DE10033171A1 - Device for non-invasive, stress-free blood pressure measurement has non-invasive sensor device, signal processing unit for deriving blood flow/blood flow rate at least five times per second - Google Patents

Device for non-invasive, stress-free blood pressure measurement has non-invasive sensor device, signal processing unit for deriving blood flow/blood flow rate at least five times per second

Info

Publication number
DE10033171A1
DE10033171A1 DE10033171A DE10033171A DE10033171A1 DE 10033171 A1 DE10033171 A1 DE 10033171A1 DE 10033171 A DE10033171 A DE 10033171A DE 10033171 A DE10033171 A DE 10033171A DE 10033171 A1 DE10033171 A1 DE 10033171A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
blood flow
blood
signal processing
processing unit
determined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10033171A
Other languages
German (de)
Inventor
Peter Elter
Norbert Lutter
Klaus D Mueller-Glaser
Wilhelm Stork
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Elter Peter Dr-Ing 69190 Walldorf De
LUTTER, NORBERT, DR., 91054 ERLANGEN, DE
MUELLER-GLASER, KLAUS D., PROF.DR.-ING., 76131 KARL
STORK, WILHELM, DR., 76131 KARLSRUHE, DE
Original Assignee
MUELLER GLASER KLAUS D
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by MUELLER GLASER KLAUS D filed Critical MUELLER GLASER KLAUS D
Priority to DE10033171A priority Critical patent/DE10033171A1/en
Publication of DE10033171A1 publication Critical patent/DE10033171A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026Measuring blood flow
    • A61B5/0285Measuring or recording phase velocity of blood waves
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/026Measuring blood flow
    • A61B5/0261Measuring blood flow using optical means, e.g. infrared light
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7235Details of waveform analysis
    • A61B5/7239Details of waveform analysis using differentiation including higher order derivatives
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/06Measuring blood flow

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Hematology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

The arrangement has a non-invasive sensor device and a signal processing unit for deriving blood flow or blood flow rate at least five times per second from bio-sensor signals and for estimating the degree of propagation of a pulse wave and blood pressure using individual cardio-vascular parameters, e.g. determined using reference measurements, conventional Riva-Rocci measurements. The arrangement (1) has a non-invasive sensor device (4) and a signal processing unit for deriving blood flow or blood flow rate at least five times per second from bio-sensor signals and for estimating the degree of propagation of a pulse wave and blood pressure using individual cardio-vascular parameters determined using reference measurements, by conventional Riva-Rocci measurements, by measuring the individual vessel diameter, by statistical-empirical estimation with and/or without patient data and by pattern evaluation of sensor signals.

Description

Umfeldenvironment

Blutdruckmessungen gehören weltweit zu den am häufigsten angewandten medizinischen Untersuchungsverfahren. Eine regelmäßige Kontrolle des Blutdrucks hilft, Herz-Kreislauf- Risiken rechtzeitig zu erkennen und zu behandeln.Blood pressure measurements are among the most commonly used medical in the world Examination procedures. Regular blood pressure monitoring helps cardiovascular Recognize and deal with risks in good time.

Darüber hinaus hat das kontinuierliche Blutdruckmonitoring in der Medizin einen festen Stellenwert und ist unverzichtbar bei der Überwachung und Beurteilung des physiologischen Zustandes von Patienten in der Intensivmedizin, der Anästhesie und im Vor- und Nachsorgebereich.In addition, continuous blood pressure monitoring in medicine has a fixed one Importance and is indispensable in the monitoring and assessment of the physiological Condition of patients in intensive care, anesthesia and in pre- and Aftercare range.

Stand der TechnikState of the art

Ein Großteil der nichtinvasiven Messgeräte basiert auf sphygmomanometrischen Verfahren nach Riva-Rocci, bei denen sich nur punktuell Blutdruckwerte erfassen lassen, eine Puls-zu- Puls oder gar eine kontinuierliche Messung ist damit nicht realisierbar. Die Okklusionen der Extremitäten können bei zu häufigem Messen zu Gewebetraumatisierungen führen und stellt darüber hinaus eine Belastung für den Patienten dar. Ferner können die ermittelten Blutdruckwerte um ein beträchtliches von den wahren Werten abweichen.The majority of the non-invasive measuring devices are based on sphygmomanometric methods according to Riva-Rocci, in which blood pressure values can only be recorded selectively, a pulse- Pulse or even a continuous measurement cannot be achieved with this. The occlusions of the Extremities can lead to tissue trauma when measuring too often Furthermore, it is a burden for the patient. Furthermore, the determined Blood pressure values deviate considerably from the real values.

Ein ideales Gerät sollte somit möglichst zuverlässig, nichtinvasiv, ohne externen Druck und kontinuierlich den Blutdruck bestimmen können. Die verschiedensten neuartigen Ansätze hier­ zu genügen diesen Anforderungen nur teilweise.An ideal device should therefore be as reliable as possible, non-invasive, without external pressure and can continuously determine blood pressure. The most diverse new approaches here to meet these requirements only partially.

In [Sec92] wird ein Verfahren zur arteriellen Applanationstonometrie vorgeschlagen. Dabei wird zum nichtinvasiven, kontinuierlichen Blutdruckmessen nur partiell auf eine Arterie Druck ausgeübt. Zur Artefaktunterdrückung werden die Grund- und Oberwellen des registrierten Drucksignals herausgefiltert und damit das Drucksignal wieder rekonstruiert.A method for arterial applanation tonometry is proposed in [Sec92]. there is used for non-invasive, continuous blood pressure measurement only partially on an artery pressure exercised. For artifact suppression, the fundamental and harmonics of the registered Filtered out pressure signal and thus reconstructed the pressure signal again.

Ein kontinuierliches Verfahren, welches ohne permanenten externen Druck arbeitet, wird in [McQ93] angegeben. Dabei werden zwei nichtinvasive Ultraschall-Doppler-Sensoren über einer größeren Arterie angebracht. Die damit gemessenen Blutflusssignale werden anschließend herangezogen, um ein vereinfachtes mathematisch-empirisches Modell der Arterie parametrisch zu charakterisieren. Die dabei ermittelte sogenannte Resonanzfrequenz des Modells ist mit dem Blutdruck korreliert. Eine herkömmliche Manschettenmessung kalibriert in unregelmäßigen Abständen das System auf den Blutdruck.A continuous process, which works without permanent external pressure, is described in [McQ93] specified. Two non-invasive ultrasound Doppler sensors are used attached to a larger artery. The blood flow signals measured with it are then used to create a simplified mathematical-empirical model of the Characterize the artery parametrically. The so-called resonance frequency determined of the model is correlated with blood pressure. A conventional cuff measurement the system calibrates to blood pressure at irregular intervals.

In [Elt98] wird eine Vorrichtung vorgestellt, welche mit möglichst wenig initialen Kalibriermessungen den Blutdruck genau und robust bestimmen kann. Darüber hinaus eignet sich das Verfahren aufgrund der im Betrieb manschettenlosen Messtechnik auch zum (quasi)kontinuierlichen Blutdruckmonitoring. In der vorliegenden Erfindung wird diese Vorrichtung hinsichtlich Kalibriermessungen und Sensorik sowie Signalverarbeitung wesentlich verbessert.In [Elt98] a device is presented which initializes with as little as possible Calibration measurements can determine blood pressure accurately and robustly. Also suitable due to the measurement technology without sleeves, the procedure (Quasi) continuous blood pressure monitoring. In the present invention, this is Device for calibration measurements and sensors as well as signal processing significantly improved.

Literaturliterature

[Elt98] Elter, P., Lutter, N., Müller-Glaser, K. D., Stork, W., Vorrichtung zur nichtinvasiven Blutdruckmessung, Patentschrift DE 198 29 544
[McQ93] McQuilkin, G., Noninvasive, non-occlusive method and apparatus which provides a continuous indication of arterial pressure and a beat-by-beat characterization of the arterial system, US Patent 5,241,964, 1993
[Sec92] Seca GmbH, Verfahren und Vorrichtung zur nichtinvasiven kontinuierlichen Blutdruckmessung am Menschen, Offenlegungsschrift DE 41 05 447 A1, 1992
[Elt98] Elter, P., Lutter, N., Müller-Glaser, KD, Stork, W., device for non-invasive blood pressure measurement, patent specification DE 198 29 544
[McQ93] McQuilkin, G., Noninvasive, non-occlusive method and apparatus which provides a continuous indication of arterial pressure and a beat-by-beat characterization of the arterial system, US Patent 5,241,964, 1993
[Sec92] Seca GmbH, method and device for non-invasive continuous blood pressure measurement in humans, published application DE 41 05 447 A1, 1992

Beschreibung der ErfindungDescription of the invention Theoretische GrundlagenTheoretical basics

Zur nichtinvasiven, kontinuierlichen Bestimmung des Blutdrucks ohne externen Druck wird der Blutdruck aus anderen, nichtinvasiv messbaren kardiovaskulären Größen abgeleitet. Dazu sollen im folgenden Beziehungen zwischen den drei bei der Ausbreitung von Pulswellen im Gefäßsystem des Menschen einhergehenden Pulsformen (Druck-, Strom- und Volumenpuls) hergeleitet werden.For non-invasive, continuous determination of blood pressure without external pressure, the Blood pressure derived from other, non-invasively measurable cardiovascular sizes. To In the following, relationships between the three in the propagation of pulse waves in Vascular system of humans accompanying pulse forms (pressure, current and volume pulse) be derived.

Eine exakte mathematische Beschreibung der hämodynamischen Vorgänge im Gefäßsystem selbst gestaltet sich extrem schwierig. Es ist geschickter, vereinfachte Modelle zu betrachten und diese dann auf das Gefäßsystem abzubilden. Ein probates Modell eines Gefäßsegments ist das eines elastischen Schlauches.An exact mathematical description of the hemodynamic processes in the vascular system itself is extremely difficult. It is more clever to consider simplified models and then map them to the vascular system. A tried and tested model of a vascular segment is that of an elastic hose.

Die allgemeinste Form der Bewegungsgleichung für strömende, inkompressible Flüssigkeiten stellt das Navier-Stokesche Gleichungssystem dar:
The most general form of the equation of motion for flowing, incompressible liquids is the Navier-Stoke equation system:

mit ρ = Dichte, = Geschwindigkeit der Flüssigkeit in die drei Raumrichtungen, ∇ = Nabla- Operator, p = Druck, A = äußere Kraftdichte, η = Viskosität der Flüssigkeit, Δ = Laplace- Operator.with ρ = density, = velocity of the liquid in the three spatial directions, ∇ = Nabla operator, p = pressure, A = external force density, η = viscosity of the liquid, Δ = Laplace operator.

Hierbei repräsentieren die Terme auf der linken Seite die Trägheitskraftdichten, die lokale und die konvektive Beschleunigung. Auf der rechten Seite ist grad p der Druckgradient, und η.Δ entspricht der Reibungskraftdichte.The terms on the left represent the inertial force densities, the local and the convective acceleration. On the right side, grad p is the pressure gradient, and η.Δ corresponds to the friction force density.

Zur Lösung dieses partiellen, nichtlinearen Gleichungssystems Gl. (1) können im Hinblick auf das Arteriensystem vereinfachende Annahmen getroffen werden. Die konvektive Beschleunigung kann bei Beschränkung auf genügend kleine Geschwindigkeiten vernachlässigt werden. Die nichtlinearen Anteile können ebenfalls vernachlässigt werden, da die Phasengeschwindigkeit wesentlich größer als die axiale Geschwindigkeitskomponente und diese wiederum viel größer als die radiale Geschwindigkeitskomponente ist. Ebenso können die zweiten Ableitungen nach z vernachlässigt werden; äußere Kräfte, wie zum Beispiel die Schwerkraft, und das radiale Druckgefälle seien ebenfalls vernachlässigbar.To solve this partial, non-linear system of equations Eq. (1) can with regard to assumptions simplifying the arterial system. The convective Acceleration can be limited to sufficiently low speeds be ignored. The non-linear components can also be neglected because the phase velocity is much greater than the axial velocity component and this in turn is much larger than the radial speed component. As well the second derivatives after z can be neglected; external forces, such as Gravity, for example, and the radial pressure drop are also negligible.

Unter diesen Annahmen kann die letzte Gleichung aus Gl. (1) in Zylinderkoordinaten gemäß Fig. 1 wie folgt dargestellt werden:
Under these assumptions, the last equation from Eq. (1) can be represented in cylinder coordinates according to FIG. 1 as follows:

Diese linearisierte Differentialgleichung lässt sich aufgrund des Superpositionprinzips mit einem harmonischen Separationsansatz aus der Überlagerung von hin- und rücklaufenden Wellen lösen:
Due to the principle of superposition, this linearized differential equation can be solved with a harmonic separation approach from the superimposition of back and forth waves:

Hierbei sind: ω = 2.π.f = Kreisfrequenz, Pk, Vk = komplexe Amplituden der k. harmonischen Komponente des Drucks bzw. der Geschwindigkeit (Index H: hinlaufende Welle, Index R = rücklaufende Welle), und γk ist das Fortpflanzungsmaß bzw. die Ausbreitungskonstante der k. harmonischen Komponente.Here are: ω = 2.π.f = angular frequency, P k , V k = complex amplitudes of the k. harmonic component of the pressure or the velocity (index H: incoming wave, index R = returning wave), and γ k is the propagation measure or the propagation constant of the k. harmonic component.

Im folgenden soll die Differentialgleichung der Einfachheit halber nur für eine Harmonische (k = 1) und für eine hinlaufende Welle gelöst werden:
For the sake of simplicity, the differential equation is only to be solved below for a harmonic (k = 1) and for a passing wave:

p(z, t) = P.ej ω t- γ z
p (z, t) = Pe j ω t- γ z

νZ (r, z, t) = V(r).ej ω t- γ z (4)ν Z (r, z, t) = V (r) .e j ω t- γ z (4)

Mit γ = α + jß = α + jω/CPh. α ist der Dämpfungsbelag, β der Phasenbelag, der sich wiederum als Quotient von Kreisfrequenz und Phasengeschwindigkeit Cph ausdrücken lässt. Die Lösung des Gleichungssystems muss die Randbedingungen an der Gefäßinnenwand R0 erfüllen. Dabei wird der Schlauch in z-Richtung als sehr steif bzw. längsfixiert angenommen. Ferner muss die axiale Beschleunigungskomponente wegen der Rotationssymmetrie bei r = 0 den Wert Null annehmen.
With γ = α + jß = α + jω / C Ph . α is the damping coating, β is the phase coating, which in turn can be expressed as the quotient of angular frequency and phase velocity C ph . The solution of the system of equations must meet the boundary conditions on the inner wall of the vessel R 0 . The hose in the z direction is assumed to be very rigid or longitudinally fixed. Furthermore, the axial acceleration component must assume the value zero at r = 0 due to the rotational symmetry.

Der zeitvariante Innenradius setzt sich dabei aus einem statischen und einem dynamischen Anteil zusammen:
The time-variant inner radius consists of a static and a dynamic part:

R0 (z, t) = R0,stat + ΔR0.ej ω t- γ z (6)R 0 (z, t) = R 0, stat + ΔR 0 .e j ω t- γ z (6)

Somit lässt sich die Besselsche Differentialgleichung Gl. (2) lösen:
The Bessel differential equation Eq. (2) solve:

wobei Jn Bessel-Funktionen erster Art n. Ordnung darstellen:
where J n represent Bessel functions of the first kind of the nth order:

Zur Bestimmung des Gesamtflusses i(z, t) im Schlauch wird über den Querschnitt integriert:
To determine the total flow i (z, t) in the hose, the following is integrated across the cross-section:

Gl. (9) lässt sich mit der Rechenregel 2/xJ1(x) = J0(x) + J2 (x) und der Substitution
Eq. ( 9 ) can be calculated using the calculation rule 2 / xJ 1 (x) = J 0 (x) + J 2 (x) and the substitution

vereinfachen zu
simplify too

Für die im Arteriensystem existierenden hin- und rücklaufenden Wellen ergeben sich somit für Druck- und Strompuls
For the back and forth waves existing in the arterial system, this results in pressure and current pulses

In Fig. 2 sind die zeitlichen Verläufe des Druck- und des Strompulses skizziert. Es ist klar ersichtlich, dass sich gemäß Gl. (12) der Druckpuls aus der Summe, der Strompuls aus der Differenz einer hin- und rücklaufenden Welle ergeben.The time courses of the pressure and the current pulse are sketched in FIG . It is clearly evident that according to Eq. (12) the pressure pulse from the sum, the current pulse from the difference of a back and forth wave.

Werden nun gemäß Fig. 8 an einem Gefäßast zwei Stellen z1 = 0 und z2 = l betrachtet, so ergibt sich mit f(z, t) = F(z).ej ω t:
If two locations z 1 = 0 and z 2 = 1 are now considered in accordance with FIG. 8 on a branch of the vessel, the following results with f (z, t) = F (z) .e j ω t :

Damit kann mit den Rechenregeln ½ (ex + e-x) = cosh(x) und ½ (ex - e-x) = sinh(x) der Druck P1 bestimmt werden zu:
With the calculation rules ½ (e x + e -x ) = cosh (x) and ½ (e x - e -x ) = sinh (x) the pressure P 1 can be determined to:

Definiert man den Reflexionsfaktor rr mit
Define the reflection factor r r with

so lässt sich ausgehend von Gl. (13) weiterhin folgende Berechnungsformel für den Blutdruck P1 ermitteln:
in this way, starting from Eq. (13) also determine the following calculation formula for blood pressure P 1 :

SchlussfolgerungenConclusions

  • A) Der Blutdruck p1,ges, zusammengesetzt aus den harmonischen Komponenten p1, kann nach Gl. (14) aus den harmonischen Komponenten I1 und I2 der beiden Strompulse i1,ges und i2,ges, dem kardiovaskulären Parameter ZI und dem Ausbreitungsmaß γ bestimmt werden.A) The blood pressure p 1, total , composed of the harmonic components p 1 , can be calculated according to Eq. (14) can be determined from the harmonic components I 1 and I 2 of the two current pulses i 1, ges and i 2, ges , the cardiovascular parameter Z I and the degree of expansion γ.
  • B) Gl. (16) bietet an, den Blutdruck P1,ges, aus dem Blutfluss I1, dem kardiovaskulären Parameter ZI, dem Reflexionsfaktor rr und dem Ausbreitungsmaß γ zu bestimmen.B) Eq. (16) offers to determine the blood pressure P 1, total , from the blood flow I 1, the cardiovascular parameter Z I, the reflection factor r r and the degree of spread γ.

Als Alternative zum Strompuls lässt sich auch der mittlere Geschwindigkeitspuls heranziehen:
= i/πR 2|0. Ferner kann auch alternativ den Druck p2 an der Stelle z2 ermittelt werden.
The average speed pulse can also be used as an alternative to the current pulse:
= i / πR 2 | 0. Furthermore, the pressure p 2 at the point z 2 can alternatively also be determined.

Messverfahrenmeasurement methods

Um nach Schlussfolgerung I. am Menschen den Blutdruck p1,ges zu ermitteln, wird an mindestens zwei Positionen z1 und z2 eines Gefäßastes mindestens fünf Mal in der Sekunde die Strompulse i1,ges und i2,ges gemessen, berechnet daraus die harmonischen Komponenten I1 und I2, bestimmt dann damit und mit eventuell einem dritten Strompuls i3,ges an einer dritten Messstelle z3 das Ausbreitungsmaß γ und kann dann mit der z. B. vorher durch Kalibriermessungen ermittelten Größe ZI die harmonischen Komponenten p1 des Blutdrucks nach Gl. (14) und somit den Gesamtblutdruck p1,ges nach Gl. (3) bestimmen.In order to determine the blood pressure p 1, ges according to conclusion I., the current pulses i 1, ges and i 2, ges are measured at least two positions z 1 and z 2 of a vascular branch at least five times per second, from which the is calculated harmonic components I 1 and I 2 , then determines it and possibly with a third current pulse i 3, total at a third measuring point z 3, the degree of propagation γ and can then with the z. As previously determined by calibration size of the harmonic components I Z p 1 of the blood pressure according to Eq. (14) and thus the total blood pressure p 1, total according to Eq. (3) determine.

Alternativ legt Schlussfolgerung II. zur Ermittlung von p1,ges nahe, an einer Positionen z1 eines Gefäßastes mindestens fünf Mal in der Sekunde den Strompuls I1 zu messen, dann damit und mit einem weiteren Strompuls i3,ges an einer weiteren Messstelle z3 oder mittels einer mit der Herzaktion verknüpften Größe, z. B. eines Elektrokardiogramms (EKG), das Ausbreitungsmaß γ zu schätzen, um dann damit sowie den Größen ZI und rr den Blutdruck p1,ges zu bestimmen.Alternatively, conclusion II. To determine p 1, ges suggests measuring the current pulse I 1 at a position z 1 of a vascular branch at least five times per second, then using it and with a further current pulse i 3, ges at a further measuring point z 3 or by means of a size associated with the heart action, e.g. B. an electrocardiogram (EKG) to estimate the degree of expansion γ, in order to then determine the blood pressure p 1, ges and the variables Z I and r r .

Nach dieser allgemeinen Messbeschreibung soll näher auf die zur Berechnung des Blutdrucks notwendige Bestimmung der einzelnen Parameter eingegangen werden.According to this general measurement description, it should be closer to that used to calculate blood pressure necessary determination of the individual parameters.

Die harmonischen Komponenten I1, I2 bzw. I3 der Strompulse i1,ges, i2,ges bzw. i3,ges lassen sich am einfachsten über eine Fouriertransformation berechnen.The harmonic components I 1 , I 2 and I 3 of the current pulses i 1, ges , i 2, ges and i 3, ges are easiest to calculate using a Fourier transformation.

ZI ist neben der Kreisfrequenz ω vom Radius R0, der Blutdichte ρ und der Viskosität η abhängig, wobei ρ und η stets, R0 in erster Näherung als konstant angenommen werden können. ZI kann statistisch-empirisch intraindividuell ebenfalls als konstant angenommen oder durch individuelle Patientendaten wie Alter und Geschlecht oder Kalibriermessungen approximiert werden. Ist eine noch genauere Bestimmung von 21 erwünscht, so muss die Volumenpulsation R0 berücksichtigt werden, die allerdings annähernd in Phase mit dem Druckpuls ist. Der dynamische Anteil ΔR0 nach Gl. (6) beträgt in der Regel nur einige Prozent des statischen Anteils R0,stat. Beispielsweise beträgt an der großen Arteria carotis communis mit R0,stat = ca. 5 mm bei einer Druckänderung von ca. 70 mmHg ΔR0 = ca. 0,15 mm ( = 3%). Diesen Einfluss könnte man z. B. durch weitere empirische Approximation oder Kalibriermessungen bestimmen. Selbstverständlich kann der Radius R0 auch direkt gemessen werden, zum Beispiel mit den Mitteln der örtlich hochauflösenden optischen Tomographie oder mit Ultraschall-Echoverfahren für größere Gefäße.In addition to the angular frequency ω, Z I is dependent on the radius R 0 , the blood density ρ and the viscosity η, where ρ and η always, R 0 can be assumed to be constant in a first approximation. Z I can also be statistically and empirically intraindividually assumed to be constant or approximated by individual patient data such as age and gender or calibration measurements. If an even more precise determination of 21 is desired, then the volume pulsation R 0 must be taken into account, which, however, is approximately in phase with the pressure pulse. The dynamic component ΔR 0 according to Eq. (6) is usually only a few percent of the static part R 0, stat . For example, on the large common carotid artery with R 0, stat = approx. 5 mm with a pressure change of approx. 70 mmHg ΔR 0 = approx. 0.15 mm (= 3%). You could influence this. B. determine by further empirical approximation or calibration measurements. Of course, the radius R 0 can also be measured directly, for example using means of locally high-resolution optical tomography or using ultrasound echo methods for larger vessels.

Der Reflexionskoeffizient rr ist im wesentlichen vom peripheren Abschlusswiderstand der Arterie abhängig und kann wie ZI statistisch-empirisch intraindividuell, durch individuelle Patientendaten wie Alter und Geschlecht oder Kalibriermessungen angenähert werden. The reflection coefficient r r essentially depends on the peripheral terminating resistance of the artery and, like Z I , can be approximated statistically and empirically intraindividually, through individual patient data such as age and gender or calibration measurements.

Bei der Bestimmung des Fortpflanzungsmaßes γ müssen das Dämpfungsmaß α und das Phasenmaß β = ω/cph bestimmt werden. In erster Näherung kann von einer verlustfreien Übertragung (α = 0) ausgegangen werden. Dann vereinfachen sich Gl. (14) und (16) zu:
When determining the propagation measure γ, the damping measure α and the phase measure β = ω / c ph must be determined. In a first approximation, lossless transmission (α = 0) can be assumed. Then Eq. (14) and (16) to:

Die Phasengeschwindigkeit cPh im Phasenmaß β ist im allgemeinen für jede harmonische Pulswelle wegen des dispersiven Verhaltens des menschlichen Gefäßsystems unterschiedlich groß. Niederfrequente Anteile der Pulswellen pflanzen sich langsamer fort als höherfrequente. Wird Reflexionsfreiheit vorausgesetzt, so können die frequenzabhängigen Phasengeschwindigkeiten durch den Phasenunterschied der einzelnen harmonischen Komponenten der Strompulse I1 und I2 bestimmt werden. Da allerdings im arteriellen System Reflexionen vorhanden sind, ist dies nur eine Näherungslösung (die sogenannte "scheinbare" Phasengeschwindigkeit). Die "wahren" Phasengeschwindigkeiten können jedoch empirisch oder durch Kalibriermessungen approximiert werden. Bei Anwendung von Gl. (18) bzw. von Messverfahren II. bietet sich an, die räumlich gemittelte Phasengeschwindigkeit mittels EKG- R-Zacke und dem Strompuls I1 zu bestimmen, d. h. die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Pulswellen zwischen Herz und peripherer Messstelle 21. Sollen die tatsächlichen "wahren" Phasengeschwindigkeiten ermittelt werden, so erfordert dies eine weitere Flussmessung an einem dritten Ort z3 des Gefäßsystems, denn im Reflexionsfall nach Gl. (12) müssen zur Ermittlung der drei Unbekannten PH, RR und γ drei Gleichungen aufgestellt werden.The phase velocity c Ph in the phase measure β is generally different for each harmonic pulse wave due to the dispersive behavior of the human vascular system. Low-frequency parts of the pulse waves propagate more slowly than higher-frequency ones. If freedom from reflection is assumed, the frequency-dependent phase velocities can be determined by the phase difference of the individual harmonic components of the current pulses I 1 and I 2 . However, since there are reflections in the arterial system, this is only an approximate solution (the so-called "apparent" phase velocity). However, the "true" phase velocities can be approximated empirically or by calibration measurements. When using Eq. (18) or measurement method II. Lends itself to determining the spatially averaged phase velocity by means of an EKG-R wave and the current pulse I 1 , ie the velocity of propagation of the pulse waves between the heart and the peripheral measurement point 21 . If the actual "true" phase velocities are to be determined, this requires a further flow measurement at a third location z 3 of the vascular system, because in the case of reflection according to Eq. (12) three equations have to be established to determine the three unknowns P H , R R and γ.

Die Messrate bei der Blutflussbestimmung von mindestens 5 Hz ergibt sich aus folgender Überlegung: Menschliche Pulsraten befinden sich im Bereich zwischen ca. 30 und 180 Schlägen pro Minuten, das entspricht minimal 0,5 Hz bzw. maximal 3 Hz. Es kann gezeigt werden, dass menschliche Pulse mit den ersten harmonischen Komponenten je nach gewünschter Resynthesegenauigkeit hinreichend beschrieben werden können. Beispielsweise erreicht man mit den ersten 10 Harmonischen bei der Resynthese eine Signalannäherung von bis zu 99,5%. Die relevante Bandbreite eines Pulssignals kann im Bereich von ca. 2,5 Hz bis 30 Hz festlegt werden (Fig. 3). Zur Erfüllung des Abtasttheorems muss mindestens mit der doppelten Bandbreite abgetastet werden, also mindestens 5 Hz. Ähnliches gilt für die Registrierung der Herzaktion bzw. -erregung z. B. mittels EKG.The measurement rate for blood flow determination of at least 5 Hz results from the following consideration: Human pulse rates are in the range between approx. 30 and 180 beats per minute, which corresponds to a minimum of 0.5 Hz or a maximum of 3 Hz. It can be shown that human pulses with the first harmonic components can be adequately described depending on the desired resynthesis accuracy. For example, the first 10 harmonics in resynthesis achieve a signal approximation of up to 99.5%. The relevant bandwidth of a pulse signal can be set in the range from approx. 2.5 Hz to 30 Hz ( Fig. 3). To fulfill the sampling theorem, at least twice the bandwidth must be sampled, i.e. at least 5 Hz. The same applies to the registration of the cardiac action or excitation, e.g. B. by means of an EKG.

Beschreibung des SystemsDescription of the system

Die technische Realisierung der Erfindung kann Fig. 4 bis Fig. 7. entnommen werden. Es besteht aus einem Hauptgerät (1) mit Sensoren (11), einem abnehmbaren Sensorgehäuse (4) mit weiteren Sensoren (12), das über ein selbstaufwickelndes Kabel (13) mit dem Hauptgerät (1) verbunden ist. Das Sensorgehäuse (4) kann in das Hauptgehäuse (1) komplett integriert werden. Beim Abnehmen des Sensorgehäuses (4) gemäß Fig. 6 wird der Sensorenabstand (11) und (12) zum Beispiel über die Kabelabwicklung automatisch vom Gerät bestimmt. Es ist auch möglich, die Verbindung des Sensorgehäuses (4) mit dem Hauptgehäuse (1) kabellos z. B. per Funk auszuführen, was insbesondere bei der Messvariante II von Interesse ist, wenn Sensor (12) als EKG-Ableitung z. B. mittels Brustgurt ausgeführt wird. The technical realization of the invention, Fig. 4 through Fig. 7, are removed. It consists of a main unit ( 1 ) with sensors ( 11 ), a removable sensor housing ( 4 ) with further sensors ( 12 ), which is connected to the main unit ( 1 ) via a self-winding cable ( 13 ). The sensor housing ( 4 ) can be completely integrated into the main housing ( 1 ). When removing the sensor housing ( 4 ) according to FIG. 6, the sensor distance ( 11 ) and ( 12 ) is automatically determined by the device, for example via the cable unwinding. It is also possible to connect the sensor housing ( 4 ) to the main housing ( 1 ) wirelessly, e.g. B. by radio, which is of particular interest in measurement variant II, if sensor ( 12 ) as an ECG lead z. B. is carried out by means of a chest strap.

Die gemessenen und berechneten Biosignale (Blutfluss, Puls, Blutdruck, Ausbreitungsmaß, EKG u. ä.) können graphisch und/oder alphanumerisch auf dem LCD-Display (2) angezeigt werden. Es besteht ferner die Möglichkeit, über das Tastenfeld (3) Einstellungen zu tätigen.The measured and calculated biosignals (blood flow, pulse, blood pressure, spread, EKG, etc.) can be displayed graphically and / or alphanumerically on the LCD display ( 2 ). It is also possible to make settings using the keypad ( 3 ).

Nach Variante I messen die Sensoren (11), (12) gemäß Fig. 8 mindestens zwei Blutflusssignale i1,ges und i2,ges an zwei verschiedenen Orten z1 und z2 eines Gefäßastes des Körpers (vorzugsweise an einem Arterienast), so dass sich daraus neben anderen Parametern auch das Ausbreitungsmaß γ bestimmen lässt. Das Gerät lässt sich mit Bändern (5), (6) an den menschlichen Extremitäten, z. B. dem Arm (7), über oberflächlich gelegenen Gefäßen plazieren. Dazu bieten sich beispielsweise am Arm als größere Gefäße die Arteria brachialis (8) in der Armbeuge, die Arteria radialis oder ulnaris (9) am Handgelenk oder die Arteria digitalis (10) am Finger an. Da die Phasengeschwindigkeiten der Pulswellen recht hoch sind (ca. 5 bis 15 m/s), bietet es sich an, die Sensoren (11) und (12) für eine höhere Messgenauigkeit nicht allzu nahe beieinander zu plazieren. Bei einem Abstand von 1 = 5 cm und einer mittleren Phasengeschwindigkeit von CPh = 10 m/s ergibt sich eine zeitliche Phasendifferenz von 5 ms, so dass bei den zu erfassenden dynamischen Phasendifferenzen ca. im 1/10-Millisekundenbereich aufgelöst werden muss. Vergrößert sich der Messabstand I, etwa zwischen Arteria brachialis (8) und Arteria radialis (9) auf ca. 25 cm, so sind die Anforderungen an die zeitliche Auflösung natürlich wesentlich geringer (ca. Millisekundenbereich), da die zu erfassende Phasendifferenzen größer geworden sind.According to variant I, the sensors ( 11 ), ( 12 ) according to FIG. 8 measure at least two blood flow signals i 1, ges and i 2, ges at two different locations z 1 and z 2 of a vascular branch of the body (preferably on an arterial branch), see above that, apart from other parameters, it can also be used to determine the degree of dispersion γ. The device can be attached to the human extremities with bands ( 5 ), ( 6 ), e.g. B. the arm ( 7 ), placed on superficial vessels. For this purpose, the brachial artery ( 8 ) in the crook of the arm, the radial or ulnar artery ( 9 ) on the wrist, or the digital artery ( 10 ) on the finger are available as larger vessels on the arm. Since the phase velocities of the pulse waves are quite high (approx. 5 to 15 m / s), it is advisable not to place the sensors ( 11 ) and ( 12 ) too close to one another for higher measuring accuracy. At a distance of 1 = 5 cm and an average phase velocity of C Ph = 10 m / s, there is a temporal phase difference of 5 ms, so that the dynamic phase differences to be recorded have to be resolved in the 1/10 millisecond range. If the measuring distance I, for example between the brachial artery ( 8 ) and the radial artery ( 9 ), increases to approx. 25 cm, the requirements for temporal resolution are of course significantly lower (approx. Millisecond range), since the phase differences to be recorded have increased ,

Bei der Messvariante II. werden die Anforderungen an die zeitliche Auflösung weiter drastisch reduziert. Dabei ist der Sensor (12) zur Erfassung der Herzaktion beispielsweise als einfache EKG-Ableitung realisiert, der als kabelloser Brustsensor inkl. Brustgurt ausgeführt ist und das EKG-Signal per Funk kontinuierlich an das Hauptgerät (1) sendet. Eine andere Möglichkeit bietet sich beispielsweise in einer EKG-Ableitung linker Arm-rechter Arm nach Einthoven I, wobei sich eine Elektrode im Hauptgerät (1) befindet und die andere im abnehmbaren Sensor (12). Der Sensor (11) im Hauptgerät (1) misst nach wie vor den Blutfluss in einem Blutgefäß, z. B. (8), (9), (10). Zur Ermittlung der mittleren Phasengeschwindigkeit wird nun die Ausbreitungszeit der Pulswellen vom Herzen (EKG-R-Zacke) bis zur peripheren Messstelle der Blutflussmessung herangezogen. Ein anderes Maß zur Registrierung der Herzaktion stellen beispielsweise die Herztöne dar.With measurement variant II., The requirements for temporal resolution are further drastically reduced. The sensor ( 12 ) for detecting the heart action is implemented, for example, as a simple ECG lead, which is designed as a wireless breast sensor including a chest strap and continuously sends the EKG signal by radio to the main device ( 1 ). Another possibility is, for example, an EKG lead left arm-right arm according to Einthoven I, with one electrode in the main device ( 1 ) and the other in the removable sensor ( 12 ). The sensor ( 11 ) in the main device ( 1 ) still measures the blood flow in a blood vessel, e.g. B. ( 8 ), ( 9 ), ( 10 ). To determine the average phase velocity, the time of propagation of the pulse waves from the heart (EKG-R wave) to the peripheral measuring point of the blood flow measurement is now used. Another measure for registering the heart action is, for example, the heart tones.

Zur Gewinnung der Blutflusssignale i1,ges, i2,ges, i3,ges findet die Dopplertechnik Anwendung. Dazu wird gem. Fig. 9 und Fig. 10 entweder Ultraschall bei einer wohldefinierten Frequenz im MHz-Bereich (Standardwert ca. 8 MHz für oberflächennahe Gefäße) oder Laserstrahlung mit einer wohldefinierten Wellenlänge vorzugsweise im nahen Infrarotbereich von ca. 700-3000 nm in das Gewebe eingestrahlt.Doppler technology is used to obtain the blood flow signals i 1, ges , i 2, ges , i 3, ges . According to FIGS. 9 and Fig. 10 either ultrasound at a well-defined frequency in the MHz range (the default value about 8 MHz for shallow vessels) or laser radiation with a well defined wavelength preferably irradiated in the near infrared range of about 700-3000 nm in the tissue.

Bei Ultraschall werden die unter einem Winkel α eingestrahlten Schallwellen mit der Frequenz f0 an bewegten Blutteilchen der Geschwindigkeit v mit einer Dopplerfrequenzverschiebung Δf zurückgestreut:
In the case of ultrasound, the sound waves radiated at an angle α with the frequency f 0 on moving blood particles at the speed v are scattered back with a Doppler frequency shift Δf:

Hierbei ist c die Schallausbreitungsgeschwindigkeit und beträgt in menschlichem Geweben ca. 1450 m/s. Somit erhält man über den detektierten zurückgestreuten Ultraschall am Ultraschalldetektor ein Maß für den Blutfluss.Here c is the speed of sound propagation and is in human tissue approx. 1450 m / s. In this way, the backscattered ultrasound is obtained on Ultrasound detector a measure of blood flow.

Im optischen Fall wird mit kohärentem Laserlicht der Wellenlänge λ0 das Gewebe bestrahlt. Das Licht wird dabei aber wegen der im Vergleich zu Ultraschall wesentlich geringeren freien Weglänge auch an statischen Gewebeteilen gestreut, so dass die Photonen - wenn überhaupt - unter einem beliebigen Winkel auf ein bewegtes Blutteilchen treffen und je nach dem eine mehr oder weniger große Dopplerverschiebung erhalten. Somit lässt sich lediglich für den Fall der Einfachstreuung an einem bewegten Blutteilchen v eine maximale Dopplerfrequenzverschiebung Δfmax am Photodetektor detektieren:
In the optical case, the tissue is irradiated with coherent laser light of wavelength λ 0 . However, the light is also scattered on static tissue parts due to the significantly shorter free path length compared to ultrasound, so that the photons - if at all - hit a moving blood particle at any angle and, depending on that, receive a more or less large Doppler shift. Thus, a maximum Doppler frequency shift Δf max can be detected at the photodetector only in the case of single scattering on a moving blood particle v:

n ist der Brechungsindex von Gewebe.n is the refractive index of tissue.

Die Vorteile des Laser-Doppler-Verfahrens gegenüber dem Ultraschall-Doppler-Verfahren liegen zum einen darin, dass die Lichteinkopplung ins Gewebe ohne Kontaktgel erfolgen kann (wobei es im Prinzip bei Ultraschall auch ohne Gel möglich wäre, was allerdings mit sehr hohen Kopplungsverlusten verbunden ist). Zum anderen erhält man eine wesentlich höhere örtliche Auflösung, so dass der Blutfluss auch in kleinsten Gefäßen wie Kapillaren gemessen werden kann. Damit erhöht sich allerdings auch die Signalbandbreite des detektierten Signals. Der Vorteil des Ultraschall-Verfahrens liegt in der Möglichkeit, den Blutfluss absolut zu messen, wohingegen die Laser-Doppler-Technik nur eine relative Messung erlaubt und somit auf eine initiale Kalibrierung angewiesen ist.The advantages of the laser Doppler method compared to the ultrasonic Doppler method are that the light can be coupled into the tissue without contact gel (although in principle it would also be possible with ultrasound without gel, which, however, is very high coupling losses is connected). Secondly, you get a much higher one local resolution so that blood flow is measured even in the smallest vessels such as capillaries can be. However, this also increases the signal bandwidth of the detected signal. The advantage of the ultrasound procedure lies in the possibility of absolutely reducing the blood flow measure, whereas the laser Doppler technique only allows a relative measurement and thus relies on an initial calibration.

Die empfangenen Sensorsignale werden gem. dem Blockschaltbild aus Fig. 11 einem Analogteil (14) zugeführt und anschließend in einer digitalen Signalverabeitungseinheit (15) weiterverarbeitet. Zum System gehören weiterhin Speicherbausteine (16), eine Ein-/Ausgabe- Einheit (17) und eine Displayeinheit (18).The received sensor signals are gem. 11 is supplied with an analog part (14) to the block diagram of Fig., and then further processed in a digital Signalverabeitungseinheit (15). The system also includes memory modules ( 16 ), an input / output unit ( 17 ) and a display unit ( 18 ).

Im Analogteil werden gem. Fig. 12 die Sensoren (11), (12), (19) (Es können, wie im folgenden noch gezeigt wird, außer den zwei Sensoren 1 und 2 noch weitere Sensoren zum Einsatz kommen. Diese sind im "virtuellen" Sensor m (19) zusammengefasst.) angeregt (20). Bei der Flussmessung erfolgt dies im Ultraschallfall über einen Oszillator, im optischen Fall mit einer Laserdiodentreiberschaltung, die für eine konstante optische Leistung und einen Ein- bzw. Ausschaltschutz der Laserdiode sorgt. Beim EKG wird keine Anregung benötigt. Die empfangenen Signal werden dann bandpassgefiltert (22) und mit automatischer Gewinnkontrolle (AGC) verstärkt (23). Dabei ist wichtig, dass die analogen Baugruppen konstante Gruppen- bzw. Phasenlaufzeiten besitzen, um nicht die Phaseninformationen der Signale zu verfälschen, was im Hinblick auf die Phasen- bzw. Pulswellengeschwindigkeitsbestimmung ungünstig wäre. Sinnvolle untere Grenzfrequenzen des Bandpasses liegen bei einigen 100 Hz, um den hohen Signalgleichanteil, 50 Hz- Netzinterferenzen und die niederfrequenten plethysmographischen Signalanteile im Frequenzbereich von 1 Hz bis ca. 30 Hz zu eliminieren. Bei der Flussmessung resultieren sie in Wand- oder Sensorbewegungen und im optischen Fall in den zeitlich verändernden Blutvolumina. Diese optischen plethysmographischen Anteile sind für die Flussbestimmung störend, können zur Ermittlung des Blutdrucks allerdings noch weitere Informationen beitragen. So ist der zeitliche Verlauf des plethysmographischen Signals qualitativ mit dem Volumenpuls und somit mit dem Druckpuls verknüpft.In the analog section, Fig. 12, the sensors (11), (12), (19) (It may, as shown in the following, other than the two sensors 1 and 2 further sensors are used. These are "virtual" sensor m ( 19 ) summarized.) Excited ( 20 ). In the case of flow measurement, this takes place in the ultrasound case via an oscillator, in the optical case with a laser diode driver circuit which ensures constant optical power and protection of the laser diode from being switched on or off. No excitation is required for the ECG. The received signals are then bandpass filtered ( 22 ) and amplified with automatic gain control (AGC) ( 23 ). It is important that the analog modules have constant group or phase delays so as not to falsify the phase information of the signals, which would be unfavorable with regard to the phase or pulse wave velocity determination. Useful lower limit frequencies of the bandpass are around 100 Hz in order to eliminate the high signal component, 50 Hz network interference and the low-frequency plethysmographic signal components in the frequency range from 1 Hz to approx. 30 Hz. In flow measurement, they result in wall or sensor movements and, in the visual case, in the time-changing blood volumes. These optical plethysmographic components are disturbing for the flow determination, but can also contribute further information to the determination of the blood pressure. The time course of the plethysmographic signal is qualitatively linked to the volume pulse and thus to the pressure pulse.

Im Ultraschallfall werden die Signale nach der Verstärkung demoduliert (24) und noch einmal bandpassgefiltert. Vor der AD-Wandlung (27) wird erneut eine Verstärkung (26) durchgeführt, bevor sie gem. Fig. 13 in der digitalen Signalverarbeitungseinheit (15) weiterverarbeitet werden.In the case of ultrasound, the signals are demodulated after amplification ( 24 ) and bandpass filtered again. Before the AD conversion ( 27 ), an amplification ( 26 ) is carried out again before it is gem. Fig be further processed in the digital signal processing unit (15). 13,.

Sowohl bei der Erfassung der Herzaktion (EKG) als auch im optischen Fall ist eine Demodulation nicht nötig. Bei der Laser-Flussmessung erfolgt dies bereits am Photodetektor durch Interferenz der frequenzverschobenen und nichtfrequenzverschobenen Strahlen automatisch.Both when recording the heart action (ECG) and in the visual case, there is one Demodulation is not necessary. With laser flow measurement, this is already done at the photodetector by interference of the frequency-shifted and non-frequency-shifted beams automatically.

Die obere Grenzfrequenz des Bandpasses (22) bzw. (25) richtet sich nach der Samplingrate der AD-Wandler (15). Sie dient dazu, Rauschen und Aliasingeffekte zu unterdrücken. Bei Ultraschall ist eine obere Grenzfrequenz von ca. 20 kHz (25), bei Laserstrahlen von ca. 200 kHz (22) sinnvoll, beim Erfassen der Herzaktion ca. 2 kHz (22).The upper limit frequency of the bandpass ( 22 ) or ( 25 ) depends on the sampling rate of the AD converter ( 15 ). It is used to suppress noise and aliasing effects. When ultrasound is an upper limit frequency of about 20 kHz (25), useful for laser beams of about 200 kHz (22), in detecting the cardiac action about 2 kHz (22).

In der von einer Gesamtsteuerung (28) gesteuerten Signalverarbeitungseinheit (Fig. 13) werden zunächst Artefakte und sonstige Störungen durch adaptive oder parametrische Filter (29) beseitigt und dann kontinuierlich, d. h. mindestens fünf Mal in der Sekunde, der Blutfluss ermittelt (30). Dies kann im Zeitbereich mittels einfacher Nulldurchgangszählung erfolgen. Dieses Verfahren ist einfach und schnell, aber ungenau. Exaktere Verfahren arbeiten im Frequenzbereich. Dazu werden aus dem Zeitsignal für kurze Zeitintervalle Spektrogramme bestimmt, die über eine Fast Fourier Transformation (FFT) oder parametrisch geschätzt werden können. Es lässt sich zeigen, dass über das erste gewichtete Moment im Spektralbereich die mittlere Flussgeschwindigkeit bestimmt werden kann:
In the signal processing unit ( FIG. 13), which is controlled by an overall control ( 28 ), artifacts and other disturbances are first eliminated by adaptive or parametric filters ( 29 ) and then the blood flow is determined continuously, ie at least five times per second ( 30 ). This can be done in the time domain using simple zero crossing counting. This procedure is simple and quick, but inaccurate. More precise procedures work in the frequency domain. For this purpose, spectrograms are determined from the time signal for short time intervals, which can be estimated via a Fast Fourier Transformation (FFT) or parametrically. It can be shown that the mean flow velocity can be determined via the first weighted moment in the spectral range:

Im optischen Fall wird genauso vorgegangen. Es lässt sich auch hier zeigen, dass das erste gewichtete Moment im Spektralbereich proportional zur mittleren Flussgeschwindigkeit ist:
In the optical case, the procedure is the same. It can also be shown here that the first weighted moment in the spectral range is proportional to the mean flow velocity:

Bei der Registrierung der Herzaktion z. B. mit einem EKG ist außer einer Filterung keine weitere Signalverarbeitung notwendig.When registering the heart action z. B. with an EKG is none other than filtering further signal processing necessary.

Anhand mindestens zweier Flusspulse i1,ges und i2,ges bzw. einer mit der Herzaktion verknüpften Größe (z. B. EKG) und eines Flusspulses wird das Ausbreitungsmaß γ (33) bestimmt. Dazu werden die Zeitsignale i1,ges und i2,ges zum Beispiel mittels einer FFT in den Frequenzbereich transformiert, und man erhält somit Betrag und Phase der harmonischen Komponenten I1 und I2. Wie weiter oben ausgeführt, lässt sich dann das Phasenmaß β = ω/CPh berechnen. Zur Ermittlung des mittleren Phasenmaßes mittels eines EKGs und einen Flusspulses wird nun die zeitliche Differenz vom Start der Pulswellen am Herzen (EKG-R- Zacke) bis zur peripheren Messstelle der Blutflussmessung herangezogen.The propagation measure γ ( 33 ) is determined on the basis of at least two flow pulses i 1, ges and i 2, ges or a variable linked to the heart action (e.g. EKG) and a flow pulse. For this purpose, the time signals i 1, ges and i 2, ges are transformed into the frequency range , for example by means of an FFT, and the amount and phase of the harmonic components I 1 and I 2 are thus obtained. As explained above, the phase measure β = ω / C Ph can then be calculated. To determine the mean phase measure using an EKG and a flow pulse, the time difference from the start of the pulse waves at the heart (EKG-R wave) to the peripheral measuring point of the blood flow measurement is now used.

Da mit diesen Verfahren lediglich die "scheinbaren" Phasengeschwindigkeiten bestimmt werden können, können zur Steigerung der Messgenauigkeit die "wahren" Phasengeschwindigkeiten und Dämpfungen empirisch oder durch Kalibriermessungen approximiert werden. Die exakte Berechnung der "wahren" Phasengeschwindigkeiten und der Dämpfung erfordert eine weitere Flussmessung an einem Ort 23 des Gefäßsystems (19). Auch damit kann die Messgenauigkeit erhöht und die Zahl der notwendigen Kalibriermessungen reduziert werden.Since only the "apparent" phase velocities can be determined with these methods, the "true" phase velocities and attenuations can be approximated empirically or by calibration measurements to increase the measuring accuracy. The exact calculation of the "true" phase velocities and the damping requires a further flow measurement at a location 23 of the vascular system ( 19 ). This also increases the measuring accuracy and reduces the number of calibration measurements required.

Dann lassen sich mit dem Parameter Zl und ggf. dem Reflexionsfaktor rr die einzelnen harmonischen Komponenten des Blutdrucks p1 (35) berechnen. Damit kann letztlich der kontinuierliche Verlauf des Blutdrucks p1,ges, insbesondere der systolische, diastolische und mittlere Blutdruck, ermittelt werden.Then the individual harmonic components of blood pressure p 1 ( 35 ) can be calculated with the parameter Z l and possibly the reflection factor r r . Ultimately, the continuous course of the blood pressure p 1, total , in particular the systolic, diastolic and mean blood pressure, can thus be determined.

Der kardiovaskuläre Parameter Zl sowie der Reflexionsfaktor rr werden je nach gewünschter Zuverlässigkeit und Messgenauigkeit analytisch nach jeweiliger individueller Kalibrierung (32) oder statistisch-empirisch mit individuellen Patientendaten wie zum Beispiel Alter und Geschlecht bestimmt. Um die Messgenauigkeit zu steigern und die Anzahl der Kalibriermessungen zu reduzieren, kann der wesentliche Parameter in Zl der Gefäßradius R0, auch direkt mittels eines weiteren nichtinvasiven Sensors (19) gemessen werden. Zur Bestimmung der Radien von kleinen Gefäßen eignet sich hierbei die örtlich hochauflösende optische Tomographie, für größere Gefäße können die bekannten Ultraschall-Echoverfahren zum Einsatz kommen.The cardiovascular parameter Z l and the reflection factor r r are determined, depending on the desired reliability and measurement accuracy, analytically according to the individual calibration ( 32 ) or statistically and empirically with individual patient data such as age and gender. In order to increase the measuring accuracy and reduce the number of calibration measurements, the essential parameter in Z 1 the vessel radius R 0 can also be measured directly by means of a further non-invasive sensor ( 19 ). Local high-resolution optical tomography is suitable for determining the radii of small vessels, and the known ultrasound echo methods can be used for larger vessels.

Zur Kalibrierung kann die Schwerkraft ausgenutzt werden. Durch Heben oder Senken um eine wohldefinierte Höhe der Extremität, an welcher die Sensoren angebracht sind, können aufgrund des sich ergebenden zusätzlichen, bekannten hydrostatischen Blutdrucks andere Parameter bestimmt werden. Ferner können die Pulskonturen im Blutfluss und Blutdruck Aussagen über die notwendigen kardiovaskulären Größen von Gefäßradius R0 und Reflexionsfaktor rr liefern.Gravity can be used for calibration. By raising or lowering a well-defined height of the extremity to which the sensors are attached, other parameters can be determined on the basis of the resulting additional, known hydrostatic blood pressure. Furthermore, the pulse contours in the blood flow and blood pressure can provide information about the necessary cardiovascular sizes of the vessel radius R 0 and reflection factor r r .

Um sicherzustellen, dass die Sensoren (11), (12), (19) optimale Signale liefern und dass das Gerät einfach am Menschen appliziert werden kann, können die Flusssensoren manuell oder automatisch positioniert werden. Im automatischen Fall können die Sensorsignale vor, während oder zwischen den Mess- und Berechnungsphasen ständig nachgeführt werden, so dass bei initialer Applikation oder Verrutschen des Gerätes immer dieselbe optimale Messstrecke (über dem gewünschten Blutgefäß) zugrunde liegt. Der dazugehörige Regelalgorithmus (31) wird in der Signalverarbeitungseinheit (15) implementiert, die Hardwareansteuerungen (21) in den Sensoren (11), (12), (19) selbst und im Analogteil (14) integriert.To ensure that the sensors ( 11 ), ( 12 ), ( 19 ) provide optimal signals and that the device can be easily applied to humans, the flow sensors can be positioned manually or automatically. In the automatic case, the sensor signals can be continuously tracked before, during or between the measurement and calculation phases, so that the initial optimal application or slipping of the device is always based on the same optimal measurement distance (above the desired blood vessel). The associated control algorithm ( 31 ) is implemented in the signal processing unit ( 15 ), the hardware controls ( 21 ) are integrated in the sensors ( 11 ), ( 12 ), ( 19 ) themselves and in the analog part ( 14 ).

Als adaptive Flusssensoren bieten sich sowohl im akustischen als auch im optischen Fall mehrere Realisierungen an. Die erste Möglichkeit beinhaltet nach Fig. 14 für beide Fälle ein mechanisches Nachführen des eigentlichen Sensors (37) bestehend aus Sende- (38) und Empfangs-Piezokristall (39) bzw. Laserdiode (38) und Photodetektor (39), zum Beispiel einem beweglichen Schrittmotor (36), der auf einer Spindel (40) entlang fahren kann. Die Sensoreinheit (11), (12), (19) wird dann so am Arm appliziert, dass der Fahrweg quer zum Blutgefäß verläuft. Der Motor (36) wird über die Hardwareansteuerung (21) angesprochen und über den Regelalgorithmus (31) geregelt.There are several implementations as adaptive flow sensors, both in the acoustic and in the optical case. According to FIG. 14, the first possibility includes, in both cases, mechanical tracking of the actual sensor ( 37 ) consisting of transmitting ( 38 ) and receiving piezo crystal ( 39 ) or laser diode ( 38 ) and photodetector ( 39 ), for example a movable one Stepper motor ( 36 ) that can travel along on a spindle ( 40 ). The sensor unit ( 11 ), ( 12 ), ( 19 ) is then applied to the arm in such a way that the travel path runs across the blood vessel. The motor ( 36 ) is addressed via the hardware control ( 21 ) and regulated via the control algorithm ( 31 ).

Als zweite Möglichkeit bietet sich ein Ultraschall- bzw. Laser-Array Fig. 15 an. Dort sind viele Einzelsensoren (41), (bestehend aus Sende- und Empfangs-Piezokristall bzw. Laserdiode und Photodetektor) zum Beispiel zweireihig versetzt linear angeordnet, die über eine Multiplexerschaltung (21) angesteuert bzw. ausgewählt werden können. Die Ansteuerung erfolgt über den Regelalgorithmus (31).A second possibility is an ultrasound or laser array FIG. 15. There are many individual sensors ( 41 ) (consisting of transmit and receive piezo crystal or laser diode and photodetector), for example, arranged in a linearly offset manner in two rows, which can be controlled or selected via a multiplexer circuit ( 21 ). The control takes place via the control algorithm ( 31 ).

Eine weitere Alternative im optischen Fall lässt sich mit Lichtführungsvorrichtungen wie beispielsweise Lichtwellenleitern realisieren. Im Prinzipbild nach Fig. 16. Dort wird mit Hilfe mikromechanisch verstellbarer Spiegel (45) ein virtuelles Array aufgebaut, bei der nur ein Sensorelement (43) benötigt wird. Die Auswahl eines Lichtführungselementepaares des Bündels (42) erfolgt über Drehung des Spiegels (45) um den Winkel ϕ und/oder durch Fahren um eine Strecke d entlang der optischen Einstrahlachse (44), so dass genau eine Lichtzuführung des Strangs ausgewählt wird. Eine weitere Möglichkeit zur Selektion eines Lichtführungselementepaares ist in Fig. 17 Strahlaufweiter (46) aufgeweitet (47), und dann mit einem elektronisch ansteuerbaren LCD-Shutter (48) durch Abdunkelung (49) und Nichtabdunkelung (50) ein Lichtführungselementepaar ausgewählt.Another alternative in the optical case can be realized with light guiding devices such as optical fibers. In the basic diagram according to FIG. 16, a virtual array is built there with the aid of micromechanically adjustable mirrors ( 45 ), in which only one sensor element ( 43 ) is required. A pair of light guide elements of the bundle ( 42 ) is selected by rotating the mirror ( 45 ) by the angle ϕ and / or by driving a distance d along the optical beam axis ( 44 ), so that exactly one light supply of the strand is selected. A further possibility for selecting a pair of light guide elements is expanded ( 47 ) in FIG. 17, beam expander ( 46 ), and then a pair of light guide elements is selected with an electronically controllable LCD shutter ( 48 ) by darkening ( 49 ) and non-darkening ( 50 ).

Claims (22)

1. Vorrichtung zur nichtinvasiven Blutdruckmessung am Lebewesen, gekennzeichnet dadurch, dass
  • a) eine nichtinvasive sensorische Vorrichtung
    • - zwei mit dem Blutfluss oder der Blutflussgeschwindigkeit verknüpfte Größen an unterschiedlichen Positionen am Blutgefäßsystem eines Lebewesens misst, oder
    • - eine mit dem Blutfluss oder der Blutflussgeschwindigkeit verknüpfte Größe am Blutgefäßsystem eines Lebewesens und eine mit der Herzaktion verknüpfte Größe misst,
  • b) eine Signalverarbeitungseinheit
    • - aus den mindestens zwei empfangenen Biosignalen mindestens fünf Mal in der Sekunde den Blutfluss oder die Blutflussgeschwindigkeit bestimmt, mittels zweier mit den Blutflüssen oder Blutflussgeschwindigkeiten verknüpften Größen oder je einer mit dem Blutfluss oder der Blutflussgeschwindigkeit und der Herzaktion verknüpften Größe das Ausbreitungsmaß der Pulswellen schätzt,
    • - und mit dem Blutfluss oder der Blutflussgeschwindigkeit, dem Ausbreitungsmaß der Pulswellen und individueller kardiovaskulärer Parameter kontinuierlich und/oder quasikontinuierlich den Blutdruck bestimmt,
  • c) wobei die individuellen kardiovaskulären Parameter bestimmt werden können
    • - mittels Referenzmessungen über Variation des hydrostatischen Blutdrucks durch einen wohldefinierten Höhenunterschied der Messstelle des Blutflusspulses zum Herzhöhenniveau,
    • - mittels herkömmlicher Riva-Rocci-Methode,
    • - mittels Messung des individuellen Gefäßdurchmessers,
    • - mittels statistisch-empirischer Schätzung mit und/oder ohne individuellen Patientendaten,
    • - mittels Musterauswertung der erfassten Sensorsignale.
1. Device for non-invasive blood pressure measurement on living beings, characterized in that
  • a) a non-invasive sensory device
    • - measures two quantities linked to the blood flow or the blood flow velocity at different positions on the blood vessel system of a living being, or
    • - measures a size associated with blood flow or blood flow velocity in the blood vessel system of a living being and a size linked with heart action,
  • b) a signal processing unit
    • - estimates the blood flow or the blood flow rate from the at least two received bio-signals at least five times per second, by means of two variables linked to the blood flow or blood flow velocity or one variable each associated with the blood flow or the blood flow velocity and the heart action, estimates the spread of the pulse waves,
    • - and determines the blood pressure continuously and / or quasi-continuously with the blood flow or the blood flow velocity, the spread of the pulse waves and individual cardiovascular parameters,
  • c) where the individual cardiovascular parameters can be determined
    • by means of reference measurements via variation of the hydrostatic blood pressure due to a well-defined difference in height between the measuring point of the blood flow pulse and the heart level,
    • - using the conventional Riva-Rocci method,
    • - by measuring the individual vessel diameter,
    • - by means of statistical-empirical estimation with and / or without individual patient data,
    • - by means of a sample evaluation of the detected sensor signals.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flusssensoren (11), (12) die mit den Blutflüssen bzw. den Blutflussgeschwindigkeiten verknüpften Größen nach dem Dopplereffekt optisch mit kohärentem Licht bestimmen.2. Device according to claim 1, characterized in that the flow sensors ( 11 ), ( 12 ) optically determine the quantities associated with the blood flows or the blood flow velocities according to the Doppler effect with coherent light. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flusssensoren (11), (12) die mit den Blutflüssen bzw. den Blutflussgeschwindigkeiten verknüpften Größen nach dem Dopplereffekt akustisch mit Ultraschall bestimmen.3. Device according to claim 1, characterized in that the flow sensors ( 11 ), ( 12 ) determine the quantities associated with the blood flows or the blood flow velocities acoustically with ultrasound according to the Doppler effect. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Signalverarbeitungseinheit (15) die Blutflüsse bzw. die Blutflussgeschwindigkeiten aus den Nulldurchgängen der empfangenen Sensorsignale bestimmt werden (29), (30).4. The device according to claim 1, characterized in that in the signal processing unit ( 15 ) the blood flows or the blood flow velocities are determined from the zero crossings of the received sensor signals ( 29 ), ( 30 ). 5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Signalverarbeitungseinheit (15) die Blutflüsse bzw. die Blutflussgeschwindigkeiten durch Momentenbildung der Spektrogramme der empfangenen Sensorsignale bestimmt werden, wobei die Spektrogramme über eine Fouriertransformation, Kurvenanpassung oder mittels parametrischer Verfahren geschätzt werden können (29), (30).5. The device according to claim 1, characterized in that in the signal processing unit ( 15 ) the blood flows or the blood flow velocities are determined by moment formation of the spectrograms of the received sensor signals, the spectrograms being able to be estimated via a Fourier transformation, curve fitting or by means of parametric methods ( 29 ), ( 30 ). 6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Signalverarbeitungseinheit (15) die harmonischen Komponenten der Blutflüsse bzw. der Blutflussgeschwindigkeiten durch eine Fouriertransformation, Kurvenanpassung oder mittels parametrischer Verfahren geschätzt werden (30).6. The device according to claim 1, characterized in that in the signal processing unit ( 15 ) the harmonic components of the blood flows or the blood flow velocities are estimated by a Fourier transformation, curve fitting or by means of parametric methods ( 30 ). 7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Signalverarbeitungseinheit (15) die Phasengeschwindigkeiten des Ausbreitungsmaßes (33) mit den Phasendifferenzen der harmonischen Komponenten der Blutflüsse bzw. der Blutflussgeschwindigkeiten oder über Kreuzkorrelation ermittelt werden, und dass diese Schätzung gegebenenfalls statistisch-empirisch und/oder durch individuelle Kalibriermessungen verbessert wird (32).7. The device according to claim 1, characterized in that in the signal processing unit ( 15 ), the phase velocities of the propagation measure ( 33 ) are determined with the phase differences of the harmonic components of the blood flows or the blood flow velocities or via cross-correlation, and that this estimate is optionally statistical-empirical and / or improved by individual calibration measurements ( 32 ). 8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Signalverarbeitungseinheit (15) die Phasengeschwindigkeiten des Ausbreitungsmaßes (33) mit den Zeitdifferenzen der Ausbreitungszeiten der Pulswellen von Elektrokardiogramm und Blutfluss bzw. Blutflussgeschwindigkeit ermittelt werden, und dass diese Schätzung gegebenenfalls statistisch-empirisch und/oder durch individuelle Kalibriermessungen verbessert wird (32).8. The device according to claim 1, characterized in that in the signal processing unit ( 15 ), the phase velocities of the propagation measure ( 33 ) are determined with the time differences of the propagation times of the pulse waves of electrocardiogram and blood flow or blood flow velocity, and that this estimate is optionally statistical-empirical and / or is improved by individual calibration measurements ( 32 ). 9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Signalverarbeitungseinheit (15) bei der Berechnung des Ausbreitungsmaßes (33) die Dämpfung vernachlässigt wird, oder als statistisch-empirische und/oder durch individuelle Kalibriermessungen ermittelte Konstante mit eingeht (32).9. The device according to claim 1, characterized in that the attenuation is neglected in the signal processing unit ( 15 ) when calculating the propagation measure ( 33 ), or is included as a statistical-empirical and / or constant determined by individual calibration measurements ( 32 ). 10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an einer dritten Stelle ein weiterer nichtinvasiver Sensor (19) eine mit dem Blutfluss oder der Blutflussgeschwindigkeit verknüpfte Größe am Blutgefäßsystem eines Lebewesens misst, in der digitalen Signalverarbeitungseinheit (15) die Blutflüsse oder Blutflussgeschwindigkeiten bestimmt werden (30), um dann mit den harmonischen Komponenten die Phasengeschwindigkeiten und die Dämpfung des Ausbreitungsmaßes (33) exakt zu ermitteln.10. The device according to claim 1, characterized in that at a third point a further non-invasive sensor ( 19 ) measures a size linked to the blood flow or the blood flow rate on the blood vessel system of a living being, in the digital signal processing unit ( 15 ) the blood flows or blood flow rates are determined ( 30 ) in order to then precisely determine the phase velocities and the damping of the propagation measure ( 33 ) with the harmonic components. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Sensor (19) die mit den Blutflüssen bzw. den Blutflussgeschwindigkeiten verknüpften Größen nach dem Dopplereffekt optisch mit kohärentem Licht bestimmt.11. The device according to claim 10, characterized in that the further sensor ( 19 ) optically determines the quantities associated with the blood flows or the blood flow velocities according to the Doppler effect with coherent light. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Sensor (19) die mit den Blutflüssen bzw. den Blutflussgeschwindigkeiten verknüpften Größen nach dem Dopplereffekt akustisch mit Ultraschall bestimmt.12. The device according to claim 10, characterized in that the further sensor ( 19 ) determines the quantities associated with the blood flows or the blood flow velocities acoustically using ultrasound according to the Doppler effect. 13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Signalverarbeitungseinheit (15) die Blutflüsse bzw. die Blutflussgeschwindigkeiten aus den Nulldurchgängen des empfangenen Sensorsignals bestimmt werden (29), (30).13. The apparatus according to claim 10, characterized in that in the signal processing unit ( 15 ) the blood flows or the blood flow velocities are determined from the zero crossings of the received sensor signal ( 29 ), ( 30 ). 14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Signalverarbeitungseinheit (15) die Blutflüsse bzw. die Blutflussgeschwindigkeiten durch Momentenbildung der Spektrogramme des empfangenen Sensorsignals bestimmt wird, wobei die Spektrogramme über eine Fouriertransformation, Kurvenanpassung oder mittels parametrischer Verfahren geschätzt werden können (29), (30).14. The device according to claim 10, characterized in that in the signal processing unit ( 15 ) the blood flows or the blood flow velocities are determined by torque formation of the spectrograms of the received sensor signal, the spectrograms being able to be estimated via a Fourier transformation, curve fitting or by means of parametric methods ( 29 ), ( 30 ). 15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Signalverarbeitungseinheit (15) die harmonischen Komponenten der Blutflüsse bzw. die Blutflussgeschwindigkeiten durch eine Fouriertransformation, Kurvenanpassung oder mittels parametrischer Verfahren geschätzt werden (30).15. The device according to claim 10, characterized in that in the signal processing unit ( 15 ) the harmonic components of the blood flows or the blood flow velocities are estimated by a Fourier transformation, curve fitting or by means of parametric methods ( 30 ). 16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein kardiovaskulärer Parameter bestimmt wird, indem mit einem weiteren nichtinvasiven Sensor (19) der Gefäßradius mit den Mitteln der optischen Tomographie gemessen wird.16. The device according to claims 1 or 10, characterized in that a cardiovascular parameter is determined by measuring the vessel radius with the means of optical tomography with a further non-invasive sensor ( 19 ). 17. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein kardiovaskulärer Parameter bestimmt wird, indem mit einem weiteren nichtinvasiven Sensor (19) der Gefäßradius nach dem Ultraschall-Echoverfahren gemessen wird.17. The device according to claims 1 or 10, characterized in that a cardiovascular parameter is determined by measuring the vessel radius according to the ultrasound echo method with a further non-invasive sensor ( 19 ). 18. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensorgeräte (4) mit dem Hauptgerät (1) kabellos telemetrisch kommunizieren.18. Device according to claims 1 or 10, characterized in that the sensor devices ( 4 ) with the main device ( 1 ) communicate wirelessly telemetrically. 19. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (11), (12), (19) zur Signaloptimierung automatisch und/oder manuell über geeigneten Blutgefäßen am Lebewesen positioniert werden.19. Device according to claims 1 or 10, characterized in that the sensors ( 11 ), ( 12 ), ( 19 ) for signal optimization are automatically and / or manually positioned on the living being via suitable blood vessels. 20. Vorrichtung nach Anspruch 23 dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung der Sensoren (11), (12), (19) mit einer mechanischen Bewegung (36)-(40) erfolgt, die über einen digitalen Regelalgorithmus (31) geregelt werden kann (21).20. The apparatus according to claim 23, characterized in that the positioning of the sensors ( 11 ), ( 12 ), ( 19 ) with a mechanical movement ( 36 ) - ( 40 ), which can be controlled via a digital control algorithm ( 31 ) ( 21 ). 21. Vorrichtung nach Anspruch 23 dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoren (11), (12), (19) je eine Matrixstruktur (41) bilden, die über einen digitalen Regelalgorithmus (31) angesteuert werden kann (21). 21. The apparatus according to claim 23, characterized in that the sensors ( 11 ), ( 12 ), ( 19 ) each form a matrix structure ( 41 ) which can be controlled ( 21 ) via a digital control algorithm ( 31 ). 22. Vorrichtung nach Anspruch 23 dadurch gekennzeichnet, dass die optischen Sensoren (11), (12), (19) über Lichtführungsvorrichtungen (42) an die Haut angekoppelt werden, bei der ein Lichtführungselementepaar zum Beispiel über verstellbare Spiegel (45), über LCD-Shutter (48) oder Bragg-Zellen ausgewählt wird.22. The apparatus according to claim 23, characterized in that the optical sensors ( 11 ), ( 12 ), ( 19 ) via light guide devices ( 42 ) are coupled to the skin, in which a pair of light guide elements, for example via adjustable mirrors ( 45 ), via LCD -Shutter ( 48 ) or Bragg cells is selected.
DE10033171A 2000-07-07 2000-07-07 Device for non-invasive, stress-free blood pressure measurement has non-invasive sensor device, signal processing unit for deriving blood flow/blood flow rate at least five times per second Withdrawn DE10033171A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10033171A DE10033171A1 (en) 2000-07-07 2000-07-07 Device for non-invasive, stress-free blood pressure measurement has non-invasive sensor device, signal processing unit for deriving blood flow/blood flow rate at least five times per second

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10033171A DE10033171A1 (en) 2000-07-07 2000-07-07 Device for non-invasive, stress-free blood pressure measurement has non-invasive sensor device, signal processing unit for deriving blood flow/blood flow rate at least five times per second

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10033171A1 true DE10033171A1 (en) 2002-01-17

Family

ID=7648202

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10033171A Withdrawn DE10033171A1 (en) 2000-07-07 2000-07-07 Device for non-invasive, stress-free blood pressure measurement has non-invasive sensor device, signal processing unit for deriving blood flow/blood flow rate at least five times per second

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE10033171A1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1424037A1 (en) * 2002-11-29 2004-06-02 Ela Medical Device for non-invasive measurement of arterial pressure, especially for the continuous ambulatory tracking of arterial pressure
EP1484010A2 (en) * 2003-06-02 2004-12-08 Cyberfirm Inc. Laser blood-flow meter and system for monitoring bio-data
AT501698A1 (en) * 2005-03-18 2006-10-15 Felix Dipl Ing Dr Himmelstoss Multi-pulse analysis device comprises light emitting diodes as transmission diodes, and light receiving diodes
WO2007017661A1 (en) * 2005-08-09 2007-02-15 Tarilian Consulting Limited A device for measuring blood pressure
ES2336997A1 (en) * 2008-10-16 2010-04-19 Sabirmedical, S.L. System and apparatus for the non-invasive measurement of blood pressure
DE102006014465B4 (en) * 2005-04-11 2016-08-04 Dailycare Biomedical Inc. Apparatus and method for pulse detection

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4105457A1 (en) * 1991-02-21 1992-09-03 Seca Gmbh Non-invasive continuous blood pressure measurement - applying pressure on outside of human body to relieve artery and compute blood pressure
US5241564A (en) * 1989-08-30 1993-08-31 Digital Equipment Corporation Low noise, high performance data bus system and method
DE19829544C1 (en) * 1998-07-02 2000-01-27 Peter Elter Arrangement for noninvasive blood pressure measurement enables accurate and robust measurement with a minimal number of initial calibration measurements

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5241564A (en) * 1989-08-30 1993-08-31 Digital Equipment Corporation Low noise, high performance data bus system and method
DE4105457A1 (en) * 1991-02-21 1992-09-03 Seca Gmbh Non-invasive continuous blood pressure measurement - applying pressure on outside of human body to relieve artery and compute blood pressure
DE19829544C1 (en) * 1998-07-02 2000-01-27 Peter Elter Arrangement for noninvasive blood pressure measurement enables accurate and robust measurement with a minimal number of initial calibration measurements

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1424037A1 (en) * 2002-11-29 2004-06-02 Ela Medical Device for non-invasive measurement of arterial pressure, especially for the continuous ambulatory tracking of arterial pressure
FR2847795A1 (en) * 2002-11-29 2004-06-04 Ela Medical Sa DEVICE FOR NON-INVASIVE MEASUREMENT OF BLOOD PRESSURE, PARTICULARLY FOR CONTINUOUS AMBULATORY MONITORING OF BLOOD PRESSURE
EP1484010A2 (en) * 2003-06-02 2004-12-08 Cyberfirm Inc. Laser blood-flow meter and system for monitoring bio-data
EP1484010A3 (en) * 2003-06-02 2005-02-09 Cyberfirm Inc. Laser blood-flow meter and system for monitoring bio-data
US7096058B2 (en) 2003-06-02 2006-08-22 Cyberfirm Inc. Laser blood-flow meter and system for monitoring bio-data
AT501698A1 (en) * 2005-03-18 2006-10-15 Felix Dipl Ing Dr Himmelstoss Multi-pulse analysis device comprises light emitting diodes as transmission diodes, and light receiving diodes
AT501698B1 (en) * 2005-03-18 2007-04-15 Felix Dipl Ing Dr Himmelstoss Multi-pulse analysis device comprises light emitting diodes as transmission diodes, and light receiving diodes
DE102006014465B4 (en) * 2005-04-11 2016-08-04 Dailycare Biomedical Inc. Apparatus and method for pulse detection
WO2007017661A1 (en) * 2005-08-09 2007-02-15 Tarilian Consulting Limited A device for measuring blood pressure
ES2336997A1 (en) * 2008-10-16 2010-04-19 Sabirmedical, S.L. System and apparatus for the non-invasive measurement of blood pressure
WO2010043728A1 (en) * 2008-10-16 2010-04-22 Sabirmedical, S.L. System and apparatus for the non-invasive measurement of blood pressure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69523150T2 (en) DEVICE AND METHOD FOR MEASURING AN INDUCED FAULT TO DETERMINE A PHYSIOLOGICAL PARAMETER
DE60035214T2 (en) METHOD FOR MEASURING AN INDUCED INTERFERENCE FOR DETERMINING A PHYSIOLOGICAL PARAMETER
EP0467853B1 (en) Device and method for the measurement of blood pressure
DE69618654T2 (en) DEVICE AND METHOD FOR MEASURING AN INDUCED FAULT TO DETERMINE THE BLOOD PRESSURE
DE69936691T2 (en) Diagnostic system and method for coronary artery disease
DE69434152T2 (en) DEVICE FOR ASSESSING AID OF THE CARDIOVASCULAR STATE OF A PATIENT
DE60315596T2 (en) VENOUS PULSE OXIMETRY
US7672706B2 (en) Systems and methods for measuring pulse wave velocity with an intravascular device
JP7061604B2 (en) Ultrasonic blood flow monitoring method
DE2539576A1 (en) OPHTHALMODYNAMOMETER
DE10209027A1 (en) Amount of blood measurement used in medical facility involves computing amount of pumped blood based on presumed systolic pressure value measured sequentially during shrinkage and extended period
DE102006018788A1 (en) Apparatus for evaluating cardiovascular functions and for providing indices in response to health conditions
DE1150177B (en) Device for continuous measurement of arterial blood pressure
EP3125743B1 (en) Method for determining blood pressure in a blood vessel and device for carrying out said method
Pant et al. A novel approach to acquire the arterial pulse by finger plethysmography using fiber Bragg grating sensor
EP2473101B1 (en) Device for the non-invasive determination of arterial blood pressure
DE19829544C1 (en) Arrangement for noninvasive blood pressure measurement enables accurate and robust measurement with a minimal number of initial calibration measurements
DE69634901T2 (en) DEVICE FOR MEASURING INDUCED INTERFERENCE TUNES FOR DETERMINING THE PHYSIOLOGICAL STATE OF THE HUMAN ARTERY SYSTEM
DE10033171A1 (en) Device for non-invasive, stress-free blood pressure measurement has non-invasive sensor device, signal processing unit for deriving blood flow/blood flow rate at least five times per second
DE60307448T2 (en) DEVICE AND METHOD FOR MEASURING THE VASCULAR IMPEDANCE
DE69532610T2 (en) AUTOMATICALLY ACTIVATED BLOOD PRESSURE MEASURING DEVICE
EP3316768B1 (en) Device and method for monitoring and measuring the autoregulation mechanism of the blood pressure in a living being
EP0771546B1 (en) Method for detection of blood flow and/or intra- and/or extracorporal flowing liquid in a biological tissue
US20220386985A9 (en) Ultrasound Blood-Flow Monitoring
DE10249863A1 (en) Non-invasive blood pressure measurement method in which the difference between a signal measured using an impedance cardiograph and that determined using an optical or acoustic peripheral pulse wave is determined

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee
8170 Reinstatement of the former position
8127 New person/name/address of the applicant

Owner name: MUELLER-GLASER, KLAUS D., PROF.DR.-ING., 76131 KARL

Owner name: LUTTER, NORBERT, DR., 91054 ERLANGEN, DE

Owner name: ELTER, PETER, DR.-ING., 69190 WALLDORF, DE

Owner name: STORK, WILHELM, DR., 76131 KARLSRUHE, DE

8181 Inventor (new situation)

Inventor name: INVENTOR IS APPLICANT

R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20120201