CZ2014375A3 - Způsob stanovení systolického a diastolického krevního tlaku - Google Patents

Abstract

Způsob stanovení systolického a diastolického krevního tlaku, kde se soubor získaných dat jednotlivých křivek pletysmografické křivky rozdělí na jednotlivé segmenty se dvěma lokálními minimy danými začátkem a koncem a jedním globálním maximem odpovídajícími jednomu tepu měřeného subjektu a představující jeden cyklus srdeční aktivity. Soubor získaných dat pletysmografické křivky rozdělí na jednotlivé úseky obsahující jeden nebo několik segmentů s výhodou do 20 segmentů.

Description

Způsob stanovení systolického a diastolického krevního tlaku

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu stanovení systolického a diastolického krevního tlaku.

Dosavadní stav techniky

Krevní tlak je jedním z nej důležitějších fyziologických parametrů lidského organismu. V medicíně patří jeho měření k rutinním procedurám a je součástí většiny lékařských vyšetření.

S ohledem na skutečnost, že v populaci dospělých jedinců přibližně 50 % trpí vysokým tlakem (hypertenzí), nebo jsou ve stadiu prehypertenze, vyvstává potřeba časté kontroly skutečných hodnot krevního tlaku, neboť vybočení z optimálních hranic přináší závažné zdravotní problémy, nezřídka smrtelné. Dle tabulek WHO (World Health Organisation) a tabulek ESH (European Society of Hypertension), je optimální tlak menší - v obou hodnotách, než 120/80 mmHg, přičemž hodnoty tlaku mezi touto hranicí a tlakem 139/89 mmHg jsou považovány za prehypertenzi. Hodnoty vyšší jsou pak považovány za různé stupně hypertenze.

Kategorie	systolický TK [mmHg]	diastolický TK [mmHg]
Optimální BP	< 120	<80
Normální BP	< 130	<85
Prehypertenze	130-139	85-89
Hypertenze
Mírná	140-159	90-99
Hraniční	140-149	90-94
Středně závažná	160-179	100-109
Závažná	> 180	> 110
Izolovaná systolická	> 140	<90
Hraniční systolická	140-149	<90

Tab. 1: Kategorie krevního tlaku (zdroj WHO/1SH) • ·

2· · · · ·· · · ·····

- · · · · · · · ·· • · ···· ·· ·· · · · ·

Je tedy zřejmé, že měření krevního tlaku je více než potřebné. S tím souvisí i nový přístup ke kontrole a sledování lidského zdraví E-Health jehož cílem je nejenom monitorování například pooperačních stavů, jedinců se zdravotními riziky, ale v konečném důsledku by bylo vhodné kontrolovat veškerou populaci tak, aby se předešlo kritickým situacím. Tyto monitorovací metody, většinou spojené i s komplexem dalších měření - teplota, pulz, dýchání, obsah kyslíku v krvi, atd., však vyžadují nalezení takového postupu, který dotyčný subjekt co nejméně zatěžuje a obtěžuje. Tyto jednotky snímání veličin mohou být jak autonomní, tak propojené s vyhodnocovacím centrem a jeho vyhodnocením. Samotné snímání veličin může být buď kontinuální a/nebo jednorázové, obvykle na popud měřeného subjektu. Optimální potom je, jestliže je zařízení součástí a/nebo je napojeno na některý z moderních mobilních terminálů obvykle typu SmartPhone.

Současná řešení stanovení hodnot systolického a diastolického krevního tlaku pracují na principech rozdělených do dvou kategorií, a to invazivní a neinvazivní metody.

Invazivní metoda znamená přímý vstup snímacího členu do měřeného krevního řečiště a pro cíl tohoto řešení není relevantní.

Neinvazivní metoda se dá rozdělit na nespojité metody - auskultační metoda, oscilometrická metoda, palpační metoda, infrazvuková metoda, ultrazvuková metoda atd. a kontinuální metody - metoda odtížené artérie, metoda snímání rychlosti pulzní vlny, atd.

Společné pro všechny tyto metody je použití manžety, ať již na zápěstí a/nebo na paži, a následné vyhodnocení veličin v závislosti na stavu tlakování této manžety.

Závažnou skutečností je, že s výjimkou invazivních metod, subjekt ovšem značně zatěžujících, je, že většina měření je zatížena relativně značnou chybou, zejména ve vztahu ke zdravotnímu stavu a stáří subjektu. Z tohoto hlediska je tedy optimální časté měření s vyhodnocením změn a případnou další tzv. cejchovací kontrolou. To ovšem vyžaduje takový princip stanovení systolického a diastolického krevního tlaku, který subjekt zatěžuje minimálně a/nebo vůbec. K tomu jsou samozřejmě všechny postupy s manžetou nevhodné.

Z jednotlivých metod je nejvíce používána oscilometrická metoda, která je založena na vyhodnocování oscilometrických pulzací - tlakové pulzace, které jsou generovány v tlakové

-3manžetě při jejím tlakování či vypouštění. Závažným problémem této metody se stále jeví nejasné kritérium pro vyhodnocení ST a DT. Tyto hodnoty jsou obvykle určovány aplikací matematického kritéria na obálku oscilometrických pulzací. Každý výrobce používá své vlastní utajované algoritmy, a proto nelze nestranně zajistit dostatečnou přesnost a opakovatelnost měření. S ohledem na energetické nároky, ale zejména na praktické použití je logické, že princip měření s nafukovací manžetou nepřichází pro trvalé sledování subjektu v úvahu. Ostatní, výše citované, metody jsou na tom obdobně.

Dalším závažným problémem stávajících metod využívajících tlakování manžetou je, že u starších jedinců a u jedinců s poškozeným krevním systémem např. cukrovka, má krevní řečiště tendenci pomalého návratu do klidového stavu a měření tedy není opakovatelné.

Obvykle také není možné, aby došlo k natlakování manžety při běžné činnosti a to jak z technického, tak psychologického a společenského hlediska. Řešení tedy musí být neinvazivní a neobtěžující.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje metoda způsobu stanovení systolického a diastolického krevního tlaku z parametrů pletysmografické křivky bez nutnosti aplikace škrtící/tlakovací manžety.

Výchozím podkladem je pletysmografická křivka. Pletysmografická křivka se získává na principu průchodu, tzv. transmisní způsob světelných paprsků tkání, při reflexní metodě je možné vycházet i z odražené světelné energie. Obvykle se používá světelného záření v oblasti infračerveného světla. Zařízení obvykle obsahuje světelný zdroj, snímací prvek, např. fotodiodu, fototranzistor, kameru, atd. a vyhodnocovací systém, který může získanou informaci zobrazit a/nebo předat k dalšímu zpracování. Pletysmografická křivka se získává i jako další produkt při metodách měření obsahu kyslíku v krvi, kde se obvykle používá prozařování tkáně dvěma od sebe odlišnými paprsky, obvykle v červené a infračervené části spektra.

Pletysmografická křivka se digitalizuje a podrobí filtraci a segmentaci s následným výběrem platných segmentů, přičemž z platných segmentů jsou stanoveny hodnoty systolického a diastolického tlaku měřeného subjektu.

• · ···· ··· ··· • · · ····· · · ·

4« · 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9

- ··· ···· · · ·· ···· · · ·· ·· · *

Podstatou vynálezu je, že kontinuálně nebo jednorázově získaná pletysmografická křivka je zpracována postupem dle vynálezu a výsledné hodnoty jsou deklarovány jako systolický a diastolický krevní tlak měřeného subjektu - osoby.

Při způsobu stanovení systolického a diastolického krevního tlaku podle tohoto vynálezu se soubor získaných dat pietysmografické křivky rozdělí na jednotlivé úseky obsahující jeden nebo několik segmentů, kde každý segment je definován jako dvě lokální minima určená začátkem a koncem a jedním globálním maximem mezi nimi, s výhodou do 20 segmentů. Pro vyloučení saturovaného signálu z dalšího vyhodnocování se stanoví minimální a maximální hodnoty hlavního minima a maxima pletysmografické křivky ve vztahu k saturaci signálu určující konstantu K_a a její minimální hodnotu Κ_;(μιν a maximální hodnotu K₃max a saturované části pletysmografícké křivky se vypustí z dalšího zpracování. Konstanta K_a je s výhodou 10 pro minimální hodnotu K_aM]N a s hodnotou 95 % celkového maxima, v hodnotách dle typu A/D převodu pro maximální hodnotu Κ₃μαχ· Průběh zbývajících segmentů každého úseku pletysmografícké křivky se filtruje průměrováním po sobě jdoucích hodnot vzorků pletysmografícké křivky, přičemž počet segmentů průměrování je ve vztahu k použitému snímacímu prvku tak, aby nedošlo ke zkreslení výsledného tvaru a je určen jako konstanta Kprum- a v každém úseku se stanoví maximální a minimální hodnota. V každém úseku maximální hodnotě přiřadíme hodnotu 1 a minimální hodnotě přiřadíme hodnotu 0. Všechny ostatní hodnoty pletysmografícké křivky, v rámci každého úseku, se lineárně transformují do dynamického rozsahu 0 až 1. V každém úseku se soubor dat pletysmografícké křivky rozdělí na jednotlivé segmenty, odpovídající jednomu tepu měřeného subjektu a představující jeden cyklus srdeční aktivity, kde každý segment je definován jako dvě lokální minima určená začátkem a koncem a jedním globálním maximem mezi nimi. Segmenty, jeden nezávisle na druhém, se normují tak, že hodnotě Y globálního maxima se přiřadí hodnota 1 a stanoví se hodnota 0 jako výsledek aritmetického průměru začátku a konce segmentu pro segmenty s rozdílem menším než 5 % a dle těchto mezí jsou vzorky lineárně transformovány, a/nebo se hodnoty pletysmografícké křivky pro segmenty s rozdílem menším než 25 % přepočtou tak, že začátek a konec každého segmentu mají stejnou hodnotu 0 a tím se definuje posunutí v hodnotě offset a násobná konstanta gain a vybrané segmenty se opět lineárně transformují pomocí hodnot offset a gain., přičemž se plocha každého vybraného segmentu rozdělí na 6 dílů definovaných jako rozdělovači kolmice z maxima dělená v ose Y pro hodnoty mezi 20 až 60 % a 40 až 90 % z maxima přičemž druhá dělící přímka musí být procentně větší než prvá. Ve

9 9 9

9

9 99 • · • · vybraných segmentech se nyní stanoví strmost systolického náběhu jako první derivace náběžné hrany každého vybraného segmentu a stanoví se pro všech 6 dílů jejich obsahy a těžiště a vytvoří se z bodů těžišť další uzavřené plochy a/nebo přímka. Dále se stanoví celkové plochy a těžiště pro vybraný segment a stejně tak plocha a těžiště nové plochy vytvořené z těžišť dílčích ploch segmentu a/nebo velikost přímky stanovené z dílčích bodů těžišť a/nebo totéž v kombinaci s těžištěm celé pletysmografické křivky. Zároveň se stanoví konstanta K_ind jako hodnota statistického průměru vzorků kontrolních měření subjektů pro systolický a diastolický krevní tlak a konstanta K_n jako hodnotu statistického průměru vzorků kontrolních měření pro systolický a diastolický krevní tlak subjektů, rozdělených dle věkové kategorie a pohlaví a stejně tak se stanoví konstanta Kr jako konstanta základního rozsahu měření členěná pro systolický a diastolický krevní tlak, a stanoví se systolický tlak jako součin

K_RS * K_nS * K_in(j_S *D*ST67810 respektive

K_RS * K_nS * Kinds *D*(TyST67810* TxST67810) dále diastolický tlak jako součin Krd* K_nD * K_indD *((U911)*S) tedy v rozpisu

Krd * K_nD * K_indD *(7((Tx9-Txl l)² + (Ty9-Tyl 1)²) * S) spolu se stanovením diastolického tlaku jako výsledek Krd * K_no * KindD *((TyST*TxST)*S) respektive

Krd * K_nD * Kj_ndD *STT respektive

Krd * K_nD * KindD *(TySTT*TxSTT)

Segment musí být delší než minimální a kratší než maximální povolená mez, přičemž meze jsou definovány v konstantách časových jednotek ekvivalentních počtu hodnocených pulzů srdečního tepu od 5 pulzů jako minimum do 250 pulzů jako maximum.

Stanovení počtu vzorků signálu pletysmografické křivky, použitých pro průměrování, je s výhodou definováno jako konstanta K_prum, která se stanoví dle typu snímací jednotky ve vazbě na vlastní šum jejího zesilovače a představuje kompromis v tom smyslu, že dojde k žádoucímu vyhlazení signálu a přitom ještě nedojde k nežádoucímu podstatnému zkreslení ···· ··· · · · • · · ·»··· · · »

S 9 9 9 9 9 » 9 9 9 9 9 9 9

-Q- · · · · 9 9 ♦ · ·

9999 99 99 99 9 9 signálu, zejména jeho rychlejších změn v okolí lokálních extrémů. Hodnota konstanty K_prum je s výhodou v rozsahu 2 až 30 po sobě jdoucích vzorků.

Konstanta Kr je konstanta základního rozsahu systolického krevního tlaku a je s výhodou stanovena jako KRspro systolický tlak s výchozí hodnotou K_3Min /10 a je s výhodou stanovena jako KrdPío diastolický tlak s výchozí hodnotou K₃min /100.

Rozdělení na dílčí plochy 6, 7, 8, 9, 10, 11 je s výhodou stanoveno jako 35 % a 55 % z maxima. Konstanta Kj_n(j je implicitně rovna 1 pro systolický a diastolický krevní tlak.

Podstatnou výhodou řešení dle vynálezu je, že snímání pietysmografické křivky je zcela neinvazivní, bez jakýchkoli zvukových efektů, energetické nároky jsou nižší než typický kompresor a jeho elektromotor. Nezanedbatelnou výhodou je, že zařízení neobsahuje žádné pohyblivé části. Pro uživatele je jeho použití zdravotně nezávadné a může byt aplikováno po libovolně dlouhou dobu. Lze důvodně předpokládat, že, zvláště u starších subjektů a u subjektů s poškozeným krevním oběhem, bude výsledné stanovení systolického a diastolického krevního tlaku přesnější a výsledná měření opakovatelná, neboť žádným způsobem neovlivňují stav krevního řečiště.

Objasnění obrázků na výkresech

Vynález bude podrobněji popsán na konkrétních příkladech provedení s pomocí přiložených výkresů, kde na Obr. 1 je znázorněna pletysmografická křivka - příklad souboru dat. Na Obr. 2 jsou znázorněny segmenty průběhu pletysmografické křivky. Na Obr. 3 je příklad dvou platných normovaných vybraných segmentů pletysmografické křivky. Na Obr. 4 je příklad dvou platných normovaných vybraných segmentů pletysmografické křivky a jejich rozdělení na dílčí segmenty. Na Obr. 5 je příklad dvou platných normovaných segmentů pletysmografické křivky, jejich rozdělení na dílčí segmenty a stanovení ploch a těžišť. Na Obr. 6 jsou uvedeny příznaky vyhodnocované z pletysmografické křivky s použitím nových ploch a přímky, stanovených z těžišť jednotlivých segmentů a na Obr. 7 jsou uvedeny příznaky vyhodnocované z pletysmografické křivky s použitím nových ploch, stanovených z těžišť jednotlivých segmentů a těžiště celkového.

• ·

Příklady uskutečnění vynálezu

Příklad způsobu stanovení systolického a diastolického krevního tlaku podle vynálezu je uveden na konkrétním příkladu provedení s pomocí obr. 1 až 7.

Soubor získaných dat jednotlivých křivek pletysmografícké křivky 1 se rozdělí na segmenty 2a kde jeden segment 2a odpovídá jednomu tepu měřeného subjektu a představuje jeden cyklus srdeční aktivity a je to tedy úsek vzorků pletysmografícké křivky mezi dvěma lokálním minimy Ml a M2 a přitom segment 2a obsahuje jedno globální maximum M3 mezi začátkem a koncem segmentu 2a, přičemž segment 2a musí být delší než minimální a kratší než maximální povolená mez, které jsou definovány v konstantách časových jednotek ekvivalentních počtu hodnocených pulzů srdečního tepu a tento průběh segmentů 2a pletysmografícké křivky se rozdělí na jednotlivé úseky obsahující jeden nebo několik segmentů 2a s výhodou dělení do úseků do 20 segmentů 2a a pro vyloučení saturovaného signálu z dalšího vyhodnocování se dle konstanty K_a saturované části segmentů 2a pletysmografícké křivky 1 vypustí z dalšího zpracování a zbývající segmenty 2a jsou filtrovány průměrováním po sobě jdoucích hodnot vzorků křivky dle konstanty K_prutn a každý segment 2a, jeden nezávisle na druhém, se kontroluje z hlediska relevantnosti naměřených dat tak, že se kontrolují rozdíly hodnoty Y souřadnice začátku Ml a konce M2 křivky, kdy se ponechají pouze ty vybrané segmenty 2b, které se liší o definovanou veličinu a zbylé vybrané segmenty 2b se normují, jeden nezávisle na druhém, tak, že Y hodnotě globálního maxima M3 se přiřadí hodnota 1 a stanoví se hodnota 0 jako výsledek aritmetického průměru počátku Ml a konce M2 vybraného segmentu 2b a poté se vzorky lineárně transformují pomocí takto získaných hodnot a/nebo se hodnoty pletysmografícké křivky 1 pro segmenty 2a s rozdílem počátku Ml a konce M2 menším než 25 % přepočtou tak, že začátek a konec každého segmentu mají stejnou hodnotu 0 a vybrané segmenty 2b se opět lineárně transformují s tím, že se následně stanoví příznaky pro parametry křivky a to strmost D systolického náběhu jako první derivaci náběžné hrany každého vybraného segmentu 2b a stanoví se dílčí plochy každého vybraného segmentu 2b tak, že plocha každého vybraného segmentu 2b se rozdělí na 6 dílů označených 6, 2, 8, 9, 10, 11 získaných jako rozdělovači kolmice z maxima M3 vybraného segmentu 2b dělená v ose Y s výhodou pro hodnoty 35 % a 55 % z maxima M3 a/nebo se plocha každého vybraného segmentu rozdělí na 6 dílů definovaných jako rozdělovači kolmice z maxima dělená v ose Y pro hodnoty mezi 20 až 60 % a 40 až 90 % z maxima přičemž druhá dělící přímka musí být procentně větší než prvá a nyní se pro každý vybraný segment 2b stanoví celková ·· fefe »fe · <

«··· 4 9 * · · fe • · r · · 9 · · ·· í « 9 · · -9 9 · 9 ··*· T • · · C » C · ·· • · ···· ·· · · · · · fe plocha S a shodně se stanoví plocha každého dílu, tedy S6, S7, S8, S9, S10, Sil spolu s těžištěm každého dílu i celého segmentu, tedy Tx, Ty, Tx6, Ty6. Tx7, Ty7, Tx8, Ty8, Tx9. Tv9. TxlO. TylO, Txll, Tyli a dále pro každý segment 2b se stanoví plocha vytvořená z těžišť dílů 6, 7, 8, 10 s označením ST67810, a/nebo z těžišť dílů 9, 11 se vytvoří přímka označená U911 (Ux911, Uy911k a s využitím celkového těžiště Tx,y pletysmografické křivky se stanoví další tvary s plochou STT67810 a jejím těžištěm TxSTT67810, TySTT67810 a plochou STT a jejím těžištěm TxSTT, TySTT s tím, že se stanoví konstanta K_md, jako hodnota statistického průměru velkého počtu vzorků kontrolních měření subjektů pro systolický a diastolický tlak, implicitně rovnou 1 a určí se ze souboru vzorků kontrolních statistických měření konstanta K_in(i rozdělená na část systolického tlaku Kj_nds a diastolického tlaku KjndD a spolu s konstantou Kn určenou jako hodnotu statistického průměru velkého počtu vzorků kontrolních měření subjektu rozdělených dle věkové kategorie a pohlaví a stavu krevního oběhu subjektu rozdělenou na část systolického tlaku Kjnds a diastolického tlaku Kjndp a určí se konstanta Krs základního rozsahu systolického tlaku a konstanta Krd základního rozsahu diastolického tlaku a nyní se stanoví systolický krevní tlak jako výsledek Krs * KnS * Kjnds *D*S8 a současně se stanoví diastolický krevní tlak jako výsledek

Kr_D * K_nD * KjndD *((Ty*Tx)*S) přičemž se dále stanoví systolický krevní tlak jako výsledek

Kr_S * K_nS * Kjnds *D*ST67810 respektive

Krs* K„s * Kjnds *D*(TyST67810* TxST67810) a současně se stanoví diastolický krevní tlak jako výsledek

K_RD * K_nD * Ki_nd_D *((U911)*S) tedy v rozpisu

Krd* K_nD * KindD *(<Tx9-Txll)² + (Ty9-Tyll)²)* S) spolu se stanovením diastolického tlaku jako výsledek Krd* K_nD * KjndD *((TyST*TxST)*S) respektive

Krd *K_nD* KindD *STT respektive

K_RD * K_nD * KndD *(TySTT*TxSTT) přičemž vlastní snímání pletysmografické křivky se doporučuje v klidu, bez výrazného pohybu měřeného subjektu a poté dle potřeby se zároveň aplikují cíleně ostatní stanovené parametry • · • · • · jako je celková plocha S nebo plochy každého dílu 6 až 11 označené S6, S7, S8, S9, S10, Sil a těžiště každého dílu i celého segmentu, tedy Tx, Ty, Tx6, Ty6, Tx7, Ty7, Tx8, Ty8, Tx9, Ty9. TxlO, TylO, Txll, Tyli stejně jako plocha a těžiště nové plochy vytvořené z těžišť dílčích ploch segmentu, označené ST67810, TxST67810, TySTT6810, respektive velikost přímky stanovené z dílčích bodů těžišť označené Ux911, Uy911, a/nebo totéž v kombinaci s těžištěm celkovým označené jako plochy STT67810 a těžiště TxSTT67810, TySTT67810 a plochy STT a jejího těžiště TxSTT, TySTT v aplikaci pro korekci způsobu stanovení systolického a diastolického krevního tlaku.

Při vlastním stanovení systolického a diastolického krevního tlaku převezmeme ze zdroje - buď samostatné zařízení tvořené světelným zdrojem prozařujícím tkáň subjektu a snímačem snímajícím výslednou pletysmografickou křivku, nebo například z jednoho kanálu tvořícího jednotku pro měření obsahu kyslíku v krvi, a/nebo jiného obdobného zařízení, data odpovídající stavu tkáně v podobě dle obrázku 1 a postupujeme následně:

1. Soubor získaných dat jednotlivých křivek - Obr. 1 pletysmografické křivky 1 je rozdělen - Obr. 2 na segmenty 2a, jeden segment 2a odpovídá jednomu tepu měřeného subjektu - osoby a představuje jeden cyklus srdeční aktivity. Segment 2a je tedy úsek vzorků pletysmografické křivky mezi dvěma lokálními minimy Ml a M2 a segment 2a obsahuje jedno globální maximum M3 mezi začátkem a koncem segmentu 2a - Obr. 3. Segment 2a musí být delší než minimální a kratší než maximální povolená mez. Tyto meze jsou definovány v konstantách časových jednotek ekvivalentních počtu hodnocených pulzů srdečního tepu, např. 5 pulzů jako minimum a 250 pulzů jako maximum.

2. Průběh segmentů 2a pletysmografické křivky se rozdělí na jednotlivé úseky obsahující jeden nebo několik segmentů 2a s výhodou dělení do úseků do 20 segmentů 2a a pro vyloučení saturovaného signálu z dalšího vyhodnocování se dle konstanty K_a saturované části segmentů 2a pletysmografické křivky 1 vypustí z dalšího zpracování. Doporučené hodnoty jsou vždy stanoveny dle typu snímací jednotky jako konstanta K_a respektive její meze, tedy K_aMiN a Κ₃μαχ· Viz příklad na obr. 1 nebo obr. 2, kde doporučená hodnota bude K^min ⁼ 1000 pro minimální hodnotu a K3max ⁼ 4995 pro maximální hodnotu. Obě hodnoty umožňují vyřazení saturovaných segmentů. Konstanta Ka je s výhodou rovna 10 pro minimální hodnotu K_aMiN a s hodnotou rovnou 95% celkového maxima v hodnotách dle typu A/D převodu pro maximální hodnotu K₃max·

-10• · · · ♦

3. Průběh segmentů 2a pletysmografické křivky je filtrován průměrováním po sobě jdoucích hodnot vzorků křivky. Stanovení počtu segmentů, použitých pro průměrování, je definováno jako konstanta K_prum a je stanoveno dle typu snímací jednotky, ve vazbě na vlastní šum jejího zesilovače a představuje kompromis v tom smyslu, že dojde k žádoucímu vyhlazení signálu a přitom ještě nedojde k nežádoucímu podstatnému zkreslení signálu, zejména jeho rychlejších změn v okolí lokálních extrémů - obr. 1 a obr. 2. Typická hodnota K_prutn se pro současné zesilovače pohybuje v rozsahu 2 až 30 po sobě jdoucích vzorků.

4. V každém úseku se stanoví maximální a minimální hodnota. V každém úseku maximální hodnotě přiřadíme hodnotu 1 a minimální hodnotě přiřadíme hodnotu 0. Všechny ostatní hodnoty pletysmografické křivky, v rámci každého úseku, se lineárně transformují do dynamického rozsahu 0 až 1.

5. Každý segment 2a, jeden nezávisle na druhém, se kontroluje z hlediska relevantnosti naměřených dat tak, že se kontrolují rozdíly hodnoty Y souřadnice začátku Ml a konce M2 křivky. Ponechají se pouze ty vybrané segmenty 2b, které se liší maximálně o definovanou veličinu - např. 5 %., a/nebo se hodnoty pletysmografické křivky přepočtou tak, že začátek a konec minim každého segmentu mají stejnou hodnotu pro rozdíly menší než 25 %. Tato hodnota je ve vztahu k výsledné přesnosti měření výsledného tlaku. Viz Obr. 2 a Obr. 3.

6. Zůstavší vybrané segmenty 2b se normují, jeden nezávisle na druhém, tak, že Y hodnotě globálního maxima M3 se přiřadí hodnota 1. Viz Obr. 3.

7. Stanoví se hodnota 0 jako výsledek aritmetického průměru počátku Ml a konce M2 segmentu pro segmenty s rozdílem menším než 5%, a/nebo se hodnoty pletysmografické křivky přepočtou tak, že začátek a konec minim každého segmentu mají stejnou hodnotu. Tím je definováno posunutí v hodnotě (offset) a násobná konstanta (gain).

8. Vzorky jsou lineárně transformovány pomocí hodnot offset a gain (Obr. 3).

9. Ve vybraných segmentech 2b se stanoví příznaky pro parametry křivky a to strmost systolického náběhu jako první derivaci náběžné hrany každého vybraného segmentu 2b - veličina D

-11··· · · · · · · • · · · · · ♦· ·· ··· · stanoví se dílčí plochy každého vybraného segmentu 2b dle Obr. 4 a Obr. 5 a Obr. 6 a Obr. 7 tak, že plocha každého vybraného segmentu 2b se rozdělí na 6 dílů definovaných jako rozdělovači kolmice z maxima M3 segmentu dělená v ose Y pro hodnoty s výhodou 35 % a 55% z maxima M3.

dílčí plochy každého segmentu se očíslují dle obr. 4, resp. obr. 5 a obr. 6 a obr. 7.

10. Pro každý vybraný segment 2b se stanoví jeho plošné parametry:

celková plocha S plocha každého dílu 6 až 11 označená S6, S7, S8, S9, S10, Sil těžiště každého dílu i celého segmentu, tedy Tx, Ty, Tx6, Ty6, Tx7, Ty7,

Tx8, Ty8, Tx9, Ty9, TxlO, TylO, Txll, Tyli

11. Pro každý vybraný segment 2b se stanoví jeho parametry ploch a těžišť vytvořené z jednotlivých těžišť segmentů 6, 7, 8,10:

celková plocha vnitřního těžiště ST67810 těžiště tohoto segmentu, tedy TxST67810, TyST67810

12. Pro každý vybraný segment 2b se stanoví jeho plošné parametry vytvořené z jednotlivých těžišť segmentů 9, 11:

Přímka U911

13. Pro každý vybraný segment 2b se stanoví jeho plošné parametry vytvořené z jednotlivých těžišť segmentů 6,7,8,10 a celkového těžiště Tx,y pletysmografícké křivky:

celková plocha vnitřního těžiště STT67810 těžiště tohoto segmentu, tedy TxSTT67810, TySTT67810

14. Pro každý vybraný segment 2b se stanoví jeho plošné parametry vytvořené z jednotlivých těžišť segmentů 9,11 a celkového těžiště Tx,y:

celková plocha vnitřního těžiště STT těžiště tohoto segmentu, tedy TxSTT, TySTT

15. Stanoví se konstanta Κ^, jako hodnota statistického průměru velkého počtu vzorků kontrolních měření subjektů pro systolický a diastolický krevní tlak, implicitně rovnou 1. Její skutečnou hodnotu, sloužící, jako korekce hodnoty na konkrétní subjekt, se stanoví jako • · • · < _n ·· · ····· .-- /- · · ·· ·· ·· ····· ··· ·»·· · · • · · · * · · · ·· · · · · výsledek porovnání měření na kontrolním měřicím, laboratorním, měření subjektu v porovnání s hodnotou stanovenou dle odst. 16 až 19. Toto měření se provede pouze v odůvodněných případech při požadavku na co nej vyšší přesnost výsledného stanovení systolického a diastolického tlaku. Konstanta je v tomto případě rozdělena na část systolického tlaku K_indS a diastolického tlaku Ki_ndD . Standardní přesnost měření, bez individuální korekce Kj_nd, musí být lepší než ± 15 %. Je vhodné měření provádět v klidu, bez pohybu subjektu dle doporučené kontroly dle odstavce 21. Konstanta Kjnd se použije i jako korekce pro subjekty s rozsáhlejším poškozením krevního řečiště např. nemocí, jako je cukrovka apod., pro případy, kdy standardní zařazení subjektu do jedné z variant konstanty K_n, dle odstavce 15, není postačující.

16. Stanoví se konstanta K_n jako hodnota statistického průměru velkého počtu vzorků kontrolních měření subjektu, rozdělených dle věkové kategorie a pohlaví. Konstanta vyjadřuje stav krevního oběhu subjektu v závislosti na věku, pohlaví, případně na jeho nemocích, jako je cukrovka, arteroskleróza, apod. Konstanta K„ je rozdělena na část pro systolický tlak Kns a část pro diastolický tlak K„d a to ve všech následujících kategoriích zatřídění subjektů.

Statistická hodnota je sledována ve třech základních kategoriích obou pohlaví:

Junior pro věkovou kategorii 10 - 20 let ..... Kjun tedy Kj_uns a Kj_unp dospělí pro věkovou kategorii 21-50 let ..... KsttedyKsts aKgtp senior pro věkovou kategorii 50 let a výše ... K_sen tedy K_sens aK_senp

Její hodnota může být ovlivněna měřicím kanálem poskytujícím pletysmografickou křivku, ale pouze jako násobící konstanta.

17. Stanoví se systolický krevní tlak jako výsledek

K_RS*K_nS*K_indS*D*S8

Kde Kns = Kjuns nebo K_sts nebo Kgens dle typu měřeného subjektu a jeho stáří

Ki,_1ti = Kjnds v případě dle odstavce 15, pokud nepostačí implicitní hodnota 1 D je strmost systolického náběhu definovaná jako první derivace náběžné hrany každého segmentu 2b pletysmografícké křivky

Krs je konstanta základního rozsahu systolického tlaku, s výhodou lze použít jako výchozí hodnotu Κ,μιν /10

18. Stanoví se diastolický krevní tlak jako výsledek

K_RD * K_np * K_indD *((Ty*Tx)*S) • · • · ···· · · · · • · · · · · · ·

Kde	Knp = Kjunpnebo KstD nebo KsenD dle typu měřeného subjektu a jeho stáří Kjnd = Kjndp v případě dle odstavce 15, pokud nepostačí implicitní hodnota 1 Krd je konstanta základního rozsahu, s výhodou lze použít jako výchozí hodnotu Ksmin /100
19.	Stanoví se systolický krevní tlak jako výsledek

K_RS* K_nS * K_inds *D*ST67810 a/nebo

Krs * KnS * Kinds *D*(TyST67810* TxST67810)

Kde

Kns = Kjuns nebo Ksts neboKsens dle typu měřeného subjektu a jeho stáří K,nd = Kjnds v případě dle odstavce 15, pokud nepostačí implicitní hodnota 1 D je strmost systolického náběhu definovaná jako první derivace náběžné hrany každého segmentu 2b pletysmografícké křivky Krs je konstanta základního rozsahu systolického tlaku, s výhodou lze použít jako výchozí hodnotu K;<min /10

dále diastolický tlak jako součin

20.	Stanoví se diastolický krevní tlak jako výsledek

Krd* K_nD * KjndD *((U911)*S) tedy v rozpisu

K_RD * K_no * KjndD *(<Tx9-Txl l)² + (Ty9-Tyl 1)²) * S) a/nebo

K_RD*Kn_D*K_indD*STT a/nebo

Krd * K_nD * KjndD *(TySTT*TxSTT)

Kde	KnD = KjUnD nebo KstD nebo KsenD dle typu měřeného subjektu a jeho stáří Kjnd = KjndD v případě dle odstavce 15, pokud nepostačí implicitní hodnota 1 KrD je konstanta základního rozsahu, s výhodou lze použít jako výchozí hodnotu KaMiN /100

• * · · · · · · · · • · · · · · · · · · ·· · ····· ··« ₄ . · · ·····♦ ·····

-14- ··· ···· · · ·· ···· ·· ·· ··· ·

21. Snímání pletysmografické křivky se doporučuje v klidu, bez výrazného pohybu, měřeného subjektu. Lze doporučit kontrolu ve vazbě např. na 3D čidlo pohybu se stanovením jeho hranice.

22. Ostatní vypočtené parametry, tedy:

-	celková plocha S plocha každé dílu 6 až 11 označená S6, S7, S8, S9, S10, Sil těžiště každého dílu i celého segmentu, tedy Tx, Ty, Tx6, Ty6, Tx7, Ty7,

Tx8, Ty8, Tx9, Ty9, TxlO, TylO, Txll, Tyli

-	plocha vytvořená s využitím těžišť dílů 6, 7, 8,10, tedy ST67810 těžiště této plochy, tedy TxST67810, TvST67810 přímka U911 vytvořená z těžišť těžišť dílů 9,11 plocha vytvořená s využitím těžišť dílů 6, 7, 8, 10, a těžiště Tx,y, tedy
STT67810	těžiště této plochy, tedy TxSTT67810, TvSTT67810 plocha vytvořená s využitím těžišť dílů 9,11 a těžiště Tx,v. tedy STT67810 těžiště této plochy, tedy TxSTT67810, TySTT67810

lze použít ke korekci způsobu výpočtu dle odstavců 17 až 20 pro specifické případy dalšího zpřesnění stanovení hodnot systolického a diastolického krevního tlaku a to na základě kontrolního měření velkého souboru subjektů zejména se specifickými vlastnostmi krevního řečiště.

Obr. 1 zachycuje příklad pletysmografické křivky sejmuté vstupním modulem a předané ke stanovení tlaků. Křivka ukazuje kvalitu prokrvení tkání a poskytuje informace o reaktivitě řečiště krevního oběhu. Pletysmografie umožňuje získat záznam pulsových vln pomocí snímače a zdroje světelného záření. Obr. 2 ukazuje rozdělení pletysmografické křivky na jednotlivé segmenty odpovídající jednomu tepu. Obr. 3 ukazuje vytvoření platných segmentů pletysmografické křivky v závislosti na veličině hodnoty bodů Ml a M2. Obr. 4 znázorňuje rozdělení platných segmentů na jednotlivé dílčí segmenty, stanovením dělicích hranic v ose Y. Obr. 5 znázorňuje dva platné, normované, segmenty pletysmografické křivky, jejich označení při rozdělení na dílčí segmenty a stanovení ploch a těžišť. Obr. 6 ukazuje příznaky vyhodnocované z pletysmografické křivky s použitím nových ploch a přímky, stanovených z těžišť jednotlivých segmentů. Na Obr. 7 jsou uvedeny příznaky vyhodnocované • · • · • ·

• · • · · · · · ·

-- ·· · · · ·

-15- · · · · · · • · · · » · «» ···· · · z pletysmografícké křivky s použitím nových ploch, stanovených z těžišť jednotlivých segmentů a těžiště celkového.

Průmyslová využitelnost

Způsob stanovení systolického a diastolického krevního tlaku podle tohoto vynálezu nalezne uplatnění jak v běžném civilním využití individuální péče, v oblastech lékařské péče a pooperačního sledování stavů pacientů, ale zejména bude sloužit jako jeden ze základních stavebních kamenů sítí E-Health budoucí kontroly všech subjektů a tím k předcházení kritických zdravotních stavů.

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob stanovení systolického a diastolického krevního tlaku, vyznačující se tím, že se soubor získaných dat jednotlivých křivek pletysmografické křivky (1) rozdělí na jednotlivé segmenty (2a), se dvěma lokálními minimy danými začátkem (Ml) a koncem (M2) a jedním globálním maximem (M3), odpovídajícími jednomu tepu měřeného subjektu a představující jeden cyklus srdeční aktivity a průběh segmentů (2a) pletysmografické křivky se rozdělí na jednotlivé úseky obsahující jeden nebo několik segmentů (2a) s výhodou dělení do úseků do 20 segmentů (2a) a pro vyloučení saturovaného signálu z dalšího vyhodnocování se dle konstanty K_a saturované části segmentů (2a) pletysmografické křivky (1) vypustí z dalšího zpracování. Doporučené hodnoty jsou vždy stanoveny dle typu snímací jednotky jako konstanta K_a respektive její meze, tedy K_;,min a K^max- načež se průběh segmentů (2a) pletysmografické křivky (1) filtruje průměrováním po sobě jdoucích hodnot vzorků pletysmografické křivky (1), u každého segmentu (2a) se kontrolují rozdíly hodnoty Y souřadnice začátku (Ml) a konce (M2) křivky a ponechají se pouze vybrané segmenty (2b), které se liší maximálně o 5 %, poté se stanoví minimální a maximální hodnoty hlavního maxima a vybrané segmenty (2b) se normují tak, že hodnotě Y globálního maxima (M3) se přiřadí hodnota 1 a stanoví se hodnota 0 jako výsledek aritmetického průměru začátku (Ml) a konce (M2) pro segmenty s rozdílem menším než 5 %, a/nebo se hodnoty pletysmografické křivky pro segmenty s rozdílem menším než 25 %, přepočtou tak, že začátek a konec minim každého segmentu mají stejnou hodnotu a přepočtené segmenty (2b) se opět lineárně transformují s tím, že se následně plocha každého vybraného segmentu (2b) se rozdělí na 6 dílů definovaných jako rozdělovači kolmice z maxima (M3) dělená v ose Y pro hodnoty mezi 20 až 60 % a 40 až 90 % z maxima (M3), přičemž druhá dělící přímka musí být procentně větší než prvá a stanoví se dílčí plochy (S6, S7, S8, S9, S10, Sil) a těžiště (Tx6, Ty6, Tx7, Ty7, Tx8, Ty8, Tx9, Ty9, TxlO, TylO, Txll, Tyli) každého dílu a těžiště (Tx, Ty), celého vybraného segmentu 2b pletysmografické křivky a pomocí nich se stanoví nové plochy označené jako (ST67810), s jejím těžištěm (TxST67810, TyST67810), a/nebo přímka (U911) a/nebo s celkovým těžištěm (Tx,Ty), plochy (STT67810) a (STT) s jejich těžišti (TxSTT67810, TySTT67810) a (TxSTT, TySTT) a zároveň se stanoví konstanta (Kjnd) jako hodnota statistického průměru vzorků kontrolních měření subjektů pro systolický a diastolický tlak a konstanta (Kn) jako hodnota statistického průměru vzorků kontrolních měření subjektu, rozdělených dle věkové kategorie a pohlaví, a to spolu se stanovením konstanty rozsahu (Kr) měření a stanoví se veličina (D) jako první derivace náběžné hrany každého segmentu (2b) a dále se stanoví systolický tlak jako součin K_RS * K_nS * • · • ·

   Kjnds *D*S8 a diastolický tlak jako součin Krd * K_no * K^d * ((Ty*Tx)*S), přičemž se dále stanoví systolický krevní tlak jako výsledek Krs * K_ns * Ki_ndS *D*ST67810 respektive Krs * K_ns * Kjnds *D*(TyST67810* TxST67810) a současně se stanoví diastolický krevní tlak jako výsledek K_RD * K_nD * K_indD *((U911 )*S) tedy v rozpisu K_RD * K_nD * K_jndD *(V((Tx9-Txl l)² + (Ty9-Tyl 1)² ) * S), spolu se stanovením diastolického tlaku jako výsledek Krd * K„d * Kj_ndD *((TyST*TxST)*S) a/nebo K_RD * K_nD * K_indD *STT, respektive K_RD * K_nD * K_indD *(TySTT*TxSTT).
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že segment (2a) musí být delší než minimální a kratší než maximální povolená mez, přičemž meze jsou definovány v konstantách časových jednotek ekvivalentních počtu hodnocených pulzů srdečního tepu od 5 pulzů jako minimum do 250 pulzů jako maximum.
3. 3. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že stanovení počtu^ i \ vzorků vybraných segmentů (2b), použitých pro průměrování, je definováno jako konstanta > (Kpniml, která se stanoví dle typu snímací jednotky ve vazbě na vlastní šum jejího zesilovače a ₍ \ '.Á představuje kompromis v tom smyslu, že dojde k žádoucímu vyhlazení signálu a přitom ještě ^λ· , nedojde k nežádoucímu podstatnému zkreslení signálu, zejména jeho rychlejších změn v okolí - V lokálních extrémů.

   fálV u ů 7, _
4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, ze hodnota konstanty (Κ_ρι·_υΓη) je typicky v ’

   7 - ^f rozsahu 2 až 30 po sobě jdoucích vzorků. L r l ‘-¹

   Ϋ tj,
5. 5. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že k Y hodnotě globálního maxima (M3) se přiřadí hodnota 1.

   ^{y ;} ' ' ' ^; - j ^; \ - Q b ac
6. 6. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že stanovením hodnoty 0 jako výsledek aritmetického průměru počátku (Ml) a konce (M2) vybraného segmentu (2b) pro segmenty s rozdílem menším než 5 % se definuje posunutí v hodnotě offset a násobná konstanta gain je definována dle nároku 5 a vybrané segmenty 2b jsou lineárně

   --------- · , f transformovány pomocí hodnot offset a gain. . ,
7. 7. Způsob podle kteréhokoli z předchozích nároků, vyznačující se tím, že stanovením hodnoty 0 jako výsledek přepočtu pro segmenty s rozdílem menším než 25 %, kdy se hodnoty • · pletysmografické křivky přepočtou tak, že začátek (Ml) a konec (M2) minim každého segmentu mají stejnou hodnotu u vybraného segmentu (2b) definuje posunutí v hodnotě offset a násobná konstanta gain je definována dle nároku 5 a vybrané segmenty 2b jsou lineárně transformovány pomocí hodnot offset a gain.
8. 8. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že plocha každého vybraného segmentu (2b) se rozdělí na 6 dílů definovaných jako rozdělovači kolmice z maxima (M3) dělená v ose Y γ/ pro hodnoty 35 % a 55 % z maxima (M3).
9. 9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že plocha každého vybraného segmentu (2b) se rozdělí na 6 dílů definovaných jako rozdělovači kolmice z maxima (M3) dělená v ose Y pro hodnoty 35 % a 55 % z maxima (M3) načež se stanoví pro všech 6 dílů jejich obsahy a těžiště a vytvoří se z bodů těžišť další uzavřené plochy a/nebo přímka a dále se stanoví celkové plochy a těžiště pro vybraný segment a stejně tak plocha a těžiště nové plochy vytvořené z těžišť dílčích ploch segmentu a/nebo velikost přímky stanovené z dílčích bodů těžišť a/nebo totéž v kombinaci s těžištěm celé pletysmografické křivky.