DE102017002334A1 - Time-resolved measurement of parameters of the heart function by autonomously adjustable measuring ranges, such as e.g. Cardiac output, blood pressure, heart pulse, pulse wave transit time, pulse wave variability, respiratory rate ... - Google Patents

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Abstract

Vorrichtung zur mobilen Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems, wie das Herzzeitvolumen, der Blutdruck, der Herzpuls, die Pulswellenlaufzeit, die Pulswellengeschwindigkeit, die Pulswellenvariabilität, Atmungsfrequenz und die Arterienelastizität, an einem Objektes, nämlich eines menschlichen oder tierischen Körpers, unter Verwendung eines oder mehrerer Drucksensoren,Buchstabe K, zur Vermessung der energetischen Pulswelle.Apparatus for the mobile measurement of characteristics of the cardiovascular system, such as cardiac output, blood pressure, cardiac output, pulse wave transit time, pulse wave velocity, pulse wave variability, respiratory rate and arterial elasticity, on an object, namely a human or animal body, using one or more Pressure sensors, letter K, for measuring the energetic pulse wave.

Description

Die Erfindung betrifft das Messen des Herzzeitvolumens eines Objektes nämlich eines menschlichen oder tierischen Körpers, unter Verwendung von Drucksensoren zur zeitlich aufgelösten Vermessung der energetischen Pulswelle. Die Messung der zeitaufgelösten Änderungen des Herzzeitvolumens bedarf der Messung vieler anderer Kenngrößen des kardiovaskulären Systems. Diese sind unter anderem die zeitliche Änderung des Blutdrucks, die Pulswellenlaufzeit, Atmungsfrequenz und die Herzfrequenz. Die Erfindung ermöglicht dabei eine zeitliche Auflösung im Bereich der Millisekunde. Damit ist bspw. der Blutdruck nicht nur messbar in Form von systolischen und diastolischen Blutdruckwert, sondern auch als kontinuierliche Welle, die zu jedem Zeitpunkt auch innerhalb eines einzelnen Herzpulses, den aktuellen Druck auf die Arterien anzeigt.The invention relates to the measurement of the cardiac output of an object, namely a human or animal body, using pressure sensors for temporally resolved measurement of the energetic pulse wave. The measurement of time-resolved changes in cardiac output requires the measurement of many other characteristics of the cardiovascular system. These include the time change of blood pressure, the pulse wave transit time, respiratory rate and heart rate. The invention enables a temporal resolution in the millisecond range. Thus, for example, the blood pressure is not only measurable in the form of systolic and diastolic blood pressure, but also as a continuous wave, which indicates at any time, even within a single heart pulse, the current pressure on the arteries.

Diese zeitliche Genauigkeit gepaart mit der Möglichkeit der Messung an verschiedenen Stellen des Körpers ermöglicht die Bestimmung der einzelnen Kenngrößen des kardiovaskulären Systems.This temporal accuracy paired with the possibility of measuring at various points of the body allows the determination of the individual characteristics of the cardiovascular system.

Die Ermittlung der Kenngrößen des kardiovaskulären Systems beruhen auf der Analyse der Messwerte der pulsierenden Druckwelle ausgehend vom Herzen in den Arterien.The determination of the parameters of the cardiovascular system is based on the analysis of the measurements of the pulsating pressure wave from the heart in the arteries.

Da eine Genauigkeit bzw. eine Datenerfassungsrate der pulsierenden Druckwelle von einer Millisekunde erreicht wird, kann die Messwertwelle der pulsierenden Druckwelle auf Minimas und Maximas hin untersucht werden. Die Werte dieser Minimas und Maximas entsprechen bei korrekter Handhabung den Werten für den Wert des diastolischen bzw. den systolischen Anteil des herkömmlichen Blutdruckwerts. Darüber hinaus wird aus dem zeitlichen Abstand der Minimas bzw. der Maximas zueinander der aktuelle Herzpuls bestimmbar und zwar von Puls zu Puls, was die Berechnung der Pulswellenvariabilität zulässt. Die gleichzeitige Bestimmung von Herzpuls und Blutdruck ermöglicht die Berechnung des Herzzeitvolumens.Since an accuracy or a data acquisition rate of the pulsating pressure wave of one millisecond is achieved, the measured value wave of the pulsating pressure wave can be examined for minimas and maximas. The values of these minimas and maximas, when handled correctly, will be the values for the value of the diastolic and systolic portions of the conventional blood pressure value, respectively. In addition, the current heart pulse can be determined from the time interval of the minimas or the maximas relative to one another, specifically from pulse to pulse, which allows the calculation of the pulse wave variability. The simultaneous determination of cardiac pulse and blood pressure allows the calculation of cardiac output.

Da erfindungsgemäße Anordnungen auch über mehrere Drucksensoren verfügen können, sind Messungen der Pulswellenlaufzeit durch Messungen an verschieden Meßstellen möglich.Since arrangements according to the invention can also have a plurality of pressure sensors, measurements of the pulse wave transit time are possible by measurements at different measuring points.

Die zeitliche Auflösung der Datenerfassungsrate lässt darüber hinaus es auch zu, dass der Abstand der Sensoren zueinander nicht besonders groß sein muss und damit kann auch eine Sensoreinheit mit mehreren Sensoren verwendet werden, die für den Nutzer nur als eine einzige Einheit wahrnehmbar ist. Dies ermögliche eine sehr einfache und schnelle Messung dieser Kenngrößen, welche mit heutzutage verwendeten Messgeräten langwierige Vorbereitungszeiten und eine Vielzahl unterschiedlichster Sensoren verlangen.Moreover, the temporal resolution of the data acquisition rate also means that the distance of the sensors from one another need not be particularly great, and thus a sensor unit with a plurality of sensors can be used, which can only be perceived by the user as a single unit. This allows a very simple and rapid measurement of these parameters, which require lengthy preparation times and a large number of different sensors with measuring devices used today.

Abgrenzung zu anderen Patenten Abgrenzung zu EP 2337493 B1Differentiation to other patents Differentiation to EP 2337493 B1

Das Patent EP 2337493 B1 beschreibt eine kontinuierliche Blutdruckmessung mittels Sensoren auf Basis des piezoelektrischen Effekts.The patent EP 2337493 B1 describes a continuous blood pressure measurement by means of sensors based on the piezoelectric effect.

Dabei wird auf die Messung des Blutdrucks durch ein Armband beschrieben.It describes the measurement of blood pressure through a bracelet.

Wie in dem Patent P 2337493 B1 beschrieben, müssen in einem erfinderischen Aufbau zwei verschiedene Sensortypen verwendet werden. Ein Sensor zur Aufnahme des eigentlichen Blutdrucks und ein Bandsensor zur Ermittlung des Anpressdrucks des Armbands.As described in the patent P 2337493 B1, two different sensor types must be used in an inventive design. A sensor for recording the actual blood pressure and a band sensor for determining the contact pressure of the bracelet.

Die Messung erfolgt indem das Armband stufenweise zugezogen bzw. gelöst wird, bis der Bandsensor einen optimalen Anpressdruck misst und wird Nutzerkalibration genannt. Es muss zunächst ein zu fester Zustand und dann ein zu loser Zustand eingestellt werden. Aus diesen bei diesen Zuständen gemessenen Werten wird eine Korrekturfunktion ermittelt, welche die Messwerte in einem mittleren Zustand korrigiert. Während dieser Nutzerkalibrierung sollte die zu untersuchende Person sich möglichst wenig bewegen und einen gleichmäßigen Blutdruck haben.The measurement is carried out by gradually tightening or loosening the bracelet until the tape sensor measures an optimal contact pressure and is called user calibration. It must first be set to a fixed state and then a too loose state. From these values measured at these states, a correction function is determined which corrects the measured values in a middle state. During this user calibration, the person to be examined should move as little as possible and have a uniform blood pressure.

Daran anschließend wird eine externe Kalibrierung notwendig. Hierzu wird eine anerkannte Meßmethode zur Bestimmung des Blutdrucks z.B. die Messung mit der Oszillationsmethode benötigt. Auch hier sollte der Blutdruck der zu untersuchenden Person sich nicht ändern, bzw. zur vorherigen Kalibration gleich sein.Subsequently, an external calibration becomes necessary. For this purpose, a recognized measuring method for determining the blood pressure, e.g. the measurement with the oscillation method is needed. Again, the blood pressure of the person to be examined should not change or equal to the previous calibration.

Für eine genauere Kalibration müssen die beiden Kalibrationsschritte wiederholt werden, wobei ein höherer Blutdruck bei der zu untersuchenden Person gegen sein muss.For a more accurate calibration, the two calibration steps must be repeated, with a higher blood pressure in the person to be examined against.

Neben den Druck bzw. Bandsensor ist ein Beschleunigungssensor vorhanden, dieser dient dazu zu überprüfen, ob die Kalibrierungen in Ruhe erfolgen und während der kontinuierlichen Messung ob Schwingungen bspw. der Arme erfolgen. In addition to the pressure or band sensor, an acceleration sensor is available, this is used to check whether the calibrations are done at rest and during the continuous measurement of whether oscillations of, for example, the arms done.

Die Daten aller Sensoren werden mit einer zeitlichen Abtastrate von 40 Hz ermittelt.The data of all sensors are determined with a sampling rate of 40 Hz.

Abgrenzung:delimitation:

Die prinzipielle Meßmethode, welche in diesem Patent beschrieben wird ist ähnlich, jedoch gibt es grundlegende Unterschiede, die eine einfachere und flexiblere Messung ermöglichen.The principal method of measurement described in this patent is similar, but there are fundamental differences that allow a simpler and more flexible measurement.

Wie im weiteren Verlauf beschrieben wird für eine Messung der Blutdrucks nach der erfinderischen Anordnung wie folgt durchgeführt. Der drucksensible Sensor wird an einer geeigneten Stelle aufgebracht, dies kann z.B. eine Stelle am Handgelenk sein, und danach langsam angepresst. Das Anpressen bzw. die Einstellung des Gegendrucks kann entweder durch menschliche Aktion oder durch einen autonomen Aktor erfolgen. Gleichzeitig werden Messwerte des Drucks, welche von der pulsierenden Druckwelle der Arterie herrühren erfasst. Wird der Gegendruck erhöht steigen auch die Maximas in der Welle der Messwerte. Ab einem gewissen Gegendruck ist keine weitere Steigerung der Maximas zu erkennen. Die Druckwerte dieser Maximas sind der Wert des systolischen Anteils des Blutdrucks. Bei dem kleinsten Gegendruck, bei dem keine weitere Steigerung der Maximas der Welle der Messwerte zu erkennen sind, entsprechen die Druckwerte der Minimas der Welle der Messwerte dem diastolischen Anteil des Blutdrucks.As will be described hereinafter, measurement of the blood pressure according to the inventive arrangement is performed as follows. The pressure-sensitive sensor is applied at a suitable location, e.g. be a spot on the wrist, and then slowly pressed. The pressing or the setting of the back pressure can be done either by human action or by an autonomous actuator. At the same time, measured values of the pressure resulting from the pulsating pressure wave of the artery are recorded. As the back pressure increases, so do the Maximas in the wave of readings. From a certain back pressure no further increase of the Maximas can be seen. The pressure values of these Maximas are the value of the systolic portion of the blood pressure. At the smallest backpressure, where no further increase in the maxima of the wave of readings can be seen, the pressure values of the minimas of the wave of the readings correspond to the diastolic portion of the blood pressure.

Wird bei diesem Gegendruck verharrt kann eine kontinuierliche Messung erfolgen.If this back pressure persists, a continuous measurement can be made.

Die Methodik zeigt, dass im Gegensatz zu dem Patent EP 2337493 B1 keine Kalibrierungen notwendig sind und dass eine zeitlich schnellere und benutzerfreundlichere Messung möglich ist. Kalibrierungen, die hier vorgestellt werden, sind nicht vom Nutzer durchzuführen, sondern erfolgen automatisiert bzw. bei der Herstellung.The methodology shows that unlike the patent EP 2337493 B1 no calibrations are necessary and that a faster and more user-friendly measurement is possible. Calibrations presented here are not to be performed by the user but are automated or produced.

Im Patent EP 2337493 B1 wird eine Datenerhebungsrate von 40 Hz angegeben. Diese reicht aus, um Daten zum Blutdruck und zum Herzpuls zu erheben, für Daten welche mit einer erfinderischen Anordnung nach diesem Patent erhoben werden können reicht diese zeitliche Auflösung nicht aus. Daten die nur mit einer erfinderischen Anordnung nach diesem Patent erhoben werden können sind die Pulswellenlaufzeit (durch Untersuchung der Wellenform eines einzelnen Pulses bezüglich der Reflexionswelle oder durch Messung an unterschiedlichen Orten am Körper), die Pulswellengeschwindigkeit, die Pulswellenvariabilität und das Herzzeitvolumen.In the patent EP 2337493 B1 a data collection rate of 40 Hz is specified. This is sufficient to collect data on blood pressure and cardiac output, for data which can be collected with an inventive arrangement according to this patent, this temporal resolution is not sufficient. Data that can only be obtained with an inventive arrangement according to this patent are the pulse wave transit time (by examining the waveform of a single pulse with respect to the reflection wave or by measuring at different locations on the body), the pulse wave velocity, the pulse wave variability, and the cardiac output.

Sensoren auf der Basis des piezoelektrischen Effekts, wie die Verwendeten Drucksensoren in Patent EP 2337493 B1 , dazu auch auf andere physikalische Größen zu reagieren. Dies ist wahrscheinlich das Hauptargument, weshalb im Patent EP 2337493 B1 die Verwendung eines Beschleunigungssensors angeführt wird. Mit den Daten des Beschleunigungssensors können Fehldaten, aufgrund von Bewegungen und daher auftretenden Beschleunigungskräften, der Drucksensoren ausgeglichen werden.Sensors based on the piezoelectric effect, such as the pressure sensors used in patent EP 2337493 B1 to react to other physical quantities. This is probably the main argument, which is why in the patent EP 2337493 B1 the use of an acceleration sensor is cited. The data of the acceleration sensor can be used to compensate for incorrect data due to movements and therefore occurring acceleration forces of the pressure sensors.

Bei der, in diesem Patent als vorteilhaft beschriebener, Verwendung von Foliendrucksensoren gibt es keine solche Beeinflussung durch Beschleunigungskräfte.In the case of the use of film pressure sensors described as being advantageous in this patent, there is no such influence by acceleration forces.

Der Grund für die Verwendung eines Beschleunigungssensors in diesem Patent beruht auf der Tatsache, dass der Wert des Blutdrucks an verschiedenen Stellen im Körper und auch bei verschiedenen Höhen zum hydrostatischen Indifferenzpunkt (HIP) (Änderungen der Höhe einer Meßstelle zum HIP wird z.B. am Arm durch eine Armbewegung ausgelöst.) gemessen werden soll. Nur durch die Kenntnis der aktuellen Höhe zum HIP kann auch in der Bewegung ein Wert für den Blutdruck am HIP bestimmt werden, obwohl die Meßstelle sich z.B. am Arm befindet.The reason for using an acceleration sensor in this patent is based on the fact that the value of the blood pressure at different points in the body and also at different heights to the hydrostatic point of difference (HIP) (changes in the height of a measuring point to HIP is eg Arm movement triggered.) To be measured. Only by knowing the current altitude to the HIP can a value for the blood pressure at the HIP also be determined in the movement, although the measuring point may be e.g. located on the arm.

Im Patent EP 2337493 B1 werden mehrere Sensoren verwendet, der Grund hierfür ist nicht ersichtlich. Auch für erfinderische Anordnungen nach diesem Patent können mehrere Sensoren verwendet werden. Bei der Verwendung eines Sensorarrays kann der Sensor gewählt werden, welcher am optimalsten über einer Arterie liegt, dies erhöht die Benutzerfreundlichkeit, da eine Aufwendige Platzierung des Sensormoduls nicht notwendig ist. Ferner kann ein Sensorarray verwendet werden, um die Pulswellenlaufzeit an der Meßstelle durch die Auswertung der Messwerte der pulsierenden Druckwelle von mindestens zwei Sensoren zu ermitteln.In the patent EP 2337493 B1 If several sensors are used, the reason for this is not apparent. For inventive arrangements according to this patent, several sensors can be used. When using a sensor array, it is possible to choose the sensor which is optimally located over an artery, this increases the user-friendliness, since a time-consuming placement of the sensor module is not necessary. Furthermore, a sensor array can be used to determine the pulse transit time at the measuring point by evaluating the measured values of the pulsating pressure wave from at least two sensors.

Bei einer anderen erfinderischen Anordnung nach diesem Patent können mehrere Sensoren getrennt voneinander organisiert sein, sodass ein Sensor bspw. nahe dem Herzen angebracht werden kann und ein anderer bspw. an einer geeigneten Stelle am Handgelenk angebracht werden kann. Die Auswertung der Messwertwelle der pulsierenden Druckwelle ermöglicht hier die Berechnung der Pulswellenlaufzeit vom Herzen zum Handgelenk. In another inventive arrangement according to this patent, a plurality of sensors may be organized separately from each other so that one sensor may be mounted near the heart, for example, and another may be attached to the wrist at a suitable location, for example. The evaluation of the measured value wave of the pulsating pressure wave enables the calculation of the pulse wave transit time from the heart to the wrist.

Dem Autor dieses Patents ist bewusst, dass die Messmethodik, welche in Patent EP 2337493 B1 beschrieben wird, zu äußerst genauen Messwerten führen kann. Eine um eine höhere Datenerfassungsrate erweiterte erfinderische Anordnung, ähnlich zur Beschreibung im Patent EP 2337493 B1 , stellt gerade für den medizinischen Bereich, bei dem nicht so sehr die Kosten und die Energieeffizienz im Vordergrund stehen, eine Revolution dar.The author of this patent is aware that the measurement methodology used in patent EP 2337493 B1 described may lead to extremely accurate readings. An extended to a higher data acquisition rate inventive arrangement, similar to the description in the patent EP 2337493 B1 , represents a revolution especially for the medical sector, which is not so much the cost and energy efficiency in the foreground.

Bei der in dieser Patentschrift beschrieben Erfindung können verschiedene Arten von Drucksensoren ihre Anwendung finden, auch Sensoren, die auf der Basis des piezoelektrischen Effekts arbeiten.In the invention described in this patent, various types of pressure sensors can be used, including sensors that operate on the basis of the piezoelectric effect.

Die im Patent EP 2337493 B1 beschriebenen notwendigen Kalibrierungen sind bei erfinderischen Anordnungen nach diesem Patent nicht notwendig. Zudem ist eine deutlich höhere Datenerfassungsrate, von vorzugsweise 1000 Hz, möglich. Somit stellt die Erfindung diese Revolution dar.The in the patent EP 2337493 B1 necessary calibrations described are not necessary in inventive arrangements according to this patent. In addition, a significantly higher data acquisition rate, preferably 1000 Hz, is possible. Thus, the invention represents this revolution.

Prinzipieller Aufbau der ErfindungBasic structure of the invention

Die Erfindung kommt dabei mit einer minimalen Sensorgröße aus und bedarf keines invasiven Eingriffs in den Körper.The invention comes with a minimum sensor size and requires no invasive intervention in the body.

Unter Verwendung von Drucksensoren, die durch Kraftbeaufschlagung messen, kann der Sensor direkt auf die Haut aufgelegt werden, siehe 1 Buchstabe O. Die Sensorgröße muss dabei nicht größer als ein Kirschstein, bzw. 5mm im Durchmesser sein, um auf der Haut eine Blutdruckmessung durchzuführen.Using pressure sensors that measure by force, the sensor can be placed directly on the skin, see 1 Letter O. The sensor size must be no larger than a cherry stone, or 5mm in diameter, to perform a blood pressure measurement on the skin.

Die Funktionsweise der Erfindung ist an die Funktionsweise der klassischen Methode zur Blutdruckmessung, der Riva Rocci Methode, angelehnt. Erweitert diese jedoch um die zeitliche Auflösung der Wertebestimmung des Blutdrucks und kann daher auch für eine kontinuierliche Langzeitmessung verwendet werden. Zudem ist die Messung aufgrund der kleinen Sensorgröße weniger schmerzhaft. Dies ist vor allem vorteilhaft bei einer kontinuierlichen Langzeitmessung.The operation of the invention is based on the operation of the classical method for blood pressure measurement, the Riva Rocci method. However, this extends the temporal resolution of blood pressure value determination and can therefore also be used for continuous long-term measurement. In addition, the measurement is less painful due to the small sensor size. This is especially advantageous in a continuous long-term measurement.

Der Drucksensor und die notwendige Auswerteeinheit kann alleinig genutzt werden.The pressure sensor and the necessary evaluation unit can be used alone.

Vorteilhafterweise wird jedoch der Drucksensor mit Auswerteeinheit, Energieeinheit und Funkeinheit in einem Kleidungsstück integriert oder als Aufsatz konzipiert.Advantageously, however, the pressure sensor with evaluation, energy unit and radio unit is integrated in a garment or designed as an essay.

Als mögliche Kleidungsstücke kommen Armbänder, Fußbänder, Schuhe, Ringe oder Ohrclips in Frage. Ferner kann die erfinderische Anordnung auch mit Hilfe von speziell angefertigten Gurten am Körper befestigt werden.Possible garments are bracelets, footbands, shoes, rings or ear clips. Furthermore, the inventive arrangement can also be attached to the body with the help of specially made straps.

Wird die erfinderische Anordnung als Aufsatz konzipiert kann diese durch Aufstecken auf ein herkömmliches Armband oder bspw. durch Aufstecken oder einlegen am Schuh / Zunge (Fußrücken) am Körper befestigt werden.If the inventive arrangement designed as an essay this can be attached by attaching to a conventional bracelet or, for example, by attaching or inserting the shoe / tongue (back of the foot) on the body.

Vorteilhafterweise kann die erfinderische Anordnung auch durch einen Aktor erweitert werden, welcher einen Grunddruck auf die Sensoreinheit ausüben kann. Die erfinderische Anordnung kann jedoch auch ohne einen Aktor betrieben werden.Advantageously, the inventive arrangement can also be extended by an actuator which can exert a base pressure on the sensor unit. However, the inventive arrangement can also be operated without an actuator.

Wie im weiteren in dieser Patentschrift beschrieben muss die erfinderische Anordnung so am Körper angebracht werden, dass ein Druck auf den Körper durch die Sensoreinheit ausgeübt werden kann.As further described in this specification, the inventive arrangement must be mounted on the body so that pressure can be applied to the body by the sensor unit.

Dabei sind besonders Orte am Körper vorteilhaft an denen der Puls des arteriellen Systems spürbar ist. Dies sind bspw. unter anderen Positionen an den Handgelenken oder Positionen auf den Fußrücken.In particular, places on the body are advantageous in which the pulse of the arterial system is noticeable. These are, for example, under other positions on the wrists or positions on the backs of the feet.

Anforderungen und Auswahl von Sensoren Requirements and selection of sensors

Stand der SensortechnikState of the sensor technology

Theoretisch kann eine Art Technologie, wie die eines FSR Sensor (Force Sensing Resistor), für die Messung des Blutdrucks Anwendung finden. Diese Technologie ist einer Patentschriftschrift von Interlink beschrieben und in einer Vielzahl von Veröffentlichungen der Firma Interlink für den Fachmann im Internet zugänglich. Dieser beschriebene Drucksensor wird auch von der Firma Interlink produziert und ist seit vielen Jahren im Handel erhältlich. Den Drucksensor gibt es in unterschiedlichen Baugrößen. Die unter dem Begriff der aufgeführten FSR Sensoren funktionieren indem eine elektrisch leitende Paste oder Stoff auf den Trägerwerkstoff, jedoch oberhalb der elektrischen Leitungen, aufgebracht wird.Theoretically, some kind of technology, such as an FSR sensor (Force Sensing Resistor), can be used to measure blood pressure. This technology is described in a patent by Interlink and in a variety of publications by the company Interlink accessible to the skilled person on the Internet. This described pressure sensor is also produced by the company Interlink and has been commercially available for many years. The pressure sensor is available in different sizes. The FSR sensors listed below function by applying an electrically conductive paste or substance to the carrier material but above the electrical leads.

Meist wird jedoch eine drucksensitive und widerstandsleitfähige Folie verwendet, die mit einer Trägerschicht auf die elektrische Leiterbahnen aufgebracht wird und mittels doppelseitiger Klebeschicht miteinander verbunden werden. Dem Fachmann liegen notwendige Informationen hierzu vor. Die Angebote der Firma „Interlink“ zu FSR Sensoren beschränken sich jedoch auf eine drucksensitive Folie, die ihre Widerstandsleitfähigkeit bei Beaufschlagung von Drücken, bzw. Gewichten verändert.In most cases, however, a pressure-sensitive and resistance-conductive film is used, which is applied with a carrier layer to the electrical conductor tracks and connected to each other by means of double-sided adhesive layer. The person skilled in the necessary information is available. However, the offerings of the company "Interlink" to FSR sensors are limited to a pressure-sensitive film that changes their resistance conductivity when exposed to pressures or weights.

Alle heutigen handelsüblicher Drucksensoren taugen in Ihrer Art und Leistung nicht direkt für eine Verwendung zur Messung der Herzzeitvolumens. Die Drucksensoren sind ungeeignet auf der Haut eines menschlichen oder tierischen Körpers das Herzzeitvolumen mobil und ohne Aufwand für den Nutzer zu messen. Des Weiteren weisen die heutigen handelsüblichen Drucksensoren keine Langzeitstabilität auf und verlieren daher schon nach kurzer (sogar innerhalb einer Messung von wenigen Sekunden) ihre Meßgenauigkeit, wodurch eine Kalibrierung notwendig wird.All of today's commercial pressure sensors are not suitable in their nature and performance for use in measuring cardiac output. The pressure sensors are unsuitable on the skin of a human or animal body to measure the cardiac output mobile and without effort for the user. Furthermore, today's commercial pressure sensors have no long-term stability and therefore lose their measuring accuracy after a short time (even within a few seconds), which necessitates calibration.

Die FSR Sensoren Technologie wurde nicht für eine genaue und kontinuierlich gleichbleibende Druckmessung entwickelt. Starke Schwankungen innerhalb der kontinuierlichen Aufnahme von Messwerten führen zur Untauglichkeit in der Messung von Gewicht und damit auch der medizinischen Anwendung.FSR sensor technology has not been developed for accurate and consistent pressure measurement. Strong fluctuations in the continuous recording of measured values lead to unfitness in the measurement of weight and thus also the medical application.

Eine Kalibrierung der herkömmlichen Sensoren kann erfolgen, indem der Sensor mit einem bekannten Druck belastet wird. Dies kann beispielsweise ein motorisiertes Armband sein, welches durch definiertes Zusammenziehen einen bekannten Druck einstellt. Dieser Druck des Armbands kann z.B. durch Dehnungsmessstreifen (diese sind für die eigentliche Messung nicht verwendbar, da die zeitliche Auflösung zu gering ist) ermittelt werden.A calibration of the conventional sensors can be done by loading the sensor with a known pressure. This may, for example, be a motorized bracelet which sets a known pressure by defined contraction. This pressure of the bracelet may e.g. by strain gauges (these are not usable for the actual measurement because the temporal resolution is too low) can be determined.

Vorteilhaft ist jedoch die Kalibrierung mit Hilfe eines Vibrationsmotors. Dieser kann durch geeignete elektrische Schaltung, dem Fachmann ist dies bekannt, den Sensor mit einem definierten Druck beaufschlagen und so eine Kalibrierung durchführen.However, the calibration with the aid of a vibration motor is advantageous. This can be applied to the sensor by means of a suitable electrical circuit, as is known to the person skilled in the art, with a defined pressure and thus carry out a calibration.

Ebenfalls ist der Aufbau von bestehenden Drucksensoren für den Einsatz von Drucksensoren für eine mobile Herzzeitvolumenmessung ungeeignet. Dies gilt auch für die bestehenden FSR Sensoren.Also, the design of existing pressure sensors for the use of pressure sensors for a mobile cardiac output measurement is unsuitable. This also applies to the existing FSR sensors.

Die Erfindung benötigt kleinere und in ihrer Anwendung zur Blutdruckmessung speziellere Bauformen als Lösung. Dennoch lässt sich das Grundprinzip der FSR Sensoren, bspw. von der Firma „Interlink“, nutzen.The invention requires smaller and more specific in their application for blood pressure measurement designs as a solution. Nevertheless, the basic principle of FSR sensors, for example from the company "Interlink", can be used.

Anforderungen an einen Sensor für die HerzzeitvolumenmessungRequirements for a sensor for cardiac output measurement

Vorteilhafterweise müssen mindestens folgende Anforderungen an den Sensor erfüllt sein:

  • • Flexible Form, damit der Sensor sich an die jeweilige Messstelle am Körper anpassen kann.
  • • Weiche Ausgestaltung des Sensors, um Verletzungen vorzubeugen.
  • • Eine Form, die sich den Körper anpasst, um eine möglichst große Bedeckung des Sensors zu erreichen.
  • • Eine kleine Sensorgröße, vorteilhafterweise mit einem Durchmesser von 5mm. Jedoch sind auch größer und kleinere Größen möglich.
  • • Eine gleichbleibende Qualität der Messung, möglichst ohne Kalibrierung, vorweisen. Eine kontinuierliche Messung über zwei Wochen hinweg muss mindestens gewährleistet werden.
  • • Ein Messbereich, der den zu erwartenden Blutdruckbereich abdeckt. Dieser sollte mindestens von 40mmHg bis 300mmHg sein.
  • • Eine Druck-Auflösung von 0.5mmHg oder kleiner vorweisen.
  • • Eine Zeit-Auflösung von 1ms oder kleiner vorweisen.
  • • Der Sensor sollte das Signal so wenig wie möglich dämpfen.
  • • Wetter- und feuchtigkeitsfest sein. Dies umfasst auch die Resistenz gegen Schweiß.
  • • Die Messwertermittlung muss mit geringen Energiebedarf möglich sein, um eine mobile Messung z.B. Batteriebetrieben zu ermöglichen
  • • Die Messwertermittlung muss mit wenigen weiteren Komponenten neben dem eigentlichen Sensor möglich sein, um eine kleine Bauform zu ermöglichen.
Advantageously, at least the following requirements for the sensor must be met:
  • • Flexible shape so that the sensor can adapt to the respective measuring point on the body.
  • • Soft design of the sensor to prevent injury.
  • • A shape that adapts to the body to maximize coverage of the sensor.
  • • A small sensor size, advantageously with a diameter of 5mm. However, larger and smaller sizes are possible.
  • • Have a consistent quality of the measurement, if possible without calibration. A continuous measurement over two weeks must at least be guaranteed.
  • • A measuring range covering the expected blood pressure range. This should be at least from 40mmHg to 300mmHg.
  • • Have a print resolution of 0.5mmHg or smaller.
  • • Have a time resolution of 1ms or less.
  • • The sensor should attenuate the signal as little as possible.
  • • Weather and moisture proof. This includes resistance to sweat.
  • • The measured value determination must be possible with low energy consumption in order to enable a mobile measurement eg battery operations
  • • The measured value determination must be possible with a few other components in addition to the actual sensor to allow a small design.

Heute erhältliche Drucksensoren können nicht alle Anforderungen erfüllen. Die FSR Sensoren der Firma Interlink erfüllen bereits einige Anforderungen oder können durch kleine Modifikationen verbessert werden.Today available pressure sensors can not meet all requirements. The Interlink FSR sensors already meet some requirements or can be improved by small modifications.

Die FSR Sensoren eigneten sich als Ausgangsidee für die mobile kontinuierliche Messung des Herzzeitvolumens. Das Prinzip der FSR Sensoren erfordert einen minimalen Energieeinsatz.The FSR sensors were suitable as a starting point for the mobile continuous measurement of cardiac output. The principle of FSR sensors requires a minimum of energy.

Jedoch werden die Anforderungen zum Messbereich und zur Druck-Auflösung und vor allem zur gleichbleibenden Qualität nicht erfüllt, bzw. können nicht durch Modifikationen erreicht werden.However, the requirements for measuring range and for printing resolution and above all to the consistent quality are not met, or can not be achieved by modifications.

Vor allem die Anforderung an den Messbereich stellt hierbei eine besondere Herausforderung dar. Der Messbereich muss verhältnismäßig groß sein und der Messwert schwankt schnell über große Bereiche des notwendigen gesamt Messbereichs.In particular, the requirement for the measuring range represents a particular challenge. The measuring range must be relatively large and the measured value fluctuates rapidly over large ranges of the necessary total measuring range.

Daher verwendet die erfindungsgemäße Anordnung neue Typen an Sensoren, die im Folgenden vorgestellt werden sollen.Therefore, the inventive arrangement uses new types of sensors, which will be presented below.

Vorteilhafte Sensoren zur HerzzeitvolumenmessungAdvantageous sensors for cardiac output measurement

Vorteilhafterweise kann zur Messung des Herzzeitvolumens ein SRS Sensor (Schaltbarer resistiver Sensor) verwendet werden. Dieser Sensortyp verfügt über mehrere Meßbereiche (mindestens zwei Meßbereiche). Dies ermöglicht einen großen Meßbereich abzudecken. Ferner sind die einzelnen Meßbereiche unabhängig voneinander, d.h. die Messung des Blutdrucks ist gleichzeitig in verschiedenen Genauigkeiten in in verschiedenen Messbereichen möglich.Advantageously, an SRS sensor (switchable resistive sensor) can be used to measure cardiac output. This sensor type has several measuring ranges (at least two measuring ranges). This makes it possible to cover a large measuring range. Furthermore, the individual measuring ranges are independent of each other, i. the measurement of the blood pressure is possible at the same time in different accuracies in different measuring ranges.

Im Vergleich zu anderen Sensortypen bspw. FSR Sensoren (Force Sensing Resistor) der Firma Interlink oder piezoelektrische Sensoren kann ein großer gesamt Meßbereich erfasst werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, da bei der Bewegung des Körpers das zeitlich veränderliche Blutdrucksignal aufgrund der Höhe des Sensors, Meßpunkt bspw. an den Extremitäten, zum HIP variiert. Die Variation des Blutdrucksignals kann mehrere Ursachen haben. Neben der Bewegung des Körpers, können bspw. Temperaturänderungen oder Medikamente zur plötzlichen Änderung des Blutdrucksignals führen.In comparison to other sensor types, for example FSR sensors (Force Sensing Resistor) from Interlink or piezoelectric sensors, a large total measuring range can be recorded. This is particularly advantageous since during the movement of the body, the time-varying blood pressure signal due to the height of the sensor, measuring point, for example. At the extremities, varies to the HIP. The variation of the blood pressure signal can have several causes. In addition to the movement of the body, for example, temperature changes or medication can lead to a sudden change in the blood pressure signal.

Da der Sensor das Signal der pulsierenden Druckwelle mit mehreren Meßbereichen gleichzeitig erfasst, kann, ohne ein Umschalten der Ausleseelektronik, der beste Meßbereich verwendet werden.Since the sensor detects the signal of the pulsating pressure wave with several measuring ranges simultaneously, the best measuring range can be used without switching over the readout electronics.

Ein weiterer vorteilhafter Sensor ist der VRS (Variabler resitiver Sensor). Hierbei handelt es sich um einen Sensor, dessen Messbereich durch elektrische Induzierung verändert werden kann. Somit ist auch mit diesem Sensortyp ein großer Messbereich abdeckbar. Bei der Verwendung dieses Sensortyps gibt es prinzipiell zwei Messverfahren. Zum Einem kann ein fester Messbereich eingestellt werden, welcher nur bei Bedarf umgestellt wird, das Signal der pulsierenden Druckwelle wird direkt gemessen. Zum Anderem kann der Druck auch indirekt gemessen werden, indem die elektrische Induzierung zu Messbereichsauswahl verändert wird, bis sich ein vorgegebenes Signal ergibt. Der eigentliche Messwert ist hierbei die Einstellung der elektrischen Induzierung. Die direkte Messung ermöglicht eine schnellere Messwertgenerierung, wohingegen die indirekte Messung genauere Messwerte ermöglicht.Another advantageous sensor is the VRS (Variable Resitive Sensor). This is a sensor whose measuring range can be changed by electrical induction. Thus, even with this type of sensor, a large measuring range can be covered. When using this sensor type, there are basically two measuring methods. On the one hand, a fixed measuring range can be set, which is only changed if necessary, the signal of the pulsating pressure wave is measured directly. On the other hand, the pressure can also be measured indirectly by changing the electrical induction to range selection until a given signal results. The actual measured value here is the setting of the electrical induction. The direct measurement allows a faster generation of measured values, whereas the indirect measurement allows more accurate measurements.

Einstellung von SensorenAdjustment of sensors

Die hier vorgestellten Sensoren basieren darauf, dass ein Polymer, welches widerstandsleitfähig ist, auf eine Anordnung von frei liegenden Leiterbahnen durch Krafteinwirkung gedrückt wird.The sensors presented here are based on the fact that a polymer which is resistant to resistance is forced onto an arrangement of exposed printed conductors by the application of force.

Daher muss für die Anwendung sowohl die Anordnung der Leiterbahnen als auch die Eigenschaften des Polymers angepasst werden. Therefore, for the application both the arrangement of the tracks and the properties of the polymer must be adjusted.

Beim SRS Sensor greifen mehrere Leiterbahnnetze ineinander. Dabei ist die Anzahl der Leitbahnnetzte durch die Anzahl der Messbereiche gegeben und ist gegeben durch Anzahl der Messbereiche plus Eins. Beim VRS werden nur zwei Leiterbahnnetze verwendet.With the SRS sensor, several tracks mesh with each other. The number of Leitbahnnetzt is given by the number of measuring ranges and is given by the number of measuring ranges plus one. The VRS uses only two trace networks.

Die Anpassung der Leiterbahnnetze an die Messanforderungen bedürfen einer Anpassung der Abstände der Leiterbahnen zueinander, der Breite der Leiterbahnen zueinander und der Flächenbedeckung der Leiterbahnen. Ferner kann durch gezielte Lackierung einzelner Bereiche eine Einstellung erfolgen.The adaptation of the interconnect networks to the measurement requirements requires an adaptation of the distances between the interconnects to each other, the width of the interconnects to each other and the area coverage of the interconnects. Furthermore, an adjustment can be made by targeted painting of individual areas.

Für eine schnelle und kostengünstige Einstellung dieser Parameter hat es sich als vorteilhaft herausgestellt eine weitere nicht leitende Polymerschicht einzufügen.For a quick and inexpensive adjustment of these parameters, it has proven to be advantageous to insert a further non-conductive polymer layer.

Die Vorgehensweise der Einstellung der Leiterbahnen erfolgt somit indem zunächst ein Sensor gefertigt wird, der nach Erfahrung ungefähr den Anforderungen entspricht. Nun wird zwischen den Leiterbahnen und dem wiederstandsleitfähigen Polymer eine weitere Polymerschicht eingefügt. Diese weitere Polymerschicht ist nicht leitfähig.The procedure of setting the tracks is thus carried out by first a sensor is made, which corresponds to experience about the requirements. Now, a further polymer layer is inserted between the interconnects and the resistance conductive polymer. This further polymer layer is not conductive.

Die nicht leitfähige Polymerschicht wird mit Löchern, Streifen oder sonstigen Auslassungen versehen. Nun wird der Flächenanteil und die genaue Ausprägung der Auslassungen solange variiert bis der gewünschte Messbereich gefunden wird. Dies ist vor allem vorteilhaft, da diese zusätzliche Polymerschicht zum Einem kostengünstig ist und zum anderen schnell ausgewechselt werden kann.The non-conductive polymer layer is provided with holes, stripes or other omissions. Now, the area fraction and the exact expression of the omissions is varied until the desired measurement range is found. This is especially advantageous since this additional polymer layer is cost-effective for one and on the other hand can be quickly replaced.

Ist ein optimaler Flächenanteil gefunden wird bei der Fertigung der Sensoren eine der nicht leitenden Polymerschicht entsprechenden Lackierung verwendet.If an optimal area ratio is found, a coating corresponding to the non-conductive polymer layer is used during the production of the sensors.

Die Einstellung bzw. die Optimierung des Polymers bedarf der genauen Erkenntnis der Umstände der Messung.The adjustment or the optimization of the polymer requires the exact knowledge of the circumstances of the measurement.

Im Falle der Messung des Herzzeitvolumens bedeutet dies, dass der Sensor auf der Haut verwendet wird und das Kräfte im Bereich 1-10N auftreten. Zudem soll eine hohe Datenerfassungsrate von mindestens 1000 Werten pro Sekunde möglich sein.In the case of cardiac output measurement, this means that the sensor is used on the skin and forces in the range 1-10N occur. In addition, a high data acquisition rate of at least 1000 values per second should be possible.

Die Anforderung, dass die Messung auf der Haut möglich sein soll bedeutet, dass eine Messung auf einer nicht glatten Oberfläche möglich sein muss. Dies führt dazu, dass ein flexibles Polymer verwendet werden muss. Vorteilhafterweise wird hierzu Silikon verwendet.The requirement that the measurement should be possible on the skin means that a measurement on a non-smooth surface must be possible. As a result, a flexible polymer must be used. Advantageously, silicone is used for this purpose.

Die Anforderung des Messbereichs und der hohen Datenerfassungsrate führen dazu, dass das Polymer eine gewisse Gegenkraft ausüben muss. Dies wird auf zweierlei Art ermöglicht. Zum Einem kann die Shorehärte des Silikons angepasst werden, zum anderem kann die Bauform geeignet gewählt werden, um die geforderte Gegenkraft zu ermöglichen.The requirement of the measuring range and the high data acquisition rate mean that the polymer has to exert a certain counterforce. This is possible in two ways. On the one hand, the Shore hardness of the silicone can be adjusted, on the other hand, the design can be suitably chosen to allow the required counterforce.

Es können auch beide Eigenschaften getrennt voneinander eingestellt werden. Hierzu wird eine Bauform, die die geforderte Gegenkraft erfüllen kann, mit einer im Vergleich höheren Shorehärte, hergestellt. Diese Bauform ist größer als die Fläche der Leiterbahnnetze. In dieser Bauform ist am Ort, welcher bei der Benutzung in Kontakt mit den Leiterbahnen kommt, eine Fläche, auf die ein anderes Silikon mit einer anderen, im Vergleich niedrigeren, Shorehärte aufgebracht werden kann. Dieses aufgebrachte Silikon wird funktionales Polymer genannt.You can also set both properties separately. For this purpose, a design that can meet the required counterforce, with a higher Shore hardness compared produced. This design is larger than the surface of the conductor networks. In this design, at the location that comes into contact with the traces during use, there is an area to which another silicone may be applied with a different, lower Shore Hardness. This applied silicone is called a functional polymer.

Darüber hinaus kann das funktionale Polymer auch mit einer ortsabhängigen variablen Shorehärte ausgeführt werden. Dies erfolgt indem das funktionale Polymer z.B. Schichtweise aufgetragen wird und von Schicht zu Schicht eine andere Shorehärte verwendet wird. Eine andere Möglichkeit der variablen Shorehärte ist die Verwendung von speziellen UV-härtbaren Polymeren. Diese Polymere verändern ihre Shorehärte, wenn diese mit UV-Licht belichtet werden. Je nach Belichtungszeit kann eine Shorehärte eingestellt werden. So können z.B. auch konzentrisch änderliche Shorehärten eingestellt werden, indem entweder Masken verwendet werden oder UV-Laserlicht entsprechend geführt wird. In der Verwendung müssen derartige auf UV-veränderlichen Polymeren basierende Sensoren so gebaut sein, dass kein Licht an das Polymer kommt, damit die Shorehärte erhalten bleibt.In addition, the functional polymer can also be made with a location-dependent variable Shore hardness. This is done by adding the functional polymer e.g. Layer by layer is applied and from layer to layer a different Shore hardness is used. Another possibility of variable Shore hardness is the use of special UV-curable polymers. These polymers change their Shore hardness when exposed to UV light. Depending on the exposure time, a Shore hardness can be set. Thus, e.g. Also, concentrically variable shore hardnesses can be adjusted by either using masks or by guiding UV laser light accordingly. In use, such UV-based polymer-based sensors must be constructed so that no light is applied to the polymer to maintain the Shore hardness.

Die Form des funktionalen Polymeres stellt eine weitere Einstellgröße dar. Grob hat sich eine Halbkugelform als Ausgangsform bewährt. Die Abflachung nach außen und die Gestaltung der zentralen Stelle sind Einstellungsparameter. The shape of the functional polymer represents another parameter. Roughly, a hemispherical shape has proved to be the starting form. The flattening to the outside and the design of the central location are adjustment parameters.

Auf das funktionale Polymer wird eine Schicht von widerstandsleitfähigen Polymer aufgebracht, sofern die verwendeten Polymere nicht leitfähig sind.A layer of resistive polymer is applied to the functional polymer as long as the polymers used are not conductive.

Dieses widerstandsleitfähige Polymer ist als Farbe erhältlich und kann über den Zusatz von anderen polymerfarben in seiner Leitfähigkeit eingestellt werden.This resistive polymer is available as a color and can be adjusted in its conductivity by the addition of other polymer inks.

Diese Möglichkeiten der Einstellungen des Polymeres sind von äußerster Notwendigkeit, um die mechanischen Eigenschaften des Sensors und damit die elektrischen Eigenschaften gleichbleibend und in einwandfreier Qualität sicherzustellen.These possibilities of adjusting the polymer are of extreme necessity to ensure the mechanical properties of the sensor and thus the electrical properties consistent and in perfect quality.

Damit ergeben sich die Bedeutungen bzw. die Aufgaben der einzelnen Polymere. Das Polymer der Bauform hat die Aufgabe zum Einem den Sensor bei nicht Belastung in einen definierten Ausgangszustand zu führen, zum Anderem wird ein definierter Gegendruck aufgebaut. Dieser Gegendruck ist notwendig um mechanisches Zittern zu unterdrücken, welches wiederum zu einem Verrauschen der Messwerte führen würde. Das funktionale Polymer hat die Aufgabe die Kontaktfläche des wiederstandsleitfähigen Polymeres zu den Leitbahnen zu kontrollieren. Das funktionale Polymer zeichnet sich dadurch aus, dass es zum Einem eine sehr schnelle Zurückstellfähigkeit hat. D.h. die Dehnungs- und die Entlastungsbewegung müssen in ihrer Geschwindigkeit der pulsierenden Druckwelle folgen können. Zum Anderem zeichnet sich das funktionale Polymer dadurch aus, dass es je nach mechanischer Belastung sich mehr oder weniger an die Leiterbahnen anschmiegt. Dabei müssen die mechanischen Eigenschaften des funktionalen Polymeres auch so eingestellt sein, dass sich kein bleibender Abdruck der Leiterbahnen im Polymer bilden kann, auch nicht bei häufiger Belastung des Sensors bis in den maximalen Druckbereich.This results in the meanings or tasks of the individual polymers. The polymer of the design has the task of one to guide the sensor at no load in a defined initial state, on the other hand, a defined back pressure is built up. This back pressure is necessary to suppress mechanical trembling, which in turn would lead to a noise of the measured values. The functional polymer has the task of controlling the contact surface of the resistance-conducting polymer to the interconnects. The functional polymer is characterized in that it has on the one hand a very fast resilience. That the expansion and the relief movement must be able to follow the pulsating pressure wave in their speed. On the other hand, the functional polymer is characterized by the fact that, depending on the mechanical stress, it conforms more or less to the conductor tracks. In this case, the mechanical properties of the functional polymer must also be adjusted so that no lasting impression of the conductor tracks in the polymer can form, not even with frequent loading of the sensor up to the maximum pressure range.

Das widerstandleitfähige Polymer stellt den Kontakt zwischen den einzelnen Leiterbahnnetzen her. Seine Eigenschaften sind, dass es eigentlich keinen guten Kontakt zu einer Leiterbahn hat. Dies ist dadurch gegeben, dass die Mikrostruktur der Oberfläche des Polymeres sehr uneben ist. Kommt das Polymer in den Kontakt mit einer Leiterbahn sind zunächst nur wenige Mikrostrukturelle Erhebungen im Kontakt mit der Leiterbahn und ein hoher elektrischer Widerstand zwischen Polymer und Leiterbahn liegt vor. Wird die Anpressdruck erhöht verformt sich die Mikrostruktur und die wirkliche Kontaktfläche steigt durch das platt drücken Mikrostruktureller Erhebungen, der elektrische Kontakt verbessert sich und es liegt ein geringer elektrischer Widerstand zwischen Leiterbahn und Polymer vor. Bei Entlastung entlasten sich auch die platt gedrückten mikrostrukturellen Erhebungen und die Ausgangsform bildet sich zurück.The resistance-conductive polymer establishes contact between the individual interconnects. Its characteristics are that it does not actually have good contact with a track. This is because the microstructure of the surface of the polymer is very uneven. If the polymer comes into contact with a conductor track, initially there are only a few microstructural elevations in contact with the conductor track and a high electrical resistance exists between the polymer and the conductor track. If the contact pressure increases, the microstructure deforms and the actual contact area increases due to the flat pressing of microstructural elevations, the electrical contact improves and there is a low electrical resistance between the conductor track and the polymer. When unloaded, the flattened microstructural elevations relieve themselves and the initial shape is formed back.

Ein möglicher Aufbau eines so gefertigten Sensors gestaltet sich im Prinzip, wie folgt:A possible construction of a sensor produced in this way is in principle as follows:

Die Bauform besteht aus einem Polymer mit einer im Vergleich zum funktionalen Polymer gleich oder höheren Shorehärte. Dabei werden Füße, dies können einzelne Erhebungen sein, oder konzentrische Strukturen, in Form und Nähe zum funktionalen Polymer so angepasst, dass die geforderte Gegenkraft des Sensors erreicht wird. Im Zentrum des funktionalen Polymeres kann eine über die Form des funktionalen Polymeres hinausragende Erhebung eingefügt werden. Diese kann eine andere Shorehärte oder auch die gleiche Shorehärte aufweisen, wie das funktionale Polymer.The design consists of a polymer with a Shore hardness equal to or higher than the functional polymer. In this case, feet, which may be individual elevations, or concentric structures, adapted in shape and proximity to the functional polymer so that the required counterforce of the sensor is achieved. In the center of the functional polymer, a protruding beyond the shape of the functional polymer survey can be inserted. This may have a different Shore hardness or the same Shore hardness as the functional polymer.

Auf das funktionale Polymer wird je nachdem, ob das funktionale Polymer widerstandleitfähig ist ein weiteres widerstandsleitfähiges Polymer aufgebracht. Die Größe des funktionalen Polymeres hängt von der Fläche der Leiterbahnnetzwerke ab.Depending on whether the functional polymer is resistant to resistance, a further resistance-conducting polymer is applied to the functional polymer. The size of the functional polymer depends on the area of the interconnect networks.

Definierung der MessgrößenDefinition of the measured quantities

Die Definierung der Kenngröße Herzzeitvolumen des kardiovaskulären Systems ist nur möglich, wenn zunächst andere Kenngrößen, wie der Blutdruck und der Herzpuls definiert sind. Daher werden im Folgenden alle mit einer erfindungsgemäßen Anordnung messbaren Kenngrößen definiert und als letztes das Herzzeitvolumen.The definition of the characteristic cardiac output of the cardiovascular system is only possible if initially other parameters such as blood pressure and cardiac output are defined. Therefore, in the following, all parameters that can be measured with an arrangement according to the invention are defined and, lastly, the cardiac output.

Definierung des Blutdrucks Defining the blood pressure

Der Blutdruck wird an unterschiedlichen Stellen eines menschlichen oder tierischen Körpers auch für das menschliche Auge ab und an erkennbar. Insbesondere kann man mit bloßem Auge beim Menschen den arteriellen Puls an der A. Radialis erkennen.The blood pressure at different points of a human or animal body is also visible to the human eye now and then. In particular, the naked eye can detect in humans the arterial pulse at the A. radialis.

Der Blutdruck ausgehend vom Herzen, wirkt somit auch in der Peripherie des Menschen oder Tieres nicht nur fühlbar sondern auch sichtbar.The blood pressure from the heart, thus not only palpable but also visible in the periphery of the human or animal.

Spürbar wird dieser Druck insbesondere am Handgelenk. Hier verläuft die Arterie Radialis (Siehe 1 Buchstabe L) unter der Haut, jedoch nahe genug an der Oberfläche, um die Dämpfungseigenschaften des Gewebes (Siehe 1 Buchstabe C) nicht vollständig wirken zu lassen. Bei genauem Hinsehen, kann man meist ein pulsierendes Gewebe erkennen. Erzeugt wird die Pulsierung durch die zeitliche Änderung des Drucks bei jedem einzelnen Herzschlag.This pressure is particularly noticeable on the wrist. Here passes the artery Radialis (See 1 Letter L) under the skin, but close enough to the surface to control the cushioning properties of the fabric (See 1 Subparagraph C). If you look closely, you can usually see a pulsating tissue. The pulsation is produced by the temporal change in pressure at each individual heartbeat.

In der Austreibungszeit der einzelnen Herzrythmen wird auch die Pulswelle (Siehe 1 Buchstabe D) erzeugt. Diese kann als erste Reaktion eines erfolgten Herzschlages peripher registriert werden.In the expulsion time of the individual heart rhythms, the pulse wave (See 1 Letter D) generated. This can be registered peripherally as the first reaction of a successful heartbeat.

Ein Teil des Blutvolumens wird jedoch nicht sofort in die Peripherie weitergeleitet. Der Windkessel nimmt ein Teil des Blutvolumens auf und gibt diesen Anteil innerhalb eines RR Intervalls bis zur vollständigen Leerung, messbar als Diastole, wieder ab.However, part of the blood volume is not immediately diverted to the periphery. The Windkessel absorbs a portion of the blood volume and releases this portion within a RR interval until complete emptying, measurable as diastole.

Dies geschieht um Druckspitzen auszugleichen und das System an die jeweiligen Belastungssituationen angepasster gestalten zu können.This is done to compensate for pressure peaks and to be able to customize the system to the respective load situations.

In der Peripherie angekommen, kann der Druckpuls oder der Strompuls registriert werden.Arrived in the periphery, the pressure pulse or the current pulse can be registered.

Um den Blutdruck nicht invasiv zu messen, wird seit über 100 Jahren die Riva Rocci Methode angewendet.To measure blood pressure non-invasively, the Riva Rocci method has been used for over 100 years.

Die Methode funktioniert, indem die Arterie mit Hilfe eines aufblasbaren Luftsacks abgequetscht wird. Anschließend löst man kontrolliert und messbar die gleichmäßige Druckbelastung von außen auf die Arterie, indem man den Luftsack öffnet.The method works by squeezing the artery with the aid of an inflatable air bag. Then, controlled and measurable, the uniform pressure load on the artery is released from the outside by opening the airbag.

Nun kann durch den arterielle Blutdruck sich das Blut durch die ersten Öffnungsschlitze der Durchlass-Sperre hin zur Peripherie quetschen, und somit innerhalb der offenen Arterie wieder ausbreiten, es kommt zu einem klopfenden Geräusch. Die Riva Rocci/ Korotkow Methode verwendet das Klopfen zur Blutdruckbestimmung.Now, through the arterial blood pressure, the blood can squeeze through the first opening slits of the passage barrier towards the periphery, and thus re-propagate within the open artery, causing a knocking sound. The Riva Rocci / Korotkow method uses tapping to determine blood pressure.

Sofern ein Geräusch des wieder geöffneten Blutflusses wahrgenommen wird, steht die Systole (Siehe 1 Buchstabe A) fest.If a sound of reopened blood flow is detected, systole (See 1 Letter A).

Sofern das Klopfen aufhört, ist der Druck im arteriellen Gefäß ausgeglichen und der Druck der Diastole (Siehe 1 Buchstabe B) kann gemessen werden.If knocking ceases, the pressure in the arterial vessel is balanced and the pressure of diastole (See 1 Letter B) can be measured.

Bei genauer Beobachtung der Messgeräte bei der Riva Rocci/ Korotkow Methode kann folgendes festgestellt werden. Unter Verwendung eines analogen Druckmessgeräts zur Bestimmung des Drucks in dem Luftsack kann eine Pulsierung der Nadel des Messgerätes und somit des Drucks beobachtet werden. Diese ist zu erkennen, wenn der Luftsack mit einem Druck belastet wird, der zwischen Diastole und Systole sich befindet. Dabei gibt es eine Luftbefüllung im Luftsack, bei der die Schwankung maximal ist.By closely observing the gauges in the Riva Rocci / Korotkow method, the following can be ascertained. Using an analog pressure gauge to determine the pressure in the air bag, a pulsation of the needle of the gauge and thus of the pressure can be observed. This can be seen when the air bag is loaded with a pressure that is between diastole and systole. There is an air filling in the airbag, in which the fluctuation is maximum.

Die Werte, zwischen denen die Nadel schwankt, würden den Werten für die Diastole und der Systole entsprechen. Da jedoch der Luftsack die Druckänderung dämpft und auch das Messgerät nicht über die notwendige zeitliche Auflösung verfügt, können so die Werte für Diastole und Systole nicht bestimmt werden.The values between which the needle varies would correspond to the values for diastole and systole. However, since the air bag dampens the pressure change and the meter does not have the necessary temporal resolution, the values for diastole and systole can not be determined.

Die erfindungsmäßige Anordnung nutzt diese Begebenheit aus, indem Sensoren mit entsprechender zeitlicher Auflösung und mit möglichst geringer Dämpfung verwendet werden.The arrangement according to the invention makes use of this event by using sensors with corresponding temporal resolution and with the lowest possible attenuation.

Die Erfindung nutzt den ankommenden Druck/ Druckausbreitungsrichtung zur Oberfläche der menschlichen Haut (siehe 1 Buchstabe N) aus, hier bspw. an der A. Radialis.The invention utilizes the incoming pressure / pressure propagation direction to the surface of the human skin (see 1 Letter N), here, for example, at the A. Radialis.

Der pulsierende Druck ausgehend von der Arterienwand (siehe 1 Buchstabe E) pflanzt sich über das Gewebe (siehe 1 Buchstabe C) bis hin zu Oberfläche der Haut fort (siehe 1 Buchstabe O). Dort kann der pulsierende Druck/ Blutdruck, jedoch bereits gedämpft durch das Gewebe mittels sensorischer- und Recheneinheit registriert (Siehe 1 Buchstabe K und H) werden. The pulsating pressure from the arterial wall (see 1 Letter E) transplants over the tissue (see 1 Letter C) to the surface of the skin (see 1 Letter O). There, the pulsating pressure / blood pressure, but already damped by the tissue by means of sensory and processing unit registered (see 1 Letter K and H).

Der direkt messbare Pulsdruck ist seit Jahrhunderten ein bewährtes Mittel von Medizinern nicht nur in der Unfallversorgung. Die Art der Pulsdruckausbreitung, 1 Buchstabe N, und die Geschwindigkeit des Pulses, 1 Buchstabe M, kann Rückschlüsse über die Konstitution der Meßperson anhand des gefühlten Pulses Aussage geben.The directly measurable pulse pressure has been a proven remedy for medical professionals for centuries, not only in the field of accident care. The type of pulse pressure propagation, 1 Letter N, and the speed of the pulse, 1 Letter M, can give conclusions about the constitution of the measuring person on the basis of the felt pulse statement.

Der registrierfähige Druckplus wird in der Erfindung als Ursache zur Blutdruckmessung direkt genutzt.The registerable pressure increase is used directly in the invention as a cause for blood pressure measurement.

Der pulsierende Druckpuls verformt die Arterie, 1 Buchstabe E, beständig im Takt des schlagenden Herzens, 1 Buchstabe G.The pulsating pressure pulse deforms the artery, 1 Letter E, constant in the beat of the beating heart, 1 Letter G.

Auf dem Weg hin zur Peripherie wird der Druckpuls durch Verzweigungen, Zustände der Gefäße, sowie die äußere und innere Belastung verändert. Somit ist der Blutdruckmesswert ein sich ständig anpassender Wert an die jeweilige Situation des Körpers.On the way to the periphery, the pressure pulse is changed by branching, states of the vessels, as well as the external and internal load. Thus, the blood pressure reading is a constantly adapting value to the particular situation of the body.

Definierung des HerzpulsesDefining the heart pulse

Die Arbeitsweise des Herzens wird durch den Sinusknoten gesteuert, dieser gibt den Takt an, mit dem sich das Herz zusammen zieht, wodurch es zum Auswurf des Blutes in zunächst den Windkessel und dann in die Arterien kommt. Dabei stimuliert der Sinusknoten die Muskeln des Herzens durch elektrische Signale.The operation of the heart is controlled by the sinus node, this indicates the tact, with which the heart contracts, causing the ejection of the blood in the first Windkessel and then in the arteries. The sinus node stimulates the muscles of the heart by electrical signals.

Ein voller Zyklus von Auswurf des Blutes in die Arterien und Ansaugeprozess aus den Venen ist ein Herzpuls.A full cycle of expectoration of the blood into the arteries and aspiration process from the veins is a cardiac pulse.

Die elektrischen Signale des Sinusknotens werden bei der herkömmlichen Methode zur Messung des Herzpulses mit einem Elektrokardiogramm (EKG) aufgezeichnet.The electrical signals of the sinus node are recorded in the conventional method for measuring heart rate with an electrocardiogram (ECG).

Diese Aufzeichnung dieser elektrischen Signale, obwohl weltweit eingesetzt, ist jedoch unzureichend den Herzpuls zu messen, denn das elektrische Signal ist nur die Anweisung an die Herzmuskel eine Aktion durchzuführen, die eigentliche Aktion des Herzens kann so nicht erkannt werden.However, this record of these electrical signals, although used worldwide, is inadequate to measure cardiac output, because the electrical signal is only the instruction to perform an action on the heart muscle, the actual action of the heart can not be detected.

Im Erkrankungsfall kann es vorkommen, dass das elektrische Signal des Sinusknotens zu keinem Auswurf an Blut führen kann.In the case of illness, it may happen that the electrical signal of the sinus node can not lead to any expectoration of blood.

Ein Beispiel hierfür ist das Vorhofflattern und das Vorhofflimmern. Bei diesen Erkrankungen wird die Kontraktion in den Vorhöfen bis zu 340 (Vorhofflattern) bzw. bis zu 600 (Vorhofflimmern) Kontraktionen pro Minute durch elektrische Signale ausgelöst. Die Herzklappen zu den Herzkammern öffnen sich jedoch zumeist unregelmäßig mit 100-160 Öffnungen pro Minute. Dieses Krankheitsbild wird absolute Arrhythmie genannt.An example of this is atrial flutter and atrial fibrillation. In these diseases, the contraction in the atria is triggered by up to 340 (atrial flutter) or up to 600 (atrial fibrillation) contractions per minute by electrical signals. The heart valves open to the heart chambers, however, usually irregularly with 100-160 openings per minute. This condition is called absolute arrhythmia.

Somit kommt es nur zu einem Auswurf von Blut mit einer Frequenz 100-160 pro Minute.Thus, there is only an ejection of blood with a frequency of 100-160 per minute.

Natürlich führen derartige Erkrankungen zu erkennbaren Mustern beim EKG Signal, die durch den Fachmann erkannt werden können. Hierbei kommt es jedoch auf die Erfahrung und Ausbildung und vor allem über die Kenntnis aller möglichen Erkrankungen beim Fachmann an.Of course, such diseases lead to recognizable patterns in the ECG signal, which can be recognized by those skilled in the art. However, it depends on the experience and training and especially on the knowledge of all possible diseases in the professional.

Die erfindungsgemäße Anordnung ermittelt Messwerte, die die pulsierenden Druckwelle abbilden. Die pulsierende Druckwelle in den Arterien kommt nur zustande, wenn es zu einem Blutauswurf aus dem Herzen heraus kommt. Somit ist über die Analyse der Messwerte, die die pulsierende Druckwelle abbilden, eine eindeutige Messung des Herzpulses möglich.The arrangement according to the invention determines measured values which map the pulsating pressure wave. The pulsating pressure wave in the arteries comes about only when it comes to a blood discharge from the heart. Thus, an unambiguous measurement of the cardiac pulse is possible via the analysis of the measured values which map the pulsating pressure wave.

Definierung der PulswellenvariabilitätDefining the pulse wave variability

Die Pulswellenvariabilität, auch Herzfrequenzvariabilität genannt, gibt die Veränderlichkeit des Herzpulses an. Eine hohe Variabilität ist dabei ein Zeichen für ein gesundes Herz.The pulse wave variability, also called heart rate variability, indicates the variability of the cardiac pulse. High variability is a sign of a healthy heart.

Der Herzpuls passt sich autonom an die Anforderungen des Organismus an und ist daher einer ständigen Veränderung unterlegen. Steht die zu untersuchende Person bspw. unter erhöhtem Stress kann damit folgend, dass sich ein gleichmäßiger Herzpuls einstellt. The heart pulse adapts autonomously to the requirements of the organism and is therefore inferior to a constant change. If the person to be examined is, for example, under increased stress, the result may be an even cardiac output.

Die erfindungsgemäße Anordnung erlaubt durch die Aufzeichnung einer Messwertkurve, die die pulsierende Druckwelle abbildet, die zeitlichen Intervalle zwischen jeden einzelnen Herzpuls zu ermitteln. Diese Intervalle werden RR-Intervalle genannt.By virtue of the recording of a measured value curve which maps the pulsating pressure wave, the arrangement according to the invention permits the time intervals between each individual heart pulse to be determined. These intervals are called RR intervals.

Die Pulswellenvariabilität kann bspw. als Standardabweichung zum Mittelwert der RR-Intervalle angegeben werden.For example, the pulse wave variability can be expressed as the standard deviation to the mean of the RR intervals.

Definierung der Pulswellenlaufzeit und PulswellengeschwindigkeitDefining the pulse wave transit time and pulse wave velocity

Die Pulswellenlaufzeit und die Pulswellengeschwindigkeit sind zwei eng miteinander verbundene Kenngrößen des kardiovaskulären Systems.Pulse wave transit time and pulse wave velocity are two closely related characteristics of the cardiovascular system.

Die Pulswellenlaufzeit gibt die Zeit an, in der die Pulswelle eine gewisse Strecke zurückgelegt hat und die Pulswellengeschwindigkeit vereint die Pulswellenlaufzeit und die zurückgelegte Strecke. Daher können aus der Kenntnis der zurückgelegten Strecke die beiden Kenngrößen ineinander überführt werden.The pulse wave transit time indicates the time in which the pulse wave has traveled a certain distance and the pulse wave velocity combines the pulse wave transit time and the distance traveled. Therefore, from the knowledge of the distance traveled, the two parameters can be converted into each other.

Darüber hinaus darf die Pulswellengeschwindigkeit nicht mit der Geschwindigkeit des Blutes in den Arterien verwechselt werden, diese ist deutlich langsamer.In addition, the pulse wave velocity must not be confused with the speed of the blood in the arteries, this is much slower.

Ausgehend von einem Herzpuls setzt sich ein Druckpuls in den Arterien in Bewegung, dieser verformt die Arterienwände. Dies bedeutet im Gegenzug, dass sich der Druckpuls nur so schnell fortbewegen kann, wie sich auch die Arterienwände verformen können. Diese Verformbarkeit ist die Elastizität der Arterien.Starting from a heart pulse, a pressure pulse sets in the arteries in motion, this deforms the arterial walls. In turn, this means that the pressure pulse can only move as fast as the arterial walls can deform. This deformability is the elasticity of the arteries.

Über die Messung der Pulswellengeschwindigkeit kann also die Elastizität der Arterien ermittelt werden. Der Wert der Elastizität wird vom kardiovaskulären System reguliert.Thus, the elasticity of the arteries can be determined by measuring the pulse wave velocity. The value of elasticity is regulated by the cardiovascular system.

Im Krankheitsfall kann die Elastizität z.B. durch Arterienverkalkung übermäßig reduziert sein. Daher ist die Elastizität eine Kenngröße, die z.B. vor bevorstehenden Herzinfarkten warnen kann.In case of illness, the elasticity may e.g. be excessively reduced by arteriosclerosis. Therefore, the elasticity is a characteristic, e.g. warn of impending heart attacks.

Zudem haben Studien gezeigt, dass zumindest über kurze Zeiträume die Pulswellengeschwindigkeit auch verwendet werden kann, um den Blutdruck zu überwachen.In addition, studies have shown that, at least over short periods of time, the pulse wave velocity can also be used to monitor blood pressure.

Für die Messung durch die erfinderische Anordnung ergeben sich zwei Ansätze.For the measurement by the inventive arrangement, there are two approaches.

Zum Einem kann mit mehreren Sensoren an verschiedenen Stellen des Körpers die pulsierende Druckwelle vermessen werden. Somit kann aus dem Versatz der Messkurven zueinander die Pulswellenlaufzeit ermittelt werden, wodurch unter Kenntnis des Abstandes der Sensoren zueinander auch die Pulswellengeschwindigkeit bekannt ist.On the one hand, the pulsating pressure wave can be measured with several sensors at different points of the body. Thus, the pulse wave transit time can be determined from the offset of the measured curves relative to one another, whereby, knowing the distance of the sensors from one another, the pulse wave velocity is also known.

Da die erfinderische Anordnung über eine hohe Datenerfassungsrate verfügt können die Sensoren auch nahe zueinander liegen. Dies ermöglicht die Messung der Pulswellengeschwindigkeit ortsbezogen am Körper.Since the inventive arrangement has a high data acquisition rate, the sensors can also be close to each other. This allows the measurement of the pulse wave velocity locally on the body.

Zum Anderem wird die pulsierende Druckwelle des Herzpulses auch reflektiert. Durch die hohe Datenerfassungsrate der erfinderischen Anordnung ist die Reflexionswelle erkennbar in den Messkurven. Aus dem Abstand zwischen der Initialwelle und der Reflexionswelle ist die Pulswellenlaufzeit berechenbar.On the other hand, the pulsating pressure wave of the heart pulse is also reflected. Due to the high data acquisition rate of the inventive arrangement, the reflection wave is recognizable in the measurement curves. The pulse wave transit time can be calculated from the distance between the initial wave and the reflection wave.

Definierung des HerzzeitvolumensDefining cardiac output

Das Herzzeitvolumen gibt an, wie viel Liter Blut das Herz in einer Minute auswirft und zur Versorgung des Organismus zur Verfügung steht. Somit stellt diese Kenngröße die Größe zur Beurteilung des Leistungsvermögens des kardiovaskulären Systems dar.The cardiac output indicates how many liters of blood the heart expels in one minute and is available for the care of the organism. Thus, this characteristic is the quantity for assessing the performance of the cardiovascular system.

Ein zum normalen reduzierter Wert ist ein Hinweis auf eine Erkrankung des Herzens z.B. eine Herzklappenerkrankung oder ein Hinweis auf eine Schilddrüsenunterfunktion.A normal reduced value is an indication of heart disease, e.g. heart valve disease or an indication of hypothyroidism.

Ein zum normalen erhöhter Wert kann auf eine Vielzahl von Erkrankungen, z.B. Fieber, Blutarmut oder Durchblutungsstörungen von Organen, sein. A normal elevated level may be due to a variety of disorders, such as fever, anemia, or circulatory disorders of organs.

Das Herzzeitvolumen ist auch ein Indikator für die Versorgung des Körpers mit Sauerstoff. Für den Sportler ist daher ein hohes Herzzeitvolumen (solange es nicht krankheitsbedingt ist) erstrebenswert und kann als Maß für spezielle, auf Leistung gerichtete Trainingsmaßnahmen, dienen.Cardiac output is also an indicator of oxygen supply to the body. For the athlete, therefore, a high cardiac output (as long as it is not disease-related) is desirable and can serve as a measure of specific, performance-oriented training measures.

Ein anderes Anwendungsgebiet, welches sich aufgrund des Zusammenhangs mit der Sauerstoffversorgung ergibt, ist die Patentenkontrolle bei Operationen. Das Herzzeitvolumen wird bereits heute bei vielen Operationen kontinuierlich gemessen, allerdings erfolgt dies invasiv mit Hilfe verschiedener Methoden. Bei einer oft verwendeten Methode wird eine kalte Flüssigkeit mit einem Katheter in eine Herzkammer injiziert. Durch Temperatursensoren in der dem Herzen folgenden Arterien kann die Erwärmung ermittelt werden, diese Erwärmung hängt direkt mit dem Herzzeitvolumen zusammen.Another area of application, which results from the connection with the oxygen supply, is patent control in operations. Cardiac output is already measured continuously in many surgeries, but this is done invasively using a variety of methods. One method that is often used involves injecting a cold fluid with a catheter into a chamber of the heart. By means of temperature sensors in the arteries following the heart, the heating can be determined; this heating is directly related to the cardiac output.

Zusammengefasst ergibt sich, dass die Methoden zur Herzzeitvolumenbestimmung entweder sehr ungenau sind oder einem nur in Ausnahmesituationen vertretbaren Eingriff in den Körper benötigen.In summary, the methods for cardiac output determination are either very inaccurate or require an intervention in the body that is only justifiable in exceptional situations.

Eine erfinderische Anordnung soll eine Alternative zu den invasiven Methoden bieten, welche zum Einem keinen Eingriff in den Körper und somit keine gefährlichen Operationen benötigt und zum Anderem eine möglichst genaue Messung des Herzzeitvolumens ermöglicht. Daher ergibt sich der Einsatzort zwischen den medizinisch sehr exakten und notwendigen Untersuchungssituationen bei komplizierten und langen Operationen und den sehr ungenauen bisherigen nicht invasiven Methoden. Daher kann bei Operationen, welche nicht unter den Allerhöchst genauen Wert benötigen auf eine invasive Methode verzichtet werden und stattdessen eine erfinderische Anordnung verwendet werden. Da das anbringen einer erfinderischen Anordnung schnell und unkompliziert ist kann auch einer Überwachung bei Operationen, bei denen bisher keine Herzzeitvolumenüberwachung verwendet wurde erfolgen.An inventive arrangement is intended to provide an alternative to the invasive methods, which on the one hand requires no intervention in the body and thus no dangerous operations and, on the other hand, enables the most accurate measurement of cardiac output. Therefore, the location between the medically very precise and necessary examination situations in complicated and long operations and the very inaccurate previous non-invasive methods. Therefore, an invasive method can be dispensed with in operations that do not require the highest accuracy, and an inventive arrangement can be used instead. Since the attachment of an inventive arrangement is quick and straightforward, it is also possible to monitor during operations in which no cardiac output monitoring has hitherto been used.

Darüber hinaus ergeben sich gerade im medizinischen Bereich neue Möglichkeiten, so kann eine kontinuierliche Langzeitüberwachung ermöglicht werden und bei einer Verschlechterung ein Alarm ausgegeben werden.In addition, especially in the medical field, new possibilities arise, so a continuous long-term monitoring can be made possible and in case of deterioration an alarm can be issued.

Die Ermittlung des Wertes für das aktuelle Herzzeitvolumen kann von Herzpuls zu Herzpuls erfolgen. Es werden die Kenngrößen der Frequenz des Herzpulses bzw. das RR-Intervall, die Messwertkurve der pulsierenden Druckwelle, die Elastizität der Arterien und der Durchmesser des Aortenbogens beim diastolischen Blutdruck.The determination of the value for the current cardiac output can be from cardiac pulse to cardiac pulse. The parameters of the heart rate pulse or the RR interval, the pulsed pressure wave measurement curve, the arterial elasticity and the diameter of the aortic arch in diastolic blood pressure are used.

Alleinig der Durchmesser bzw. Radius des Aortenbogens beim diastolischen Blutdruck kann nicht durch eine erfinderische Anordnung bestimmt werden und muss mit externen Geräten z.B. Ultraschall ermittelt werden. Jedoch spielt bei einer kontinuierlichen Langzeitüberwachung nicht so sehr der absolute Wert eine Rolle, sondern die Veränderungen. Eine erfinderische Anordnung kann das Herzzeitvolumen relativ zum Durchmesser des Aortenbogen beim diastolischen Blutdruck messen und bei Bedarf kann dieser relative Wert, durch eine externe Messung des Durchmesser des Aortenbogen beim diastolischen Blutdruck, zu einem absoluten Wert umgeformt werden.Only the diameter or radius of the aortic arch in diastolic blood pressure can not be determined by an inventive arrangement and must be compatible with external devices e.g. Ultrasound to be determined. However, in a continuous long-term monitoring not so much the absolute value plays a role, but the changes. An inventive arrangement can measure the cardiac output relative to the diameter of the aortic arch in diastolic blood pressure, and if desired, this relative value can be converted to an absolute value by an external measurement of the diameter of the aortic arch in diastolic blood pressure.

Die Pulswelle geht vom Herzen aus in die Arterien über, dabei sinkt die Amplitude und die einzelnen Pulse werden zeitlich länger. Jedoch muss die ausgegebene Druckwelle alle Arterien durchqueren und der Gesamtdruck in einer bestimmten Entfernung zum Herzen muss dem Auswurfsdruck entsprechen, welcher mit dem Herzzeitvolumen und der Elastizität zusammenhängt.The pulse wave passes from the heart into the arteries, while the amplitude decreases and the individual pulses are longer in time. However, the output pressure wave must traverse all arteries and the total pressure at a certain distance from the heart must correspond to the ejection pressure, which is related to cardiac output and elasticity.

Damit kann das Auswurfsvolumen eines Herzpulses wie folgt abgeschätzt werden: Der momentan vorliegende Pulsdruck P(t) (Pulsdruck ist die Druckdifferenz zwischen dem diastolischen Blutdruckwert und dem aktuellen Messwert) in einer Arterie verformt diese, der Radius R ist gegeben durch die Elastizität E: R ( t ) = R 0 + E P ( t )

Figure DE102017002334A1_0001
Thus, the ejection volume of a cardiac pulse can be estimated as follows: The currently present pulse pressure P (t) (pulse pressure is the pressure difference between the diastolic blood pressure value and the current measurement value) in an artery deforms this, the radius R is given by the elasticity E: R ( t ) = R 0 + e * P ( t )
Figure DE102017002334A1_0001

Hierbei ist R0 der (unbekannte und extern zu messende) Radius der Arterie.Here, R 0 is the (unknown and externally measured) radius of the artery.

Der aktuelle Radius der Arterie verändert sich also während eines Herzpules zeitlich mit dem Druck.The current radius of the artery changes during a cardiac pule with the time pressure.

Um ein Volumen zu berechnen, muss die LängeLder Verformung der Arterie bei einem Herzpuls bestimmt werden. Dazu wird die zeitliche Länge eines Herzpulses, das RR-Intervall T, und die Pulswellengeschwindikeit v verknüpft: L = ν T

Figure DE102017002334A1_0002
To calculate a volume, the length and deformation of the artery in a cardiac pulse must be determined. For this, the temporal length of a cardiac pulse, the RR interval T, and the pulse wave velocity v are linked: L = ν * T
Figure DE102017002334A1_0002

Da die aktuelle Zeit t (Startzeit ist Beginn des Herzpulses mit t=0) im Puls mit der aktuellen Position in der Arteriel (t) vergleichbar mit der Pulswellengeschindigkeit verknüfbar ist: l ( t ) = ν t

Figure DE102017002334A1_0003
Since the current time t (start time is the beginning of the heart pulse with t = 0) in the pulse with the current position in the artery (t) is comparable comparable to the pulse wave speed: l ( t ) = ν * t
Figure DE102017002334A1_0003

Kann auch der aktuelle Radius auch als Funktion von l dargestellt werden.Can the current radius also be represented as a function of l.

Es gilt R'(l)=R(l/v)R '(l) = R (l / v)

Das Volumen ergibt sich aus der Integration aller Messwerte in einem Herzpuls unter der bekannten Formel zur Bestimmung der Querschnittsfläche aus dem Radius (Fläche =πR2): V = π ( R ' ( l ) ) 2 dl = π ( R ( l / ν ) ) 2 dl = ( R ( t ) ) 2 ν dt π ( R 0 + E P ( t ) ) 2 ν dt

Figure DE102017002334A1_0004
The volume results from the integration of all measured values in a heart pulse under the known formula for determining the cross-sectional area from the radius (area = πR 2 ): V = π ( R ' ( l ) ) 2 dl = π ( R ( l / ν ) ) 2 dl = ( R ( t ) ) 2 ν dt π ( R 0 + e * P ( t ) ) 2 ν dt
Figure DE102017002334A1_0004

Für eine relative Messung wird R0 auf Null gesetzt, wenn eine externe Messung erfolgt ist kann R0 als Parameter an die erfinderische Anordnung übermittelt werden.For a relative measurement R 0 is set to zero, if an external measurement has taken place R 0 can be transmitted as a parameter to the inventive arrangement.

Vorgang der MessungProcess of measurement

Ein Druckensor, wie oben bereits beschrieben, wird auf die Haut, 1 Buchstabe K und O, gelegt.A pressure sensor, as already described above, is applied to the skin, 1 Letter K and O, placed.

Um einen gleichmäßig beaufschlagten Druck zu erzielen, kann ein Armband, 1 Buchstabe I, um das Handgelenk als Hilfe und als handelsübliches Produkt erhältlich genutzt werden.In order to achieve a uniformly applied pressure, a bracelet, 1 Letter I to be used to the wrist as an aid and as a commercial product available.

Somit kann ein gleichmäßiger Druck, 1 Buchstabe J, auf die A. Radialis ausgeübt werden.Thus, a uniform pressure, 1 Letter J on which A. Radialis are exercised.

Der ausgehende Druck, der von der A. Radialis auf die Oberfläche der Haut übertragen wird, kann bereits mit einem einfachen Meßaufbau eines Drucksensor zwischen Armband und Oberfläche der Haut registriert werden.The outgoing pressure transmitted from the A. radialis to the surface of the skin can already be registered with a simple measurement setup of a pressure sensor between the bracelet and the surface of the skin.

Der dynamische Druckpuls des tatsächlichen Auswurfs des Herzens, kann mittels Auswerte- und Bildeinheit für jedermann so sichtbar gemacht werden. Somit hat die erfindungsmäßige Anordnung einen unschätzbaren Wert für Erkrankte, die invasiv an einen Monitor, bspw. auf der Intensivstation angeschlossen sind, da nicht wie heutzutage üblich die Messung invasiv durchgeführt werden muss.The dynamic pressure pulse of the actual ejection of the heart can be made so visible to everyone by means of the evaluation and imaging unit. Thus, the arrangement according to the invention has an invaluable value for patients who are invasively connected to a monitor, for example, in the intensive care unit, since the measurement does not have to be performed invasively, as is usual today.

Die Messung des Blutdrucks kann vom umgebenen Gewebe stark beeinflusst werden. Daher muss bei speziellen Fällen Vorkehrungen getroffen werden.The measurement of blood pressure can be greatly influenced by the surrounding tissue. Therefore, precautions must be taken in special cases.

Bei Menschen mit erhöhtem Fettgehalt bzw. massiger Ausprägung kann es an der bevorzugten Stelle zur Messung des Blutdrucks und Herzpulses am Handgelenk zu einer erhöhten Dämpfung der Messung kommen. Eine vorteilhafte Meßstelle ist am oberen Fußrücken, da hier meist wenig Fett eingelagert und als Gegendruck ausreichend Knochen und Knorpelgewebe sich in diesem Bereich befinden. Meßstellen wie bspw. die Arterie Dorsalis pedis, Anterior tibial, Posterior tibiels, sowie First dorsal metarsal, Deep plantar, Arcuate eignen sich zur Messung am Fußrücken. Im Bereich oberhalb des Fußgelenks ändert die gesamte Menge des einströmenden Blutstroms den Durchmesser der unteren Extremität. Mit einer Messung des veränderlichen Durchmesser oder des veränderlichen Drucks auf die beaufschlagte Meßfläche ist auch hier der Blutdruck und Herzpuls zu detektieren.In people with high fat content or moderate expression, it may come at the preferred location for measuring blood pressure and heart pulse on the wrist to increased attenuation of the measurement. An advantageous measuring point is at the upper back of the foot, as there are usually stored little fat and as back pressure sufficient bone and cartilage are in this area. Measuring points such as the artery Dorsalis pedis, anterior tibial, Posterior tibiels, as well as First dorsal metarsal, Deep plantar, Arcuate are suitable for measurement on the back of the foot. In the area above the ankle, the total amount of inflowing bloodstream changes the diameter of the lower limb. With a measurement of the variable diameter or the variable pressure on the applied measuring surface, the blood pressure and heart pulse can also be detected here.

Eine eingeschränkte Gebrauchsfähigkeit der Erfindung besteht auch bei erkrankten Menschen, bspw. durch starke Wasserablagerungen in den Beinen und speziell in den Füßen.A limited usability of the invention also exists in diseased people, for example. By strong water deposits in the legs and especially in the feet.

Um jedoch den Blutdruck eindeutig zu messen, bedarf es einem definierten Gegendruck von außen (siehe 1 Buchstabe J). However, to measure the blood pressure clearly, it requires a defined back pressure from the outside (see 1 Letter J).

Definiert bedeutet im Fall der Erfindung einen beliebigen, aber bekannten, Druck von außen, übertragen auf die gemessen Arterie, bspw. mittels Armband oder Luftsack wie bei der Riva Rocci Methode.Defined in the case of the invention means any, but known, external pressure transferred to the measured artery, for example by means of a bracelet or airbag as in the Riva Rocci method.

Der benötigte Gegendruck kann bspw. auch mittels eines Fingers (siehe 1 Buchstabe J) der anderen freien Hand erzeugt werden.The required back pressure can, for example, by means of a finger (see 1 Letter J) of the other free hand.

Hierfür kann vorzugweise für die Erfindung eine speziell hergestellte und für den Nutzer klar definierte Oberfläche auf dem Armband geschaffen werden. Diese Oberfläche befindet sich oberhalb der Sensorik und somit bspw. auf dem Armband. Direkt unterhalb der Sensorik befindet sich die A. Radialis.For this purpose, preferably for the invention, a specially prepared and clearly defined for the user surface on the bracelet can be created. This surface is located above the sensor and thus, for example, on the bracelet. Directly below the sensors is the A. Radialis.

Für eine Blutdruckmessung muss der Nutzer bspw. einen Finger auf die definierte Oberfläche des Armbandes führen. Eine sanft und stetig steigende Druckerhöhung auf das Armband, entstehend durch den aufbauenden Druck des Fingers auf die markierte Fläche, wird mit mindestens 1000 Messungen pro Sekunde durch das System registriert und gespeichert.For a blood pressure measurement, the user must, for example, lead a finger on the defined surface of the bracelet. A gently and steadily increasing pressure increase on the wristband, caused by the building pressure of the finger on the marked area, is registered and stored by the system with at least 1000 measurements per second.

Der Nutzer spürt beim sanften Drücken auf die A. Radialis ein stärker wahrnehmbares pulsieren. Dieses Steigerung des wahrnehmbaren Pulses stammt nicht von einer Blutdruckerhöhung sondern durch die Verdichtung und Verteilung des umgebenen Gewebes zwischen der Hautoberfläche und dem vorhandenen Gewebe oberhalb der A. Radialis.The user feels a more perceptible pulsation when gently pressing on the A. radialis. This increase in the perceptible pulse is not due to an increase in blood pressure but due to the compaction and distribution of the surrounding tissue between the skin surface and the existing tissue above the A. radialis.

Der Druckensor misst die Steigerung der pulsierenden Welle. Wie ein ausgequetschter Schwamm gibt das zusammen- und weggedrückte Gewebe die pulsierende Welle, ausgehend von der Arterienwand, fast 1 zu 1 auf den Drucksensor weiter. Die Dämpfung des Gewebes, 1 Buchstabe C, wird reduziert durch den Gegendruck von Finger oder einem Aktor, 1 Buchstabe J, von außen und somit oberhalb der Haut, 1 Buchstabe O.The pressure sensor measures the increase of the pulsating wave. Like a squeezed out sponge, the tissue pushed together and pushed away gives the pulsating wave, starting from the arterial wall, almost 1 to 1 to the pressure sensor. The damping of the tissue, 1 Letter C, is reduced by the back pressure of finger or an actuator, 1 Letter J, from the outside and thus above the skin, 1 Letter O.

Um die Systole des Blutdrucks messen zu können, muss der Gegendruck auf die Arterie bzw. Pulswelle (Siehe 1 Buchstabe D) über die Dämpfung hinaus, geführt werden.To measure the systole of blood pressure, the back pressure on the artery or pulse wave (See 1 Letter D) beyond the attenuation.

Die Systole wird in dem Augenblick messbar, indem der Gegendruck sich weiter steigert, jedoch die Pulswelle keine maximale Steigerung über den maximal gemessen Druck hinaus erzeugen kann.The systole becomes measurable at the moment the backpressure continues to increase, but the pulse wave can not produce a maximum increase beyond the maximum measured pressure.

Die Erfindung kann man leicht am Menschen selbst testen. Bevor man die A. Radialis vollständig mit dem steigenden Druck auf die Radialis abquetscht, gibt es einen Druckbereich indem trotz Steigerung des Gegendrucks der Pulsdruck fühlbar nicht weiter zunimmt.The invention can easily be tested on humans themselves. Before squeezing the A. Radialis completely with the increasing pressure on the radialis, there is a pressure range in that, despite an increase in the back pressure, the pulse pressure does not noticeably increase any further.

Dieser Punkt ist mittels bekannten Vorrichtungen messbar und stellt die Systole des Blutdrucks dar.This point can be measured by known devices and represents the systole of the blood pressure.

Die Diastole wird aus den Minimas der pulsierenden Druckwelle bestimmt. Bei steigendem Gegendruck auf die Arterie nimmt der Abstand zwischen den Minimas und Maximas der pulsierenden Druckwelle zunächst zu, wobei der maximal gemessene Druck auch zunimmt. Ab einem bestimmten Gegendruck nimmt der maximal gemessene Druck nicht weiter zu. Dies ist gerade der Gegendruck der dem diastolischen Blutdruck entspricht.Diastole is determined from the minimas of the pulsating pressure wave. As the back pressure on the artery increases, the distance between the minimas and the maxima of the pulsating pressure wave initially increases, with the maximum pressure also increasing. From a certain backpressure the maximum measured pressure does not increase any further. This is just the back pressure that corresponds to the diastolic blood pressure.

Bei weiterer Erhöhung des Gegendrucks steigen die Minimas weiter, die Maximas der pulsierenden Druckwelle bleiben konstant.As the backpressure increases further, the minimas continue to rise, the maximas of the pulsating pressure wave remain constant.

Eine einmalige Messung kann daher erfolgen indem der Gegendruck auf die Arterie langsam erhöht wird, bis keine Steigerung der Maximas in der pulsierenden Druckwelle mehr zu erkennen sind.A single measurement can therefore be made by slowly increasing the back pressure on the artery until no increase in the maximum in the pulsating pressure wave can be detected.

Die kontinuierliche Messung erfolgt zunächst genauso, jedoch wird an dem Punkt, an dem keine Steigerung der Maximas zu erkennen sind verharrt. Ändert sich nun der systolische Blutdruck ist dies an einer Änderung der Maximas der pulsierenden Druckwelle zu erkennen. Nun muss der Gegendruck erneut eingestellt werden, um den neuen Wert für den Blutdruck zu ermitteln. Erhöht sich der nur diastolische Blutdruck ändert sich der Abstand zwischen den Minimas und den Maximas in der pulsierenden Druckwelle und ein erneutes Einstellen des Gegendrucks ist notwendig. Einzig der unwahrscheinliche Fall eines sinkenden diastolischen Blutdrucks, bei gleichbleibendem systolischen Blutdrucks, kann nur durch periodisches Neueinstellen des Gegendrucks erkannt werden.The continuous measurement is done the same way first, but at the point where no increase of the Maximas can be seen remains. If the systolic blood pressure changes, this can be detected by a change in the maximum of the pulsating pressure wave. Now, the back pressure must be adjusted again to determine the new value for the blood pressure. If only the diastolic blood pressure increases, the distance between the minimas and the maxima in the pulsating pressure wave changes, and it is necessary to readjust the backpressure. Only the unlikely event of a falling diastolic blood pressure, with constant systolic blood pressure, can be recognized only by periodically re-adjusting the back pressure.

Die Messung des Herzzeitvolumens bedarf der gleichzeitigen Vermessung der pulsierenden Druckwelle an verschiedenen Orten. Dazu werden an mindestens zwei geeigneten Messstellen Drucksensoren angebracht und durch einen Aktor oder manuel mit dem optimalen Messdruck der kontinuierlichen Messung belastet. Die Entfernung der Sensoren, bei separierten Sensoren, muss nun ausgemessen werden und an die erfinderische Anordnung übermittelt werden. Bei einem Sensorarray sind diese Entfernungen der erfinderischen Anordnung bekannt. Die Berechnung der Herzzeitvolumens erfolgt nun automatisch. The measurement of the cardiac output requires the simultaneous measurement of the pulsating pressure wave at different locations. For this purpose, pressure sensors are attached to at least two suitable measuring points and loaded by an actuator or manually with the optimum measuring pressure of the continuous measurement. The distance of the sensors, with separated sensors, must now be measured and transmitted to the inventive arrangement. In a sensor array, these distances of the inventive arrangement are known. The calculation of cardiac output is now automatic.

Prinzipieller Aufbau eines erfindungsgemäßen HerzzeitvolumenmesssystemBasic structure of a heart time volume measuring system according to the invention

Um das Herzzeitvolumen zweifelsfrei zu messen ist der Pulsdruck, bspw. von der A. Radialis ausgehend Zeitgleich mit dem Gegendruck ausgehend vom Finger des Nutzers, vorteilshafterweise mit mindestens 1000 Messungen pro Sekunde zu messen.In order to measure the cardiac output without doubt the pulse pressure, for example, starting from the A. Radialis, coincident with the back pressure starting from the user's finger, is advantageously to be measured with at least 1000 measurements per second.

Mindestens 1000 Messungen pro Sekunde sind für eine medizinische Betrachtung notwendig und somit vorteilhaft.At least 1000 measurements per second are necessary for a medical examination and thus advantageous.

Für eine Blutdruckmessung ist nur ein Drucksensor notwendig, jedoch ist die Verwendung mehrerer Sensoren vorteilhaft. Die Messung des Herzzeitvolumens erfolgt mit mindestens zwei Sensoren an verschiedenen Meßstellen.For a blood pressure measurement, only one pressure sensor is necessary, but the use of multiple sensors is advantageous. The cardiac output is measured with at least two sensors at different measuring points.

Die vielfache Messung des aktuellen Blutdrucks an jeder Meßstelle ermöglicht den Verlauf des Blutdrucks zwischen Diastole und Systole in jedem einzelnen Puls darzustellen. Dies ist insbesondere vorteilhaft, um das kardiovaskuläre System zu beurteilen. Bspw. kann die Reflexionswelle erkannt werden. Ist diese bspw. erhöht gegenüber der Initialen Druckwelle weist dies auf eine Gefäßsteifigkeit hin. Die Untersuchung der Reflexionswelle stellt eine Möglichkeit dar die Elastizität der Arterien zu bestimmen.The multiple measurement of the current blood pressure at each measuring point allows to represent the course of the blood pressure between diastole and systole in each individual pulse. This is particularly advantageous for assessing the cardiovascular system. For example. the reflection wave can be detected. If this is, for example, increased in relation to the initials pressure wave, this indicates a vascular stiffness. The examination of the reflection wave represents a possibility to determine the elasticity of the arteries.

Die Messung des Blutdruck kann jedoch auch mit weniger als 1000 Messungen pro Sekunde gemessen werden.However, the measurement of blood pressure can also be measured at less than 1000 measurements per second.

Die Erfindung stellt auch die Lösung vor, den Gegendruck mittels Aktor zu erzeugen. Der Vorteil besteht in der gleichmäßigen Steigerung des einwirkenden Gegendrucks auf die Arterie.The invention also provides the solution to generate the back pressure by means of actuator. The advantage is the even increase of the acting back pressure on the artery.

Der Vorteil des Einsatzes eines Aktors besteht in dem rechtzeitigen Abbrechen der Messung, bzw. des Gegendrucks auf die Arterie, bevor der Gegendruck die Arterie abquetscht.The advantage of using an actuator is the timely cancellation of the measurement, or the back pressure on the artery, before the back pressure squeezes the artery.

Auch kann somit die Blutdruckmessung automatisch, beispielsweise während der Nacht und sanft erfolgen.Also, therefore, the blood pressure measurement can be done automatically, for example, during the night and gently.

Der Aktor kann bspw. elektrisch, pneumatisch, hydraulisch oder auch manuell durch Muskelkontraktionen die Aufgabe zur Erzeugung des Gegendrucks lösen. Auch die Kombination aller Lösungen miteinander und gegeneinander lässt die Anwendung zu.The actuator can, for example, electrically, pneumatically, hydraulically or manually solve by muscle contractions the task of generating the back pressure. The combination of all solutions with each other and against each other allows the application.

Der Aktor zur Erzeugung des Gegendrucks kann bspw. ein herkömmlicher und in SMD - Bauweise hergestellter elektrischer Vibrationsmotor sein. Aber auch jegliche andere Aktoren können dem Aufbau des Gegendrucks genügen. Dem Fachmann ist dies bekannt.The actuator for generating the backpressure may be, for example, a conventional and SMD-type electric vibration motor. But also any other actuators can satisfy the buildup of backpressure. This is known to the person skilled in the art.

Der Aktor hat jedoch auch den Nachteil das elektrische Energie verbraucht wird. Dies muss in die jeweilige Anwendung gerechnet werden.However, the actuator also has the disadvantage that electrical energy is consumed. This must be calculated in the respective application.

Derzeit werden manuell und aktorgesteuerte Schließsysteme, bspw. im Schuh oder in Manschetten von Boa Technology hergestellt. Auch Marktführer wie Nike (HyperAdapt 1.0), Puma (Ignite Disc), Reebok mit der „The Pump-Technologie“, oder das französische Unternehmen Digitsole (Smartshoe 002), haben 2016 aktorgesteuerte Schließsysteme erstmalig in ein Produkt verbaut. Somit verfügt „Schuh“ bereits über einfache automatisier- und integrierbare Vorrausetzungen für die kontinuierliche Puls- und Blutdruckmessung.Currently, manual and actuator-controlled locking systems, for example in the shoe or in cuffs made by Boa Technology. Market leaders such as Nike (HyperAdapt 1.0), Puma (Ignite Disc), Reebok with the "The Pump technology", or the French company Digitsole (Smartshoe 002) also installed actuator-controlled locking systems in a product for the first time in 2016. Thus, "shoe" already has simple automated and integrable prerequisites for continuous pulse and blood pressure measurement.

Es ist aber auch möglich, den benötigten Gegendruck mit der Unterarmmuskulatur durch Muskelkontraktionen, bspw. durch das Öffnen und Schließen der Hand, zu erzeugen. Somit kann die Messung durch einen Menschen auch ohne zu Hilfenahme eines Fingers der anderen Hand, oder eines Dritten, oder auch eines anderen Aktors erfolgen.But it is also possible to generate the required back pressure with the forearm muscles by muscle contractions, eg. By opening and closing the hand. Thus, the measurement can be made by one person without the help of a finger of the other hand, or a third party, or even another actor.

Eine weiter vorteilhafte Erfindung stellt den Einsatz eines konvexen Gebildes, Siehe 3 Buchstabe Q, als Trägerform des System dar. Das arterielle System befindet sich meist geschützt und gesichert im Inneren des Körpers. In den Extremitäten sind oft nur die Venen deutlich zu erkennen. Der arterielle Kreislauf ist im Gewebe tieferliegend. Nur an wenigen Stellen des Körpers lassen sich Arterien, markant durch die pulsierende Welle ertasten. Um auch nicht sichtbar werdende Arterien vermessen zu können, ist das konvexe Gebilde, 3 Buchstabe Q, eine erfinderische Neuheit. Das konvexe Gebilde schmiegt sich fast passgenau in die konkaven Formen des Körpers wie bspw. an die A. Radialis an. A further advantageous invention provides the use of a convex structure, see 3 Letter Q, as a carrier form of the system. The arterial system is usually protected and secured inside the body. In the extremities often only the veins are clearly visible. The arterial circulation is deeper in the tissue. Only in a few places of the body can arteries be felt in a striking way through the pulsating wave. In order to be able to measure also non-visible arteries, the convex structure, 3 Letter Q, an innovative novelty. The convex structure nestles almost exactly in the concave forms of the body, such as the A. Radialis.

Platziert man das konvexe Gebilde an die konkave Form, die sich oberhalb der A. Radialis und hin zur Oberfläche der Haut ausbildet, lässt sich eine optimale Pulswelle registrieren und speichern. Gleiches gilt bspw. auch für den Fuß.Placing the convex structure on the concave shape that forms above the radial artery and towards the surface of the skin allows an optimal pulse wave to be registered and stored. The same applies, for example, also for the foot.

Um einen gleichmäßigen Oberflächendruck auf die Arterie am Fuß oder dem Unterarm/Handgelenk zu erzeugen ist es vorteilhaft, Schaumstoff bzw. schaumstoffartigen Stoff zwischen der flexiblen Sensoreneinheit und dem Anpresskörper, bspw. einem konvexes Gebilde, einzuarbeiten. Der Schaumstoff dient, ähnlich dem Gewebe oberhalb des Knochens der Fingerbeere, als Resonanzkörper.In order to produce a uniform surface pressure on the artery on the foot or the forearm / wrist, it is advantageous to incorporate foam or foam-like material between the flexible sensor unit and the pressing body, for example a convex structure. The foam, similar to the tissue above the finger bone, serves as a resonator.

Die funktionelle Shore- Härte des Anpresskörpers kann den Gewebe einer Fingerbeere angepasst werden.The functional Shore hardness of the pressing body can be adapted to the tissue of a fingertip.

Um das konvexe Gebilde, bspw. in der Größe einer halben Erbse richtig platzieren zu können, lässt sich die Aufgabe mit Hilfe von verschiebbaren Gleiter auf einem Armband, bspw. eines Uhrenarmbandes und auch mit zu Hilfenahme von Laschen lösen. Eine noch genauere Platzierung kann über die Verwendung von mehreren Sensoren, siehe weiter unten, erfolgen.In order to be able to correctly place the convex structure, for example in the size of half a pea, the task can be solved with the aid of sliding glides on a bracelet, for example a watch strap, and also with the aid of straps. An even more accurate placement can be achieved by using multiple sensors, see below.

Ein herkömmliches Uhrenarmband besitzt mindestens eine Lasche, 2 Buchstabe P, für das überstehende Lochband zur optimalen Einstellung des Anpressdrucks der Uhr am Handgelenk. Ohne Lasche würde das überstehende Lochband und ohne Einschieben in die Lasche, (bspw. Lederarmband) sich von der Form des Handgelenks abwenden und abstehen. Die Befestigung der Meßeinheit erfolgt folgendermaßen:A conventional watch strap has at least one tab, 2 Letter P, for the protruding perforated belt for optimum adjustment of the clock pressure on the wrist. Without a tab, the protruding perforated tape and without insertion into the tab, (for example, leather bracelet) would turn away from the shape of the wrist and stick out. The attachment of the measuring unit is carried out as follows:

Die Meßeinheit wird mit der Öffnung, 3 Buchstabe I, wie eine Lasche/ Laschen, siehe 2 Buchstabe P, auf das Armband geschoben.The measuring unit comes with the opening, 3 Letter I, like a flap / tabs, see 2 Letter P, pushed on the bracelet.

Die Befestigung der Meßeinheit, in einer Baugröße von bspw. und ca. 10 × 20 × 8 mm, wird so gewährleistet.The attachment of the measuring unit, in a size of, for example. And about 10 × 20 × 8 mm, is guaranteed.

Oberhalb des Armbandes befindet sich bspw., siehe 3 Buchstabe H, die Rechen- und Funkeinheit sowie die Energieversorgung.Above the bracelet is, for example, see 3 Letter H, the arithmetic and radio unit and the power supply.

Das konvexe Gebilde mit der dazugehörenden Drucksensorik befindet sich unterhalb des Armbandes. Siehe 3 Buchstabe Q.The convex structure with the associated pressure sensor is located below the bracelet. Please refer 3 Letter Q.

Die Meßeinheit zuzüglich des konvexen Gebilde kann in dieser Bauausführung mit jedem bereits genutzten Armband den Blutdruck messen.The measuring unit plus the convex structure can measure the blood pressure in this construction with each already used bracelet.

Die erfinderische Neuheit besteht somit auch in der variablen Nutzbarkeit bereits vorhandener Armbänder für Uhren, Schmuck oder Smartgeräte. Die Laschenöffnung der Meßeinheit kann so breit gefertigt werden, dass nicht nur das konvexe Gebilde auf dem Armband um das Handgelenk herum verschoben werden kann, sondern auch mit der Lasche, bzw. innerhalb der Lasche sich das konvexe Gebilde samt Meßeinheit, zur Hand hin, oder von der Hand weg verschieben lässt.The inventive novelty is thus also in the variable usability of already existing bracelets for watches, jewelry or smart devices. The tab opening of the measuring unit can be made so wide that not only the convex structure on the bracelet can be moved around the wrist, but also with the tab, or within the tab, the convex structure including measuring unit, to the hand, or moved away from the hand.

So kann die Erfindung, bspw. an die Oberfläche der Haut, einfach platziert werden und als mobile Lösung einer Messung der verschiedenen Kenngrößen des kardiovaskulären Systems dienen.Thus, the invention, for example, to the surface of the skin, can be easily placed and serve as a mobile solution to measure the various characteristics of the cardiovascular system.

Zur Optimierung einer besseren Platzierung der Erfindung, kann bspw. der Messwert auf ein mobiles Smartgerät übertragen werden.To optimize a better placement of the invention, for example, the measured value can be transferred to a mobile smart device.

Durch mehrere gekachelte Drucksensoren, Siehe 1 Buchstabe K, sowie auch 3 Buchstabe K, innerhalb des konvexen Gebildes, lässt sich der optimale Standort zur Registrierung der physischen Pulswelle ermitteln. Ein Anzeige zur Handlungsanweisung, bspw. auf einem Smartgerät, löst die Aufgabe für die richtige Platzierung mittels Pfeilrichtungen auf einem Bildschirm dargestellt.Through several tiled pressure sensors, see 1 Letter K, as well 3 Letter K, within the convex image, is the optimum location for registering the physical pulse wave determine. A display of the action statement, for example on a smart device, solves the task for the correct placement by means of arrow directions displayed on a screen.

Es ist jedoch auch mit einem einzigen Drucksensor und auch ohne Nutzung eines konvexen Gebildes möglich, die verschiedenen Kenngrößen des kardiovaskulären Systems zu messen.However, it is also possible with a single pressure sensor and without the use of a convex structure to measure the various characteristics of the cardiovascular system.

Vorteilhaft ist die Verwendung eines konvexen Gebildes auf dem mehrere Sensoren verteilt sind. Idealerweise decken diese Sensoren die gesamte Oberfläche ab. Zur Messung der verschiedenen Kenngrößen des kardiovaskulären Systems stehen nun also mehrere Sensoren zu Auswahl, welche wiederum über mehrere (z.B. zwei) Meßbereiche verfügen. Um den Sensor zu ermitteln, welcher optimal oberhalb der Arterie liegt, wird das Signal aller Sensoren untersucht. Dieses Signal verändert sich im Laufe eines Pulses. Dabei zeichnet sich der optimal liegende Sensor durch die höchste Amplitude aus. Der beste Meßbereich wird anhand des maximalen Wertes bestimmt. Hierbei gilt je kleiner der Meßbereich, umso genauer ist das Ergebnis.Advantageous is the use of a convex structure on which several sensors are distributed. Ideally, these sensors cover the entire surface. For the measurement of the various characteristics of the cardiovascular system, there are now several sensors to choose from, which in turn have several (for example two) measuring ranges. In order to determine which sensor lies optimally above the artery, the signal of all sensors is examined. This signal changes in the course of a pulse. The optimal sensor is characterized by the highest amplitude. The best measuring range is determined by the maximum value. The smaller the measuring range, the more accurate the result.

Egal welche Variante für welche Anwendung genutzt wird, die Daten aus den Drucksensor/en werden mittels Aufnahme- Rechen- Energie und Übertragungseinheit auf eine Auswerteeinheit und für eine Bild- oder Tonausgabe übertragen.Regardless of which variant is used for which application, the data from the pressure sensor (s) are transferred to an evaluation unit and to a picture or sound output by means of recording, computing power and transmission unit.

Bevorzugt wird hier die mobile Lösung wie ein Smartgerät, bspw. eine Uhr oder Smartphone.Preferred here is the mobile solution such as a smart device, such as a clock or smartphone.

Um die benötigten elektronischen Bauelemente zu übertragen, dem Fachmann sind diese im Einzelnen bekannt, werden SMD Baugruppen verwendet um den Baukörper klein und an Gewicht gering zu halten. Eine angepasste Energieversorgungseinheit für die jeweilige Anwendung löst die Aufgabe der Energieversorgung Siehe auch 3.In order to transfer the required electronic components, the skilled person these are known in detail, SMD modules are used to keep the structure small and low in weight. An adapted power supply unit for the respective application solves the task of power supply See also 3 ,

Das System kann mit einem Akku oder einer Batterie ausgestattet sein, vorteilhaft wäre auch die Bereitstellung von Energie über ein Smartgerät, bspw. einer Uhr oder einem Smartphone, oder auch innerhalb des Armbandes von Fitnesstrackern sicherzustellen.The system can be equipped with a rechargeable battery or a battery, it would also be advantageous to ensure the provision of energy via a smart device, for example a watch or a smartphone, or even within the bracelet of fitness trackers.

So kann weiterhin die Meßsensorik auch separat im konvexen Gebilde ausgebildet sein und auf externe Einheiten (Rechen, Funk...), bspw. auf ein Smartgerät zugreifen.Thus, furthermore, the measuring sensor system can also be formed separately in the convex structure and access external units (rake, radio, etc.), for example a smart device.

Diese Teilung hätten nicht nur Baugrößen und energetische Vorteile, da die Smartgeräte bereits über eine vollständige Infrastruktur zur Bedienung und Auswertung verfügen.This division would not only have sizes and energy advantages, since the smart devices already have a complete infrastructure for operation and evaluation.

Eine Kachelung wie bereits beschrieben bietet Vorteile in der Erkennung der optimalen Lage der Meßeinheit sowie auch für Messwerte in Randbereichen die belastbarere Aussagen zu Laufzeiten und Geschwindigkeiten der Pulswelle geben können. Hierzu sind rundherum die Drucksensoren auf dem konvexen Gebilde angeordnet. Mit dieser Anordnung lässt sich die Druckverlaufskurve der Pulswelle, ohne, als auch mit einem konvexen Gebilde messen, siehe 3 Buchstabe K als Schnitt dargestellt.Tiling as already described offers advantages in detecting the optimum position of the measuring unit and also for measured values in peripheral areas which can give more reliable information on propagation times and speeds of the pulse wave. For this purpose, all around the pressure sensors are arranged on the convex structure. With this arrangement, the pressure waveform of the pulse wave can be measured without, as well as with a convex structure 3 Letter K shown as a section.

Gleichzeitig sorgt das „Shuttern“ von Datenermittlungen, mittels Überkreuzschaltungen von elektrischen Leiterbahnen, siehe hierzu 4, für ein schnelleres Auslesen der Drucksensoren.At the same time, the "shutters" of data determinations, by means of cross-over of electrical traces, see this 4 , for faster readout of the pressure sensors.

Die Kachelung von Sensoren, siehe hierzu 4, und die Überkreuzschaltungen von elektrischen Leiterbahnen, stellen somit eine weitere erfinderische Tätigkeit zur Messung des Blutsrucks oder des Herzzeitvolumens dar.The tiling of sensors, see 4 , And the crossover circuits of electrical traces, thus represent another inventive activity for measuring the blood pressure or cardiac output.

Wie bei der Pulsmessung ist der Allgemeinheit wenig bekannt gewesen, dass der Puls ständig sich den Gegebenheiten anpasst. Die Anpassungen führen zu erheblichen Veränderungen von Schlag zu Schlag bei gesunden Lebewesen/Menschen. Die respiratorische Sinusarrhythmie ist wohl der stärkste beeinflussende Faktor unter „normalen“ Bedingungen. Durch die Einführung der visuellen Sichtbarmachung des Herzpulses mit Smartphonegeräten, wurde dieser Umstand erkennbar.As with pulse measurement, the general public has been little known that the pulse constantly adapts to the circumstances. The adjustments lead to significant changes from beat to beat in healthy creatures / humans. The respiratory sinus arrhythmia is probably the strongest influencing factor under "normal" conditions. The introduction of visual visualization of the heart pulse with smartphone devices has made this circumstance recognizable.

Die Einführung der nichtinvasiven kontinuierlichen Blutdruckmessung mit einer sehr einfach aufgebauten Sensoreinheit ist ähnlich dem derzeitigen Verständnis vom Herzpuls unterlegen.The introduction of non-invasive continuous blood pressure measurement with a very simple sensor unit is inferior to current understanding of cardiac output.

Hinzukommt, dass der jeweilige Blutdruck, ob am Oberarm, Unterarm oder Fuß gemessen, sich bei einer Bewegung des Menschen, bspw. durch das Laufen, die Lage zur Höhe und damit zum hydrostatischen Indifferenzpunkt (HIP) ständig ändert.In addition, the respective blood pressure, whether measured on the upper arm, forearm or foot, constantly changes during movement of a person, for example as a result of running, the position to the height and thus to the hydrostatic point of indeterminacy (HIP).

Die Blutdruck ist somit abhängig vom Ort der Meßstelle zum HIP. Wie im weiteren in der Patentschrift beschrieben, ist für die Ermittlung des zentralen kontinuierlichen Blutdrucks die zeitliche und örtliche Auflösung zum HIP der Meßstelle in der Peripherie/ Extremitäten notwendig. The blood pressure is thus dependent on the location of the measuring point to the HIP. As described further in the patent, the determination of the central continuous blood pressure, the temporal and spatial resolution to HIP the measuring point in the periphery / extremities is necessary.

Bei der waagerechten Lagerung des Lebewesens, bspw. Mensch, ist die Lage der Meßstelle zu vernachlässigen, da sich alle messbaren Gefäße sich in nahezu gleicher Höhe zu HIP befinden.In the horizontal storage of the living being, for example. Man, the location of the measuring point is negligible, since all measurable vessels are located in almost the same height to HIP.

Die Erfindung kann vorteilhafterweise für medizinische Anwendungen mit dem bekannten Luftsack aus der „Riva Rocci Methode“ den Gegendruck erzeugen und steuern, um am Handgelenk, Fußgelenk oder Fuß den Blutdruck zu messen.The invention can advantageously generate and control the back pressure for medical applications with the known airbag of the "Riva Rocci method" in order to measure the blood pressure at the wrist, ankle or foot.

Entgegen der Riva Rocci Methode kann jedoch kontinuierlich und auch die Systole und Diastole in ein und demselben RR- Intervall gemessen werden.Contrary to the Riva Rocci method, however, systole and diastole can be measured continuously and in the same RR interval.

Ganz besonders Vorteilhaft ist die allgemeine Anwendung der Erfindung für Blutdruckmessungen ohne Beeinflussung auf die Beweglichkeit und Handhabung der Hände. Die Messungen am Fuß erzeugen nur geringe Änderungen bei der Bewegung zum HIP. Der allgemeine Druckaufbau durch die Befestigung der Schuhe mittels Schnürsenkel, oder wie Neu mit technisch entwickelten automatischer Schließsysteme, werden bei alltäglich bekannten Handlungen fast unbemerkt integriert.Especially advantageous is the general application of the invention for blood pressure measurements without affecting the mobility and handling of the hands. The measurements on the foot produce only small changes in the movement to the HIP. The general pressure build-up by attaching the shoes with shoelaces, or as new with technically developed automatic locking systems, are integrated almost unnoticed in commonplace actions.

Kontinuierliche Messung in der BewegungContinuous measurement in the movement

Um auch aus der körperlichen Bewegung heraus den zeitlichen Verlauf des Blutdrucks innerhalb eines Pulses und über mehrere Pulse hinweg zu bestimmen, muss die Höhe zum HIP (hydrostatischen Indifferenzpunkt) bekannt sein. Der gemessene Blutdruck z.B. im Arm ändert sich je nach Höhe über dem HIP. Die Änderung des Blutdrucks im Arm aufgrund der Höhenänderung Δh ergibt sich, wie folgt: Δ P =αΔ h

Figure DE102017002334A1_0005
In order to determine the time course of the blood pressure within a pulse and over several pulses also from the physical movement, the height to the HIP (hydrostatic indifferent point) must be known. The measured blood pressure eg in the arm changes depending on the height above the HIP. The change of the blood pressure in the arm due to the height change Δh results as follows: Δ P = αΔ H
Figure DE102017002334A1_0005

Hierbei ist α ein empirischer Messwert mit dem Wert von ca. α=1mmHg/cm für den systolischen Blutdruck und ca. α =0.5 mmHg/cm für den diastolischen Blutdruck.Here, α is an empirical measurement with the value of approximately α = 1 mmHg / cm for the systolic blood pressure and approximately α = 0.5 mmHg / cm for the diastolic blood pressure.

Ist die aktuelle Höhe des Arms bekannt und kann der Blutdruck Pm im Arm gemessen werden, kann der zentralen Blutdruck Pz im HIP berechnet werden: Pz = Pm −Δ P

Figure DE102017002334A1_0006
If the current height of the arm is known and the blood pressure Pm in the arm can be measured, the central blood pressure Pz in the HIP can be calculated: pz = pm P
Figure DE102017002334A1_0006

Die Höhe des Arms kann mit verschiedenen Technologien ermittelt werden. Mögliche bekannte Verfahren sind die Bestimmung der Entfernung zu einer Referenzfläche. Dies kann bspw. mit einem Ultraschallentfernungssensor oder mit einem Laserentfernungssensor erfolgen. Diese Sensoren senden ein Signal aus (Schall bzw. Laserimpuls), welches an einer festen, d.h. außerhalb des Körpers befestigten, Referenzfläche reflektiert wird. Aus der Laufzeit des Signals zur Referenzfläche und zurück wird die Länge bestimmt. Es ergeben sich somit zwei technische Herausforderungen. Zum Einem muss der Sensor auf die Referenzfläche gerichtet sein. Dies ist insbesondere bei einer Armbewegung, welche normalerweise nicht linear ist, nur schwer zu realisieren. Zum Anderem muss eine geeignete Referenzfläche an einer bekannten Position vorhanden sein. Dies könnte der Erdboden sein, dieser ist jedoch nicht immer so beschaffen, dass der Schallimpuls (z.B. Waldboden) bzw. der Laserimpuls (nasser Boden, wodurch die Reflektion nicht zurück zum Sensor ist) reflektiert werden kann.The height of the arm can be determined with different technologies. Possible known methods are the determination of the distance to a reference surface. This can be done, for example, with an ultrasonic distance sensor or with a laser range sensor. These sensors emit a signal (sound or laser pulse) which is sent to a fixed, i. Reflected outside the body, reference surface is reflected. The length is determined from the transit time of the signal to the reference surface and back. This results in two technical challenges. For one, the sensor must be directed to the reference surface. This is difficult to realize, especially in the case of arm movement, which is normally not linear. On the other hand, a suitable reference surface must be present at a known position. This could be the ground, but this is not always such that the sound impulse (e.g., forest floor) or the laser pulse (wet floor whereby the reflection is not back to the sensor) can be reflected.

Aus diesen Gründen ist eine Entfernungsmessung ohne Referenzfläche unter Verwendung eines Beschleunigungssensor vorteilhaft.For these reasons, a distance measurement without a reference surface using an acceleration sensor is advantageous.

Die aktuelle Höhe des Arms kann durch die Verwendung eines Beschleunigungssensors ermittelt werden.The current height of the arm can be determined by using an acceleration sensor.

Aus den Messwerten des Beschleunigungssensors kann mit Hilfe des Velocity-Verlet Algorithmus kann die Bewegung des Arms nachvollzogen werden und der aktuelle Ort des Arms bestimmt werden.From the measured values of the acceleration sensor, the Velocity-Verlet algorithm allows the movement of the arm to be understood and the current location of the arm to be determined.

Da jedoch kleinste Ungenauigkeiten, wie sie bei heutigen Beschleunigungssensoren auftreten, bei der Messung der Beschleunigung zu großen Abweichungen des Ortes des Arms führen, muss die Bewegungsfolge in jedem Schritt genau beurteilt werden, um die richtige Position des Arms festzustellen. Die Vorgehensweise dafür ist die gemessenen Beschleunigungsdaten im Vergleich zu den zu erwartenden Beschleunigungsdaten der Armbewegung zu setzten. Dazu werden bekannte Bewegungsmuster mit den aktuellen Beschleunigungsdaten verglichen. Wird eine Übereinstimmung erkannt kann die Bewegung zur aktuellen Position ermittelt werden. However, since minute inaccuracies, such as occur in today's acceleration sensors, lead to large deviations of the location of the arm when measuring the acceleration, the sequence of movements in each step must be accurately assessed to determine the correct position of the arm. The procedure for this is to set the measured acceleration data in comparison to the expected acceleration data of the arm movement. For this purpose, known motion patterns are compared with the current acceleration data. If a match is detected, the movement to the current position can be determined.

Beispiel zur elektronischen Umsetzung unter Verwendung von SRS SensorenExample of electronic conversion using SRS sensors

Schaltbare resistive Sensoren (SRS) verfügen über mindestens zwei Meßbereiche. Der Sensor an sich stellt einen elektrischen Widerstand dar, welcher durch Kraft bzw. Druckbeaufschlagung seinen Widerstandswert ändert. Der SRS verfügt über solche Widerstände für jeden Meßbereich.Switchable resistive sensors (SRS) have at least two measuring ranges. The sensor itself constitutes an electrical resistance which changes its resistance value by force or pressurization. The SRS has such resistors for every measuring range.

Der aktuelle elektrische Widerstand eines Meßbereiches des Sensors kann im einfachsten Falle über die Verwendung des Sensors in einem Spannungsteiler erfolgen. Die Spannung, die über dem Sensor abfällt, ist das Ausgangsmeßsignal.The current electrical resistance of a measuring range of the sensor can be done in the simplest case on the use of the sensor in a voltage divider. The voltage that drops across the sensor is the output measurement signal.

Das auf diese Art ermittelte Meßsignal ist jedoch nicht genau genug, was die Druckauflösung angeht.However, the measurement signal determined in this way is not accurate enough as far as the printing resolution is concerned.

Jedoch spiegelt dieses Meßsignal den Grunddruck wieder.However, this measurement signal reflects the basic pressure again.

Der Sensor kann auch auf eine zweite Art ausgelesen werden. Hierzu wird die Spannung, welche über dem Sensor abfällt welchselstromgekoppelt mit einem Differenzverstärker verstärkt. Vorteilhafterweise ist die Verstärkung einstellbar.The sensor can also be read in a second way. For this purpose, the voltage which drops across the sensor is AC-coupled with a differential amplifier. Advantageously, the gain is adjustable.

Dieses Signal verändert sich bei kleinsten Änderungen der über dem Sensor abfallenden Spannung und somit bei kleinsten Änderungen der Druckbeaufschlagung. Jedoch ist das Signal aufgrund der Wechselstromkoppelung unabhängig von der eigentlichen Druckbeaufschlagung.This signal changes with the smallest changes in the voltage drop across the sensor and thus with the smallest changes in the pressurization. However, the signal due to the AC coupling is independent of the actual pressurization.

Die erfindungsgemäße Anordnung nimmt daher von einem Drucksensor zwei prinzipielle Signale auf, siehe hierzu auch 5:The arrangement according to the invention therefore receives from a pressure sensor two principal signals, see also 5 :

Ein unverstärktes, den Grunddruck wiederspiegelndes, Signal (Beispielhaft in 5 Buchstabe R zu sehen) und ein verstärktes, der mathematisch zeitlichen Ableitung des Drucksignal entsprechendes, Signal (Beispielhaft in 5 Buchstabe S zu sehen) auf.An unreinforced signal reflecting the basic pressure (example in 5 Letter R) and an amplified signal corresponding to the mathematical time derivative of the pressure signal (example in FIG 5 To see letter S).

Die in diesem Beispiel beschriebenen technischen Maßnahmen zur Aufnahme der Meßsignale können auch anders realisiert werden. Andere Beispiele zur Aufnahme des unverstärkten Signals sind z.B. die Verwendung einer Wheatstoneschen Meßbrücke, der konstanten Strommethode zur Widerstandsbestimmung oder der Einbau des Sensors in einen Schwingkreis. Dem Fachmann sind viele Möglichkeiten bekannt diese Signale zu erfassen.The technical measures described in this example for receiving the measurement signals can also be realized differently. Other examples for receiving the unamplified signal are e.g. the use of a Wheatstone bridge, the constant current method for resistance determination or the installation of the sensor in a resonant circuit. The skilled person many ways are known to capture these signals.

Die, durch diese elektronischen Aufbauten erzeugten, Spannungen werden mit einem Microcontroller mit Hilfe eines Analog-Digital-Wandlers quantifiziert. Die quantifizierten Signale können je nach Rechenleistung des verwendeten Microcontroller entweder direkt ausgewertet werden oder an eine Auswerteeinheit übermittelt werden. Vorteilhafterweise wird die Übertragung von Ausgangsdaten bzw. berechneten Ergebnissen an eine Auswerteeinheit bzw. Darstellungseinheit durch Funk, z.B. mit dem Bluetooth Standard, durchgeführt.The voltages generated by these electronic structures are quantified with a microcontroller using an analog-to-digital converter. Depending on the computing power of the microcontroller used, the quantified signals can either be evaluated directly or transmitted to an evaluation unit. Advantageously, the transmission of output data or calculated results to an evaluation unit or display unit by radio, e.g. with the Bluetooth standard.

Verwendung der Meßbereiche eines SRS SensorsUse of the measuring ranges of an SRS sensor

Jeder Meßbereich eines SRS Sensors deckt einen festen Kraftbereich ab. Vorteilhafterweise überschneiden sich die Kraftbereiche. Beim Umschalten sollte nicht ein fester Kraftwert gewählt werden. Sondern es sollten zwei Kraftwerte gewählt werden. Wird die Kraft erhöht und wird der Kraftwert zum Heraufschalten im aktuellen Meßbereich überschritten wird in den nächst höheren Meßbereich umgeschaltet. Im höheren Meßbereich ist nun der Kraftwert zum Herunterschalten kleiner als der Kraftwert im kleineren Meßbereich zum Heraufschalten. Dies verhindert unnötiges Hin- und Herschalten aufgrund von Messwertrauschen, wenn die beaufschlagte Kraft im Bereich der Schaltgrenzen ist.Each measuring range of an SRS sensor covers a fixed force range. Advantageously, the force ranges overlap. When switching, a fixed force value should not be selected. Instead, two force values should be chosen. If the force is increased and the force value is exceeded to switch up in the current range is switched to the next higher range. In the higher measuring range, the force value for downshifting is now smaller than the force value in the smaller measuring range for upshifting. This prevents unnecessary switching back and forth due to measurement noise when the applied force is in the range of the switching limits.

Aufbereitung des Meßsignals Preparation of the measuring signal

Die Meßelektronik liefert zwei Signale, welche dem Grunddruck (SG(t)) bzw. der mathematisch zeitlichen Ableitung des Drucks (SD'(t)) entsprechen.The measuring electronics supplies two signals which correspond to the basic pressure (S G (t)) or the mathematical time derivative of the pressure (S D '(t)).

Die Grundsignale werden zunächst durch einen Sensortyp abhängige Kalibrierung in die SI-Einheiten N bzw. N/s überführt.The basic signals are first converted into the SI units N or N / s by a sensor-type-dependent calibration.

Die Zeiten der Änderungen der (elektronisch erfassten) Signale sind unterschiedlich. SG(t) ändert sich nur allmählich bei einer Änderung des Aufdrucks oder bei einer generellen Änderung des Blutdrucks. SD'(t) hingegen ändert sich kontinuierlich mit der pulsierenden Druckwelle und spiegelt so die Aktivitäten des Herzens wieder. Jedoch „vergisst“ das Signal aufgrund der Elektronik Änderungen des Drucks mit längeren Zeiträumen und schwankt somit immer um einen Nullwert.The times of changes of the (electronically detected) signals are different. S G (t) changes only gradually with a change in imprint or a general change in blood pressure. S D '(t), on the other hand, changes continuously with the pulsating pressure wave, thus reflecting the activity of the heart. However, due to the electronics, the signal "forgets" changes in pressure over longer periods of time and thus always fluctuates around a zero value.

Mathematisch ergibt sich die aktuelle Kraft auf den SensorF(t)zum Zeitpunkttfolgende Näherung: F ( t ) = S G ( t ) + S D ' ( t ) dt

Figure DE102017002334A1_0007
Mathematically, the actual force on the sensor F (t) results at the time of the following approximation: F ( t ) = S G ( t ) + S D ' ( t ) dt
Figure DE102017002334A1_0007

Hierbei ist t0 ein Zeitpunkt vor der eigentlichen Messung, bei der gilt SD'(t) = 0 für alle Zeiten t<t0.Here, t 0 is a time before the actual measurement in which S D '(t) = 0 for all times t <t 0 .

Diese mathematische Näherung ist unter realen Bedingungen jedoch nicht ohne weitere Verbesserungen aufgrund verschiedenster Herausforderungen direkt verwendbar. Diese Herausforderungen sind unter anderem Messwertrauschen öder plötzliche Änderungen des Aufdrucks, vor allem bei der manuellen Messung. Daher werden im Folgenden mögliche Strategien zur Verbesserung der Messwertgenerierung aufgezeigt.However, under real conditions, this mathematical approximation is not directly usable without further improvements due to various challenges. These challenges include, but are not limited to, measurement noise or sudden changes in the imprint, especially during manual measurement. Therefore, possible strategies to improve the generation of measured values are shown below.

Das Signal SD'(t) sollte sich nur für Änderungen des Druck auf kleinen Zeitskalen ändern, um dies sicherzustellen wird zunächst ein laufender Mittelwert SD'(t) über das Signal SD'(t) ermittelt.The signal S D '(t) should only change for changes in the pressure on small time scales, in order to ensure this, a running average S D ' (t) is first determined via the signal S D '(t).

Anschließend wird das Integral des Signals SD'(t) als Summe approximiert: S D ' ( t ) dt ( S D ' ( n ) S D ' ( n ) ) Δ t ( n )

Figure DE102017002334A1_0008
Subsequently, the integral of the signal S D '(t) is approximated as a sum: S D ' ( t ) dt Σ ( S D ' ( n ) - S D ' ( n ) ) * Δ t ( n )
Figure DE102017002334A1_0008

Hierbei ist n die Anzahl der Messwerte seit Beginn der Messung und Δt(n) ist der zeitliche Abstand zwischen den Messwerten SD' (n-1 und SD'n. Der Zeitpunkt t ist gegeben durch t=Δtn.Here n is the number of measured values since the beginning of the measurement and Δt (n) is the time interval between the measured values S D '(n-1 and SD'n). The time t is given by t = Δtn.

Da bei jeder numerischen Integration Fehler auftreten und da die Messwerte auch verrauscht sein können, muss die Ausführung des Integral weiter optimiert werden. Daher wird die Summe durch eine rekursive Summe ersetzt und das Ergebnis des Integrals I(t) ergibt sich als: I ( t ) ( S D ' ( n ) S D ' ( n ) ) Δ t ( n ) { I 0 = 0 I n = α I n 1 + ( S D ' ( n ) S D ' ( n ) ) Δ t ( n ) }

Figure DE102017002334A1_0009
Since errors occur with every numerical integration and since the measured values can also be noisy, the execution of the integral must be further optimized. Therefore, the sum is replaced by a recursive sum and the result of the integral I (t) results as: I ( t ) Σ ( S D ' ( n ) - S D ' ( n ) ) * Δ t ( n ) { I 0 = 0 I n = α I n - 1 + ( S D ' ( n ) - S D ' ( n ) ) * Δ t ( n ) }
Figure DE102017002334A1_0009

Hierbei gilt für den Abschwächungsfaktor 0<α<1. Dieser Faktor Schwächt den Einfluss von älteren Messwerten und bevorzugt neuste Werte. Damit wird verhindert, dass sich Berechnungsfehler und Messwertrauschen aufsummieren. Der Faktor muss an den verwendeten Typ von Sensor empirisch angepasst werden.Here, for the attenuation factor 0 <α <1. This factor weakens the influence of older measurements and prefers new values. This prevents calculation errors and measured value noise from accumulating. The factor must be empirically adapted to the type of sensor used.

Damit ergibt sich für den Messwert der pulsierenden Druckwelle P(t): P ( t ) = β ( S G ( t ) + I ( t ) )

Figure DE102017002334A1_0010
This results in the measured value of the pulsating pressure wave P (t): P ( t ) = β ( S G ( t ) + I ( t ) )
Figure DE102017002334A1_0010

Hierbei ist1/βdie aktive Fläche des Sensors.Here, 1 / β is the active area of the sensor.

Logiken zur Auswertung der pulsierenden Druckwelle Bestimmung des am besten positionierten Sensors in einem Sensorarray Logic for evaluation of the pulsating pressure wave Determination of the best positioned sensor in a sensor array

Wird ein Array von mehreren Sensoren verwendet, um die optimale Position über einer Arterie zu benutzten, werden zunächst alle Sensoren über einen Zeitraum von mehreren Herzpulsen ausgelesen. Dies kann je nach Fähigkeiten der Messelektronik zeitgleich oder nacheinander durchgeführt. Vorzuziehen ist ein zeitgleiches Auslesen.When an array of multiple sensors is used to find the optimal position over an artery, all sensors are initially read over a period of several heart pulses. Depending on the capabilities of the measuring electronics, this can be done simultaneously or in succession. Preferable is a simultaneous reading.

Der am besten positionierte Sensor zeichnet sich durch seine Position direkt über der Arterie aus. Daher ist an diesem Punkt die Amplitude von der pulsierenden Druckwelle maximal. Dieser Sensor wird für die weitere Messung verwendet.The best positioned sensor is characterized by its position directly above the artery. Therefore, at this point, the amplitude of the pulsating pressure wave is maximum. This sensor is used for further measurement.

Bei einer kontinuierlichen Messung wird die Erkennung des am besten positionierten Sensor in zeitlich periodischen Abständen wiederholt. Vorteilhaft ist die Verwendung eines Beschleunigungssensors. Mit diesem Sensor kann die körperliche Bewegung der zu untersuchenden Person bzw. Tieres erkannt werden. Ist die Bewegung zu stark kann eine erneute Erkennung ausgelöst werden.In a continuous measurement, the detection of the best positioned sensor is repeated at periodic intervals. The use of an acceleration sensor is advantageous. With this sensor, the physical movement of the person or animal to be examined can be detected. If the movement is too strong, a new detection can be triggered.

Bestimmung des HerzpulsesDetermination of the heart pulse

Der Herzpuls wird aus den Messwerten der pulsierenden Druckwelle bestimmt. Dazu wird die Messwertkurve auf markante Punkte hin untersucht. Dies können die Maximas in der Kurve sein. Der zeitliche Abstand zweier aufeinander folgende Maximas ist das RR-Intervall der Herzpuls in der Einheit Anzahl/Minute ergibt sich nach folgender Formel: 60s/RR in Sekunden.The heart pulse is determined from the measured values of the pulsating pressure wave. For this, the measured value curve is examined for prominent points. This can be the Maximas in the curve. The time interval of two consecutive Maximas is the RR interval of the heart pulse in the unit number / minute is calculated according to the following formula: 60s / RR in seconds.

Bestimmung des diastolischen und des systolischen BlutdruckwertesDetermination of diastolic and systolic blood pressure values

Wie bereits beschrieben ergibt sich der systolische Wert des Blutdruck bei Druckbeaufschlagung auf den Sensor dann, wenn bei Druckerhöhung keine Erhöhung der Maximas der pulsierenden Druckwelle zu erkennen sind.As already described, the systolic value of the blood pressure results when pressure is applied to the sensor when no increase in the maximum of the pulsating pressure wave can be detected when the pressure increases.

An dem Punkt der niedrigsten Druckbeaufschlagung, an der keine weitere Erhöhung der Maximas zu erkennen ist, kann der Wert für den diastolischen Wert des Blutdrucks ermittelt werden. Diese Druckbeaufschlagung zeichnet sich darüber hinaus durch eine maximale Amplitude der pulsierenden Druckwelle aus.At the point of lowest pressurization, at which no further increase in the Maximas can be seen, the value for the diastolic value of the blood pressure can be determined. This pressurization is also characterized by a maximum amplitude of the pulsating pressure wave.

Daher wird die Messwerte der pulsierende Druckwelle laufend auf Minimas und Maximas hin untersucht. Dem Fachmann sind verschiedene mathematische Vorgehensweisen bekannt.Therefore, the measured values of the pulsating pressure wave are continuously examined for minimas and maximas. The person skilled in various mathematical approaches are known.

Es ergibt sich für den systolischen Wert des Blutdrucks der Wert des höchsten Maximas und für den diastolischen Wert des Blutdrucks der Wert des Minimas, bei dem der größte Abstand zum benachbarten Maxima vorliegt.For the systolic value of the blood pressure, the value of the highest maximas and for the diastolic value of the blood pressure, the value of the minimum, at which the greatest distance to the adjacent maximum exists.

Bei einer kontinuierlichen Messung wird mit einem Aktor die Druckbeaufschlagung auf den Sensor bis zur optimalen Messsituation erhöht. Kleinere Änderungen des Blutdrucks können so kontinuierlich gemessen werden. Ändert sich der Blutdruck deutlicher, ist dies, wie bereits beschrieben, anhand der Veränderung des Messwerts für den systolischen Wert des Blutdrucks zu erkennen. Kommt es zu einer Änderung des systolischen über einen Grenzwert hinaus muss mit dem Aktor die Druckbeaufschlagung auf den Sensor erneut eingestellt werden.In a continuous measurement, an actuator increases the pressure on the sensor to the optimum measuring situation. Smaller changes in blood pressure can be measured continuously. If the blood pressure changes more clearly, as already described, this can be recognized by the change in the systolic blood pressure reading. If there is a change in the systolic over a limit value, the actuator must be readjusted to pressurize the sensor.

Ermittlung der PulswellengeschwindigkeitDetermination of the pulse wave velocity

Eine Pulswellengeschwindigkeit ergibt sich durch die Messung der pulsierenden Druckwelle an verschiedenen Punkten des Körpers. Die Punkte müssen jedoch auf einer Linie zwischen Herzen und dem am weitesten vom Herzen entfernten Punkt liegen.A pulse wave velocity results from the measurement of the pulsating pressure wave at different points of the body. However, the points must be on a line between the heart and the point farthest from the heart.

Dies kann durch zwei prinzipielle Ansätze erfolgen. Zum Einem können mehrere mindestens zwei, erfindungsgemäße Anordnungen auf dem Körper verteilt werden oder es werden neben der erfindungsgemäßen Anordnung auch andere Geräte zur Herzpulsbestimmung verwendet. Voraussetzung für die Verwendung externer Geräte ist eine offene Schnittstelle für die erhobenen Daten und eine Echtzeitermittlung der Daten als Herzpulsabhängige Messwertkurve.This can be done by two principal approaches. On the one hand, a plurality of at least two arrangements according to the invention can be distributed on the body or other devices for cardiac pulse determination can be used in addition to the arrangement according to the invention. The prerequisite for the use of external devices is an open interface for the collected data and a real-time determination of the data as a heart rate-dependent measured value curve.

Vorteilhafterweise wird zum Anderem eine erfindungsgemäße Anordnung mit mehreren Sensoren verwendet. Advantageously, another arrangement according to the invention with a plurality of sensors is used.

Die Messwertkurven der einzelnen Geräte bzw. der einzelnen Sensoren werden auf markante Stellen hin untersucht. Dies können bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Maximas der Messwerte der pulsierenden Druckwelle sein.The measured value curves of the individual devices or of the individual sensors are examined for significant points. In the case of the arrangement according to the invention, these can be the maximas of the measured values of the pulsating pressure wave.

Die markanten Stellen der verschiedenen Geräte oder Sensoren haben je nach Position auf dem Körper einen zeitlichen Versatz zu einander. Dieser zeitliche Versatz geteilt durch den Abstand der Messpositionen zueinander ergibt die Pulswellengeschwindigkeit.The distinctive positions of the various devices or sensors have a temporal offset to each other depending on the position on the body. This time offset divided by the distance of the measuring positions to each other gives the pulse wave velocity.

Die Verwendung einer einzelnen erfindungsgemäßen Anordnung mit mehreren Sensoren ist vorteilhaft.The use of a single inventive arrangement with multiple sensors is advantageous.

Die Sensoren der erfindungsgemäßen Anordnung können entweder separiert sein und somit an beliebigen Stellen des Körpers anbringbar sein oder können als Sensorarray ausgeführt sein, wie es für die Bestimmung der optimalen Position über einer Arterie schon beschrieben wurde.The sensors of the arrangement according to the invention can either be separated and thus be attachable at arbitrary locations of the body or can be designed as a sensor array, as already described for the determination of the optimal position over an artery.

Die Verwendung einer einzelnen erfindungsgemäßen Anordnung ist insofern vorteilhaft, da die Datenaufnahme gleichzeitig ohne Übertragungszeiten der Daten erfolgen kann und somit eine genauere Messung möglich ist.The use of a single arrangement according to the invention is advantageous in that the data acquisition can take place simultaneously without transmission times of the data and thus a more accurate measurement is possible.

Die Verwendung eines Sensorarrays hat den Vorteil einer einfachen Handhabung und gleichzeitigen Bestimmung von Blutdruck und Pulswellengeschwindigkeit.The use of a sensor array has the advantage of easy handling and simultaneous determination of blood pressure and pulse wave velocity.

Zur Darstellung der Verwendung eines Sensorarrays ist in 6 Buchstabe K ist eine mögliche Anordnung eines Sensorarrays gezeigt. Unterhalb ist der Verlauf einer Arterie angezeigt (6 Buchstabe L). Werden zwei Sensoren oberhalb der Arterie ausgewählt (6 Buchstabe V) kann die Pulswellengeschwindigkeit anhand der Messwertkurven der beiden Sensoren ermittelt werden (6 Buchstabe W).To illustrate the use of a sensor array is in 6 Letter K shows a possible arrangement of a sensor array. Below is the course of an artery displayed ( 6 Letter L). Are two sensors selected above the artery ( 6 Letter V), the pulse wave velocity can be determined from the measured value curves of the two sensors ( 6 Letter W).

Ermittlung der AtmungsfrequenzDetermination of the respiratory rate

Die Atmungsfrequenz lässt sich mit unterschiedlichen Methoden messen und ermitteln. Zum einen können Bewegungs- und Beschleunigungssensoren das Heben und Senken des Oberkörpers messen und daraus die Atmungsfrequenz feststellen. Die respiratorische Sinusarrhythmie (RSA) ist ein deutliches Zeichen für die Ermittlung der Atmungsfrequenz. Die Veränderung des Herzzeitvolumens hängt direkt mit dem pulmonalen Kreislauf/ kleiner Kreislauf zusammen. Das gesamte Blut muss durch die Lunge um Sauerstoff aufzunehmen.The respiratory rate can be measured and determined using different methods. On the one hand, motion and acceleration sensors can measure the lifting and lowering of the upper body and determine the respiratory rate. Respiratory sinus arrhythmia (RSA) is a clear sign of respiratory rate determination. The change in cardiac output is directly related to the pulmonary circulation / small circulation. All the blood needs to go through the lungs to absorb oxygen.

Längenmessung einer Bewegung mittels BeschleunigungssensorsLength measurement of a movement by means of an acceleration sensor

Alle bisherige Verfahren zur Längenbestimmung bzw. Entfernungsmessung beruhen auf außerhalb des zu messenden Objekts vorhandene Objekte. Hier sei als bekanntes Beispiel das Automobil genannt. Dies ermittelt seine gefahrene Entfernung (Kilometerzähler) über die Bewegung des Reifen auf der Straße. Hier wird zur Entfernungsmessung des zu messenden Objekts (Auto) ein außerhalb liegendes Objekt (Straße) benötigt. Eine andere Möglichkeit der Entfernungsmessung beim Automobil ist die Streckenaufzeichnung durch satellitengestützte Positionsbestimmung. Hierbei sind die außerhalb notwendigen Objekte die Satelliten.All previous methods for length determination or distance measurement are based on objects that are outside the object to be measured. Here is a known example called the automobile. This determines its driven distance (odometer) about the movement of the tire on the road. Here an external object (road) is required to measure the distance of the object to be measured (car). Another possibility of distance measurement in the automobile is track recording by satellite-based position determination. Here, the outside necessary objects are the satellites.

Um ein sich bewegendes Objekt mit einer Logik zur Messung seiner Bewegung auszustatten gibt es bereits bekannte Konzepte der Sensorik. Hier sei bspw. die Entfernungsmessung mittels Ultraschall oder Laser genannt. Diese Sensorik sendet ein Signal aus (Schall bzw. Laserimpuls), welches an einer festen Referenzfläche reflektiert wird. Aus der Laufzeit des Signals zur Referenzfläche und zurück wird die Länge bestimmt. Dies zeigt, dass auch diese Konzepte für die Messung ein außerhalb liegendes Objekt (Referenzfläche) benötigen.In order to equip a moving object with a logic for measuring its movement, there are already known concepts of sensor technology. Here is, for example, the distance measurement by means of ultrasound or laser called. This sensor sends out a signal (sound or laser pulse), which is reflected at a fixed reference surface. The length is determined from the transit time of the signal to the reference surface and back. This shows that these concepts also require an external object (reference surface) for the measurement.

Bei diesen Konzepten ergeben sich darüber hinaus zwei technische Herausforderungen. Zum Einem muss der Sensor auf die Referenzfläche gerichtet sein. Dies ist insbesondere bei einer nicht gleichförmigen Bewegung (z.B. der Armbewegung beim Laufen) nur schwer zu realisieren. Zum Anderem muss eine geeignete Referenzfläche an einer bekannten Position vorhanden sein.These concepts also create two technical challenges. For one, the sensor must be directed to the reference surface. This is particularly difficult to achieve in non-uniform motion (e.g., arm movement while walking). On the other hand, a suitable reference surface must be present at a known position.

Im Falle der menschlichen Bewegung beim Laufen könnte dies der Erdboden sein, dieser ist jedoch nicht immer so beschaffen, dass der Schallimpuls (z.B. Waldboden) bzw. der Laserimpuls (nasser Boden, wodurch die Reflektion nicht zurück zum Sensor gerichtet ist) reflektiert werden kann. Außerdem erlaubt der Erdboden nur eine Messung der Höhe, nicht jedoch die Messung der gelaufenen Strecke.In the case of human movement while walking, this could be the ground, but this is not always such that the sound impulse (eg forest floor) or the laser impulse (wet floor, whereby the reflection is not directed back to the sensor) can be reflected. In addition, the soil allows only a measurement of the height, but not the measurement of the run track.

Die Verwendung eines Beschleunigungssensors zur Bestimmung von Entfernungs- bzw. Ortspositionen ist daher vorteilhaft, da die Messung nur auf allgegenwärtigen physikalischen Gesetzmäßigkeiten, der Massenträgheit, beruht.The use of an acceleration sensor for the determination of distance or position positions is therefore advantageous, since the measurement is based only on ubiquitous physical laws of mass inertia.

Die erfindungsgemäße Anordnung verwendet folgende Logiken, um aus den Rohdaten eines Beschleunigungssensor dreidimensionale Entfernungsdaten zu generieren. Diese Logiken werden im Folgenden erläutert.The arrangement according to the invention uses the following logics in order to generate three-dimensional distance data from the raw data of an acceleration sensor. These logics are explained below.

Daten des Sensors:Data of the sensor:

Die Daten eines Beschleunigungssensors liegen als dreidimensionaler Vektor, im Folgenden A S

Figure DE102017002334A1_0011
genannt, vor. Diese Daten werden in einem Zeitintervall tS periodisch generiert. Bei aktuellen Beschleunigungssensoren ist tS in der Größenordnung von 1ms.The data of an acceleration sensor lie as a three-dimensional vector, in the following A S
Figure DE102017002334A1_0011
called before. These data are generated periodically in a time interval t S. For current acceleration sensors, t S is on the order of 1 ms.

Es ist zu beachten, dass die Daten A S

Figure DE102017002334A1_0012
im Ortssystem des Sensors vorliegen, die zu ermittelnden Größen jedoch im Ortssystem, in dem sich auch das Objekt befindet, zu ermitteln sind.It should be noted that the data A S
Figure DE102017002334A1_0012
present in the local system of the sensor, the quantities to be determined, however, are to be determined in the location system in which the object is located.

Zusätzlich hat die Gravitation eine Auswirkung auf den Sensor, so dass eine Beschleunigung A ' G

Figure DE102017002334A1_0013
auch in Ruhe gemessen wird. Der gemessene Wert des Beschleunigungssensors ergibt sich daher wie folgt: A S = M E S A ' G + A B
Figure DE102017002334A1_0014
In addition, gravity has an effect on the sensor, allowing acceleration A ' G
Figure DE102017002334A1_0013
also measured at rest. The measured value of the acceleration sensor therefore results as follows: A S = M e S A ' G + A B
Figure DE102017002334A1_0014

Hierbei ist ME→S die Matrix, welche die Rotation des Sensors zum Erdboden beschreibt und A B

Figure DE102017002334A1_0015
ist die Beschleunigung, welche aufgrund der Bewegung vorliegt.Here M E → S is the matrix which describes the rotation of the sensor to the ground and A B
Figure DE102017002334A1_0015
is the acceleration that is due to the movement.

Ziel ist es also A B

Figure DE102017002334A1_0016
unabhängig von A ' G
Figure DE102017002334A1_0017
zu ermitteln. Jedoch ist die Matrix ME→S im allgemeinen unbekannt.The goal is so A B
Figure DE102017002334A1_0016
independent of A ' G
Figure DE102017002334A1_0017
to investigate. However, the matrix M E → S is generally unknown.

Ermittlung von ME→S:Determination of M E → S :

Prinzipiell gibt es zwei Methoden, um ME→S zu bestimmen. Zum Einem kann ein Gyroskop verwendet werden. Zum Anderen können die gemessenen Beschleunigungsdaten im Vergleich zu den zu erwartenden Beschleunigungsdaten der Bewegung gesetzt werden. Dazu werden bekannte Bewegungsmuster mit den aktuellen Beschleunigungsdaten verglichen.In principle there are two methods to determine M E → S. On the one hand, a gyroscope can be used. On the other hand, the measured acceleration data can be set in comparison to the expected acceleration data of the movement. For this purpose, known motion patterns are compared with the current acceleration data.

Die Verwendung eines Gyroskops ermöglicht eine einfache Berechnung von ME→S. Heutige Gyroskope auf Basis von integrierten Schaltungen geben die Rotation im Vergleich zur Ausgangsposition wieder. Dem Fachmann ist bekannt, wie eine Rotation in die Form einer Rotationsmatrix überführt werden kann.The use of a gyroscope allows a simple calculation of M E → S. Today's integrated circuit-based gyroscopes reflect the rotation relative to the home position. It is known to the person skilled in the art how a rotation can be converted into the form of a rotation matrix.

Heutige Gyroskope auf Basis von integrierten Schaltungen haben jedoch den Nachteil, dass sie viel Strom verbrauchen und die erforderliche Genauigkeit nicht erreichen.However, today's integrated circuit gyroscopes have the disadvantage of consuming a lot of power and failing to achieve the required accuracy.

Die Ermittlung von ME→S anhand von bekannten Bewegungsmustern geht davon aus, dass sich eine Bewegung wiederholt. Dabei muss die Bewegung nicht exakt gleich sein, jedoch der prinzipielle Bewegungsablauf muss bekannt sein. Ein Beispiel hierfür die Bewegung des Fußes beim Gehen. Der Ablauf stellt sich wie Folgt da, zunächst befindet sich der Fuß am Boden, danach wird dieser in einer rollenden Bewegung vom Boden abgehoben um danach in einer Vorwärtsbewegung eine Schrittlänge nach vor bewegt zu werden. Gleichzeitig dreht sich der Fuß, damit dieser beim wieder absetzten abgerollt werden kann. Die einzelnen Phasen sind beim Gehen immer vorhanden, jedoch können die zeitlichen Längen der einzelnen Phasen variieren und die dabei auftauchenden Längen-, Höhen- und Drehbewegungen können unterschiedlich ausfallen.The determination of M E → S based on known motion patterns assumes that a movement repeats itself. The movement does not have to be exactly the same, but the basic sequence of movements must be known. An example of this is the movement of the foot while walking. The process is as follows, initially the foot is on the ground, then it is lifted in a rolling motion from the ground to then be moved in a forward movement one step length forward. At the same time, the foot rotates, so that it can be unrolled when settling again. The individual phases are always present when walking, however, the time lengths of the individual phases can vary and the length, height and rotation movements that occur can vary.

Sind diese einzelnen Phasen der Bewegung bekannt, kann anhand von markanten bzw. typischen Änderungen in dem zeitlichen Verlauf der Beschleunigungsdatendie aktuelle Bewegungsphase ermittelt werden. Für das Beispiel des Gehens bedeutet dies, dass wenn der Fuß am Boden ist, ist keine zusätzliche Beschleunigung neben der Erdbeschleunigung vorhanden und die Beschleunigungsdaten bleiben von Zeitschritt zu Zeitschritt gleich. Anhand von derlei gearteten logischen Zusammenhängen die bei der Bewegung auftreten kann die Bewegungsphase erkannt werden.If these individual phases of the movement are known, the current movement phase can be determined on the basis of significant or typical changes in the time profile of the acceleration data become. For the example of walking, this means that when the foot is on the ground, there is no additional acceleration in addition to the gravitational acceleration and the acceleration data remains the same from one step to the next. On the basis of such kind of logical connections which occur during the movement, the movement phase can be recognized.

Vorteilhafterweise kann auch die Kombination mit anderen Sensoren verwendet werden. Hier sie bspw. die Sensorik zur Messung der Kraftverteilung an der Fußsohle der Firma NWTN genannt. Diese erkennt die Belastungen am Fuß und die Verteilung der Kräfte. Dabei ergeben sich in jeder Bewegungsphase typische Verteilungen der Kräfte. Wenn der Fuß in Ruhe ist, wird die Belastung auf drei Punkte (vordere Fußballen und Ferse) im Fuß verteilt.Advantageously, the combination with other sensors can be used. Here, for example, they called the sensors for measuring the force distribution at the sole of the company NWTN. This detects the loads on the foot and the distribution of forces. This results in each movement phase typical distributions of forces. When the foot is at rest, the load is distributed on three points (front foot and heel) in the foot.

Da auch bekannt ist wie die Gravitation in jeder Bewegungsphase im Ortssystem des Sensor gerichtet ist ergibt sich aus der Kenntnis der Bewegungsphase.Since it is also known how the gravitation is directed in each movement phase in the local system of the sensor results from the knowledge of the movement phase.

Berechnung des Ortes und der Geschwindigkeit:Calculation of location and speed:

Wenn die Rotation des Sensor zur Erde durch die Rotationsmatrixbekannt ist, ergibt sich die Beschleunigung, welche sich aufgrund der Bewegung ergibt wie folgt:

  • (im Ortssystem des Sensors)
bzw.:
  • (im Ortssystem der Erde)
When the rotation of the sensor to the earth is known by the rotation matrix, the acceleration resulting from the motion is as follows:
  • (in the location system of the sensor)
respectively.:
  • (in the local system of the earth)

Hierbei ist die inverse Rotationsmatrix zur.Here, the inverse rotation matrix is for.

Die Geschwindigkeit und der Ort ergeben sich aus der zeitlichen Integration der Werte mit dem Velocity Verlet Algorithmus. Vorteilhaft ist die Verwendung folgender Variante:The speed and the location result from the temporal integration of the values with the Velocity Verlet algorithm. The use of the following variant is advantageous:

Der aktuelle Ortergibt sich aus den Ortwelcher im vorherigen Zeitschritt sich ergeben hat, der Geschwindigkeit welche im vorherigen Zeitschritt sich ergeben hat und der aktuellen Beschleunigung. Die aktuelle Geschwindigkeit ergibt sich aus, der Beschleunigung, welche im vorherigen Zeitschritt sich ergeben hat und.The current location is derived from the Ortwelcher in the previous time step, the speed that resulted in the previous time step and the current acceleration. The current speed results from the acceleration that resulted in the previous time step and.

Die Anfangswertewerden auf Null gesetzt.The initial values are set to zero.

Optimierung der Ergebnisse:Optimization of results:

Aufgrund von Ungenauigkeiten heutiger Beschleunigungssensoren können die berechneten Ortsdaten weit von der wirklichen Bewegung abweichen. Die Abweichung der Bewegung kann reduziert werden, wenn die prinzipielle Bewegung bekannt ist. Wird in der Bewegung eine bekannte Bewegungsform erkannt, werden die Daten auf die zu erwartenden Werte gesetzt, sodass im nächsten Zeitschritt wieder genau Ausgangsbedingungen vorliegen. Für das Beispiel des Gehens bedeutet dies, dass wenn der Fuß am Boden ist, hat der Fuß eine Geschwindigkeit und eine Beschleunigung von Null, des weiteren bleibt der Ort erhalten.Due to inaccuracies of today's acceleration sensors, the calculated location data can deviate far from the actual movement. The deviation of the movement can be reduced if the principal movement is known. If a known movement form is detected in the movement, the data is set to the expected values, so that in the next time step exactly starting conditions are present again. For the example of walking, this means that when the foot is on the ground, the foot has zero speed and acceleration, and the location remains.

Zusammenhang, Einfluss und Darstellung von Kenngrößen der Herzfunktion gegenüber physischen Handlungen eine lebenden OrganismusCorrelation, influence and presentation of parameters of the heart function against physical actions of a living organism

Täglich vermessen Mobile und smarte Systeme Millionen von Menschen. Pulsmessungen und Bewegungsmuster sind die Spitzenreiter der gemessenen Daten. Die in der Patentschrift beschriebenen Messungen von Herzzeitvolumen, Blutdruck, Herzpuls, Pulswellenlaufzeit, Pulswellenvariabilität, Atmungsfrequenz können eine Beurteilung der Leistungsfähigkeit und Gesundheit eines Menschen oder Tieres ermöglichen.Every day mobile and smart systems are measuring millions of people. Pulse measurements and movement patterns are the leaders in the measured data. The measurements of cardiac output, blood pressure, cardiac output, pulse wave transit time, pulse wave variability, respiratory rate described in the specification may enable an assessment of the performance and health of a human or animal.

Unter Leistungsfähigkeit wird verstanden, welche mechanische Aktionen durchführbar sind. Das Herzzeitvolumen gibt an wie gut der Körper mit Sauerstoff und Nährstoffen versorgt wird. Daher erlaubt die Kenntnis des Herzzeitvolumen eine Aussage über eine theoretische Leistungsfähigkeit zu geben.Performance is understood to mean which mechanical actions are feasible. Cardiac output indicates how well the body is supplied with oxygen and nutrients. Therefore, the knowledge of the cardiac output allows to give a statement about a theoretical performance.

Durch die Verwendung von Beschleunigungssensoren in einer erfinderischen Anordnung kann darüber hinaus die tatsächliche Leistungsfähigkeit bestimmt werden. Durch Bestimmung der Bewegung einzelner Körperteile kann die umgesetzte Energie pro Zeiteinheit also die mechanische Leistung ermittelt werden.In addition, by using acceleration sensors in an inventive arrangement, the actual performance can be determined. By determining the movement of individual body parts, the energy converted per unit of time, ie the mechanical power, can be determined.

Der Vergleich dieser theoretischen Leistungsfähigkeit aus dem kontinuierlich gemessenen Herzzeitvolumen und der tatsächlichen Leistungsfähigkeit erlaubt die Prognose der zu erwartenden Leitungssteigerung bei sportlicher Ertüchtigung oder bei Rehabilitationsmaßnahmen. The comparison of this theoretical performance from the continuously measured cardiac output and the actual performance allows the prediction of the expected increase in performance during physical exercise or in rehabilitation measures.

Ferner kann die kontinuierliche Bewegungsüberwachung in der medizinischen Anwendung helfen. Wird während z.B. der Nacht ein verringertes Herzzeitvolumen mit erhöhter Herzfrequenz erkannt, ohne dass eine signifikante Bewegung zu erkennen ist, kann die Erfindung Rückschlüsse auf die in Frage kommenden Erkrankungen diagnostisch schließen.Further, continuous motion monitoring can help in the medical application. If, during e.g. the night detects a reduced cardiac output with increased heart rate, without any significant movement is detected, the invention can draw conclusions about the diseases in question diagnostically.

Darüber hinaus bieten eine erfinderische Anordnung die Möglichkeit all die verschiedenen Kenngrößen simultan und kontinuierlich zu messen. Daher kann eine erfinderische Anordnung auch verwendet werden für die Erkennung von, dem Autor dieses Patentes nicht bekannten, weiteren Krankheitsbilder des kardiovaskulären Systems.In addition, an inventive arrangement provide the opportunity to measure all the different characteristics simultaneously and continuously. Therefore, an inventive arrangement can also be used for the detection of other diseases of the cardiovascular system not known to the author of this patent.

Als visuelle Darstellungen für die Anwender kommen konzentrische Diagramme vorteilhafterweise zum Einsatz.As visual representations for the users, concentric diagrams are advantageously used.

In 2D, 2,5D, oder 3D sind die Summe der gemessenen Daten übersichtlich darzustellen. Herkömmliche Diagrammen mit einer X und Y Achse sind für die Anzahl der darzustellenden Ansichten unübersichtlich und nur schwer für Anwender zu verstehen.In 2D, 2.5D, or 3D, the sum of the measured data must be displayed clearly. Conventional diagrams with an X and Y axis are confusing and difficult for the user to understand for the number of views to be displayed.

Die Neuheit besteht somit auch darin, die hier beschriebenen Messwerte verständlich dem Nutzer zu Verfügung zu stellen.The novelty is thus also to provide the measured values described here comprehensible to the user.

Figurenlistelist of figures

  • Figure 1 Veranschaulichung der Messmethode. Die pulsierende Druckwelle (D) verformt die Arterie (L) gleichmäßig im Takt des Herzens (G) indem sich die Arterie (L) sich aus ihrer Ruheposition (F) herausverformt. Dabei schwankt die Druckwelle zwischen den Werten des diastolischen (B) und den Werten des systolischen (A) Blutdrucks. Dies hat zur Folge, dass der Druck bzw. der Pulsdruck (N) über die Arterienoberfläche (E) in das Gewebe (C) eingebracht wird und sich zur Hautoberfläche (O) fortsetzt. Der Blutdruck wird gemessen, indem eine erfindungsgemäße Anordnung (H) mit den Sensoren (K) zuerst auf die Haut (O) unter Verwendung eines gleichmäßigen Drucks (J) gepresst wird. Dabei kann die erfindungsgemäße Anordnung an einem Armband (I) befestigt sein.Figure 1 Illustration of the measuring method. The pulsating pressure wave (D) deforms the artery (L) evenly in time with the heart (G) as the artery (L) deforms out of its rest position (F). The pressure wave fluctuates between the values of the diastolic (B) and the values of the systolic (A) blood pressure. This has the consequence that the pressure or the pulse pressure (N) is introduced via the arterial surface (E) into the tissue (C) and continues to the skin surface (O). The blood pressure is measured by first pressing an assembly (H) with the sensors (K) on the skin (O) using a uniform pressure (J). In this case, the arrangement according to the invention can be attached to a bracelet (I).
  • Figure 2 Darstellung eines herkömmlichen Armbands. Ein solches Armband verfügt über ein Lochband (I), wobei überstehendes Lochband durch eine Lasche (P) arretiert wird. Die erfindungsgemäße Anordnung kann in Form dieser Lasche ausgeführt werden und an Stelle dieser im Armband verwendet werden. Dies hat den Vorteil, dass zum einem das Armband bereits an einer geeigneten Stelle zur Blutdruckmessung sich befindet und zum Anderen kann durch die Einstellung des Lochbandes ein Druck auf den Sensor ausgeübt werden.Figure 2 Representation of a conventional bracelet. Such a bracelet has a perforated tape (I), wherein protruding perforated tape is locked by a tab (P). The arrangement according to the invention can be carried out in the form of this tab and be used instead of this in the bracelet. This has the advantage that on the one hand the bracelet is already located at a suitable location for blood pressure measurement and on the other hand can be exercised by the adjustment of the perforated belt pressure on the sensor.
  • Firgure 3 Querschnitt durch eine mögliche Ausführung der erfinderischen Anordnung zur Verwendung am Armband als Aufsatz. Die erfinderische Anordnung ist in zwei Teile aufgeteilt. Die Sensoreinheit (K), unterhalb des Armbands, bestehend aus mehreren gekachelten Sensoren zur Bestimmung der optimalen Position oberhalb einer Arterie bzw. zur Bestimmung der Pulswellengeschwindigkeit und einer Rechen- / Funk- und Energieeinheit (H) oberhalb des Armbands. Das Armband wird durch einen Schlitz (I) geführt. Zur Messung wird ein gleichmäßiger Druck (J) von oben aufgebracht.Firgure 3 Cross-section through a possible embodiment of the inventive arrangement for use on the bracelet as an essay. The inventive arrangement is divided into two parts. The sensor unit (K), below the wristband, consisting of several tiled sensors for determining the optimal position above an artery or for determining the pulse wave velocity and a computing / radio and energy unit (H) above the wristband. The bracelet is passed through a slot (I). For measurement a uniform pressure (J) is applied from above.
  • Figure 4 Elektrische Schaltung mehrerer Sensoren (hier dargestellt 7 × 15 Sensoren) in der Überkreuzschaltung. In diesem Beispiel werden 15 Schaltleitungen und 7 Messleitungen benötigt.Figure 4 Electrical circuit of several sensors (shown here 7 × 15 sensors) in the crossover circuit. In this example, 15 switching lines and 7 measuring lines are required.
  • Figure 5 Beispielhafte Rohdaten einer erfindungsgemäßen Anordnung. Die elektronische Einheit liefert zwei Messsignale. Ein unverstärktes Signal (R), welches den Grunddruck auf den Sensor wiederspiegelt und ein verstärktes Signal (S), welches die Änderungen des Drucks wiederspiegelt.Figure 5 Exemplary raw data of an arrangement according to the invention. The electronic unit provides two measuring signals. An unstrengthened signal (R) reflecting the background pressure on the sensor and an amplified signal (S) reflecting the changes in pressure.
  • Figure 6 Schematische Darstellung der Messung der Pulswellengeschwindigkeit mit Hilfe eines Sensorarrays (K). Die zwei Sensoren (V) liegen optimal über einer Arterie (L). Beide Sensoren werden gleichzeitig für die Messung verwendet. Es werden die Messsignale (W) aufgezeichnet. Durch Untersuchung der Messsignale auf markante Stellen kann der Laufzeitunterschied der beiden Messsignale bestimmt werden. Die Pulswellengeschwindigkeit ergibt sich aus dem Laufzeitunterschied geteilt durch den Abstand der zwei Sensoren (V) zueinander.Figure 6 Schematic representation of the measurement of the pulse wave velocity with the aid of a sensor array (K). The two sensors (V) lie optimally over an artery (L). Both sensors are used simultaneously for the measurement. The measuring signals (W) are recorded. By examining the measurement signals for significant points, the propagation delay of the two measurement signals can be determined. The pulse wave velocity results from the transit time difference divided by the distance between the two sensors (V) to each other.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2337493 B1 [0007, 0018, 0019, 0020, 0023, 0025, 0027]EP 2337493 B1 [0007, 0018, 0019, 0020, 0023, 0025, 0027]

Claims (44)

Vorrichtung zur mobilen Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems, wie das Herzzeitvolumen, der Blutdruck, der Herzpuls, die Pulswellenlaufzeit, die Pulswellengeschwindigkeit, die Pulswellenvariabilität, Atmungsfrequenz und die Arterienelastizität, an einem Objektes, nämlich eines menschlichen oder tierischen Körpers, unter Verwendung eines oder mehrerer Drucksensoren, 1 Buchstabe K, zur Vermessung der energetischen Pulswelle.Apparatus for the mobile measurement of characteristics of the cardiovascular system, such as cardiac output, blood pressure, cardiac output, pulse wave transit time, pulse wave velocity, pulse wave variability, respiratory rate and arterial elasticity, on an object, namely a human or animal body, using one or more pressure sensors, 1 Letter K, for measuring the energetic pulse wave. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensoren auf mindestens ein FSR Sensor basieren können, der durch eine aufgetragene und beaufschlagte Paste oder Stoff, drucksensibel seinen elektrischen Widerstand verändert. Der Drucksensor kann auch eine Weiterentwicklung eines FSR Sensors sein, welcher über mehrere Meßbereiche verfügt und der bspw. mit weniger Lagen und Ebenen auskommt, als in den bisherigen Patentschriften beschrieben. Als weitere beispielhaft genannte Drucksensoren könnten auch Wägezellen oder Dehnungsmeßstreifen zur Messung der pulsierenden Druckwelle dienen. Auch die Verwendung von Luft- bzw. Gasdrucksensoren in einer Manschette können als Sensoren dienen. Darüber hinaus können auch Drucksensoren basierend auf dem piezoelektrischen Effekt verwendet werden.Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to Claim 1 is characterized in that the pressure sensors can be based on at least one FSR sensor, which changes its electrical resistance by an applied and acted upon paste or substance, pressure-sensitive. The pressure sensor may also be a further development of an FSR sensor which has a plurality of measuring ranges and which, for example, manages with fewer layers and planes than described in the previous patent specifications. As further exemplified pressure sensors also load cells or strain gauges could be used to measure the pulsating pressure wave. The use of air or gas pressure sensors in a cuff can also serve as sensors. In addition, pressure sensors based on the piezoelectric effect can also be used. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach Anspruch 1 bis 2 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor zur Messung der pulsierenden Druckwelle am Körper eines menschlichen oder tierischen Körpers, vorteilhaft jedoch an der Hand oder dem Handgelenk, am Finger oder am Fuß, am Fuß und oder Fußgelenk, Hals, Brust, Nacken oder Stirn beaufschlagt bzw. befestigt werden kann.Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to Claim 1 to 2 is characterized in that the pressure sensor for measuring the pulsating pressure wave at the body of a human or animal body, however, advantageous to the hand or the wrist, applied on the finger or on the foot, the foot and or ankle, neck, chest, neck or head or can be fastened. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor zur Messung der pulsierenden Druckwelle sowohl als eigenes Gerät ausgeführt werden kann oder auch vorteilshafterweise als Aufsatz für Kleidungsstücke konzipiert werden kann.Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure sensor for measuring the pulsating pressure wave can be executed both as a separate device or can be advantageously designed as an attachment for garments. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor zur Messung der Kenngrößen am menschlichen oder tierischen Körper angebracht, befestigt oder beaufschlagt wird, vorteilhaft mittels Kleidungstücke wie bspw., am Fuß/ Fußrücken, Fußgelenk bspw. mittels Socke, Strumpf, Schuh wie von Puma, Nike, Boa, Reebok oder Schuhsohle gemessen, bspw. am Kopf mittels Stirnband, Hut gemessen, bspw. an der Hand oder Handgelenk, mittels Handschuh, Pulswärmer, Oberbekleidungarmgummi, bspw. am Hals mittels Schaal oder Halsband, auch als nicht vollständig verschlossene Klammer ausgebildet gemessen werden, getragene Schmuck- und Wertgegenstände, wie Ringe, Armbänder (siehe 1 Buchstabe I) und Uhren, Uhren, wie von Rolex, Tagheuer oder Swatch, Smartbänder, wie von Fitbit oder Jawbone, Smartuhren, wie von Apple oder LG, oder auch Produkte für Sport- therapeutische und medizinische Zwecke, wie mit einer Binde, Pflaster, Flachband, Tape, am lebenden Objekt/ bspw. Mensch befestigt wird und Daten misst und an eine stationäre oder mobile Auswerteeinheit Drahtgebunden oder per Funk sendet.Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure sensor for measuring the characteristics attached to the human or animal body, is attached or acted upon, advantageously by means of garments such as, on the foot / ankle, ankle, for example by means of sock, stocking, shoe as measured by Puma, Nike, Boa, Reebok or shoe sole, eg., Measured on the head by means of headband, hat, for example, on the hand or wrist, by means of glove, Pulswärmer, Oberbekleidungarmgummi, eg Schaal or collar, also formed as a not fully closed clamp trained, worn jewelry and valuables, such as rings, bracelets (see 1 Letter I) and watches, watches such as those of Rolex, Tagheuer or Swatch, smart bands such as Fitbit or Jawbone, smart watches, such as Apple or LG, or else products for sports therapeutic and medical purposes, such as with a bandage, plaster, Flat tape, tape, on living object / eg. Human is attached and measures data and sends to a stationary or mobile evaluation unit Wired or by radio. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor sich als konvexes Gebilde ausprägt bzw. gestalten lässt. Dieses konvexe Gebilde dient dem Drucksensor für einen stärkeren und passgenaueren Anpressdruck auf die Hautoberfläche. Die Baugröße des konvexen Gebildes ist dem Meßort und der Baugröße des Drucksensors/en angepasst. Das konvexe Gebilde kann flexibel oder starr nach vorherigen Ansprüchen in Richtung der Hautoberfläche aufgelegt bzw. befestigt oder auch aufgepresst werden.Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure sensor can be expressed or designed as a convex structure. This convex structure serves the pressure sensor for a stronger and more accurate contact pressure on the skin surface. The size of the convex structure is adapted to the measuring location and the size of the pressure sensor (s). The convex structure can be placed flexibly or rigidly according to previous claims in the direction of the skin surface or be pressed or even pressed. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Drucksensoren zur Messung des Blutdrucks als gekachelte Drucksensoren, auch vorteilhaft innerhalb des konvexen Gebildes, auf der Hautoberfläche befestigt werden, um die bestmögliche Messposition zur Messung zu erkennen/ messen.Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that a plurality of pressure sensors for measuring the blood pressure as tiled pressure sensors, also advantageously within the convex structure, are fixed on the skin surface in order to recognize the best possible measuring position for measurement / measure up. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die gekachelte Drucksensorenfläche den Sensor an der optimalsten Position selbständig findet und, falls dies durch eine schlechte Position aller Sensoren nicht möglich ist, eine Information an den Nutzer weitergibt, wie der Nutzer die Meßfläche nachjustieren kann.Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the tiled pressure sensor surface finds the sensor at the most optimal position independently and, if this is not possible due to a bad position of all sensors, passes on information to the user, How the user can readjust the measuring surface. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Drucksensoren vorteilhafterweise, aber nicht ausschließlicher Weise, auf dem Prinzip der Polymerdurcksensorentechnik basieren. Diese verfügen über mindestens zwei in einander greifende Leitbahnnetzte und einem drucksensiblen Polymer, welches teilweise oder ganz widerstandsleitfähig, wobei die Widerstandleitfähigkeit auch drucksensibel ausgeführt sein kann.Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure sensors used advantageously, but not exclusively, based on the principle of Polymerdurcksensorentechnik. These have at least two interconnecting Leitbahnnetzt and a pressure-sensitive polymer which partially or completely resistant conductive, the resistance conductivity can also be designed pressure-sensitive. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die verwendeten Drucksensoren an die Messaufgabe angepasst werden können. Dabei wird die Fähigkeit eines Sensor durch die Einstellungsparameter der Leiterbahnnetzte und des verwendeten widerstandsleitfähigen und drucksensiblen Polymeres bestimmt.Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure sensors used can be adapted to the measurement task. The ability of a sensor is determined by the adjustment parameters of the interconnect network and the resistance-conductive and pressure-sensitive polymer used. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellungsparameter der Leiterbahnnetzte durch Leitbahnabstand, Leiterbahnbreite und Flächenbedeckung der Leiterbahnen gegeben sind. Vorteilhaft ist die Einstellung dieser Parameter mit einer weiteren oder auch mehreren Polymerschichten zwischen den Leiterbahnen und dem widerstandsleitfähigen und drucksensiblen Polymeres unter Verwendung verschiedener Lochmuster und -anordnungen zu erreichen.Apparatus for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims is characterized in that the adjustment parameters of the conductor track network are given by the track spacing, track width and area coverage of the tracks. It is advantageous to achieve the setting of these parameters with one or more polymer layers between the interconnects and the resistance-conductive and pressure-sensitive polymer using different hole patterns and arrangements. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Einstellungsparameter des widerstandsleitfähigen und drucksensiblen Polymeres gegeben sind durch: - Die Bauform eines äußeren Polymeres, welches einen definierten Gegendruck aufbaut, um mechanisches Zittern zu unterdrücken und um bei Entlastung in einen definierten Ausgangszustand zu kommen. - Die Bauform eines funktionalen Polymeres, welches sich drucksensibel verformen kann und so den Kontakt zwischen Polymer und Leiterbahnen kontrolliert. Dabei ist die Zeit der Verformung unter Belastung und Entlastung des funktionalen Polymers schnell genug, um der pulsierenden Druckwelle nachzufolgen. - Die Mikrostruktur und Widerstandsleitfähigkeit einer Polymerschicht zur Kontaktbildung zwischen mehreren Leiterbahnnetzwerken. Dabei ist die Mikrostruktur reversibel durch Druckbeaufschlagung änderbar und ermöglicht dadurch eine veränderliche Kontaktfläche zwischen Polymer und Leiterbahnen. - Die Shorehärten der verwendeten Polymere, diese können entweder homogen sein oder ortsbezogen differenzieren.Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the adjustment parameters of the resistance-conductive and pressure-sensitive polymer are given by: - The design of an outer polymer, which builds up a defined back pressure to suppress mechanical shaking and at Relief in a defined initial state to come. - The design of a functional polymer, which can deform pressure-sensitive and thus controls the contact between polymer and interconnects. The time of deformation under stress and discharge of the functional polymer is fast enough to follow the pulsating pressure wave. The microstructure and resistance conductivity of a polymer layer for contact formation between multiple interconnect networks. In this case, the microstructure is reversibly changeable by pressurization and thereby enables a variable contact surface between the polymer and conductor tracks. The Shore hardness of the polymers used, these can either be homogeneous or differentiated by location. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drucksensoren sich per Vibrationsmotor und einer kontinuierlichen beaufschlagten Masse sich manuell oder autonom kalibrieren lassen.Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the pressure sensors can be calibrated by vibration motor and a continuous applied mass manually or autonomously. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass beispielsweise ein Armband mit einem vorteilhaften konvexen Gebilde ausgestattet, sich oberhalb der Messsensorik, eine sich nach außen gerichtete Druckfläche (1 Buchstabe J) befinden kann. Diese Druckfläche dient der Aufnahme von menschliche Energie, um gleichzeitig einen Gegendruck auf das pulsierende arterielle Gefäß zu leiten.Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that, for example, a bracelet equipped with an advantageous convex structure, above the measuring sensor, an outwardly directed pressure surface ( 1 Letter J) can be located. This pressure surface is used to absorb human energy to simultaneously direct a back pressure on the pulsating arterial vessel. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass der Gegendruck auch mit einem Aktor erfolgen kann. Dieser Aktor kann bspw. auch elektrisch, pneumatisch, hydraulisch, oder auch manuell durch Muskelkontraktionen die Aufgabe lösen, oder auch in Kombinationen von allem betrieben werden, um den benötigten Gegendruck auf das pulsierende arterielle Gefäß zu erzeugen.Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims is characterized in that the back pressure can also be done with an actuator. This actuator can, for example, electrically, pneumatically, hydraulically, or manually by muscle contractions solve the task, or operated in combinations of anything to produce the required back pressure on the pulsating arterial vessel. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des Blutdrucks auch mit einer Höhenmessung der Messstelle kombiniert werden kann, zur Ermittlung des zentralen Blutdrucks. Hierzu können Sensoren basierend auf Impulsaussendung (Ultraschall- oder Laserabstandsensoren) oder vorteilhafterweise Beschleunigungssensoren verwendet werden.Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the measurement of the blood pressure can also be combined with a height measurement of the measuring point, to determine the central blood pressure. For this purpose, sensors based on pulse emission (ultrasonic or laser distance sensors) or advantageously acceleration sensors can be used. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass auch mehrere Sensoren, mindestens zwei Sensoren, an verschiedenen Stellen des Körpers gleichzeitig Messungen der pulsierenden Pulswelle durchführen können. Dabei sind die Sensoren direkt mit der Vorrichtung verbunden. Die gleichzeitige Verwendung mehrerer Sensoren erlaubt die Messung von bspw. der Pulswellenlaufzeit bzw. der Pulswellengeschwindigkeit. Dazu werden die Signale auf markante Stellen untersucht, der zeitliche Abstand dieser Stellen zueinander geteilt durch den räumlichen Abstand ist die Pulswellengeschwindigkeit, vergleiche 6. Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that also several sensors, at least two sensors, at different points of the body can perform simultaneous measurements of the pulsed pulse wave. The sensors are connected directly to the device. The simultaneous use of several sensors allows the measurement of, for example, the pulse wave transit time or the pulse wave velocity. For this purpose, the signals are examined for prominent points, the temporal distance of these points divided by the spatial distance is the pulse wave velocity, cf. 6 , Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass auch mehrere Vorrichtungen Messungen der pulsierenden Pulswelle an verschiedenen Stellen des Körpers durchführen können. Die Messwerte der mehreren Messungen pulsierenden Pulswelle werden an eine zentrale Auswerteeinheit, dies kann bspw. ein Smartgerät sein, entweder kabelgebunden oder per Funk übertragen. Die gleichzeitige Verwendung mehrerer Vorrichtungen erlaubt die Messung von bspw. der Pulswellenlaufzeit bzw. der Pulswellengeschwindigkeit. Dazu werden die Signale auf markante Stellen untersucht, der zeitliche Abstand dieser Stellen zueinander geteilt durch den räumlichen Abstand ist die Pulswellengeschwindigkeit, vergleiche 6.Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that also several devices can perform measurements of the pulsating pulse wave at different points of the body. The measured values of the pulsed pulse wave measurements are sent to a central evaluation unit, which may be, for example, a smart device, either wired or wireless. The simultaneous use of several devices allows the measurement of, for example, the pulse wave transit time or the pulse wave velocity. For this purpose, the signals are examined for prominent points, the temporal distance of these points divided by the spatial distance is the pulse wave velocity, cf. 6 , Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass für die Bestimmung der Pulswellengeschwindigkeit auch ein Sensorarray verwendet werden kann.Apparatus for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims is characterized in that a sensor array can also be used for the determination of the pulse wave velocity. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Meßsensoren gekachelt angeordnet sind, siehe 4 und wie bei einem Rolling Shutter System überkreuz geschaltet ausgelesen, siehe Modell 4, werden können. Damit werden elektrische Leitungen eingespart und das auslesen der gekachelten Sensoren lässt sich variabler und somit effektiver und effizienter gestalten.Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the measuring sensors are arranged tiled, see 4 and read out crosswise as in a rolling shutter system, see model 4 , can be. This saves electrical lines and the reading of the tiled sensors can be made more variable and therefore more effective and efficient. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass für die Bestimmung der Pulswellengeschwindigkeit auch externe Messsysteme zur Bestimmung des Herzpulses kombiniert und verwendet werden können. Dies sind bspw. EKGs oder Geräte, die auf der Lichtkardiographie beruhen. Voraussetzung ist, dass diese Geräte eine Echtzeitmessung der pulsierenden Druck- bzw. EKG-Welle zulassen und über eine offene Datenschnittstelle, die eine Echtzeitausgabe der Daten ermöglicht, verfügen.Apparatus for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims is characterized in that external measuring systems for determining the heart rate can also be combined and used for the determination of the pulse wave velocity. These are, for example, ECGs or devices based on light cardiography. The prerequisite is that these devices allow a real-time measurement of the pulsating pressure or ECG wave and have an open data interface that allows a real-time output of the data. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung in Verbindung mit einem externen Smartgerät verwendet wird.The device for measuring parameters of the cardiovascular system according to one of the preceding claims is characterized in that the device is used in conjunction with an external smart device. Vorrichtung zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung auch ohne Verwendung eines externen Smartgerät gestaltet werden kann. Hierzu wird eine eigene Ausgabe- bzw. Anzeigeeinheit benötigt. Diese Anzeigeeinheit kann unter Anderem über ein optisches Anzeigeelement, ein akustisches Element oder ein Vibrationsgeber verfügen.Device for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the device can also be designed without the use of an external smart device. For this purpose, a separate output or display unit is required. This display unit may have, among other things, an optical display element, an acoustic element or a vibration generator. Verfahren zur mobilen Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems, wie das Herzzeitvolumen, der Blutdruck, der Herzpuls, die Pulswellenlaufzeit, die Pulswellengeschwindigkeit, die Pulswellenvariabilität, Atmungsfrequenz und die Arterienelastizität, an einem Objekt, nämlich eines menschlichen oder tierischen Körpers, unter Verwendung eines oder mehrerer Drucksensoren, 1 Buchstabe K, zur Vermessung der energetischen Pulswelle.A method for the mobile measurement of characteristics of the cardiovascular system, such as cardiac output, blood pressure, cardiac pulse, pulse wave transit time, pulse wave velocity, pulse wave variability, respiratory rate and arterial elasticity, on an object, namely a human or animal body, using one or more pressure sensors, 1 Letter K, for measuring the energetic pulse wave. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messung einmalig oder kontinuierlich erfolgen kann.Method for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims is characterized in that the measurement can be performed once or continuously. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass auf das pulsierende arterielle Gefäß, der Gegendruck solange mittels menschlicher Leistung oder eines Aktors erhöht wird, bis die Messung keinen höheren physischen Druck ausgehend von der pulsierenden Druckwelle mehr registriert.Method for measuring parameters of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the counterpressure is increased to the pulsating arterial vessel by means of human power or an actuator until the measurement no longer registers a higher physical pressure from the pulsating pressure wave , Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass bei einer kontinuierlichen Messung der Gegendruck auf das pulsierende arterielle Gefäß bei laufender Messung mittels menschlicher Leistung oder eines Aktors angepasst werden, um einen optimalen Gegendruck zu halten.A method of measuring characteristics of the cardiovascular system according to any one of the preceding claims is characterized in that to be adjusted in a continuous measurement of the counter pressure to the pulsating arterial vessel during a measurement by means of human power or an actuator in order to maintain an optimum back pressure. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Berechnung der benötigten Messwerte entweder in einer Auswerteeinheit oder in einem externen Gerät bspw. einem Smartphone erfolgen kann. Method for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the calculation of the required measured values can be carried out either in an evaluation unit or in an external device, for example a smartphone. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass berechnete bzw. Rohdaten an ein externes Anzeige und Rechengerät bspw. ein Smartphone übermittelt wird, falls die Vorrichtung über keine Anzeigemöglichkeit verfügt. Dies erfolgt entweder kabelgebunden oder über Funk bspw. auf dem Bluetooth-Standard basierend.Method for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims is characterized in that calculated or raw data to an external display and computing device, for example, a smartphone is transmitted, if the device has no display capability. This is either wired or wireless, for example, based on the Bluetooth standard. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass der registrierte Maximalwert der pulsierenden Druckwelle die Systole, 1 Buchstabe A, auf jeden einzelnen gemessenen Herzschlag darstellt.Method for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the registered maximum value of the pulsating pressure wave is the systole, 1 Letter A, represents each measured heartbeat. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Diastole ermittelt werden kann, indem der Gegendruck auf die Arterie durch den Sensor erhöht wird, bis der maximal registrierte Messwert gerade nicht mehr ansteigt. Es ergibt sich eine maximale Amplitude der Messwertkurve. Der Wert der Diastole entspricht den Minimas der Messwertkurve bei diesem Gegendruck.Method for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the diastole can be determined by increasing the back pressure on the artery by the sensor until the maximum registered measured value just stops rising. This results in a maximum amplitude of the measured value curve. The value of the diastole corresponds to the minimas of the measured value curve at this back pressure. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass der Herzpuls in den Einheiten Anzahl pro Minute bzw. das RR-Intervall aus der Messwertkurve der pulsierenden Druckwelle bestimmt werden kann, indem der zeitliche Abstand zweier aufeinander folgender Maximas bestimmt wird.Method for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the heart pulse in units of number per minute or the RR interval from the measured value curve of the pulsating pressure wave can be determined by the time interval between two successive Maximas is determined. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pulswellenvariabilität aus den RR-Intervallen zwischen jeden Maxima bestimmt werden kann.A method for measuring characteristics of the cardiovascular system according to any one of the preceding claims is characterized in that the pulse wave variability can be determined from the RR intervals between each maximum. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pulswellenlaufzeit bestimmt werden kann, indem mehrere, mindestens zwei, Drucksensoren bzw. Vorrichtungen an mindestens zwei Meßstellen am Körper die pulsierende Druckwelle aufnehmen. Der zeitliche Abstand zweier Maximas, welche auf den selben Herzpuls zurückzuführen sind ist die Pulswellenlaufzeit zwischen den Messstellen.Method for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse wave transit time can be determined by several, at least two, pressure sensors or devices at least two measuring points on the body receive the pulsating pressure wave. The time interval between two Maximas, which are due to the same heart pulse, is the pulse wave transit time between the measuring points. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pulswellenlaufzeit auch durch die Analyse der Messwerte der pulsierenden Druckwelle bestimmt werden kann. Dabei weißt die pulsierende Druckwelle eine Reflexionswelle auf. Der zeitliche Abstand der Reflexionswelle und der Initialwelle ist die Pulswellenlaufzeit.Method for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims is characterized in that the pulse wave transit time can also be determined by the analysis of the measured values of the pulsating pressure wave. The pulsating pressure wave has a reflection wave. The time interval of the reflection wave and the initial wave is the pulse wave transit time. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Pulswellengeschwindigkeit aus der Pulswellenlaufzeit unter Kenntnis der Entfernung der Messstellen zueinander bzw. der Entfernung der Meßstelle zum Herzen bestimmt werden kann.Method for measuring parameters of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the pulse wave velocity from the pulse wave transit time with knowledge of the distance of the measuring points to each other or the distance of the measuring point to the heart can be determined. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Elastizität der Arterien aus der Pulswellengeschwindigkeit z.B. mit der Moens-Korteweg Formel bestimmt werden kann.Method for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the elasticity of the arteries can be determined from the pulse wave velocity, for example with the Moens-Korteweg formula. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass das Herzzeitvolumen relativ zu dem Durchmesser des Aortenbogens bei diastolischen Blutdruck bestimmt werden kann aus dem Herzpuls, dem RR-Intervall, der Messwertkurve der pulsierenden Druckwelle, dem Blutdruck, der Pulswellengeschwindigkeit und der Elastizität der Arterien bestimmt werden kann.Method for measuring parameters of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the cardiac output relative to the diameter of the aortic arch in diastolic blood pressure can be determined from the cardiac pulse, the RR interval, the measured value curve of the pulsating pressure wave, the blood pressure, the pulse wave velocity and the elasticity of the arteries can be determined. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass das Herzzeitvolumen durch externe Messung des Durchmessers des Aortenbogens bei diastolischen Blutdruck auch absolut bestimmt werden kann.Method for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the cardiac output can also be determined absolutely by external measurement of the diameter of the aortic arch in diastolic blood pressure. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Widerstandswert der Sensoren vorteilhaft auch in kPa und g bzw. N kalibriert werden kann.Method for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims is characterized in that the electrical resistance of the sensors can be advantageously calibrated in kPa and g or N. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messung der Kenngrößen an unterschiedlichen Messstellen des Körpers einen Rückschluss auf den zentralen Blutdruck zulassen. Dazu muss der Höhenunterschied von der Messstelle zum hydrostatischer Indifferenzpunkt (HIP) bekannt sein.Method for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims, characterized in that the measurement of the parameters at different measuring points of the body allow a conclusion on the central blood pressure. For this, the height difference from the measuring point to the hydrostatic indifference point (HIP) must be known. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messung des Blutdrucks auch mit einer Höhenmessung der Messstelle kombiniert werden kann, zur Ermittlung des zentralen Blutdrucks. Hierzu können Sensoren basierend auf Impulsaussendung (Ultraschall- oder Laserabstandsensoren) oder vorteilhafterweise Beschleunigungssensoren verwendet werden.Method for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims is characterized in that the measurement of the blood pressure can also be combined with a height measurement of the measuring point, to determine the central blood pressure. For this purpose, sensors based on pulse emission (ultrasonic or laser distance sensors) or advantageously acceleration sensors can be used. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngrößen auch kontinuierlich und ohne dabei den Gegendruck als Messwert für die Blutdruckmessung zu benötigen, möglich ist. Der maximale arterielle Gefäßdruck an der Hautoberfläche, zuzüglich des gemessenen Gegendruck wird hierzu gespeichert. Der so gemessene Maximalwert wird nun dem arteriellen Gefäß- Gewebedruck an der Hautoberfläche ohne jedoch den Anpressdruck zu beaufschlagen, dem Maximalwert gleichgestellt bzw. mit diesem abgeglichen. Die kontinuierliche Messung erfolgt so ohne zusätzlichen Anpressdruck, wird jedoch prozentual in das Verhältnis zum beaufschlagten Maximalwert gesetzt. Dieser Messwert ist jedoch zeitlich flüchtig.Method for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims is characterized in that the parameters are also continuously and without the back pressure required as a measured value for the blood pressure measurement, is possible. The maximum arterial vessel pressure at the skin surface, plus the measured backpressure, is stored for this purpose. The maximum value measured in this way is now applied to the arterial tissue pressure on the skin surface, without, however, subjecting the contact pressure to the same as or equal to the maximum value. The continuous measurement thus takes place without additional contact pressure, but is set in percentage relative to the applied maximum value. However, this measured value is temporally volatile. Verfahren zur Messung von Kenngrößen des kardiovaskulären Systems nach einem der vorherigen Ansprüche ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kenngrößen auch kontinuierlich während der körperlichen Bewegung der zu untersuchenden Person bzw. des zu untersuchenden Tieres erfolgen kann. Dies erfordert eine feste Beaufschlagung des Sensors am Körper und die Kenntnis der Höhe der Meßstelle zum HIP. Vorteilhafterweise wird beim Menschen eine Meßstelle auf dem Fußrücken verwendet, da hier nur geringe Höhenänderungen bei bspw. dem Laufen vorliegen.Method for measuring characteristics of the cardiovascular system according to one of the preceding claims is characterized in that the parameters can also be carried out continuously during the physical movement of the person to be examined or the animal to be examined. This requires a firm loading of the sensor on the body and the knowledge of the height of the measuring point to the HIP. Advantageously, a measuring point on the back of the foot is used in humans, since there are only slight height changes in, for example, running.
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