DE102017127994A1 - Nicht-invasives, kontinuierliches Blutdruckmonitoring-Verfahren und Vorrichtung dazu - Google Patents

Nicht-invasives, kontinuierliches Blutdruckmonitoring-Verfahren und Vorrichtung dazu Download PDF

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Klaas Rackebrandt
Hartmut Gehring
Martin Mackenberg
Horst Hellbrück
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TECHNISCHE HOCHSCHULE LUEBECK, DE
Original Assignee
Fachhochschule Luebeck
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B8/00—Diagnosis using ultrasonic, sonic or infrasonic waves
    • A61B8/04—Measuring blood pressure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/05—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves 
    • A61B5/0507—Detecting, measuring or recording for diagnosis by means of electric currents or magnetic fields; Measuring using microwaves or radio waves  using microwaves or terahertz waves

Abstract

Die Erfindung betrifft eine nicht-invasive, kontinuierliche Blutdruckmonitoring-Vorrichtung, die mit mindestens einer ultra-wide band (UWB) Einheit und mindestens einer ultra-schall-Mess (US) Einheit und einer Kommunikations-/Auswerteeinheit ausgebildet bzw. ausgestattet ist, wobei die nicht-invasive, kontinuierliche Blutdruckmonitoring-Vorrichtung in einen Kontakt mit einem Gewebe, insbesondere Mensch, Tier Sportler, besonders auf dessen Haut, bringbar ist.Ferner betrifft die Erfindung ein nicht-invasives kontinuierliches Blutdruckmonitoring-Verfahren für eine erfindungsgemäße Vorrichtung.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein nicht-invasives, kontinuierliches Blutdruckmonitoring-Verfahren und Vorrichtung zum nicht-invasives, kontinuierliches Blutdruckmonitoring, bevorzugt an einem Oberarm einer Person, durch eine kombinierte Messung von Ultrabreitband- und Ultra-Schall-Signalen, die eine hochgenaue, kontinuierliche Blutdruckmessung und Bestimmung von Vitalparametern über die Detektion von Gefäßausdehnungen ermöglicht.
  • Der Gegenstand der erfinderischen Vorrichtung liegt in der Kombination von zwei Sensoren als ein hybrides System in einer einfachen Vorrichtung, die problemlos, risikoarm, nichtinvasiv, schmerzlos, wie eine Uhr am Körper getragen werden kann und einem erfinderischen Verfahren, das die gemessenen Daten kontinuierlich erfasst, verarbeitet und analysiert und damit neben einer Blutdruckmessung eine Bestimmung und Überwachung der Vitalparameter eines Lebewesens, z.B. eines menschlichen Patienten, Sportlers ermöglicht.
  • Mit der Entwicklung der sogenannten ultra-wide band (UWB)Technologie wurde eine einfache genaue zeitbezogene Messung möglich. Parallel eröffnete die Weiterentwicklung günstiger RF Chips, welche das Senden und Empfangen von Daten zur Positionsbestimmung ermöglichen, den Einsatz in Geräten mit geringen Abmessungen. Damit sind derartige Bauteile/Sensoren prinzipiell auch für den Einsatz gezielter Transmissions- und Reflexionsmessungen in Gewebe geeignet, um Gefäßausdehnungen in weichen Geweben zu ermöglichen.
  • Die Ultraschalldiagnostik durch Ultra-Schall-Messung (US) wird heute von fast allen medizinischen Fachdisziplinen genutzt.
  • Die wesentlichen Gründe für die Ultra-schall-Messung (US) am Menschen liegen in der risikoarmen, nichtinvasiven, schmerzlosen und strahlenexpositionsfreien Anwendung, der hohen Verfügbarkeit und der schnellen Durchführung.
  • Die derzeitigen Anschaffungs- und Betriebskosten sind im Vergleich zu anderen bildgebenden Verfahren wie der Computertomografie (CT) oder Magnetresonanztomografie (MRT) wesentlich geringer. Außerdem entfallen bei der Messung aufwendige Strahlenschutzmaßnahmen und -belehrungen.
  • Eine freie Schnittführung der Sonden erlaubt eine Kontrolle über das gewünschte Schnittbild in Echtzeit.
  • Die Doppler-Sonografie kann als derzeit einzige etablierte Methode Flüssigkeitsströme dynamisch darstellen.
  • Damit sind alle wasserhaltigen, blutreichen Organe sind für den Ultraschall gut untersuchbar.
  • Stand der Technik
  • Es sind unterschiedliche Anordnungen bekannt, um diskrete Blutdruckmessungen nach dem sogenannten Riva-Rocci-Verfahren durchzuführen, dabei bedient man sich allgemein einer Druckmaschette die einen nichtinvasive, diskontinuierliche Messung des Blutdrucks in zeitlichen, diskreten Intervallen durchführt.
  • Durch die US 2014 008 11 59 A1 und die Veröffentlichung Mackenberg, M, Rackebrand, K., Bollmeyer, C., Wegerich, P., Gehring, H., Hellbrück, H.: Reflection and transmission of ultrawideband pulses for detection of vascular pressure variation and spatial resolution within soft tissues, Biomedical Physics & Engineering Express, 23.11.2016, https://scholar.google.de/citations?view_op=view_citation&hl=de&user=dPHPsxEAAAAJ&citatio n_for_view=dPHPsxEAAAAJ:zYLM7Y9cAGgC wurde die Möglichkeit, dass derartige Messungen in weichem Gewebe durchführbar sind nachgewiesen.
  • Die Probleme im Stand der Technik sind im Wesentlichen, dass die Messung und Überwachung des Blutdrucks und/oder weitere Vitalparameter mit einer Belastung und Bewegungseinschränkung bei der Messperson bzw. dem Patienten verbunden ist, da die Vorrichtung oder deren Anbringung am Körper aufwendig und hinderlich ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache nicht-invasive, kontinuierliche Blutdruckmonitoring-Vorrichtung bereit zu stellen, die problemlos, risikoarm, nichtinvasiv, schmerzlos, wie eine Uhr am Körper getragen werden kann.
  • Eine weitere Aufgabe ist es ein einfaches Verfahren bevorzugt für die Vorrichtung bereit zu stellen, das die gemessenen hybriden Daten kontinuierlich erfasst, verarbeitet und analysiert und damit neben einer Blutdruckmessung eine Bestimmung und Überwachung der Vitalparameter eines Lebewesens, z.B. eines menschlichen Patienten, Sportlers, ermöglicht.
  • Diese Mängel werden durch die erfinderische Vorrichtung und das erfinderische Verfahren beseitigt.
  • Die erfinderische Vorrichtung mit der Kommunikations-/Auswerte Einheit ist bevorzugt als Hardware für das Internet der Dinge (loT) als Intelligenter Gegenstand ausgelegt. Derartig konfigurierbar ist die erfinderische Vorrichtung für kabellose Sensor-Netzwerke und -Systeme oder innovative Informationssysteme, die aus dem Zusammenspiel einzelner Komponenten und Dienste im Internet der Dinge verbindbar sind, durch die Interaktion einzelner und einer beliebigen Anzahl von Geräten beliebig skalierbar.
  • Die nicht-invasive, kontinuierliche Blutdruckmonitoring-Vorrichtung ist mit mindestens einer ultra-wide band (UWB) Einheit und mindestens einer ultra-schall-Mess (US) Einheit und einer Kommunikations-/Auswerteeinheit ausgebildet bzw. ausgestattet, wobei die nicht-invasive, kontinuierliche Blutdruckmonitoring-Vorrichtung in einen Kontakt mit einem Gewebe, insbesondere Mensch, Tier Sportler, besonders auf dessen Haut, bringbar ist.
  • Der Kontakt zur Haut bzw. dem Gewebe kann über eine selbsthaftende Verbindung, eine Halterung und/oder in Verbindung mit einem Kleidungsstück hergestellt werden.
  • Das nicht-invasive kontinuierliche Blutdruckmonitoring-Verfahren für eine erfindungsgemäße Vorrichtung weist wenigstens die Schritte auf:
    • - Aussenden von Kombination von Ultra-Breitband oder Ultraschall-Signalen;
    • - Erfassung von Transmissions- und Reflexionssignalen und
    • - Signalextraktion und Algorithmus zur Extraktion des Blutdrucks.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei diese die Erfindung erläutern sollen und nicht beschränkend zu werten sind:
  • Es zeigen:
    • eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels der nicht-invasiven, kontinuierlich arbeitenden Blutdruckmonitoringvorrichtung;
    • eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der nicht-invasiven kontinuierlich arbeitenden Blutdruckmonitoringvorrichtung;
    • ein Ablaufdiagramm des erfinderischen Verfahrens;
    • eine schematische Darstellung eines Messaufbaus für UWB in einem inhomogenen Medium;
    • eine schematische Darstellung der Signalwege in einem inhomogenen Medium nach ;
    • Vergleich Simulation mit Messung;
    • eine schematische Darstellung der Reflektion eines Signals an einer Anomalie in 20 mm Tiefe in einem inhomogenen Medium nach ;
    • eine schematische Darstellung der Reflektion eines Signals an einer Anomalie in 20 mm Tiefe bei einem Druck von 180 mmHg in einem inhomogenen Medium nach und
    • eine schematische Darstellung der Reflektion eines Signals an einer Anomalie in 20 mm, 40 mm und 60 mm Tiefe bei einem Druck von 180 mmHg in einem inhomogenen Medium nach .
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    nicht-invasive, kontinuierliche Blutdruckmonitoring-Vorrichtung
    2
    ultra-wide band (UWB) Einheit
    3
    ultra-schall-Messung (US) Einheit
    4
    Kommunikations-/Auswerte Einheit (loT)
    5
    Gewebe
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • US 20140081159 A1 [0011]

Claims (3)

  1. Nicht-invasive, kontinuierliche Blutdruckmonitoring-Vorrichtung mit mindestens einer ultra-wide band (UWB) Einheit und mindestens einer ultra-schall-Mess (US) Einheit und einer Kommunikations-/Auswerteeinheit, wobei die nicht-invasive, kontinuierliche Blutdruckmonitoring-Vorrichtung in einen Kontakt mit einem Gewebe bringbar ist.
  2. Nicht-invasive, kontinuierliche Blutdruckmonitoring-Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Kontakt über eine selbsthaftende Verbindung, eine Halterung und/oder in Verbindung mit einem Kleidungsstück herstellbar ist.
  3. Nicht-invasives kontinuierliches Blutdruckmonitoring-Verfahren für eine Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, mit wenigstens den Schritten: - Aussenden von Kombination von Ultra-Breitband oder Ultraschall-Signalen; - Erfassung von Transmissions- und Reflexionssignalen und - Signalextraktion und Algorithmus zur Extraktion des Blutdrucks.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20120242501A1 (en) * 2006-05-12 2012-09-27 Bao Tran Health monitoring appliance
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