DE10061189A1 - Verfahren zur kontinuierlichen, nicht-invasiven Bestimmung des arteriellen Blutdrucks - Google Patents
Verfahren zur kontinuierlichen, nicht-invasiven Bestimmung des arteriellen BlutdrucksInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen Bestimmung des arteriellen Blutdrucks durch Messung der Pulswellenlaufzeit (PTT), bei dem an wenigstens zwei Körperbereichen eines Patienten Messsignale abgenommen werden, aus der Zeitdifferenz zwischen korrespondierenden Punkten der beiden Signale die Pulswellenlaufzeit bestimmt und daraus ein Wert für den Blutdruck abgeleitet wird. Um die Genauigkeit zu verbessern und die Anwendung gleichzeitig zu vereinfachen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass jeder Sensor mit wenigstens zwei Elektroden (1, 2; 3, 4) ein die Impedanz in dem Körperbereich repräsentierendes Messsignal aufnimmt, aus den Messsignalen in den beiden Körperbereichen Pulswellenlaufzeit bestimmt und daraus der mittlere arterielle Blutdruck bestimmt wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren läßt sich auf einfache Weise, mit standardgemäßen Elektroden, die Pulswellenlaufzeit bestimmen und daraus der mittlere arterielle Blutdruck und schließlich auch der systolische und der diastolische Blutdruck bestimmen.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontinuierlichen,
nicht-invasiven Bestimmung des arteriellen Blutdrucks durch
Messung der Pulswellenlaufzeit (PTT: Puls Transition Time), bei
dem an wenigstens zwei Körperbereichen eines Patienten Messsi
gnale abgenommen werden, aus der Zeitdifferenz zwischen korre
spondierenden Punkten der beiden Signale die Pulswellenlaufzeit
bestimmt und daraus ein Wert für den Blutdruck abgeleitet wird.
Ein derartiges Verfahren ist zum Beispiel aus WO 00/10453 be
kannt. Bei dem bekannten Verfahren wird die durch den Herzschlag
verursachte Pulswelle an zwei voneinander entfernten Stellen des
Körpers eines Patienten erfasst, wobei hierzu druckempfindliche
Sensoren verwendet werden, die den Ausschlag an der Hautoberflä
che, der durch den Herzschlag und die resultierende Druckwelle
erzeugt wird, aufnehmen. Das von zwei entfernt zueinander an der
Haut des Patienten aufgenommene Messsignal wird jeweils einer
Zeitableitung unterzogen und anschließend die Pulswellenlaufzeit
durch Bestimmung der zeitlichen Verschiebung zwischen charak
teristischen Punkten der Messsignalverläufe bestimmt. Aus der
Pulswellenlaufzeit lässt sich, nachdem eine Kalibrationskonstan
te bestimmt ist, ein Maß für den mittleren arteriellen Blutdruck
ableiten.
Ein solches Verfahren zur kontinuierlichen Messung und Überwa
chung des Blutdrucks eines Patienten ist unzuverlässig und kann
erhebliche Ungenauigkeiten aufweisen, da bereits geringfügige
Bewegungen des Patienten die Messsignale der Sensoren verfäl
schen können.
Andere Verfahren zur Bestimmung des Blutdrucks auf Grundlage der
Pulswellenlaufzeit benutzen als Sensoren Photoplethysmographen
oder Ultraschall-Doppler. Mit den Letzteren lassen sich praxis
taugliche Ergebnisse erzielen, der Aufwand bei der Plazierung
der Schallköpfe und die Einsatzkosten sind jedoch zu hoch, um
für den klinischen Alltag tauglich zu sein. Photoplethysmogra
phen sind vergleichsweise kostengünstig, sie sind jedoch auf das
Registrieren von Volumenpulsen der die Haut versorgenden peri
pheren Arterien (Arterien vom muskulären Typ) beschränkt. Der
Volumenpuls der Arterien vom muskulären Typ ist aber durch die
vom Herzen aus gesehene starke Verengung der Gefäße etwa um den
Faktor 2.500 durch Reflexionen und Überlagerungen stark ver
zerrt so dass die Berechnung der Pulswellengeschwindigkeit zu
ungenau wird. Ein weiterer Nachteil der Bestimmung der Pulswel
lenlaufzeit mittels Photoplethysmographen liegt darin, dass die
Durchblutung der terminalen Strombahn in kritischen Kreislaufsi
tuationen (zum Beispiel Zentralisierung bei Schock) oder bei
Kälte (kalte Hände) sehr stark eingeschränkt ist, so dass in
solchen Situationen gar kein Signal mehr registrierbar ist, was
besonders unbefriedigend ist, da gerade in kritischen Situatio
nen präzise Werte für den Blutdruck benötigt werden.
In dem Artikel "Clinical evaluation of continuous non-invasive
blood pressure monitoring: Accuracy and tracking capabilities",
Christopher C. Young et al., Journal of Clinical Monitoring,
Vol. 11, No. 4, Juli 1995, Seiten 245-252, wurde die Genauigkeit
der Blutdruckmessung über die Pulswellenlaufzeit, die mittels
zwei entfernt am Körper angeordneten photometrischen Zellen
bestimmt wurde, mit den gleichzeitig aufgenommenen Ergebnissen
einer invasiven Blutdruckmessung verglichen. Die invasive Blut
druckmessung, die mit einem an einem Katheter in eine Arterie
eingeführten Sensor arbeitet, ist die derzeit präziseste zur
Verfügung stehende Methode, da es sich um eine direkte Messung
der interessierenden Parameter handelt. Die Präzision der direk
ten Messung ist jedoch aufgrund der Probleme durch Eigenfrequenz
und Dämpfung des Systems Gegenstand kontroverser Diskussionen.
Gleichwohl zeigt die Gegenüberstellung in dem genannten Artikel,
dass die über die Pulswellenlaufzeit, bestimmt durch photome
trische Pulssensoren, ermittelten Blutdruckwerte oft nicht gut
mit den präziseren invasiv gemessenen Blutdruckwerten überein
stimmen und darüberhinaus in einem relativ längeren Zeitraum gar
nicht verfügbar sind. Desweiteren wird nicht die Pulswellenlauf
zeit in zentralen Arterien (Arterien vom elastischen Typ) er
fasst, die den zu bestimmenden Paramter (zentraler Blutdruck)
widerspiegelt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur
kontinuierlichen Bestimmung des arteriellen Blutdrucks durch
Messung der Pulswellenlaufzeit so zu verbessern, dass das Ver
fahren verlässlich und präzise arbeitet und mit geringem Aufwand
anwendbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die kennzeichnenden Merkmale
des Patentanspruchs 1 in Verbindung mit dessen Oberbegriff.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unter
ansprüchen aufgeführt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in wenigstens zwei Körper
bereichen, vorzugsweise am Thorax und am Unterschenkel, ein die
Impedanz repräsentierendes Messsignal aufgenommen. Die Impedanz
läßt sich z. B. einfach mit vier auf die Haut aufgeklebten Elek
troden, die von einer Steuer- und Auswerteeinheit betrieben
werden, bestimmen. Es ist bekannt, dass Impedanzänderungen Ände
rungen des Flüssigkeitsgehaltes in dem untersuchten Körperbereich
widerspiegeln, so dass der zeitliche Verlauf der Impedanz
dazu geeignet ist, durch Vergleich von wenigstens zwei die Impe
danz repräsentierenden Messsignalen, die an voneinander entfern
ten Stellen aufgenommen werden, die Pulswellenlaufzeit zu be
stimmen.
Vorzugsweise wird die Zeitableitung der aufgenommenen Messsigna
le gebildet, und es werden lokale Extremwerte, z. B. Maxima in
den Zeitableitungen bestimmt, die den Punkten maximaler Steigung
der Impedanz entsprechen, und aus der zeitlichen Verschiebung
dieser Maxima gegeneinander ein Wert für die Pulswellenlaufzeit
bestimmt. Ferner können die aufgenommenen Messsignale bzw. deren
Zeitableitungen dazu verwendet werden, um die Herzzyklusdauer zu
bestimmen.
Werden je zwei Sensoren z. B. im Bereich des Thorax und im Be
reich des Unterschenkels angebracht und aus charakteristischen
Punkten der Impedanzverläufe die Pulswellenlaufzeit bestimmt, so
erhält man die Pulswellenlaufzeit der zentralen Strombahn. Die
Verzerrung der Druck- und Stromkurven ist in diesem Bereich
vergleichsweise gering, so dass die Präzision des Verfahrens
mindestens im Bereich der bisher präzisesten Verfahren, nämlich
der invasiven Messung mittels Katheter, liegt.
Aus der Pulswellenlaufzeit lässt sich nach geeigneter Kalibra
tion unmittelbar der mittlere arterielle Blutdruck bestimmen.
Mit dem Verfahren der vorliegenden Erfindung können darüberhin
aus auch die Werte des systolischen und des diastolischen Blut
drucks bestimmt werden, wobei die dabei verwendeten Beziehungen
in der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung darge
stellt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft, da mit
der Impedanz ein einfach und verlässlich messbarer Parameter
verwendet wird, der einfach mit jeweils zwei standardmäßig und
kostengünstig zur Verfügung stehenden Elektroden aufgenommen
werden kann. Die Beeinträchtigung des Patienten ist, anders als
bei invasiven Methoden oder der Messung über eine permanent
anliegende Druckmanschette, minimal. Darüber hinaus ist die
Messung robust und wenig störanfällig und liefert auch in kriti
schen Situationen mit einhergender mangelnder Durchblutung der
terminalen Strombahn verlässliche Blutdruckwerte.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen
in den Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Druckverlaufs während
eines Herzzyklus ist;
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens ist;
Fig. 3 eine schematische Darstellung der aufgenommenen Mess
signale ist;
Fig. 4 Darstellungen des Druckverlaufs während eines Herzzyklus
in verschiedenen Bereichen mit zunehmender Entfernung
vom Herzen sind;
Fig. 5 ein Graph ist, in dem die mit der vorliegenden Erfindung
gemessenen Blutdruckwerte mit invasiv gemessenen Werten
verglichen sind.
Gemäß Fig. 2 und 3 wird bei dem vorliegenden Verfahren mit
zwei Elektroden 1 und 2, die auf Abstand zueinander in einem
ersten Körperbereich, vorzugsweise wie dargestellt am Thorax
angebracht sind, und mit zwei Elektroden 3 und 4, die auf Ab
stand zueinander vorzugsweise am Unterschenkel angebracht sind,
jeweils der Wechselstromwiderstand Z (bzw. ein die Impedanz
repräsentierendes Messsignal) zwischen den Elektroden der beiden
Elektrodenpaare 1, 2 und 3, 4 als Messkurve aufgenommen. Dazu
wird über die weiteren Elektroden 5, 6 am Kopf und Fuß des Pa
tienten eine schwache, hochfrequente Wechselspannung angelegt
wird, so dass zwischen den Elektrodenpaaren 1, 2 und 3, 4 je
weils eine Spannung aufnehmbar ist.
In der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung wird zunächst die Zeit
ableitung dZ/dt der aufgenommenen Messsignale gebildet und die
Zeitableitungen dann verschiedenen Filterungen unterzogen, näm
lich in einem 50 Hz Bandsperrfilter 12, einem 5 Hz Hochpassfil
ter 14 und einem 16 Hz Tiefpassfilter 16, wonach die Signale in
einer Analog/Digital-Wandlereinrichtung 18 einer A/D-Wandlung
unterzogen werden. In der Steuer- und Auswerteeinheit 20, die
vorzugsweise durch einen geeignet programmierten Computer gebil
det wird, werden die aufgenommenen Messsignale verschiedenen
Untersuchungen und Verarbeitungen zugeführt.
In der Steuer- und Auswerteeinheit 20 sind die aufeinanderfol
genden Auswerteschritte schematisch wie in einem Flussdiagramm
dargestellt. In Schritt 22 werden die Zeitableitungen der aufge
nommenen Impedanzfunktionen nach lokalen Extremwerten abgesucht.
In Schritt 24 erfolgt eine weitere Mustererkennung, um charak
teristische Punkte in den Kurvenverläufen sicher zu identifizie
ren. Durch Bestimmen von Maxima in den Zeitableitungen lassen
sich z. B. die Punkte des maximalen Anstiegs in der Impedanzfunk
tion auffinden.
Zur Bestimmung der Pulswellenlaufzeit PTT wird innerhalb jedes
Herzzyklus jeweils aus den die Impedanz repräsentierenden Mess
signalen in den gewählten Körpersegmenten (vorzugsweise Thorax
und Unterschenkel) ein charakteristischer Punkt bestimmt (z. B.
lokales Maximum in der Ableitung des Messsignals nach der Zeit,
was dem Punkt maximaler Steigung im Impedanzsignal entspricht).
Durch. Bestimmung der zeitlichen Verschiebung zwischen den cha
rakteristischen Punkten wird, wie in Fig. 3 illustriert ist,
die Pulswellenlaufzeit PTT bestimmt.
Die Berechnung von mittelerem, diastolischem und systolischem
Blutdruck, wobei die Verfahrensweisen weiter unten beschrieben
werden, erfolgt in Schritt 30. Dabei gehen mit 32 bezeichnete
Kalibrationskonstanten ein. Die Ergebnisse werden schließlich
auf einem Anzeigeschirm 40 dargestellt.
In der dargestellten Ausführungsform können aufgrund der mit den
weiteren Elektroden 5 am Kopf und 6 am Fuß des Patienten ange
legten hochfrequenten schwachen Wechselspannung über die Elek
trodenpaare 1, 2 und 3, 4 Spannungen abgegriffen und dadurch die
Impedanzen der zwischen den Elektroden 1, 2 und 3, 4 liegenden
Körpersegmente repräsentierende Messsignale abgeleitet werden.
Ferner ist es in dieser Ausführungsform möglich über die Elek
troden 1, 2 am Thorax eine EKG-Kurve aufzunehmen. Die zusätzli
che Aufnahme einer EKG-Kurve ermöglicht es, weitere Parameter,
wie etwa die Pre-ejection Periode (PEP) und die Herzzyklusdauer,
durch Vergleich von EKG-Kurve mit den Zeitableitungen der Impe
danzkurven zu bestimmen. Auch kann mittels der EKG-Kurve und
einer Messignalkurve eine Abschätzung für die Pulswellenlaufzeit
gewonnen werden, falls das andere Messsignal aufgrund einer
Störung nicht auswertbar ist.
Die Bestimmung des mittleren arteriellen Blutdrucks MAP aus der
Pulswellenlaufzeit PTT kann in folgender Weise vorgenommen wer
den. Es ist bekannt, dass das Elastizitätsmodul und die Druck
änderung in einem festen Verhältnis zueinander stehen, dass
durch folgende Gleichungen beschrieben wird:
Dabei ist:
C: Pulswellengeschwindigkeit
r: Lumenradius
E: Elastizitätsmodul
h: Wanddicke
V: arterielles Volumen
P: Druck
ρ: Blutdichte
PTT: Pulswellenlaufzeit
d: Distanz
C: Pulswellengeschwindigkeit
r: Lumenradius
E: Elastizitätsmodul
h: Wanddicke
V: arterielles Volumen
P: Druck
ρ: Blutdichte
PTT: Pulswellenlaufzeit
d: Distanz
Unter der Annahme, dass h, V, r, ρ während einer kurzen Beobach
tungszeit von einigen Stunden näherungsweise als konstant ange
sehen werden können, lassen sich die Formeln zu
ΔP = const.c2
vereinfachen. Die Pulswellengeschwindigkeit ist natürlich zu der
Pulswellenlaufzeit umgekehrt proportional, so dass:
gilt.
Dieser Zusammenhang zwischen dem mittleren arteriellen Blutdruck
MAP und der Pulswellenlaufzeit PTT wurde schon 1922 von Bramwell
beschrieben und später von Wetterer experimentell geprüft.
Der mittlere arterielle Blutdruck ergibt sich mittels oszillome
trischer Druckmessung p0 durch den Kalibrationsfaktor k:
k = p0.PTT2.
Im Folgenden wird gezeigt, wie sich mit dem Verfahren auch der
diastolische und der systolische Blutdruck bestimmen lässt.
Fig. 4 zeigt die Druckverläufe entlang dem arteriellen Haupt
rohr bei einem jüngeren Erwachsenen. Man bezeichnet das Druckmi
nimum am Ende des Herzzyklus als diastolischen Druck, das Druck
maximum im Verlauf der Blutauswurfsphase des Herzens als systo
lischen Druck.
Elastizität und Querschnitt der Arterien verringern sich mit
wachsendem Abstand vom Herzen. Dadurch erhöht sich der Druckwel
lenwiderstand, der zur systolischen Druckerhöhung führt, was
sich auch an Fig. 4 ablesen lässt. Das Ausmaß der Druckerhöhung
ist individuell unterschiedlich und verändert sich z. B. mit dem
Alter des Menschen.
Der mittlere arterielle Blutdruck MAP wird bei bekanntem Druck
verlauf als Integral über den Druckverlauf über die Zeitdauer
eines Herzzyklus bestimmt. Gewinnt man die Druckverlaufskurve
aus einer Arterie einer Extremität (üblich ist etwa A. radialis
oder A. femoralis), so ergibt sich durch die systolische Druck
erhöhung für den systolischen Druck ein zu hoch und für den
mittleren und diastolischen arteriellen Druck ein zu klein ge
schätzter Wert.
Ist andererseits der mittlere arterielle Blutdruck MAP bekannt,
wie beim vorliegenden Verfahren aus der Bestimmung der Pulswel
lenlaufzeit PTT, so kann für die Bestimmung des zentralen (herz
nahen) systolischen und diastolischen Drucks ein festes Verhält
nis zum MAP angenommen werden: Der herznahe Druckverlauf lässt
sich durch einen linearen Anstieg des Druckes von diastolisch
auf systolisch, gefolgt von einem linearen Abfall wieder auf den
diastolischen Wert innerhalb des Herzzyklus annähern. Dieser
näherungsweise Verlauf ist schematisch in Fig. 1 dargestellt.
Das Integral ergibt sich dann näherungsweise als
mit:
p = arterieller Druckverlauf
Δp = Druckamplitude
psys = systolischer Blutdruck
pdia = diastolischer Blutdruck
EP = Volumenauswurfzeit des Herzens
RR = Herzzyklusdauer.
p = arterieller Druckverlauf
Δp = Druckamplitude
psys = systolischer Blutdruck
pdia = diastolischer Blutdruck
EP = Volumenauswurfzeit des Herzens
RR = Herzzyklusdauer.
Legt man statt des hier betrachteten herznahen Druckverlaufs,
wie er in Fig. 1 dargestellt ist, einen herzfernen Druckverlauf
zugrunde, so ergibt sich statt des arithmetischen Mittels in der
obigen Beziehung ein gewichtetes Mittel, das durch Kalibrierung
bestimmt werden kann.
Zur Bestimmung der Blutdruckamplitude wird näherungsweise an
genommen, dass das Elastizitätsmodul des arteriellen Gefäßsy
stems im betrachteten Abschnitt konstant sei:
Δp ∝ ΔV
mit ΔV = Volumenänderung im System.
Ausgehend vom diastolischen Druck pdia kommt es mit jedem Herz
schlag zu einer systolischen Volumenänderung ΔVsys, die durch das
Herzschlagvolumen SV innerhalb der Volumenauswurfzeit EP des
Herzens abzüglich des ausströmenden Volumens k2.EP.MAP gegeben
ist, wodurch der arterielle Blutdruck um Δpsys auf den systoli
schen Wert psys steigt:
ΔVsys = SV - k2.EP.MAP
Δpsys ∝ SV - k2.EP.MAP
psys = pdia + k1.(SV - k2.EP.MAP)
wobei k1, k2 Kalibrationskonstanten sind.
Ferner kommt es zu einem Volumenausstrom ΔVdia, da das Blut ge
trieben vom MAP gegen den Strömungswiderstand TPR (Total Peri
pheral Resistance) kontinuierlich aus dem arteriellen in das
venöse Gefäßsystem fließt. Der TPR kann innerhalb eines Herzzy
klus als konstant angenommen werden. Der im Folgenden betrachte
te Zeitraum umfasst eine Herzzyklusdauer RR. Es kommt ausgehend
vom systolischen Blutdruck durch den Volumenverlust zu einem
Druckabfall um ΔPdia Proportional zur Verringerung des Volumens:
ΔVdia ∝ MAP.(RR - EP)
ΔVdia ∝ MAP.(RR - EP)
Δpdia ∝ MAP.(RR - EP)
pdia = psys - k2.MAP.(RR - EP)
Dabei ist die Blutdruckamplitude immer auf den diastolischen
Druck des vorhergehenden Herzzyklus aufgelagert.
Δpdia und Δpsys sind äquivalente Ausdrücke für die Blutdruckam
plitude. Die Konstanten k1 bzw. k2 in den obigen Formeln erhält
man durch oszillometrische Kalibrierung. Aus der obigen Be
schreibung ergibt sich, dass die mit zwei Alternativen berech
nete Blutdruckamplitude ΔPdia und ΔPsys lediglich geeignet um den
mittels PTT bestimmten Mittelwert MAP zentriert werden muss, um
den systolischen und den diastolischen Druck zu erhalten, wobei
folgende zwei Berechnunsgmöglichkeiten gegeben sind:
psys = pdia + k1.(SV - k2.EP.MAP)
= MAP + k1.(SV - k2.EP.MAP).γ1
pdia = psys - k1.(SV - k2.EP.MAP)
= MAP - k1.(SV - k2.EP.MAP).(γ1 - 1) (1)
pdia = psys - k2.MAP.(RR - EP)
= MAP - γ2.k2.MAP.(RR - EP)
= MAP.(1 - k2.γ2.(RR - EP)))
psys = MAP.(1 + k2.(RR - EP).(1 - 2γ2))
wobei γ1, γ2 Gewichtungsfaktoren sind.
Nimmt man eine von der in Fig. 1 dargestellten abweichende
Druckkurve an, gehen die Gewichtungsfaktoren in die Kalibration
mit ein.
Beide oben aufgeführten Alternativen (1) und (2) zur Bestimmung
von pdia und sind gleichwertig und sind alternativ anwendbar.
Fig. 5 zeigt die über einen längeren Zeitraum aufgenommenen
Blutdruckwerte, die gemäß dem vorliegenden Verfahren bestimmt
wurden, im Vergleich mit invasiv, mit einem in der Arterie an
geordneten Drucksensor bestimmten Blutdruckwerten. Die Daten in
beiden Messreihen wurden durch gleitende Mittelung geglättet.
Die Daten wurden während einer Narkose-Einleitung aufgenommen,
die für den starken Blutdruckabfall verantwortlich ist. Auch ist
der periodische Einfluss der Atmung auf den Blutdruck erkennbar,
und zwar auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, was die Ge
nauigkeit und das gute Auflösungsvermögen des erfindungsgemäßen
Verfahrens belegt.
Der Vergleich in Fig. 5 zeigt, dass das vorliegende Verfahren
Ergebnisse liefert, die mit den invasiv gemessenen sehr gut
übereinstimmen. Die vorliegende Erfindung erlaubt daher mit sehr
viel geringerem Aufwand, und für den Patienten weit weniger
unangenehm, als die invasiven Verfahren eine kontinuierliche
Blutdrucküberwachung durchzuführen, deren Messgenauigkeit und
Verlässlichkeit mit der von invasiven Verfahren vergleichbar
ist.
Claims (18)
1. Verfahren zur kontinuierlichen Bestimmung des arteriellen
Blutdrucks durch Messung der Pulswellenlaufzeit (PTT), bei
dem an wenigstens zwei Körperbereichen eines Patienten Mess
signale abgenommen werden, aus der Zeitdifferenz zwischen
korrespondierenden Punkten der beiden Signale die Pulswel
lenlaufzeit bestimmt und daraus ein Wert für den Blutdruck
abgeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Sensor
mit wenigstens zwei Elektroden (1, 2; 3, 4) ein die Impedanz
in dem Körperbereich repräsentierendes Messsignal aufnimmt,
aus den Messignalen in den beiden Körperbereichen Pulswel
lenlaufzeit bestimmt und daraus der mittlere arterielle
Blutdruck bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein
die Impedanz repräsentierendes Messsignal im Bereich des
Thorax und ein weiteres weiter peripher (herzfern), etwa im
Bereich des Unterschenkels, aufgenommen wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die Zeitableitung der aufgenommenen
Messsignale gebildet und lokale Extremwerte in den Zeitab
leitungen bestimmt werden, um aus der Verschiebung der Maxi
ma bzw. Minima einen Wert für die Pulswellenlaufzeit zu
bestimmen.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die aufgenommenen Messsignale dazu
verwendet werden, um die Herzzyklusdauer (RR) zu bestimmen.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass zwei weitere Elektroden (5, 6) angelegt
werden, mit denen über die beiden Körperbereiche eine Wech
selspannung angelegt wird, und dass mit den beiden Elektro
den (1, 2; 3, 4) jedes Sensors die resultierenden Spannungen
abgegriffen und die Impedanzen in den Körperbereichen re
präsentierende Werte bestimmt werden.
6. Verfahren nach Ansprüche 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
weiteren Elektroden (5, 6) mit verschiedenen Wechselstrom
frequenzen beaufschlagt werden und ein mittlerer Wert für
die Impedanzen aus den Messungen bei verschiedenen Frequen
zem bestimmt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet,
dass die weiteren Elektroden (5, 6) an Kopf und Fuß des
Patienten angebracht werden.
8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet,
dass mit den Elektroden (1, 2, 3, 4) wenigstens eine EKG-
Kurve aufgenommen wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die
EKG-Kurve dazu verwendet wird, um die Herzzyklusdauer RR zu
bestimmen.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,
dass die EKG-Kurve und eines der Messsignale dazu verwendet
werden, eine Abschätzung für die Pulswellenlaufzeit zu er
halten, falls aufgrund einer Störung nur ein Messsignal zur
Verfügung steht.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass der mittlere arterielle Blutdruck durch
die Beziehung MAP = k/PTT2 aus der Pulswellenlaufzeit PTT
bestimmt wird, wobei k eine oszillometrisch bestimmte Kali
brationskonstante ist.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass auf Grundlage der aus den Messsignalen
abgeleiteten Werte für den mittleren arteriellen Blutdruck
MAP und der Herzzyklusdauer RR Werte für den systolischen
und den diastolischen Blutdruck abgeleitet werden.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der
systolische Blutdruck auf Grundlage der Beziehung
psys = pdia + k1.(SV - k2.EP.MAP) = MAP + k1.(SV - k2.EP.MAP).γ1
und der diastolische Blutdruck auf Grundlage der Beziehung
pdia = psys - k1.(SV - k2.EP.MAP) = MAP - k1.(SV - k2.EP.MAP).(γ1 - 1)
bestimmt werden, wobei k1 und k2 Kalibrationskonstanten und γ1 ein Gewichtungsfaktor sind.
psys = pdia + k1.(SV - k2.EP.MAP) = MAP + k1.(SV - k2.EP.MAP).γ1
und der diastolische Blutdruck auf Grundlage der Beziehung
pdia = psys - k1.(SV - k2.EP.MAP) = MAP - k1.(SV - k2.EP.MAP).(γ1 - 1)
bestimmt werden, wobei k1 und k2 Kalibrationskonstanten und γ1 ein Gewichtungsfaktor sind.
14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der
diastolische Blutdruck auf Grundlage der Beziehung
pdia = psys - k2.MAP.(RR - EP) = MAP - γ2.k2.MAP.(RR - EP) = MAP.(1 - k2.γ2.(RR - EP)))
und der systolische Blutdruck auf Grundlage der Beziehung
psys = MAP.(1 + k2.(RR - EP).(1 - 2γ2))
bestimmt werden, wobei k2 eine Kalibrationskonstante und γ2 ein Gewichtungsfaktor ist.
pdia = psys - k2.MAP.(RR - EP) = MAP - γ2.k2.MAP.(RR - EP) = MAP.(1 - k2.γ2.(RR - EP)))
und der systolische Blutdruck auf Grundlage der Beziehung
psys = MAP.(1 + k2.(RR - EP).(1 - 2γ2))
bestimmt werden, wobei k2 eine Kalibrationskonstante und γ2 ein Gewichtungsfaktor ist.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die abgeleiteten Blutdruckwerte einer
Glättungsfilterung unterzogen und grafisch angezeigt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die
Glättungsfilterung mit Hilfe eines Kalman-Filters vorgenom
men wird.
17. Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der
vorhergehenden Ansprüche.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, mit wenigstens sechs Elektro
den (1, 2, 3, 4, 5, 6) und einer Steuer- und Auswerteeinheit
(20), die dazu vorbereitet ist, ein die Impedanz repräsen
tierendes Messsignal zwischen jeweils zwei Elektroden (1, 2;
3, 4) aufzunehmen, die Zeitableitungen der beiden Messsigna
le zu bilden, lokale Extremwerte in den Zeitableitungen zu
erkennen und daraus die Pulswellenlaufzeit und die Herzzy
klusdauer zu bestimmen, woraus wiederum nach Kalibrierung
der mittlere arterielle Blutdruck, der systolische Blutdruck
und der diastolische Blutdruck abgeleitet und angezeigt
werden.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10061189A DE10061189A1 (de) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | Verfahren zur kontinuierlichen, nicht-invasiven Bestimmung des arteriellen Blutdrucks |
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DE10061189A DE10061189A1 (de) | 2000-12-08 | 2000-12-08 | Verfahren zur kontinuierlichen, nicht-invasiven Bestimmung des arteriellen Blutdrucks |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=7666364
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