umfaßt, über einen verzweigten Gummischlauch 5 verbunden.
Über den Gummischlauch 5 ist mit der Manschette 1 auch ein
Drucksensor 6 verbunden, welcher den abgefühlten Manschettendruck in ein elektrisches Signal umwandelt. Der Ausgang des
Drucksensors 6 ist mit einem Eingang eines Verstärkers 7 verbunden, und das elektrische Ausgangssignal des Drucksensors
6 bzw. das Manschettendrucksignal wird durch den Verstärker 7 gleichspannungsverstärkt. Der Ausgang des Verstärkers 7
ist mit einem Eingang eines A/D-Wandlers 8 einerseits und mit dem Eingang eines Bandpaßfilters 9 andererseits verbunden.
Der Ausgang des A/D-Wandlers 8 ist mit einer CPÜ 10 verbunden, und ebenso ist dies der Ausgang des Bandpaßfilters 9,
wodurch der Ausgang des Verstärkers 7 und der Ausgang des Bandpaßfilters 9 nach Umwandlung in Digitalsignale durch den
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A/D-Wandler 8 beide der CPU 10 zugeführt werden.
Die CPU 10 führt bestimmte Prozesse entsprechend einem
gespeicherten internen Programm aus und hat die Funktionen des Bestimmens der Blutdruckwerte, wie des maximalen Blutdrucks,
des minimalen Blutdrucks usw., und die bestimmten
Blutdruckwerte werden auf einer Anzeigeeinheit 11 angezeigt.
Wenn eine in der Zeichnung nicht besonders dargestellte Messungsstarttaste betätigt wird, setzt die CPU 10 zum Aufpumpen
der Manschette 1 durch Ausgabe eines Befehls "a" die Druckpumpe 4 in Gang und steuert ferner das Ablassen der
Luft durch das Ablaßventil 3 durch Ausgabe eines Befehls "b". Der Manschettendruck aus dem Verstärker 7 und die Impulswellenkomponente
aus dem Bandpaßfilter 9 werden in bestimmten Abtastzyklen durch Befehle "c" und "d" gelesen. Bei
dem vorliegenden elektronischen Blutdruckmeßgerät wird, nachdem die Manschette 11 am Arm des Probanden angelegt ist und
die Druckpumpe 4 durch Drücken der Messungsstarttaste bis zur Erreichung eines bestimmten Manschettendruckwertes betätigt
worden ist, die Druckpumpe 4 angehalten und das Ablassen der Luft durch das Ablaßventil 3 allmählich begonnen. Mit der
allmählichen Abnahme des Druckes wird das Ausgangssignal des Drucksensors 6 so, wie es in Fig. 10(a) gezeigt ist, und die
herausgezogene Impulswellenkomponente am Ausgang des Bandpaßfilters 9 oder der Ausgang des Verstärkers 7 nehmen die
in Fig. 10(b) gezeigte Form an.
Die CPU 10 bestimmt den mittleren Blutdruck, den maximalen Blutdruck und den minimalen Blutdruck aus dem festgestellten
Manschettendruck und dem Amplitudenwert der Impulswelle (Scheitelwert bzw. Spitzenwert) entsprechend '.einem
Fluß, wie er im folgenden beschrieben wird. Dieser Vorgang wird nun unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 11
beschrieben.
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Zunächst beginnt, wenn die Messungsstarttaste gedrückt und der Vorgang begonnen wird, die Druckpumpe 4 durch den Befehl
"a" (in Schritt STl) zu arbeiten, und die Manschette 1 wird (im Schritt ST2) aufgepumpt, bis ein für eine Messung
ausreichender Druck aufgebaut ist. Sobald der Manschettendruck einen bestimmten vorgegebenen Wert erreicht hat, wird
die Druckpumpe 4 angehalten und gleichzeitig mit dem Beenden des Aufpumpens (im Schritt ST3) beginnt das Ablaßventil
durch den Befehl "b" mit einem allmählichen Ablassen der Luft, um das Drucklosmachen (in Schritt ST4) zu beginnen.
Durch den Befehl "c" wird für jedes T1 (beispielsweise 100 ms) der Ausgang des Verstärkers 7 oder der Manschettendruck A/D-gewandelt
und gespeichert (im Schritt ST5). Ähnlich wird durch einen Befehl für jedes T2 (beispielsweise 10 ms hier)
der Ausgang des Bandpaßfilters 9 oder die Impulswellenkomponente durch den A/D-Wandler 8 A/D-gewandelt, von der CPU
aufgenommen und gespeichert (im Schritt ST6).
Die diskreten Daten der Impulswelle, die A/D-gewandelt worden sind, werden für jeden Punkt differenziert (in Schritt
ST7). Diese Differentiation wird nach folgender Gleichung durchgeführt:
Σ {f (nij) -f (n-j)} X j
wobei n=T, 2, 3 usw., k eine Normierungskonstante (k=110 im veranschaulichten Beispiel) und f(n) ein Originaldatenwert,
mit η als 5 in diesem Beispiel gewählt, ist.
Fig. 1.8 zeigt die Wellenformen der Impulswelle vor und nach der Differentiation. Fig. 18(a) ist eine differenzierte
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Wellenform, während Fig. 18(b) die Impulswellenform selber
ist.
Dann wird der Maximalwert der differenzierten Impulswelle
herausgezogen. Im einzelnen wird nach dem Differentiationsvorgang im Schritt ST7 bestimmt, ob der Maximalwert
der differenzierten Impulswelle festgestellt worden ist oder nicht (in Schritt ST8), und diese Feststellung des
Maximalwerts der differenzierten Impulswelle wird wiederholt, bis ein solcher Wert festgestellt ist (im Schritt
ST9). Dieser Prozeß besteht in einem Vergleichen des gerade laufenden differenzierten Werts und des Maximalwerts
bis zu diesem Zeitpunkt und einer Erneuerung bzw. Aktualisierung des Maximalwerts, wenn der gerade laufende Wert
größer als der vorhergehende Maximalwert ist, und wenn der Wert für mehr als ein bestimmtes Zeitintervall (beispielsweise
drei Sekunden) nicht aktualisiert wird, wird der Wert als der Maximalwert der differenzierten Impulswelle
betrachtet.
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Daher ist, wenn das gewisse Zeitintervall abgelaufen ist, ohne daß der differenzierte Wert aktualisiert wird,
das Bestimmungsergebnis für die Feststellung des Maximalwerts der differenzierten Impulswelle im Schritt ST10 ein
NEIN, und der Prozeßfluß kehrt nach Schritt ST5 zurück und der Prozeß der Feststellung des Maximalwerts der differenzierten
Impulswelle wird auf einer Echtzeitbasis wiederholt. Wenn der Maximalwert der differenzierten Impulswelle
festgestellt wird, wird das Bestimmungsergebnis des Schrittes STlO ein JA, und der Maximalwert der differenzierten
Impulswelle wird gespeichert (in Schritt ST11). Der Prozeßfluß
kehrt dann nach Schritt ST5 zurück, da aber das Bestimmungsergebnis für die Feststellung des Maximalwerts
der differenzierten Impulswelle im Schritt ST8 nun ein JA wird, geht der Prozeßfluß nach Schritt ST12 weiter und
führt einen Impulswellenaufteilungsvorgang durch.
Dieser Impulswcllenaufteilungsvorgang besteht im Einstellen von ix. Prozent (e* = 10 bis 20) des im Schritt ST9
herausgezogenen Maximalwerts der differenzierten Impulswelle als Schwellwert, Auffinden eines Schnittpunktes
zwischen diesem Wert und der ansteigenden Kurve der differenzierten Impulswelle, und Einstellen des diesem Schnittpunkt
entsprechenden Punktes auf der Impulswellenform als Teilungspunkt. Die in Fig. 19 gezeigte Linie TH ist der
Schwellwert, und d1, d2, d3 usw. sind Teilungspunkte.
Der Maximalwert der Impulswelle wird für jedes der durch diese Teilung der Impulswelle definierten Intervalle
festgestellt (in Schritt ST13), und diese Maximalwerte der Impulswelle werden als Impulswellenspitzen bzw. -scheitelwerte
gesetzt. Außerdem wird der Maximalwert dieser Impulswellenspitzen für verschiedene Teilungsintervalle gewonnen.
Die Feststellung des maximalen Spitzenwertes der Impulswelle besteht in einem Vergleich des gerade vorliegenden
Impulswellen-Spitzenwertes mit den vorangehenden Impuls-
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wellen-Spitzenwerten, und wenn der gerade vorliegende Impulswellen-Spitzenwert
größer als die vorhergehenden ist, wird die größere Impulswelle als Aktualisierungsdaten gespeichert,
und wenn für mehr als ein gewisses Zeitintervall keine Aktualisierung stattfindet, wird der Impulswellen-Spitzenwert
als der maximale Spitzenwert der Impulswelle gespeichert (in Schritt ST17). Der Manschettendruck, der
diesem maximalen Spitzenwert der Impulswelle entspricht, wird als ein mittlerer Blutdruckwert CM gespeichert.
Wenn der maximale Scheitelwert der Impulswelle gespeichert wird, wird das Bestimmungsergebnis zur Feststellung
des maximalen Spitzenwertes der Impulswelle im Schritt ST14 ein JA, wonach bestimmt wird, ob der Impulswellen-Spitzenwert
gleich oder kleiner als β Prozent (ß = 40 bis 60 ) des maximalen Spitzenwerts ist oder nicht (in Schritt
ST18). Wenn er nicht gleich oder kleiner als ß Prozent ist,
kehrt der Prozeßfluß nach Schritt ST5 zurück, und die Prozesse der A/D-Wandlung des Manschettendrucks, der Speicherung
(in Schritt ST5), der Impulswellen-A/D-Wandlung, der Speicherung (in Schritt ST6), der Impulswellen-Spitzenfeststellung
(in Schritt ST14) usw. werden wiederholt.
Wenn die Impulswellenspitze gleich oder kleiner als ß Prozent der maximalen Spitze wird, wird das Bestimmungsergebnis
des Schrittes ST18 ein JA, was bedeutet, daß der Impulswellen-Spitzenwert, welcher zur Messung erförderlich
ist, in diesem Zustand bereits gemessen worden ist, und es wird ein Befehl "b" von der CPU10 auf das Ablaßventil 3 gegeben. Damit beginnt das Ablaßventil 3 mit dem Schnellablassen
der Luft (in Schritt ST19).
Damit sind die Echtzeitprozesse, wie Differentiation
der Impulswelle, Feststellung der Impulswellenspitzen usw. im Ablaßprozeß des Manschettendruckes beendet. Danach wer-
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den gewisse Prozesse auf den in* dieoem Echtzeitprozeß erhaltenen
Impulswellen-Spitzenwerten ausgeführt, wonach der Prozeß der Bestimmung des maximalen Blutdruckes und des
minimalen Blutdruckes zu beginnen ist. Im folgenden wird nun der Prozeß zur Bestimmung von Blutdrucken beschrieben.
Nach dem schnellen Ablassen der Luft wird eine Reihe aus Flächen (a(n)), welche durch die Einhüllungslinien und
die geraden Linien bestimmt sind, in Bezug auf die Gruppe von Daten der herausgezogenen Impulswellenspitzen (Pp(n))
auf der Seite des höheren Manschettendrucks der Impulswellen-Maximalspitze (Pmax) (in Schritt ST20) berechnet.
Ein konkretes Beispiel für die Berechnung der Flächen a(n) wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 20 beschrieben.
in Fig. 20 bezeichnet η auf der x-Achse Impulswellen-Folgenummern,
während die y-Achse entsprechende Impulswellenspitzen darstellt. Die durch die Impulswellennummer
η dargestellte Fläche a(n) erhält man durch Subtrahieren einer Fläche, welche durch Punkte (n-2,0), (n+2,Pp(n+2)),
(n-1,Pp(n-1)), (nPp(n)), (n+1,Pp(n+1)), (n+2,Pp(n+2)),
(n+2,0) definiert ist, von einer trapezförmigen Fläche,
welche durch Punkte (n-2,0), (n-2,Pp(n-2)), (n+2,Pp(n-2))
und (n+2,0) bestimmt ist.
Die durch die Punkte (n-2,0), (n-2,Pp(n-2)), (n+2,Pp
(n-2)) und (n+2,0) definierte trapezförmige Fläche erweist sich als 1/2'4h (Pp(n+2) + Pp(n-2)), wenn das Intervall
h zwischen einem Punkt (i,0) und einem Punkt (i+1,0) ist, {wobei i von n-2 bis n+1 läuft).
Ferner ist die trapezförmige Fläche Q(i), welche durch
die Punkte (i,0), (i,Ppi)), (i+1,Pp(i+1) und (i+1,0) (wobei i von n-2 bis n+1 läuft) definiert ist, Q(i) = 1/2 h·
(Pp(i) + Pp(i+D). Daher läßt sich die Fläche a(n) ausdrücken durch:
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_ 28 _
1 η + 1
a (η)= 4h( P ρ (n + 2) + P ρ (η-2)) -Σ Q (
2 i - η - Z
1
h U(Pp(iu2) + PpCh-2))
h U(Pp(iu2) + PpCh-2))
■ 2
- { Ρρ(η-2) + P p(n-l))
+ ( Ρρ(η-Ι) + Ρρ(η)) + ( Ρρ(η ) +Ρρ(ηίΐ))
+ ( P ρ (η+1)) + ·Ρ ρ(η + 2) ) } )
1
- h (3(Ρρ(ηΐ2) + Pp(B-Z))
- 2 ( Ρρ(η-Ι) + Ρρ(η ) + Ρρΐη+1)) }
Wenn η=1 , läßt sich a(η) herleiten als:
a (η)» (Ρρ(η + 2) + P p(n-2)
~ ( Pp(n-l) + Ρρ(η) +Pp(n+D) }
Wenn jedoch einer der Punkte (n-1,Pp(n-1)), (n,Pp(n))
und (n+1,Pp(n+1)) über der die Punkte (n+2,Pp(n+2)) und
(n-2,Pp(n-2)) verbindenden Linie liegt, wird a(n) zu null gesetzt, da dies bedeutet, daß die Einhüllungslinie innerhalb
des Bereichs des mittleren Blutdrucks weg von der dem maximalen Blutdruck entsprechenden Fläche ist.
Diese Flächen a(n) werden für jede der Impulswellennummern durch Inkrementieren um 1 der Impulswellennummer η
für die in Fig. 8(b) gezeigten Impulswellenspitzen berechnet. Es wird also eine Reihe bzw. Folge von Flächen (a(n)),
wie in Fig. 8(c) gezeigt, berechnet.
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Nachfolgend wird (im Schritt ST21) eine Maximalfläche
aus der Flächenfolge (a(n)) festgestellt, und unter Setzen des Manschettendruckwerts, welcher der Gruppe von Impulswellenfolgen
entspricht, welche den maximalen Flächenwert ergibt, als CI (siehe Fig. s)t wird der maximale Blutdruckwert CS aus der folgenden Gleichung gemäß dem mittleren
Blutdruckwert CM, welcher bereits herausgezogen und gespeichert ist (siehe Fig. 1) (im Schritt ST22) berechnet:
CS = 3/4 (CI - CM) + CM
Der nach dieser Gleichung bestimmte maximale Blutdruck hat sich experimentell als richtig und brauchbar
erwiesen.
Als nächstes wird eine Folge von Flächen a(n), welche von der Einhüllungslinie und den geraden Linienumgeben
sind, in der gleichen Weise wie im Schritt ST20 in Bezug auf eine Folge von Daten herausgezogener Impulswellenspitzen Pp(n) auf der Seite des niedrigeren Manschettendrucks
der Impulswellen-Maximalspitze (Pmax) (im Schritt ST23) berechnet.
Nachfolgend wird die Maximalfläche aus der Folge von
Flächen a(n) (siehe die rechte Seite von Fig. 8(c)) (im Schritt ST24) hergeleitet, der maximale Blutdruckwert aus
dem Manschettendruckwert CD (siehe Fig. 8(a)), welcher dem Maximalwert der Flächen entspricht, bestimmt (im Schritt
ST25). Der maximale Blutdruck und der minimale Blutdruck werden (im Schritt ST26) auf der Anzeigeeinheit 11 angezeigt,
und die Messung ist beendet.
Im folgenden wird nun der spezifische Prozeß in Unterprogrammen, die in den Schritten ST20 bis ST25 des Hauptflusses
aufgerufen werden, beschrieben.
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- 30 -
der Manschettenhochdruckseite (in Schritt ST20).
Mit Eintreten in den Schritt ST20 im Hauptfluß wird die Impulswellennummer η auf 2 gesetzt (im Schritt ST51),
wie dies im Flußdiagramm der Fig. 12 gezeigt ist, und es
wird 1 zu η addiert (im Schritt ST52), und es wird bestimmt, ob nmax=n oder nicht (im Schritt ST53). nmax ist hierbei
eine ganze Zahl, welche bewirkt, daß Pmax gleich Pp(nmax)
(der Manschettendruck, der diesem nmax entspricht, ist der mittlere Blutdruck CM) ist, und solange im Schritt ST53
das Bestimmungsergebnis ein NEIN ist, ist die Berechnung
der Flächen auf der Manschettenhochdruckseite durchzuführen. Mit anderen Worten, wenn das Bestimmungsergebnis des
Schrittes ST53 ein NEIN ist, wird bestimmt, ob die folgenden Ungleichungen gelten oder nicht (in dem Schritt ST54,
dem Schritt ST55, dem Schritt ST56):
Pp(n) >
Pp(n-2)
Pp(n-l) >
P ρ (η-2) 4- P ρ (η
Pp(n-2) + Pp(n + 2)
Pp(n + 1
Pp(n-2)
Wenn irgendeine dieser Ungleichungen gilt, bedeutet
Omron ... P 2959-DE
dies, daß entweder Pp(η), Ρη(η-1) oder Pp(n+1) oberhalb
der früher identifizierten geraden Linie liegt, weshalb die Fläche a(n) als null bestimmt wird (im Schritt ST57).
Wenn keine der Ungleichungen gilt, dann wird die Gleichung:
a (η)= ( P p(n + 2) + P p(n-2))
- (Pp(n-l) + Pp(n) + Pp(ntl)) (4)
ausgeführt (im Schritt ST58), und nachdem der Prozeßfluß zum Schritt ST52 zurückgekehrt ist, wird η um 1 inkrementiert
und die Berechnung der Flächen wiederholt. Im Schritt ST53 ist, wenn nmax gleich η ist, die Berechnung von a(n)
auf der Manschettenhochdruckseite vollständig, und der Systemfluß kehrt zum Hauptfluß zurück.
Erläuterung der Berechnung der Maximalfläche auf der
Manschettenhochdruckseite (im Schritt ST21).
Mit Eintreten in den Schritt ST21 im Hauptfluß wird, wie im Flußdiagramm der Fig. 13 gezeigt, der Maximalwert
der Fläche Amax zu null gesetzt (im Schritt ST61). η wird auf 2 gesetzt (in Schritt ST62) und nach Addieren von 1 zu
η (im Schritt ST63) wird bestimmt, ob nmax gleich η ist
oder nicht (im Schritt ST64). Solange bis dieses Bestimmungsergebnis ein JA wird, wird der Maximalwert der Fläche
amax mit den sequentiell ausgelesenen Flächenwerten a(n) (im Schritt ST65) verglichen, und wenn der ausgelesene Flächenwert
a(n) kleiner als der Maximalwert ist, kehrt der Systemfluß, so wie er ist, nach Schritt ST63 zurück, wenn
aber der Flächenwert a(n) größer als der Maximalwert ist,
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■ S - f.
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is*· «a,
- 32 -
wird dieser Flächenwert a(η) zur Aktualisierung des maximalen
Flächenwerts amax verwendet (im Schritt ST66). Der
Wert von η an diesem speziellen Punkt wird als nmax als dem maximalen Flächenwert amax entsprechend gespeichert (im
Schritt ST67), und nachdem der■Systemfluß zum Schritt ST63
zurückgekehrt ist, wird η um 1 inkrementiert, um diesen Aktualisierungsprozeß des maximalen Flächenwerts amax danach
zu wiederholen. Im Schritt ST64 ist, wenn nmax gleich
η ist, die Ableitung der maximalen Fläche auf der Manschettenhochdruckseite
vollständig, und der Systemfluß kehrt zum Hauptfluß zurück.
Erläuterung der Berechnung des maximalen Blutdrucks
(im Schritt ST22)♦
Mit Eintreten in den Schritt ST22 im Hauptfluß wird, wie im Flußdiagramm der Fig. 14 gezeigt, der Manschettendruck
CM am Zeitpunkt, zu dem der Maximalwert Pmax der Impulswellenspitze gewonnen wurde, in PRESS1 substituiert
(im Schritt ST71). Nachfolgend wird der Manschettendruck CI zum Zeitpunkt, zu dem die Impulswellenspitze Pp(Namax)
die Fläche maximalisiert, in PRESS2 substituiert (im Schritt
ST72). Mit Durchführung der Berechnung (2(PRESS2)+(PRESS1))/3,
wird der maximale Blutdruck CS bestimmt (im Schritt ST73), bevor der Systemfluß zum Hauptfluß zurückkehrt.
Erläuterung der Berechnung der Flächen auf den Manschettenniederdruckseite (im Schritt ST23).
Mit Eintreten in den Schritt ST23 im Hauptfluß wird, wie im Flußdiagramm der Fig. 15 gezeigt, zunächst η auf
nmax-2 gesetzt (im Schritt ST81) und nach Hinzufügen von
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zu η (im Schritt ST82) wird bestimmt, ob η gleich nend-2
ist oder nicht (im Schritt ST83). Hierbei ist nend die Folgenummer der Impulswelle, welche als letzte herausgezogen
worden ist. Solange das Bestimmungsergebnis dos Schrittes ST82 ein NEIN ist, wird in den Schritten ST84 bis ST86 in
der gleichen Weise wie bei der Berechnung der Folge von Flächen auf der Manschettenhochdruckseite, welche in Verbindung
mit Fig. 12 beschrieben worden ist, bestimmt, ob die gleichen Ungleichungen (1), (2) und (3) gelten oder
nicht, und wenn irgendeine der Ungleichungen gilt, wird a(n) zu null gesetzt (im Schritt ST87), andererseits aber
wird, wenn keine der Ungleichungen gilt, die Fläche a(n) durch die Gleichung (4) berechnet (im Schritt ST88), bevor
der Systemfluß nach Schritt ST82 zurückkehrt. Danach wird η um 1 im Schritt ST82 inkrementiert und die Berechnung der
Flächen wiederholt, bis η gleich nend wird. Im Schritt ST83 ist, wenn η gleich nend-2 ist, die Berechnung der
Flächen a(n) auf der Manschettenniederdruckseite beendet, und der Systemfluß kehrt zum Hauptfluß zurück.
Erläuterung der Berechnung der Maximalfläche auf der
Manschettenniederdruckseite (im Schritt ST24) .
Mit Eintreten in den Schritt ST24 im Hauptsystemfluß wird, wie im Flußdiagramm der Fig. 16 gezeigt, zunächst der
Maximalwert der Flächen amax zu null gesetzt (im Schritt ST91). η wird auf nmax-2 gesetzt (im Schritt ST92) und,
nachdem η weiter um 1 inkrementiert worden ist (im Schritt ST93), wird bestimmt, ob η gleich nend-2 ist oder nicht
(im Schritt ST94). Solange bis dieses Bestimmungsergebnis ein JA wird, werden die Flächenwerte a(n) und der Maximalwert
der Flächen amax verglichen, und einerseits wird der Maximalwert der Flächen amax aktualisiert (im Schritt ST95
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und ST96) und andererseits das η, an welchem eine Aktualisierung
stattgefunden hat, als namax gespeichert (im Schritt ST97), bevor der Systemfluß zum Schritt ST93 zurückkehrt.
Danach wird der Aktualisierungsvorgang des maximalen Flächenwerts amax wiederholt. Wenn η gleich nend-2
im Schritt ST94 ist, ist die Herleitung der Maximalfläche auf der Manschettenniederdruckseite beendet, und der Systemfluß
kehrt zum Hauptfluß zurück.
Bestimmung des minimalen Blutdrucks (im Schritt ST25).
Mit Eintreten in den Schritt ST25 des Hauptflusses,
wird der Manschettendruck CD, an welchem die Impulswellenspitze Pp(Namax), welche den Minimalwert der Flächen bestimmt,
als der minimale Blutdruck bestimmt (im Schritt ST1G1).
Nach dieser Bestimmung kehrt der Systemfluß zum-Hauptfluß
zurück.
Die verschiedenen Blutdrucke können also aus dem Manschettendruck
und der Impulswelle gemessen werden. Es hat sich bestätigt, daß der maximale, minimale und mittlere
Blutdruckwert, wie sie nach obigem Vorgehen erhalten werden, mit den Blutdruckmessungen, wie sie durch die Verwendung
des Korotkoff-Geräuschs erhalten werden, übereinstimmen. Bei obiger Ausführungsform wurde ein Bandpaßfilter
zum Herausziehen der Impulswelie verwendet, gemäß der Erfinung
ist es aber auch möglich, statt dessen ein digitales Filter zu verwenden, und es ist außerdem möglich, das
ein Impulswellensignal enthaltende Manschettendrucksignal einer CPU einzuspeisen und das Manschettendrucksignal und
die Impulswellenkomponente durch einen Software-Prozeß zu trennen, welcher sich von einem digitalen Filter unterscheidet
.
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Ferner wurde zwar bei der oben beschriebenen zweiten bevorzugten Ausfuhrungsform das Herausziehen der Impulswellenspitzenwerte
durch Impulswellenaufteilung nach Herleiten der differenzierten Werte der Impulswelle durchgeführt,
dies soll jedoch hinsichtlich des Herausziehens der Impulswellenspitzenwerte nicht als einschränkend zu verstehen
sein.
Anders als bei herkömmlichen Blutdruckmeßgeräten können, da eine Blutdruckmessung durch Ausnutzung von Information
über den Manschettendruck und die Amplitude der Impulswelle, welche eine Oszillation innerhalb des Manschettendruckes
ist, durchgeführt wird und der Frequenzbereich dieser Impulswelle die niedrigen Werte von 1 Hz bis 10 Hz
hat, durch Vorsehen eines Filters eines solchen Bandes, nahezu alle externen Störsignale und Schwingungsstörsignale
eliminiert werden, so daß die Amplitudeninformation der Impulswelle zur Verarbeitung durch Rechenmittel ohne jede
Verzerrung verwendet werden kann, und eine genaue Blutdruckmessung auch in einer störsignalreichen Umgebung möglieh
ist. Insbesondere da die Bestimmung des Blutdruckes auf der Berechnung der Flächen, welche von der Einhüllungslinie der Impulswellenamplitude, welche nicht gewisse
Rauschkomponenten enthält, und der beide Enden einer bestimmten Nummer von Daten verbindenden Gerade umgeben sind,
zur Verwendunq dieser Teilflächen als Parameter beruht, werden die Differenzen in den Flächen sehr auffällig, weshalb
eine genaue Messung des Blutdruckes möglich wird.
Claims (15)
1. Elektronisches Blutdruckmeßgerät, welches aufweist:
a) eine Manschette;
b) ein Drucksystem zur ünterdrucksetzung und Evakuierung der Manschette;
c) einen Drucksensor zur Feststellung des Druckes in
der Manschette;
d) Impulswellenparameterherausziehmittel, welche die
maximale Pegeldifferenz in der Impulswellenkomponente
umron
ν » α β se ν - dj· g ^ r „
des Manschettendrucks übet ein gewisses Zeitintervall für jedes einer Anzahl von Zeitintervallen herausziehen;
und
e) Blutdruckbestimmungsmittel zur Bestimmung eines
Blutdruckes gemäß dem Manschettendruck und dem Impulswellenparameter,
ferner aufweist
f) Impulswellenmaximalwert-Manschettendruckheraus ζ iehmittel
zum Herausziehen des Manschettendruckes, weleher
dem Maximalwert der Impulswellenkomponente über
ein jedes der Zeitintervalle entspricht;
g) Impulswellenminimalwert-Manschettendruckherausziehmittel
zum Herausziehen des Manschettendrucks, welcher dem Minimalwert der Impulswellenkomponente über
ein jedes der Zeitintervalle entspricht; und
h) Manschettendruckmittelungsmittel zur Berechnung eines Mittelwerts aus dem durch die Impulswellenmaximalwert-Manschettendruckherausziehmittel
herausgezogenen Manschettendruck und dem durch die Impulswellenminimalwert-Manschettendruckherausziehmittel
herausgezogenen Manschettendruck;
i) wobei der durch die Manschettendruckmittelungsmittel
berechnete Mittelwert als der Manschettendruck des betreffenden Zeitintervalls genommen wird.
2. Elektronisches Blutdruckmeßgerät, welches aufweist:
a) eine Manschette;
b) ein Drucksystem zur Unterdrucksetzung und Evakuierung
der Manschette;
c) einen Drucksensor zur Feststellung des Druckes in der Manschette;
d) einen Impulswellensensor zur Feststellung der Im-
Omron ...
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pulswellenkomponente im Zuge von Manschettendruckänderungen;
e) Impulswellenamplitudenherausziehmittel zum Herausziehen der Impulswellenamplitude in zeitlicher Aufeinanderfolge;
f) Impulswellenmaximalamplitudenherausziehmittel zum
Herausziehen des Maximalwerts der Impulswellenamplitude;
g) Flächenberechnungsmittel zur Berechnung der Fläche zwischen einer Einhüllungslinie einer bestimmten Anzahl
von Daten, einschließend repräsentative Daten, welche in der zeitlichen Aufeinanderfolge herausgezogen
sind, und einer Linie, welche die Abschlußenddaten der Daten in sequentieller Weise verbindet, während
die repräsentativen Daten verschoben werden;
h) erste Maximalflächenwertherausziehmittel zum Auffinden
des Maximalwerts der Fläche, welche auf der Seite höheren Manschettendrucks als der Manschettendruck,
welcher dem Maximalwert der Amplitude der Impulswelle entspricht, berechnet ist;
i) zweite Maximalflächenwertherausziehmittel zum Auffinden
des Maximalwerts der Fläche, die auf der Seite niedrigeren Manschettendrucks als der Manschettendruck,
welcher dem Maximalwert der Amplitude der Impulswelle entspricht, berechnet ist; und
j) Blutdruckbestimmungsmittel zur Bestimmung eines maximalen Blutdruckes aus dem Manschettendruck, welcher
der Maximalflache entspricht, welche durch die
ersten Maximalflächenwertherausziehmittel herausgezogen ist, und eines minimalen Blutdruckwerts aus dem
Manschettendruck, welcher der Maximalfläche entspricht, die durch die zweiten Maximalflächenwertherausziehmittel
herausgezogen ist.
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