FR2593380A1 - Method and apparatus for automatically determining the systolic, diastolic and mean values of the blood pressure of a subject - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention concerne un procédé et un appareil pour la dtermination automatique des valeurs sys- tolique, diastolique et moyenne de la pression artérielle d'un sujet et ce par voie non sanglante. The present invention relates to a method and apparatus for the automatic determination of the systolic, diastolic and mean blood pressure values of a subject by non-bloody means.
la plupart des appareils actuels utilisentà cet effet soit la cathode dite de RIVA-ROCCI, avec l'utilisa- tion des bruits de KOTRSTKOFF, soit la méthode oscillométrique dite de PAClInN. Or dans ces appareils la pression de gonflage du brassard est liée d'une façon linaire aux mesures pr4cédentes, ce qui ne tient pas compte des évolutions parfois importantes des valeurs systoliques. La conséquence en est soit in gonflage insuffisant du brassard soit un gonflaqe surabondant. most of today's devices use either the so-called RIVA-ROCCI cathode, with the use of KOTRSTKOFF noises, or the so-called PAClInN oscillometric method. But in these devices the cuff inflation pressure is linked in a linear manner to the previous measures, which does not take into account sometimes significant changes in systolic values. The consequence is either insufficient inflation of the cuff or an inflated inflate.
La présente invention a pour but de pallier cet inconvénient en ajustant la pression dans le brassard en rapport avec les vraies valeurs systoliques de la pression ail moment de la mesure. The present invention aims to overcome this disadvantage by adjusting the pressure in the cuff in relation to the true systolic pressure values at the time of measurement.
A cet effet ce proc4.d pour la détermination automatique des valeurs systolique, diastolique et moyenne de la pression artérielle d'un sujet, h partir de la mesure de la pression interne d'un brassard gonflable que l'on qonfle jusqu'à une pression de collapse maximale et que l'on dénon- fie ensuite, est caractérisé en ce qu'on gonfle le brassard en faisant croître Sa pression interne par paliers, h partir d'une pression minimale dynamique h partir de lanuelle l'élasticité du brassard n'est plus suffisante pour assurer le dnnnflage, on mesure, pour chaque palier de pression, la valeur de l'amplitude systolique de la pulsation correspondante, on compare cette valeur de l'amplitude systolique avec la valeur de référence correspondant au palier de nression immédiatement inférieur, puis, si la valeur de ] 'ampli- tode systolique mesurée est supérieure d'un pourcentage déterminé h la valeur de référence, on gonfle le brassard i une pression supérieure 8 la précédente et on recommence la comparaison, et dans le cas contraire on procède a la phase de dégonflage durant laquelle on échantillonne la valeur de la pression absolue et celle de l'amplitude de la pulsation et on enregistre dans une mémoire une suite d'évènements caractérisés par ces valeurs échantillonnées, et enfin au cours d'une troisième phase on calcule, à partir des donnes enregistrées en mémoire au cours de la deuxibme phase dc déqonflage, les valeurs des pressions moyenne, systolique et diastolique. For this purpose, this procedure for the automatic determination of the systolic, diastolic and mean values of the arterial pressure of a subject, from the measurement of the internal pressure of an inflatable cuff that is inflated to a The maximum collapse pressure, which is then denoted, is characterized by the fact that the cuff is inflated by increasing its internal pressure in stages, starting from a minimum dynamic pressure from the elasticity of the cuff. is no longer sufficient to ensure the deflection, the value of the systolic amplitude of the corresponding pulsation is measured for each pressure level, this value of the systolic amplitude is compared with the reference value corresponding to the nression level. immediately below, then, if the value of the measured systolic amp is higher by a percentage than the reference value, the cuff is inflated to a higher pressure than the previous one. The comparison is repeated, and in the opposite case the deflation phase is carried out during which the value of the absolute pressure and that of the amplitude of the pulsation are sampled and a sequence of events characterized by these sampled values, and finally during a third phase, the values of the mean, systolic and diastolic pressures are calculated from the data recorded in memory during the second phase of deflation.
L'invention a également pour objet un appareil notir la d,termination automatique des valeurs systol i nue, lias- torique et moyenne de la pression artérielle d'un su jet comportant un module de pression relié h un brassard qonfiable et comprenant un capteur de la pression interne d brassard monts dans le circuit pneumatique de oonflaoe de ce brassard lenuel comprend une pompe et un circuit de commande de cette pompe, caractérisé en ce qu'il comprend une channe d'amplification h deux voies comprenant successivement un amplificateur et un filtre, l'une des voies de sensibilité réduite comprenant un filtre passe-bas délivrant un premier signal représentant la valeur de la pression absolue dans le brassard tandis que l'autre voie, de plus grande sensibili té, comprend un filtre passe-bande et traduit l'amplitude alternative des pulsations, les deux signaux analogiques issus des deux voies sont convertis sous forme numérique par un convertisseur analogique/numérique pour le traitement d'informations et la détermination des pressions moyenne, systolique et diastolique, dans un moniteur lequel comporte, outre le convertisseur, un microprocesseur et son programme, et un étage de commande relié nu circuit de commande du module de pression, lequel agit sur la pompe. The invention also relates to an apparatus for noting the automatic determination of the systolic, mean and mean values of the arterial pressure of a subject having a pressure module connected to a reliable cuff and comprising a blood pressure sensor. the internal cuff pressure up in the pneumatic circuit of oonflaoe of this lenient cuff includes a pump and a control circuit of this pump, characterized in that it comprises a two-way amplification channe successively comprising an amplifier and a filter , one of the reduced sensitivity channels comprising a low-pass filter delivering a first signal representing the value of the absolute pressure in the cuff while the other channel, of greater sensitivity, comprises a band-pass filter and translated the alternating amplitude of the pulsations, the two analog signals coming from the two channels are converted in digital form by an analog / digital converter for the t information and the determination of the mean systolic and diastolic pressures, in a monitor which comprises, in addition to the converter, a microprocessor and its program, and a control stage connected to the control circuit of the pressure module, which acts on the pump.
nn décrira ci-aprbs, titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention,en référence au dessin annexé sur lequel
La figure 1 est un schéma synoptique d'un appareil pour la détermination automatique des valeurs systnliqlle, diastolique et moyenne de la pression artérielle d'un sujet, suivant l'invention. One embodiment of the present invention will be described below by way of nonlimiting example, with reference to the appended drawing in which:
FIG. 1 is a block diagram of an apparatus for the automatic determination of systolic, diastolic and mean blood pressure values of a subject according to the invention.
La figure 2 est un diagramme illustrant, dans sa partie supérieure, la variation de la pression b l'intérieur du brassard, en fonction du temps, et, dans sa partie inférieure, la variation corrélative de l'amplitude des pulsations détantées. Figure 2 is a diagram illustrating, in its upper part, the variation of the pressure b inside the cuff, as a function of time, and, in its lower part, the correlative variation in the amplitude of the pulsations detented.
L'appareil suivant 1 ' invention représenté sur la finure 1 réalise une adaptation automatique de la méthode oscillométrique en utilisant un brassard conventionnel 1 sans stethoscope ou microphone. La méthode oscillomntrique consiste j" détecter les pulsations de pression dans le bras- sord par un capteur de pression monté dans le circuit nneu- matique de gonflage. Le brassard I est relié à un module de pression PX et il est gonfle h une pression interne P vn- riable au moyen d'une pompe 2, reliée au brassard l par un conduit 3.Il peut être dégonflé à travers deux circuits reliés en parallèle au brassard 3, å savoir un circuit h fuite lente comprenant un étranglement à section droite relativment petite en série avec une électrovanne 5, et un circuit h fuite moyenne comprenant un étranqlement fi, de plus uranie section droite que 1 'étranqiement, en surie avec une électrovanne 7. The apparatus according to the invention shown on the finish 1 performs an automatic adaptation of the oscillometric method using a conventional cuff 1 without stethoscope or microphone. The oscillometric method consists in detecting the pressure pulsations in the armrest by a pressure sensor mounted in the pneumatic inflation circuit The cuff I is connected to a pressure module PX and is inflated to an internal pressure It can be defi ned by means of a pump 2, connected to the cuff 1 by a duct 3.It can be deflated through two circuits connected in parallel with the cuff 3, namely a slow leakage circuit comprising a relatively narrow cross-sectional throat. small in series with a solenoid valve 5, and an average leak circuit comprising a flanging fi, more urania cross section than 1 'stranqiement, in surie with a solenoid valve 7.
Le brassard 1 est relié, par ailleurs, h un capteur manométrique 8 qui délivre à sa sortie un signai repr4sentant la pression à l'intérieur du brassard 1. La sortie du capteur manomètrique 8 est connectée a une chaine d'smplifi- cation à deux voies comprenant successivement un amplifica- teur 9 et un filtre ln. L'une des voies de sensibilité réduite et comprenant un filtre passe-bas 10e délivre un pre mier signal représentant la valeur de la pression absolue
Pah dans le brassard. L'autre voie, de plus grande sensibilité et comprenant un filtre passe-bande lnb, traduit ] 'am- plitude alternative A(p) des pulsation. Ces deux siqnaux analogiques sont convertis sous forme numérique par un convertisseur analogique/numérique 11 pour le traitement d' in- formations et la détermination des pressions moyenne, sys- tolique et diastolique, dans un moniteur M lequel comporte, outre le convertisseur 11, un microprocesseur 12 et son pronramme, et un étaqe de commande 13.Cet 6taqe 13 est reli@ h un circuit de commande 14 du module de pression PX, lequel agit sur la pompe 2 et les lectrovannes 5 et 7.The cuff 1 is connected, moreover, to a pressure sensor 8 which delivers at its output a signal representing the pressure inside the cuff 1. The output of the manometer sensor 8 is connected to a channel of amplification at two channels comprising successively an amplifier 9 and a filter ln. One of the reduced sensitivity channels and comprising a low-pass filter 10e delivers a first signal representing the value of the absolute pressure.
Pah in the armband. The other, higher sensitivity path, including a band-pass filter lnb, expresses the alternating amplitude A (p) of the pulses. These two analog signals are converted into digital form by an analog / digital converter 11 for the processing of information and the determination of the mean, systolic and diastolic pressures, in a monitor M which comprises, in addition to the converter 11, a microprocessor 12 and its program, and a control stage 13.Three-point 13 is connected to a control circuit 14 of the pressure module PX, which acts on the pump 2 and the solenoid valves 5 and 7.
Le procédé de mesure se décompose en trois phases, ainsi qu'il est illustré sur la figure 2
1.- Le temps de ganflage I vendant lequel on dzter- mine la pression maximale de gonflage nsscessaire. The measurement process is divided into three phases, as illustrated in Figure 2
1. The time of flapping I selling the maximum inflation pressure necessary.
2.- Le temps de dégonflage Il pendant lequel la chaîne d'amplification collecte les siqnaux Pab et A(p) à chaque pulsation consécutive. 2. The deflation time It during which the amplification chain collects the signals Pab and A (p) at each consecutive pulsation.
3.- Le temps de calcul ITT sur les données numeri- ques collectées au terme duquel les grandeurs désirées sont affichées. 3.- The ITT calculation time on the digital data collected after which the desired quantities are displayed.
I TEMPS DE GONFLABE. -
Pendant le temps de gonflage T l'appareil détermine la pression du brassard 1 correspondant au collapse. t'est la pression au-dessus de laquelle les oscillations ne d- croissent plus. C'est donc la presion au-dessus de laquelle il n' > a plus de bénéfice a monter puisqu'on ne recueillera plus d'informations et que l'on accroît inutilement la gêne du patient et la durée de la mesure, mais c'est la pression de gonflage qu'il faut atteindre pour pouvoir mesurer la pression systolique qui est aussi inconnue.I TIME OF GONFLABE. -
During the inflation time T the device determines the pressure of the cuff 1 corresponding to the collapse. This is the pressure above which the oscillations do not increase. It is, therefore, the pressure over which there is no more benefit to be gained since no more information will be collected and the patient's discomfort and the duration of the measurement are increased unnecessarily, but is the inflation pressure that must be reached in order to measure the systolic pressure which is also unknown.
Cette pression de gonflage est détermine avec stiffisamment de précision par le procédé de gonfle du hrassard par paliers suivant l'invention qui comprend les 5ta- pes suivantes
1) fin définit préalablement la pression minimale dynamique Po comme la pression en-dessous de laquelle l'élasticité du brassard n'est plus suffisante pour assurer le dqonflaqe. Cette pression est avale. par exemple, h 5,'
KPe
?) Le brassard 1 étant a@nliqué au p-atient, on aorl- fie le brassard jusqu'a la pression dynamique Po dans l'in- tervalle de temps to-tl.This inflation pressure is determined with high precision by the method of inflating the hrassard stepwise according to the invention which comprises the following five steps.
1) end defines beforehand the minimum dynamic pressure Po as the pressure below which the elasticity of the cuff is no longer sufficient to ensure deflation. This pressure is down. for example, h 5, '
KPE
When the cuff 1 is attached to the needle, the cuff is extendered to the dynamic pressure Po in the time interval t-1.
3 1 fin maintient la pression l une valeur constante par fe rmettjre complète des vannes pendant une durée suffi- sante (intervalle de temps tl-t2! pour mesurer l'amplitude de la pulsation correspondate A(po) . Cette durée constitue yn palier de gonflage pendant lequel la valeur A(po) est déterminée par la moyenne arithmétique sur deux amplitudes systoliques consécutives a, b lorsque celles-ci ne diffèrent pas de plus de 12% Cette amplitude A(po) qui se situe å une pression normalement inférieure h la pression moyenne, constitue une référence basse. 3 1 end maintains the pressure l a constant value by complete filling of the valves for a sufficient time (time interval tl-t2! To measure the amplitude of the corresponding pulsation A (po) .This duration constitutes yn bearing of inflation during which the value A (po) is determined by the arithmetic mean over two consecutive systolic amplitudes a, b when these do not differ by more than 12%. This amplitude A (po) which is at a pressure normally lower than the average pressure is a low reference.
4) On nonfle le brassard à la pression P1 (de 19KPa par exemple) dans l1intervalle de temps t2-t3 et on renouvelle un palier de pression ( intervalle t3-t4) durant lequel on réitère le processus décrit en 3) et qui délivre la valeur A(pl) des pulsations. 4) The cuff is deflated at pressure P1 (19KPa for example) in the time interval t2-t3 and a pressure level is repeated (interval t3-t4) during which the process described in 3) is repeated and which delivers the A value (pl) pulsations.
5) Cette valeur est comparée à la réfdrence basse
A(po)
Si la valeur A(pl) est supérieure å la référence basse A(po), on gonfle le brassard à une pression supérieure a la précédente de 20%, et on renouvelle les étapes 4) et 5) à moins que la pression atteinte ne dépasse la valeur maximaie tolzrahle de 34KPa qui laisse présager une hypertension importante.5) This value is compared to the low benchmark
A (inch)
If the value A (pl) is greater than the low reference A (po), the cuff is inflated to a pressure greater than the previous one by 20%, and steps 4) and 5) are repeated unless the pressure exceeds the maximum tolzrahle value of 34KPa which suggests significant hypertension.
Sinon, on estime que la pression de collapse est atteinte et on procède à la phase de dégonflage. Otherwise, it is estimated that the collapse pressure is reached and the deflation phase is carried out.
TO TEMPS DE DEQONFLAGE
Pendant le temps de dégonflage, les sinnaux numé- riqties échantillonnés 250 fois par seconde, issus des deux voies de mesure Ina et 10b subissent un prétraitement d'in
formation au terme duquel est enregistrée en mémoire vive
(RAM) une suite d'événements caractérisés par la pression absolue Pab(i) et l'amplitude de la pulsation A(i) à l'ins
tant ti.TO DEQONFLAGE TIME
During the deflation time, the digital numbers sampled 250 times per second, coming from the two measurement channels Ina and 10b undergo preprocessing.
training at the end of which is stored in RAM
(RAM) a sequence of events characterized by the absolute pressure Pab (i) and the amplitude of the pulsation A (i) ins
so much.
La durée dti dégonflage doit être suffisante pour collecter entre 2n et sn événements selon la fréquence car
que du sujet.The duration of deflation must be sufficient to collect between 2n and sn events according to the frequency because
than the subject.
Afin d'optimiser ce temps de dénonflane, deux fuites
pneumatiques de constantes de temps différentes, commandées
séparément par les électrovannes 5 et 7, sont ouvertes selon
le protocole suivant
i) 4u début du dégonflage, la fuite lente (41ectro- vanne 5) est seule ouverte (période de fuite lente TTa). In order to optimize this denonflane time, two leaks
pneumatic of different time constants, ordered
separately by the solenoid valves 5 and 7 are opened according to
the following protocol
i) At the beginning of the deflation, the slow leak (41 valve 5) is only open (slow leakage period TTa).
ii) Lorsque le système a compté 10 évènements, la fuite lente (électrovanne 5) est fermée et la fuite moyenne (électrovenne 7) est ouverte. ii) When the system has counted 10 events, the slow leak (solenoid valve 5) is closed and the average leak (solenoid valve 7) is open.
iii) Lorsque le systXme a compté 25 évènements (pe- riode de fuite moyenne IIb) en plus des On premiers soit 35 évbnements au total, les deux fuites (électrovannes 5 et 7) sont ouvertes et on passe alors en régime à fuite rapide (période de fuite IIc). iii) When the system has counted 25 events (mean leakage period IIb) in addition to the first 10 events in total, the two leaks (solenoid valves 5 and 7) are open and then go into fast-flowing mode ( leakage period IIc).
iv) Duel que soit l'état des électrovannes 5 et 7, la mesure est terminée lorsque la pression Pab tombe b la valeur Po ( 5,3 KPa); la purge est ouverte et le système passe en mode "temps de calcul III. iv) However different the state of the solenoid valves 5 and 7, the measurement is completed when the pressure Pab falls to the value Po (5.3 KPa); the purge is opened and the system goes into "calculation time III" mode.
L'ajustaqe de la vitesse de dégonflge par cette méthode permet de linéariser suffisamment la loi de décroissance en trois branches d'exponentielles, alors qu'avec une seule fuite la loi de décroissance exponentielle donnerait un excédent de mesures vers les basses pressions aux dépens des hautes pressions. The adjustment of the deflection velocity by this method makes it possible to sufficiently linearize the decay law into three branches of exponentials, whereas with a single leak the exponential decay law would give an excess of measurements towards the low pressures at the expense of high pressures.
L'optimisation montre que le rapport des constantes de temps des étranglements 4 et fi doit être le nombre d'or. The optimization shows that the ratio of the time constants of the constrictions 4 and fi must be the golden ratio.
Elles sont actuellement ajustées à 11 et 17 secondes.They are currently adjusted to 11 and 17 seconds.
III TEMPS DE CALCUL
Le temps de calcul qui constitue la dernière étape ne dépasse pas 2 secondes. Effectue sur les données pr- traitées enregistrées précédemment, ce calcul délivre normalement les pressions moyenne, systolique et diastolique.III CALCULATION TIME
The calculation time which constitutes the last step does not exceed 2 seconds. Performed on pre-processed data previously recorded, this calculation normally delivers the mean, systolic and diastolic pressures.
Il se décompose en quatre étapes.It breaks down into four stages.
1) Un traitement de validité destiné a éliminer les artefacts dus principalement h des contractions musculaires. 1) Validity treatment to eliminate artifacts due mainly to muscular contractions.
2) Un traitement de classement destiné a transformer la représentation paramètrique < Pab(i), A(i) > en représentation explicite A (Pah) en zliminant le temps i. 2) A classification process intended to transform the parametric representation <Pab (i), A (i)> into an explicit representation A (Pah) by eliminating the time i.
3) lln filtrage numérique passe-bas sur la fonction
A(Pob) afin de la réduire h un polynome du 4me degré. 3) Low-pass digital filtering on the function
A (Pob) in order to reduce it to a 4th degree polynomial.
4) une détermination empirique sur ce polnome des trois grandeurs exprimant les pressions moyenne, systolique et diastolique. 4) an empirical determination on this polnome of the three magnitudes expressing the mean, systolic and diastolic pressures.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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FR8601097A FR2593380A1 (en) | 1986-01-27 | 1986-01-27 | Method and apparatus for automatically determining the systolic, diastolic and mean values of the blood pressure of a subject |
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Family Applications (1)
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FR8601097A Withdrawn FR2593380A1 (en) | 1986-01-27 | 1986-01-27 | Method and apparatus for automatically determining the systolic, diastolic and mean values of the blood pressure of a subject |
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