DE102021205521A1

DE102021205521A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Blutdruckbestimmung bei einem Wiegen einer Person

Info

Publication number: DE102021205521A1
Application number: DE102021205521.4A
Authority: DE
Inventors: Christian WIEDE; Carloin Wuerich; Burkhard Heidemann
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2021-05-31
Filing date: 2021-05-31
Publication date: 2022-12-01

Abstract

Vorrichtung zum Wiegen einer Person, umfassend eine Sensoreinheit, die ausgelegt ist, um ein Gewicht, ein Ballistokardiogramm, ein Photoplethysmogramm, ein Impedanzkardiogramm und ein Elektrokardiogramm der Person aufzunehmen. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Recheneinheit, umfassend eine Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit, einen Merkmalsextraktor, eine Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit und einen Kalibrator. Die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit ist ausgelegt, um eine Pulsankunftszeit basierend auf dem Elektrokardiogramm und dem Ballistokardiogramm und/oder dem Photoplethysmogramm und/oder dem Impedanzkardiogramm zu bestimmen. Der Merkmalsextraktor ist ausgelegt, um aus einem Signal des Ballistokardiogramms, einem Signal des Photoplethysmogramms, einem Signal des Impedanzkardiogramms oder einem Signal des Elektrokardiogramms Signaleigenschaften zu extrahieren, wobei die Signaleigenschaften in Zusammenhang mit biologischen Eigenschaften und Funktionalitäten eines Körpers der Person stehen. Die Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit ist ausgelegt, um basierend auf den Signaleigenschaften Kalibrierparameter zu bestimmen, wobei die Kalibrierparameter eine Information über einen allgemeinen Zustand eines Gefäßbaumes der Person liefern. Der Kalibrator ist ausgelegt, um basierend auf der Pulsankunftszeit und den Kalibrierparametern, einen Blutdruckwert der Person zu bestimmen.

Description

Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung beziehen sich auf eine Blutdruckbestimmung bei einem Wiegen einer Person
Bluthochdruck ist eine der Hauptursachen von koronaren Herzkrankheiten, Schlaganfällen und Nierenversagen. Allein in Deutschland leiden mehr als 26 Mio. Menschen unter Bluthochdruck (Destatis 2021, Neuhauser 2021). Insbesondere Übergewicht fördert das Risiko Bluthochdruck zu entwickeln sowie die Schwere möglicher Folgeerkrankungen. Daher ist es sehr wichtig, den Blutdruck regelmäßig und vor allen Dingen in Korrelation mit dem Gewicht zu messen. Dadurch können rechtzeitig geeignete Gegenmaßnahmen, wie die Dosierung von Medikamenten eingeleitet werden. Das Gewicht wird üblicherweise über eine einfach zu handhabbare Personenwaage erfasst. Der Blutdruck hingegeben muss aufwendig mittels Blutdruckmanschette ermittelt werden.
Bisherige Lösungen zur nicht manschettenbasierten und nichtinvasiven Messung machen sich einen annährend linearen Zusammenhang zwischen der Pulswellengeschwindigkeit und des Blutdrucks zu Nutze. Die Analyse der Pulstransitzeit (PTT) und der Pulsankunftszeit (PAT) sind zwei verbreitete Methoden zur manschettenlosen Blutdruckmessung. Dabei wird mittels Photoplethysmographie (PPG) die Ausbreitungsdauer der Pulswelle zwischen zwei Hautstellen bzw. die zeitliche Verschiebung zwischen EKG- und PPG-Signal gemessen. Über eine Regressionsanalyse kann ein Zusammenhang zwischen diesen Werten und dem Blutdruck hergestellt werden (Shin 2012).
Verschiedene Arbeiten (Carek 2020, Martin 2016, Shin 2012) untersuchen und implementieren Standblutdruckmesssysteme basierend auf einer Kombination aus EKG, einem Ballistokardiogramm (BKG) zur Aufnahme des Herzschlags oder einem PPG-Sensor, wobei alle Signale über den Fuß gemessen werden. Die Blutdruckbestimmungsmethoden dieser Arbeiten basieren jedoch bei allen auf einer (regelmäßigen) individuellen Kalibration der Regressionskurve auf die spezifischen Eigenschaften (z.B. Alter, Größe, Gefäßsteifigkeit) des Patienten. Sie sind daher umständlich zu bedienen und haben einen hohen Wartungsbedarf.
In Anbetracht dessen besteht ein Bedarf nach einem Konzept für eine Blutdruckbestimmung, das einen besseren Kompromiss zwischen benötigter Rechenleistung, Energieverbrauch, einfacher Handhabung und einer Vermeidung einer manuellen Kalibration durch den Patienten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Erfindungsgemäße Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen definiert.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass ein Blutdruck einer Person in Zusammenhang mit einem Gewicht der Person ein guter Indikator für Herz-Kreislauf-Erkrankungen der Person ist. Daher ist es vorteilhaft ein Wiegen der Person mit einer Blutdruckbestimmung zu kombinieren, um schnell und effizient ein mögliches Risiko für die Person abschätzen zu können. Besonders vorteilhaft ist, dass die Messung des Gewichts der Person und die Bestimmung des Blutdrucks der Person in einem einzigen Gerät realisiert ist und die Person selbst keine Kalibrierung durchführen muss, wodurch eine sehr effiziente Methode zur Blutdruckbestimmung realisiert wird und ein leicht handhabbares Gerät zu Verfügung gestellt wird. Die Erfindung basiert unteranderem auf der Idee, dass Signaleigenschaften von Biosignalen, wie einem Ballistokardiogramm, einem Photoplethysmogramm, einem Impedanzkardiogramm und/oder einem Elektrokardiogramm der Person, in Zusammenhang mit biologischen Eigenschaften und Funktionalitäten eines Körpers der Person stehen. Durch eine Analyse der Signaleigenschaften kann auf einen Zustand eines Gefäßbaumes der Person geschlossen werden und dadurch eine automatische personenspezifische Kalibrierung erfolgen. Der Zustand des Gefäßbaumes der Person kann anhand von Kalibrierparametern beschrieben werden, die von den Signaleigenschaften abgeleitet werden können. Mittels der Kalibrierparameter kann dann eine basierend auf den Biosignalen bestimmte Pulsankunftszeit (PAT) einer Pulswelle der Person in einen Blutdruckwert der Person umgerechnet werden. Dadurch ist es nicht nötig, dass die Person umständlich spezifische Eigenschaften, wie dessen Gefäßsteifigkeit, regelmäßig kontrolliert und der Blutdruckbestimmung zuführt, da das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung automatisch aus den aufgenommenen Biosignalen auf den Zustand des Gefäßbaums der Person schließen kann und automatisch eine entsprechende personenspezifische Kalibrierung bei der Bestimmung des Blutdruckwertes der Person durchführt.
Ein Ausführungsbeispiel betrifft eine Vorrichtung zum Wiegen einer Person, wie z. B. eine Personenwaage. Das Erfindungsprinzip kann aber auch bei Vorrichtungen zum Wiegen von Säugetieren angewendet werden. Die Vorrichtung weist eine Sensoreinheit auf, die ausgelegt ist, um ein Gewicht, ein Ballistokardiogramm, ein Photoplethysmogramm, ein Impedanzkardiogramm und ein Elektrokardiogramm der Person aufzunehmen. Das Ballistokardiogramm, das Photoplethysmogramm, das Impedanzkardiogramm und das Elektrokardiogramm können auch allgemein als Biosignale der Person bezeichnet werden. Ferner weist die Vorrichtung eine Recheneinheit auf. Die Recheneinheit ist ausgelegt, um basierend auf dem aufgenommenen Ballistokardiogramm, Photoplethysmogramm, Impedanzkardiogramm und/oder Elektrokardiogramm einen Blutdruckwert der Person zu bestimmen. Hierfür weist die Recheneinheit eine Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit, einen Merkmalsextraktor, eine Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit und einen Kalibrator auf.
Die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit ist ausgelegt, um eine Pulsankunftszeit (PAT) basierend auf dem Elektrokardiogramm und dem Ballistokardiogramm und/oder dem Photoplethysmogramm und/oder dem Impedanzkardiogramm zu bestimmen. Die Pulsankunftszeit (PAT) kann beispielsweise sehr schnell bestimmt werden, wenn lediglich das Elektrokardiogramm und das Ballistokardiogramm oder das Elektrokardiogramm und das Photoplethysmogramm oder das Elektrokardiogramm und das Impedanzkardiogramm berücksichtigt werden. Durch eine Berücksichtigung des Elektrokardiogramms, des Ballistokardiogramms und des Photoplethysmogramms und optional ferner des Impedanzkardiogramms kann eine Genauigkeit bei der Bestimmung der Pulsankunftszeit verbessert werden.
Der Merkmalsextraktor ist ausgelegt, um aus einem Signal des Ballistokardiogramms und/oder einem Signal des Photoplethysmogramms und/oder einem Signal des Impedanzkardiogramms und/oder einem Signal des Elektrokardiogramms Signaleigenschaften zu extrahieren, wobei die Signaleigenschaften, d.h. extrahierte Signaleigenschaften, in Zusammenhang mit biologischen Eigenschaften und Funktionalitäten eines Körpers einer Person stehen. Bei dem Signal handelt es sich z.B. um einen zeitlichen Verlauf des jeweiligen Biosignals. Bei den durch den Merkmalsextraktor extrahierten Signaleigenschaften handelt es sich z. B. um eine Amplitude, einen Minimalwert, einen Maximalwert, einen Zeitpunkt eines Nulldurchgangs, eine Flankenlänge, eine Flankensteilheit, ein Zeitverhalten, ein Frequenzverhalten und/oder eine Formähnlichkeit zu einem korrespondierenden vordefinierten elektrischen Signal, wie z. B. eine Abweichung des jeweiligen gemessenen Signals von einem korrespondierenden vordefinierten Signal. Dabei können pro Biosignal, wie z. B. dem Ballistokardiogramm, dem Photoplethysmogramm, dem Impedanzkardiogramm und/oder dem Elektrokardiogramm, ein oder mehrere der oben angeführten Signaleigenschaften extrahiert werden. Optional ist der Merkmalsextraktor ausgelegt, um von allen oder von einzelnen der oben aufgeführten Signaleigenschaften eine Mehrzahl aus dem jeweiligen Biosignal zu extrahieren. So kann der Merkmalsextraktor optional ausgelegt sein, um mehrere Amplituden, Minimalwerte, Maximalwerte, Zeitpunkte von Nulldurchgängen, Flankenlängen, Flankensteilheiten, Zeitverhalten, Frequenzverhalten und/oder Formähnlichkeiten zu korrespondierenden vordefinierten elektrischen Signalen zu extrahieren. Die Signaleigenschaften können z. B. in Zusammenhang mit einer Herzfrequenz der Person, Eigenschaften/Funktionalitäten bezüglich des Körperbaus der Person und/oder Eigenschaften/Funktionalitäten bezüglich der Gefäßeigenschaften der Person stehen. Unter Umständen können die Signaleigenschaften z. B. in Zusammenhang mit einem medizinischen Zustand der Person stehen, wie z. B. in Zusammenhang mit einer Erkrankung und/oder mit einem Medikament, das die Person einnimmt.
Die Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit ist ausgelegt, um basierend auf den Signaleigenschaften Kalibrierparameter, z. B. einen ersten Kalibrierparameter und einen zweiten Kalibrierparameter, zu bestimmen, wobei die Kalibrierparameter eine Information über einen allgemeinen Zustand eines Gefäßbaumes der Person liefern, und der Kalibrator ist ausgelegt, um basierend auf der Pulsankunftszeit und den Kalibrierparametern, den Blutdruckwert der Person zu bestimmen. Die Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit ist z. B. ausgelegt, um die Signaleigenschaften logisch miteinander zu verknüpfen, z. B. mittels Basislogikoperatoren wie AND, OR, XOR usw., und optional die Signaleigenschaften zu gewichten, um die Kalibrierparameter zu bestimmen. Die Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit ist z. B. ausgelegt, um eine Kombination aus ein oder mehreren Basislogikoperatoren sowie einer multiplikativen Gewichtung mit einer Gewichtsfunktion auf die Signaleigenschaften anzuwenden, um die Kalibrierparameter zu bestimmen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, ist die Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit ausgelegt, um zusätzlich zu den Signaleigenschaften das Gewicht der Person bei der Bestimmung der Kalibrierparameter zu berücksichtigen. Die Erfinder erkannten, dass das Gewicht in Zusammenhang mit dem Blutdruckwert der Person nicht nur ein Indikator für ein Risiko einer Herz-Kreislauf-Erkrankung der Person ist, sondern ferner auch einen Hinweis für einen Zustand des Gefäßbaumes der Person liefern kann. Daher kann durch die zusätzliche Berücksichtigung des Gewichts der Person eine Genauigkeit bei der Bestimmung der Kalibrierparameter verbessert werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, ist die Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit ausgelegt, um mittels eines neuronalen Netzwerks die Kalibrierparameter zu bestimmen. Das verwendete neuronale Netzwerk weist maximal zehn Schichten zwischen einer Eingangs- und Ausgangsschicht auf, wie z.B. sieben Schichten, fünf Schichten oder drei Schichten, wodurch eine energieeffiziente Implementierung realisiert wird. Bevorzugt wird ein neuronales Netzwerk mit nur drei Schichten zwischen der Eingangs- und Ausgangsschicht, wodurch eine benötigte Rechenleistung und ein benötigter Energieverbrauch der Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit stark reduziert wird. Die Verwendung solcher neuronalen Netzwerke ermöglicht, dass die Recheneinheit direkt in der Vorrichtung implementiert werden kann und ein Batteriebetrieb der Vorrichtung ermöglicht wird, wodurch eine Handhabbarkeit der Vorrichtung verbessert wird. Bei dem neuronalen Netzwerk handelt es sich beispielsweise um ein vorwärts gerichtetes neuronales Netzwerk (z. B. ein „feedforward neural network“). Für die Bestimmung der Kalibrierparameter wird z. B. kein tiefes neuronales Netzwerk verwendet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, weist das neuronalen Netzwerk maximal eine dreistellige Anzahl an Neuronen auf. Bevorzugt wird eine zweistellige Anzahl an Neuronen. Dadurch ist sichergestellt, dass die Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit aus bewusst einfachen Komponenten besteht und ein Batterie- oder Akkubetrieb der Vorrichtung möglich ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, ist der Kalibrator ausgelegt, um den Blutdruckwert der Person basierend auf der Pulsankunftszeit mittels einer Regressionskurve, z. B. einer Annäherungsgleichung, zu bestimmen und die Regressionskurve mittels der Kalibrierparameter zu kalibrieren. Die Pulsankunftszeit wird z. B. mit den Kalibrierparametern so verknüpft, dass der Blutdruck einer Person, z. B. mittels der Regressionskurve, angenähert wird. Der ermittelte Blutdruckwert der Person kann somit einen Näherungswert für einen realen Blutdruck der Person darstellen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, ist der Kalibrator ausgelegt, um auf die Pulsankunftszeit (PAT) eine Potenzierung mit einem Exponenten von 1 anzuwenden, um den Blutdruckwert (BP) der Person zu bestimmen, z. B. BP~PAT. In anderen Worten sind die Pulsankunftszeit und der Blutdruckwert direkt proportional zueinander. Alternativ, ist der Kalibrator ausgelegt, um auf die Pulsankunftszeit (PAT) eine Potenzierung mit einem Exponenten in einem Bereich von -5 bis -1 anzuwenden, um den Blutdruckwert (BP) der Person zu bestimmen, wobei ein Exponent von -2 bevorzugt wird, z. B. BP~PAT². Die Potenzierung kann mittels der Regressionskurve erfolgen. Dabei kann die Regressionskurve ausgebildet sein, um auf die Pulsankunftszeit die Potenzierung mit dem Exponenten von 1 oder in dem Bereich von -5 bis -1 anzuwenden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, ist der Kalibrator ausgelegt, um auf eine Basis in einem Wertebereich von 2 bis 3, z. B. die Eulersche Zahl e, eine Potenzierung mit der Pulsankunftszeit (PAT) als Exponenten anzuwenden, um den Blutdruckwert (BP) der Person zu bestimmen, z. B. BP~exp(PAT). Die Potenzierung kann mittels der Regressionskurve erfolgen. Dabei kann die Regressionskurve ausgebildet sein, um auf die Basis in dem Wertebereich von 2 bis 3 die Potenzierung mit der Pulsankunftszeit als Exponenten anzuwenden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, entspricht die Pulsankunftszeit einem Laufzeitunterschied zwischen einer R-Welle des Elektrokardiogramms und einer in dem Ballistokardiogramm und/oder dem Photoplethysmogramm und/oder dem Impedanzkardiogramm detektierten Pulswelle. Dabei ist die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit z. B. ausgelegt, um eine Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt eines Maximums der R-Welle und einem Zeitpunkt eines charakteristischen Punktes der Pulswelle in dem Ballistokardiogramm und/oder dem Photoplethysmogramm und/oder dem Impedanzkardiogramm als den Laufzeitunterschied zu bestimmen. Bei dem charakteristischen Punkt der Pulswelle in dem Ballistokardiogramm und/oder dem Photoplethysmogramm und/oder dem Impedanzkardiogramm, handelt es sich z. B. um einen Fußpunkt einer steigenden Flanke der Pulswelle, einen Punkt maximaler oder minimaler Steigung der Pulswelle, einen Nulldurchgang einer fallenden Flanke der Pulswelle oder ein Maximum der Pulswelle. Bevorzugt wird als charakteristischer Punkt der Punkt mit maximaler Steigung der Pulswelle in dem Ballistokardiogramm und/oder dem Photoplethysmogramm und/oder dem Impedanzkardiogramm. Die R-Welle spiegelt z.B. in einem Herzzyklus eine Erregungsausbreitung ventrikulär von der Herzbasis zur Herzspitze der Person wider.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, ist die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit ausgelegt, um die Pulsankunftszeit basierend auf dem Elektrokardiogramm, dem Ballistokardiogramm und dem Photoplethysmogramm zu bestimmen. Die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit ist z. B. ausgelegt, um die Pulsankunftszeit basierend auf zumindest zwei zuvor bestimmten Pulsankunftszeiten zu bestimmen. Dabei ist die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit ausgelegt, um eine erste Pulsankunftszeit, z.B. eine erste zuvor bestimmte Pulsankunftszeit, basierend auf dem Elektrokardiogramm und dem Photoplethysmogramm zu bestimmen, und eine zweite Pulsankunftszeit, z.B. eine zweite zuvor bestimmte Pulsankunftszeit, basierend auf dem Elektrokardiogramm und dem Ballistokardiogramm zu bestimmen, und die Pulsankunftszeit basierend auf der ersten und zweiten Pulsankunftszeit zu bestimmen. Dadurch, dass mindestens drei Biosignalen für die Bestimmung der Pulsauskunftszeit genutzt werden, wird eine hohe Genauigkeit erreicht. Die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit kann so mit besserer Robustheit die Pulsankunftszeit bestimmen. Optional kann die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit ausgelegt sein, um zusätzlich eine dritte Pulsankunftszeit, z.B. eine dritte zuvor bestimmte Pulsankunftszeit, basierend auf dem Elektrokardiogramm und dem Impedanzkardiogramm zu bestimmen. Dadurch werden z. B. vier Biosignale für die Bestimmung der Pulsankunftszeit verwendet, wodurch die Genauigkeit weiter erhöht werden kann. Die Pulsankunftszeit entspricht z. B. einem Mittelwert, z. B. einem arithmetischen Mittelwert, der ersten Pulsankunftszeit und der zweiten Pulsankunftszeit und optional der dritten Pulsankunftszeit, d.h. die Pulsankunftszeit entspricht einem Mittelwert der zumindest zwei zuvor bestimmten Pulsankunftszeiten, umfassend die erste Pulsankunftszeit, die zweite Pulsankunftszeit und optional die dritte Pulsankunftszeit. Dadurch können mögliche Ungenauigkeiten, die bei der Bestimmung der ersten und/oder zweiten und/oder dritten Pulsankunftszeit auftreten können, zumindest teilweise ausgeglichen werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, ist die Sensoreinheit ausgebildet, um das Elektrokardiogramm über beide Füße der Person aufzunehmen. So kann die Sensoreinheit beispielsweise eine erste Sensoruntereinheit aufweisen, die einem ersten Fuß der Person zugeordnet ist, und eine zweite Sensoruntereinheit aufweisen, die einem zweiten Fuß der Person zugeordnet ist. Für die Aufnahme des Elektrokardiogramms weist die erste und die zweite Sensoruntereinheit z. B. jeweils zumindest eine Elektrode auf, über die das Elektrokardiogramm aufgenommen werden kann. Ein elektrisches Signal für das Elektrokardiogramm wird somit über beide Füße der Person abgeleitet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, umfasst die Sensoreinheit eine erste Sensoruntereinheit, die ausgebildet ist, um das Photoplethysmogramm und das Impedanzkardiogramm, über einen ersten Fuß der Person aufzunehmen bzw. zu messen; und eine zweite Sensoruntereinheit, die ausgebildet ist, um ein weiteres Photoplethysmogramm und ein weiteres Impedanzkardiogramm, über einen zweiten Fuß der Person aufzunehmen bzw. zu messen. Dadurch stehen der Recheneinheit der Vorrichtung nicht nur vier Biosignale für die Bestimmung des Blutdruckwertes der Person zur Verfügung. Durch die höhere Anzahl an auswertbaren Biosignalen wird eine hohe Genauigkeit bei der Bestimmung des Blutdruckwertes erreicht. Alle hierin beschriebenen Funktionalitäten der Recheneinheit können pro Fuß durchgeführt werden, wobei die jeweiligen Biosignale der einzelnen Füße genutzt werden.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, ist die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit ausgebildet, um die Pulsankunftszeit basierend auf den über beide Füße aufgenommenen Biosignalen zu bestimmen. Dabei kann die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit ausgebildet sein, um eine erste Pulsankunftszeit basierend auf dem Elektrokardiogramm und dem Ballistokardiogramm zu bestimmen und ferner pro Fuß eine fußabhängige Pulsankunftszeit zu bestimmen, und über die erste Pulsankunftszeit und die beiden fußabhängigen Pulsankunftszeiten zu mitteln, um die Pulsankunftszeit zu bestimmen. In anderen Worten kann die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit ausgebildet sein, um eine erste fußabhängige Pulsankunftszeit basierend auf dem Elektrokardiogramm und dem Photoplethysmogramm und/oder dem Impedanzkardiogramm zu bestimmen; und eine zweite fußabhängige Pulsankunftszeit basierend auf dem Elektrokardiogramm und dem weiteren Photoplethysmogramm und/oder dem weiteren Impedanzkardiogramm zu bestimmen. Die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit kann dabei ausgelegt sein, um über die erste Pulsankunftszeit, die erste fußabhängige Pulsankunftszeit und die zweite fußabhängige Pulsankunftszeit zu mitteln, um die Pulsankunftszeit zu bestimmen. Die erste fußabhängige Pulsankunftszeit und die zweite fußabhängige Pulsankunftszeit können dabei z. B. von der Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit so bestimmt werden, wie hierin in Zusammenhang mit der Bestimmung der Pulsankunftszeit beschrieben worden ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, ist der Merkmalsextraktor ausgebildet, um aus den über beide Füße aufgenommenen Biosignalen die Signaleigenschaften zu extrahieren. So kann der Merkmalsextraktor beispielsweise ausgelegt sein, um ferner aus einem Signal des weiteren Photoplethysmogramms und/oder einem Signal des weiteren Impedanzkardiogramms die Signaleigenschaften zu extrahieren. Bevorzugt werden aus allen aufgenommenen Biosignalen die Signaleigenschaften extrahiert.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, ist der Merkmalsextraktor ausgelegt, um das Signal des Ballistokardiogramms und/oder das Signal des Photoplethysmogramms und/oder das Signal des Impedanzkardiogramms und/oder das Signal des Elektrokardiogramms in, z. B. singuläre, Signalkomponenten zu zerlegen und aus diesen Signalkomponenten die Signaleigenschaften zu extrahieren. Dadurch kann eine sehr effiziente Extraktion der Signaleigenschaften erfolgen. Der Merkmalsextraktor ist z. B. ausgelegt, um mittels eines, z. B. lokalen, Maximum-Detektors und eines Mittelwertfilters die Signalkomponenten zu erhalten.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, weist die Sensoreinheit einen Kraftsensor auf, um das Gewicht der Person und das Ballistokardiogramm der Person aufzunehmen. Ferner weist die Sensoreinheit eine Photodiode und eine LED auf, um das Photoplethysmogramm der Person aufzunehmen. Dabei sollten die Photodiode und die LED aufeinander abgestimmt sein. Die Photodiode und die LED sind z. B. ausgelegt, um in der gleichen Wellenlänge zu operieren. Zusätzlich weist die Sensoreinheit eine Elektrode auf, um das Impedanzkardiogramm und das Elektrokardiogramm der Person aufzunehmen. Optional weist eine erste Sensoruntereinheit der Sensoreinheit die Photodiode, die LED und die Elektrode auf und eine zweite Sensoruntereinheit der Sensoreinheit weist eine weitere Photodiode, eine weitere LED und eine weitere Elektrode auf, um ein weiteres Photoplethysmogramm und ein weiteres Impedanzkardiogramm aufzunehmen und das Elektrokardiogramm über die Elektrode und die weitere Elektrode aufzunehmen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, weist die Vorrichtung zum Wiegen einer Person Füße bzw. Standbeine auf. Die Sensoreinheit weist z. B. zumindest einen Kraftsensor auf, der in einem der Standbeine der Vorrichtung angeordnet ist, um das Ballistokardiogramm aufzunehmen. Alternativ kann die Sensoreinheit auch pro Standbein der Vorrichtung einen Kraftsensor aufweisen und über jeden der Kraftsensoren ein Ballistokardiogramm aufnehmen. In diesem Fall ist die Vorrichtung z. B. ausgebildet, um über die aufgenommenen Ballistokardiogramme zu mitteln, um das Ballistokardiogramm zu bestimmen. Alternativ, ist die Vorrichtung z. B. ausgebildet, um jedes der aufgenommenen Ballistokardiogramme einzeln zu berücksichtigen. So kann die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit z. B. ausgelegt sein, um pro aufgenommenen Ballistokardiogramm eine zuvor bestimmte Pulsankunftszeit basierend auf dem Elektrokardiogramm und dem jeweiligen aufgenommenen Ballistokardiogramm zu bestimmen, und über alle zuvor bestimmten Pulsankunftszeiten zu mitteln, um die Pulsankunftszeit zu bestimmen. Ferner kann der Merkmalsextraktor ausgebildet sein, um aus den Signalen jedes der Ballistokardiogramme die Signaleigenschaften zu extrahieren.
Ein Ausführungsbeispiel betrifft ein Verfahren zum Bestimmen eines Blutdruckwerts einer Person bei einem Wiegen der Person, umfassend ein Aufnehmen eines Gewichts, eines Ballistokardiogramms, eines Photoplethysmogramms, eines Impedanzkardiogramms und eines Elektrokardiogramms der Person und ein Bestimmen einer Pulsankunftszeit basierend auf dem Elektrokardiogramm und dem Ballistokardiogramm und/oder dem Photoplethysmogramm und/oder dem Impedanzkardiogramm. Ferner weist das Verfahren ein Extrahieren von Signaleigenschaften aus einem Signal des Ballistokardiogramms und/oder einem Signal des Photoplethysmogramms und/oder einem Signal des Impedanzkardiogramms und/oder einem Signal des Elektrokardiogramms auf. Die Signaleigenschaften stehen in Zusammenhang mit biologischen Eigenschaften und Funktionalitäten eines Körpers der Person. Basierend auf den Signaleigenschaften werden Kalibrierparameter bestimmt. Die Kalibrierparameter liefern eine Information über einen allgemeinen Zustand eines Gefäßbaumes der Person. Ferner weist das Verfahren ein Bestimmen des Blutdruckwerts der Person basierend auf der Pulsankunftszeit und den Kalibrierparametern auf.
Das oben beschriebene Verfahren basiert auf den gleichen Überlegungen wie die hierin beschriebene Vorrichtung. Das Verfahren kann mit allen Merkmalen und Funktionen ergänzt werden, die auch im Hinblick auf die Vorrichtung beschrieben werden.
Ein Ausführungsbeispiel betrifft ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des hierin beschriebenen Verfahrens, z. B. wenn das Programm auf einem Computer oder auf der hierin beschriebenen Vorrichtung abläuft.
Ein Ausführungsbeispiel betrifft ein programmierbares Logikbauelement zur Durchführung des hierin beschriebenen Verfahrens.
Ein Ausführungsbeispiel betrifft einen integrierten Chip zur Durchführung des hierin beschriebenen Verfahrens.
Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren näher erläutert. Hinsichtlich der dargestellten schematischen Figuren wird darauf hingewiesen, dass die dargestellten Funktionsblöcke sowohl als Elemente oder Merkmale der erfindungsgemäßen Vorrichtung als auch als entsprechende Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zu verstehen sind, und auch entsprechende Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens davon abgeleitet werden können. Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zum Wiegen einer Person;
2a eine schematische Darstellung einer PAT-Bestimmung basierend auf einem EKG und PPG;
2b eine schematische Darstellung einer PAT-Bestimmung basierend auf einem EKG und BKG;
2c eine schematische Darstellung einer PAT-Bestimmung basierend auf einem EKG und IKG
3 eine schematische Darstellung der Vorrichtung zum Wiegen einer Person, wobei die Vorrichtung ein neuronales Netzwerk nutzt;
4 ein Blockdiagramm der Vorrichtung mit deren Funktionalitäten;
5 ein Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens; und
6 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zur Erzeugung eines Models.

Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung im Detail anhand der Zeichnungen näher erläutert werden, wird darauf hingewiesen, dass identische, funktionsgleiche oder gleichwirkende Elemente, Objekte und/oder Strukturen in den unterschiedlichen Figuren mit den gleichen oder ähnlichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die in unterschiedlichen Ausführungsbeispielen dargestellte Beschreibung dieser Elemente untereinander austauschbar ist bzw. aufeinander angewendet werden kann.
1 zeigt eine Vorrichtung 100 zum Wiegen einer Person 200, wie z. B. eine Personenwaage. Die Vorrichtung 100 kann z. B. eine Platte 140 mit daran angeordneten Füßen 148₁, 148₂ aufweisen. Einfachheitshalber werden die Füße 148₁, 148₂ der Vorrichtung im Folgenden mit 148 bezeichnet. Die Platte 140 weist eine Trittfläche 144 auf und die Füße 148 sind an einer Fläche 146 der Platte 140 angeordnet, die gegenüber der Trittfläche 144 angeordnet ist. In 1 sind lediglich zwei Füße 148 zu sehen, aber es ist klar, dass die Vorrichtung 100 auch mehr als zwei Füße 148, wie z. B. vier Füße 148, aufweisen kann. Bei einem Wiegevorgang steht die Person 200 mit beiden Füßen 202 auf der Trittfläche 144 der Vorrichtung 100
Die Vorrichtung 100 weist eine Sensoreinheit 110 und eine Recheneinheit 120 auf, die in 1 nur schematisch dargestellt sind. Die Sensoreinheit 110 und die Recheneinheit 120 können in der Platte 140 der Vorrichtung 100 angeordnet sein. Die Sensoreinheit 110 kann ferner zumindest teilweise in den Füßen 148 der Vorrichtung angeordnet sein.
Die Sensoreinheit 110 ist ausgelegt, um ein Gewicht, ein Ballistokardiogramm 102, ein Photoplethysmogramm 104, ein Impedanzkardiogramm 106 und ein Elektrokardiogramm 108 der Person 200 aufzunehmen, z. B. mittels mehrerer Messwertaufnehmer oder Sensoren. Die Recheneinheit 120 kann ausgelegt sein, um das Ballistokardiogramm 102, das Photoplethysmogramm 104, das Impedanzkardiogramm 106 und das Elektrokardiogramm 108 von der Sensoreinheit zu erhalten. Das Ballistokardiogramm 102, das Photoplethysmogramm 104, das Impedanzkardiogramm 106 und das Elektrokardiogramm 108 können im Folgenden auch als Vitalparameter oder Biosignale 109 bezeichnet werden.
Die Recheneinheit 120 kann mehrere Verarbeitungseinheiten aufweisen, um die erhaltenen Biosignale 109 zu verarbeiten und einen Blutdruckwert 130 der Person 200 zu bestimmen, wie in der vergrößerten Darstellung rechts in 1 gezeigt. Die Recheneinheit 120 weist eine Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit 122, einen Merkmalsextraktor 124, eine Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit 126 und einen Kalibrator 128 als Verarbeitungseinheiten auf.
Die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit 122 ist ausgelegt, um eine Pulsankunftszeit 123 basierend auf dem Elektrokardiogramm 108 und dem Ballistokardiogramm 102 und/oder dem Photoplethysmogramm 104 und/oder dem Impedanzkardiogramm 106 zu bestimmen. Dabei kann die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit 122 ausgelegt sein, um eine Zeitdifferenz zwischen einem elektrisch vorgelagerten Signal, das in dem Elektrokardiogramm 108 aufgezeichnet ist, und einer mechanischen Pulswelle, die in dem Ballistokardiogramm 102 und/oder dem Photoplethysmogramm 104 und/oder dem Impedanzkardiogramm 106 aufgezeichnet ist, als die Pulsankunftszeit 123 bestimmen.
In den 2a, 2b und 2c sind Ausführungsbeispiele für eine Bestimmung der Pulsankunftszeit 123 mittels der Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit 122 schematisch dargestellt. 2a zeigt eine Bestimmung einer ersten Pulsankunftszeit 123a basierend auf dem Elektrokardiogramm 108 und dem Photoplethysmogramm 104, 2b zeigt eine Bestimmung einer zweiten Pulsankunftszeit 123b basierend auf dem Elektrokardiogramm 108 und dem Ballistokardiogramm 102 und 2c zeigt eine Bestimmung einer dritten Pulsankunftszeit 123c basierend auf dem Elektrokardiogramm 108 und dem Impedanzkardiogramm 106.
Die in 1 dargestellte Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit 122 kann ausgelegt sein, um die erste Pulsankunftszeit 123a als die Pulsankunftszeit 123 zu bestimmen. In diesem Fall basiert die Bestimmung lediglich auf dem Elektrokardiogramm 108 und dem Photoplethysmogramm 104. Alternativ kann die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit 122 ausgelegt sein, um die zweite Pulsankunftszeit 123b als die Pulsankunftszeit 123 zu bestimmen. In diesem Fall basiert die Bestimmung lediglich auf dem Elektrokardiogramm 108 und dem Ballistokardiogramm 102. Gemäß einer weiteren Alternative kann die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit 122 ausgelegt sein, um die dritte Pulsankunftszeit 123c als die Pulsankunftszeit 123 zu bestimmen. In diesem Fall basiert die Bestimmung lediglich auf dem Elektrokardiogramm 108 und dem Impedanzkardiogramm 106. Gemäß einer weiteren Alternative, kann die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit 122 ausgelegt sein, um die erste Pulsankunftszeit 123a und die zweite Pulsankunftszeit 123b zu bestimmen und basierend auf diesen beiden Pulsankunftszeiten die Pulsankunftszeit 123 zu bestimmen. In diesem Fall basiert die Bestimmung auf dem Elektrokardiogramm 108, dem Photoplethysmogramm 104 und dem Ballistokardiogramm 102. Bei der letzteren Alternative kann die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit 122 ausgelegt sein, um über die erste Pulsankunftszeit 123a und die zweite Pulsankunftszeit 123b zu mitteln, um die Pulsankunftszeit 123 zu bestimmen. Ähnlich zu der zuletzt angeführten Alternative kann die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit 122 z. B. ausgelegt sein, um die Pulsankunftszeit 123 basierend auf der ersten Pulsankunftszeit 123a und der dritten Pulsankunftszeit 123c zu bestimmen, oder basierend auf der zweiten Pulsankunftszeit 123b und der dritten Pulsankunftszeit 123c zu bestimmen, oder basierend auf der ersten Pulsankunftszeit 123a, der zweiten Pulsankunftszeit 123b und der dritten Pulsankunftszeit 123c zu bestimmen, wobei jeweils z. B. über die bestimmten Pulsankunftszeiten (z. B. die erste 123a, die zweite 123b und/oder die dritte 123c Pulsankunftszeit) gemittelt wird, um die Pulsankunftszeit 123 für die Bestimmung des Blutdruckwerts 130 der Person 200 zu bestimmen.
Wie in den 2a, 2b und 2c dargestellt, entspricht die Pulsankunftszeit 123, 123a, 123b, 123c z. B. einem Laufzeitunterschied zwischen einer R-Welle 108a des Elektrokardiogramms 108 und einer in dem Ballistokardiogramm 102 und/oder dem Photoplethysmogramm 104 und/oder dem Impedanzkardiogramm 106 detektierten Pulswelle 101, die z. B. zeitlich der R-Welle nachgelagert auftritt. Die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit 122 kann ausgelegt sein, um als den Laufzeitunterschied eine Zeitdifferenz zwischen einem Zeitpunkt 108b eines Maximums der R-Welle 108a und einem Zeitpunkt 101a eines charakteristischen Punktes der Pulswelle 101 zu bestimmen. In den 2a und 2b ist ein Punkt mit maximaler Steigung der Pulswelle 101 als der charakteristische Punkt dargestellt und in 2c ist ein Fußpunkt einer steigenden Flanke der Pulswelle 101 als der charakteristische Punkt dargestellt. Allgemein kann der charakteristische Punkt z.B. ein Punkt maximaler Steigung der Pulswelle 101, ein Fußpunkt einer steigenden Flanke der Pulswelle 101, ein Punkt minimaler Steigung der Pulswelle 101, ein Nulldurchgang einer steigenden oder fallenden Flanke der Pulswelle 101 oder ein Maximum der Pulswelle 101 darstellen.
Wird nun wieder die Beschreibung der 1 aufgegriffen, so zeigt diese, dass die mittels der Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit 122 bestimmte Pulsankunftszeit 123 dem Kalibrator 128 der Recheneinheit 120 zugeführt wird.
Ferner werden die Biosignale 109 durch die Recheneinheit 120 weiter analysiert. Dies geschieht mit dem Merkmalsextraktor 124, der ausgelegt ist, um aus einem Signal des Ballistokardiogramms 102, einem Signal des Photoplethysmogramms 104, einem Signal des Impedanzkardiogramms 106 und/oder einem Signal des Elektrokardiogramms 108 Signaleigenschaften 125 zu extrahieren. Um die Genauigkeit bei der Bestimmung des Blutdruckwerts 130 zu verbessern werden aus allen vier Biosignalen 109 die Signaleigenschaften 125 extrahiert.
Bei den Signaleigenschaften 125 handelt es sich z. B. um morphologische Eigenschaften der jeweiligen Signale, wie eine Amplitude, eine Minimalwert, eine Maximalwert, ein Zeitpunkt, wie ein Zeitpunkt eines Nulldurchgangs, eine Flankenlänge, eine Flankensteilheit, ein Zeitverhalten, ein Frequenzverhalten, ein Formverhalten, wie Wellen, Zacken, usw. und/oder eine Formähnlichkeit zu einem korrespondierenden vordefinierten elektrischen Signal, wie z. B. eine Abweichung des jeweiligen gemessenen Signals von einem korrespondierenden vordefinierten Signal. Optional ist der Merkmalsextraktor 124 ausgelegt, um von allen oder von einzelnen der oben aufgeführten Signaleigenschaften 125 eine Mehrzahl zu bestimmen. Dabei kann dem Merkmalsextraktor 124 für jedes der oben angeführten Signale (dem Signal des Ballistokardiogramms 102, dem Signal des Photoplethysmogramms 104, dem Signal des Impedanzkardiogramms 106 und dem Signal des Elektrokardiogramms 108) ein vordefiniertes Signal vorliegen. Das vordefinierte Signal ist beispielsweise ein Signal, das einer gesunden Person oder einer Mehrzahl an gesunden Personen zugeordnet wird. Bei der Mehrzahl von gesunden Personen kann das vordefinierte Signal einem gemittelten Signal, gemittelt über alle aufgenommenen Signale der Mehrzahl an gesunden Personen, entsprechen. Das vordefinierte Signal ist beispielsweise ein entsprechendes Signal, das einer Norm entspricht.
Die Signaleigenschaften 125 stehen in Zusammenhang mit biologischen Eigenschaften und Funktionalitäten eines Körpers der Person 200. Die Signaleigenschaften 125 können z. B. auf morphologische Eigenschaften der Person hinweisen. Die Signaleigenschaften 125 können z.B. durch einen Körperbau, wie einen Körperfettanteil, durch Gefäßeigenschaften, wie bspw. ein Querschnitt, eine Wanddicke, eine Gefäßsteifigkeit und eine Gefäßoberflächenrauheit, durch Erkrankungen und/oder durch Medikamente bedingt bzw. beeinflusst sein. So kann beispielsweise eine Flankensteilheit in dem Photoplethysmogramm 104 in Zusammenhang mit einer Steifigkeit der Gefäße der Person stehen. Darüber hinaus kann die Flankensteilheit in dem Photoplethysmogramm 104 aber auch in Zusammenhang mit einer Herzfrequenz der Person 200, einer Erkrankung der Person 200, oder einem Medikament, das die Person eingenommen hat, stehen. Aus dem Elektrokardiogramm 108 kann als Signaleigenschaft 125 z. B. eine Zeit, auch bekannt als ST-Strecke, für eine vollständige Kammererregung einer Herzkammer der Person 200 extrahiert werden, die in Zusammenhang mit Störungen der Außenschichten oder Innenschichten des Herzens der Person stehen kann. Zusätzlich oder alternativ kann aus dem Elektrokardiogramm 108 als Signaleigenschaft 125 eine Zeit zwischen zwei R-Zacken, bzw. R-Welle 108a (siehe die 2a bis 2c), extrahiert werden. Eine Bestimmung einer Herzfrequenz bzw. Herzrate basiert auf der Zeit zwischen zwei R-Zacken, Eine erhöhte Herzfrequenz geht fast immer einher mit einem erhöhten Blutdruck (positive Korrelation). Das Elektrokardiogramm 108, bietet darüber hinaus die Möglichkeit Krankheiten des Herzens zu detektieren. So ist bekannt, dass Herzrhythmusstörungen zu einer Hypertonie führen. Die Herzrhythmusstörungen lassen sich über Formänderungen in dem Elektrokardiogramm 108 bestimmen. Daher ist es vorteilhaft Formänderung in dem Elektrokardiogramm 108, z.B. relativ zu einem vorbestimmten Elektrokardiogramm 108, als Signaleigenschaft 125 zu extrahieren. Zusätzlich oder alternativ kann als Signaleigenschaft 125 eine Breite der Kurve des Photoplethysmogramms 104 und/oder der Kurve des Ballistokardiogramms 102 extrahiert werden, wobei die Breite der jeweiligen Kurve auf eine Größe eines Blutvolumens bzw. Schlagvolumens der Person 200 hinweisen kann. Ein höheres Blutvolumen führt zu einem höheren Blutdruck. Zusätzlich oder alternativ kann als Signaleigenschaft 125 beispielswese eine Form der Kurve des Photoplethysmogramms 104 und/oder der Kurve des Ballistokardiogramms 102 extrahiert und analysiert werden, wobei die jeweilige Form einen Hinweis auf eine Osmolarität des Blutes der Person gibt. Die Osmolarität, d.h. eine Zusammensetzung des Blutes (Zellen und Plasma), gibt einen Hinweis auf eine Zähflüssigkeit und ein Blutflussverhalten der Person und hat somit einen Einfluss auf den Blutdruckwert 130 der Person. Weitere Signaleigenschaften 125, die in Zusammenhang mit biologischen Eigenschaften und Funktionalitäten des Körpers der Person 200 stehen, können Fachbüchern über die hierin diskutierten Biosignalen entnommen werden. Die relevanten Signaleigenschaften können dabei durch eine manuelle Suche bestimmt werden, was allerdings in der Praxis einen sehr hohen Zeitaufwand bedeutet. Durch ein Training eines neuronalen Netzwerkes, wie es z. B. in Zusammenhang mit 6 beschrieben ist, können die relevanten Signaleigenschaften der Biosignale automatisch und schnell bestimmt werden.
Die Recheneinheit 120 ist z. B. ausgelegt, um die Signaleigenschaften 125 der Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit 126 zuzuführen. Die Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit 126 ist ausgelegt, um basierend auf den extrahierten Signaleigenschaften 125 Kalibrierparameter 127 zu bestimmen, wobei die Kalibrierparameter 127 eine Information über einen allgemeinen Zustand eines Gefäßbaumes der Person 200 liefern. Dabei ist die Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit 126 beispielsweise ausgebildet, um die extrahierten Signaleigenschaften 125 miteinander zu verknüpfen und basierend darauf die Kalibrierparameter 127 abzuleiten. Die Bestimmung der Verknüpfungen kann beispielsweise manuell erfolgen, was allerdings in der Praxis einen sehr hohen Zeitaufwand bedeutet. Insbesondere die Verknüpfung von mehreren Signaleigenschaften 125 verschiedener Signale führt durch Kombinatorik zu einer praktisch nicht zu überklickenden Anzahl an Regeln. Um die Bestimmung der Verknüpfungen zu automatisieren und zu beschleunigen, wird z. B. ein neuronales Netz verwendet. Die Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit 126 kann z. B. ein neuronales Netzwerk aufweisen, um die Kalibrierparameter 127 zu bestimmen.
Die Recheneinheit 120 ist z. B. ausgelegt, um die Kalibrierparameter 127 dem Kalibrator 128 zuzuführen. Der Kalibrator 128 ist ausgelegt, um basierend auf der Pulsankunftszeit 123 und den Kalibrierparametern 127 den Blutdruckwert 130 der Person 200 zu bestimmen.
Optional, kann die Recheneinheit 120 zusätzlich ausgelegt sein, um aus dem Impedanzkardiogramm 106 einen Körperfettanteil der Person zu bestimmen und diesen ebenfalls der Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit 126 zuzuführen, wodurch die Genauigkeit bei der Bestimmung des Blutdruckwertes weiter verbessert wird.
Zusätzlich oder alternativ kann die Recheneinheit 120 ausgelegt sein, um das mit der Sensoreinheit 110 aufgenommene bzw. bestimmte Gewicht der Person 200 der Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit 126 zuzuführen, wodurch ebenfalls die Genauigkeit bei der Bestimmung des Blutdruckwertes weiter verbessert wird.
Führt die Recheneinheit 120 der Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit 126 den Körperfettanteil und/oder das Gewicht der Person 200 zu, so ist die Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit 126 ausgelegt, um die Signaleigenschaften 125 und den Körperfettanteil und/oder das Gewicht der Person 200 miteinander zu verknüpfen und zu gewichten, um die Kalibrierparameter zu bestimmen. Die Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit 126 kann z. B. die ihr zugeführten Daten mit logischen Operatoren und/oder einer multiplikativen Gewichtung miteinander verknüpfen. Dabei werden der Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit 126 z. B. die Signaleigenschaften 125 und der Körperfettanteil und das Gewicht der Person 200 als Daten zugeführt.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung 100 zum Wiegen einer Person 200. Die Vorrichtung 100 kann dieselben Merkmale und Funktionen, wie auch in Zusammenhang mit der Vorrichtung aus 1 beschrieben, aufweisen.
Die Erfinder erkannten, dass es sehr wichtig ist, den Blutdruck 130 regelmäßig und vor allen Dingen in Korrelation mit dem Gewicht der Person 200 zu messen. Die Idee ist es, die Einfachheit einer Waage, d.h. der Vorrichtung 100, mit der Funktionalität einer Blutdruckmessung zu erweitern und somit die aufwendige Messung mittels Blutdruckmanschette zu umgehen. Hierbei liegt die besondere Herausforderung in der Entwicklung einer kalibrationsfreien Blutdruckmessmethode. Dies wird mit der Implementierung einer künstlichen Intelligenz (KI)-Algorithmik adressiert. Um einen Akkubetrieb zu gewährleisten, sind zudem energieeffiziente Implementierungen notwendig.
Der von den Erfindern vorgeschlagene Lösungsweg umfasst die kalbrationsfreie Messung des Blutdrucks 130 mittels einer Personenwaage, d.h. der Vorrichtung 100. Die einzelnen Schritte sind dabei als Blockdiagramm, siehe 4, sowie als Übersichtbild, siehe 3, im Folgenden dargestellt.
Die Vorrichtung 100 weist eine Sensoreinheit 110 und eine Recheneinheit 120 auf. In 3 ist die Recheneinheit 120 schematisch rechts neben der Vorrichtung 100 dargestellt, aber es ist klar, dass die Recheneinheit innerhalb der Vorrichtung 100 implementiert ist.
3 und 4 zeigen, dass die Sensoreinheit 110 der Vorrichtung 100 mehrere Sensoren bzw. Messwertnehmer aufweisen kann. Die Sensoreinheit 110 weist Kraftsensoren 112, 112₁, 112₂ auf, um das Gewicht der Person 200 und das Ballistokardiogramm 102 der Person 200 aufzunehmen. Ferner weist die Sensoreinheit 110 eine Photodiode 114 und eine LED auf, um das Photoplethysmogramm 104 der Person 200 aufzunehmen. Zusätzlich weist die Sensoreinheit eine oder mehrere Elektroden 116 auf, um das Impedanzkardiogramm 106 und das Elektrokardiogramm 108 der Person 200 aufzunehmen.
Wie in 3 dargestellt, können die Kraftsensoren 112₁ und 112₂ z. B. an den Füßen 148₁ und 148₂ der Vorrichtung 100 angeordnet sein. Die Vorrichtung 100 kann für beide Füße 202 der Person 200 jeweils eine Elektrode 116 und eine Photodioden/LED-Kombination 114 aufweisen, wobei die Photodioden/LED-Kombination 114 eine Photodiode und eine LED aufweist. Diese sind dabei vorzugsweise an einer Trittoberfläche 144 einer Platte 140 der Vorrichtung 100 angeordnet. Die Elektrode 116 kann in einem Bereich der Trittoberfläche 144 angeordnet sein, der für einen Fußballen der Person 200 vorgesehen ist. Die Photodiode 114 und die LED können in einem Bereich der Trittoberfläche 144 angeordnet sein, der für ein Fußgewölbe der Person 200 vorgesehen ist.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, kann die Sensoreinheit 110 eine erste Sensoruntereinheit aufweisen, die ausgebildet ist, um Biosignale über einen ersten Fuß 202 der Person 200 aufzunehmen; und eine zweite Sensoruntereinheit aufweisen, die ausgebildet ist, um weitere Biosignale über einen zweiten Fuß der Person 200 aufzunehmen. Die erste Sensoruntereinheit umfasst z. B. die Elektrode 116 und die Photodioden/LED-Kombination 114 und die zweite Sensoruntereinheit umfasst z. B. eine weitere Elektrode und eine weitere Photodioden/LED-Kombination.
In anderen Worten besteht ein Aufbau einer Hardware aus einer Personenwaage 100, in die neben der Kraftaufnehmern, d.h. den Kraftsensoren 112, 112₁, 112₂, an den Füßen 148 und der Elektrode 116 an der Oberseite, d.h. der Trittoberfläche 144, zur Bioimpedanzanalyse weitere Sensoren eingebaut sind. Dies umfasst z.B. für das PPG die LED sowie die Photodiode 114. Die LED und die Photodiode 114 sind z.B. dahingehend aufeinander abgestimmt, dass sie in der gleichen optischen Wellenlänge operieren. Die Kraftaufnehmer 112 müssen so genau sein, dass sie die von der Pulswelle aufgeprägten Kräfte messen können. Zudem befinden sich eine Recheneinheit 120 z. B. in Form eines eingebetteten Systems sowie z. B. eine lokale Stromversorgung mittels Akku oder Batterie innerhalb der Personenwaage 100. Für die Visualisierung kann ein Display vorgesehen werden. Es kann eine Schnittstelle nach außen (z. B. Bluetooth, Wi-Fi oder ähnliches) vorgesehen werden, um die Gesundheitsdaten in eine persönliche Datenbank zu überführen. Herauszustellen ist, dass sämtliche Berechnung auf der Personenwaage 100 stattfinden und lediglich die finalen Metadaten gesendet werden.
Zur Bestimmung des kalibrationsfreien Blutdrucks werden zunächst aus den Sensoren die respektiven Biosignale 109 abgeleitet (siehe Biosignalextrakor 118), welche sind:

Photodiode 114 → Photoplethysmogramm 104 (PPG)
Elektroden 116 → Elektrokardiogramm 108 (EKG) und Impedanzkardiogramm 106 (IKG)
Kraftsensoren 112 → Ballistokardiogramm 102 (BKG)

Die Extraktion der Biosignale 109 läuft dabei ganz klassisch über den Messwertaufnehmer (jeweilige Sensoren) und deren Umwandlung in ein elektrisches Signal. Dieses wird z. B. mittels eines Sample and Hold Schaltkreises sowie eines Analog-Digital-Wandlers (ADC) in ein digitales elektrisches Signal mit bestimmter Quantifizierung in einem Wertebereich umgewandelt. Das Ergebnis sind die vier Biosignale 109 (EKG, BKG, IKG und PPG) und deren zeitlicher Verlauf.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, ist die Sensoreinheit ausgebildet, um mittels aller Kraftsensoren 112 der Vorrichtung 100 ein Ballistokardiogramm 102 aufzunehmen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, ist die Sensoreinheit ausgebildet, um über die Elektroden 116, d.h. über die Elektrode und die weitere Elektrode, der Sensoreinheit das Elektrokardiogramm 108 aufzunehmen.
Werden z. B. über beide Füße 202 der Person 200 Biosignale gemessen, so kann die erste Sensoruntereinheit 110 ausgebildet sein, um das Photoplethysmogramm 104 und das Impedanzkardiogramm 106 über einen ersten Fuß der Person aufzunehmen bzw. zu messen; und die zweite Sensoruntereinheit kann ausgebildet sein, um ein weiteres Photoplethysmogramm und ein weiteres Impedanzkardiogramm über einen zweiten Fuß der Person 200 aufzunehmen bzw. zu messen.
Eine Vorstufe zur Bestimmung des Blutdrucks, d.h. des Blutdruckwerts 130 der Person 200, stellt die Pulswellenlaufzeit dar. Sie beschreibt, wie schnell sich eine Pulswelle bedingt durch die Kontraktion des Herzens ausbreitet. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit ist dabei abhängig vom Ort der Messungen. Gemessen werden soll die Pulsankunftszeit 123 (Pulse Arrival Time (PAT)), die den Laufzeitunterschied des elektrisch vorgelagerten Signal EKG 108 zu BKG 102 bzw. PPG 104, welche erst währen der mechanischen Pulswelle auftreten, angibt, siehe die 2a, 2b und 2c und die dazugehörige Beschreibung. Die Bestimmung erfolgt beispielsweise über eine Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit der Vorrichtung 100. Um die Bestimmung der Pulsankunftszeit zu realisieren, ist z. B. in allen Biosignalen 109 zunächst ein so genannter Maximum-Detektor notwendig, der lokale Maxima im Signal detektiert und einem Zeitwert zuweist. Da Flanken eine zeitlich stabilere Komponente besitzen als Extrema, wird im Anschluss z. B. bei fallenden Flanken der Nulldurchgang zeitlich ermittelt. Aus der Differenz lässt sich die PAT 123 bestimmen. Da die PAT 123 sowohl über die Differenz von EKG 108 und BKG 102 als auch von EKG 108 und PPG 104 bestimmt wird, wird eine deutlich bessere Robustheit erreicht. Optional kann die PAT ferner über die Differenz von EKG 108 und IKG 106 bestimmt werden. Eine Einbeziehung beider Füße 202 der Person 200 für die jeweiligen Messungen hat zudem den Vorteil, dass lokale krankhafte Veränderungen keinen Einfluss auf die Bestimmung des zentralen Blutdrucks haben.
Werden z. B. über beide Füße 202 der Person 200 Biosignale gemessen, so kann die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit ausgebildet sein, um basierend auf den dem ersten Fuß zugeordneten Biosignalen, wie dem Photoplethysmogramm und dem Impedanzkardiogramm, und dem Elektrokardiogramm eine erste fußabhängige Pulsankunftszeit zu bestimmen und basierend auf den dem zweiten Fuß zugeordneten weiteren Biosignalen, wie dem weiteren Photoplethysmogramm und dem weiteren Impedanzkardiogramm, und dem Elektrokardiogramm, eine zweite fußabhängige Pulsankunftszeit zu bestimmen. Die Pulsankunftszeit (PAT) für die Bestimmung des Blutdruckwertes 130 kann dann bestimmt werden, indem über die erste fußabhängige Pulsankunftszeit und die zweite fußabhängige Pulsankunftszeit gemittelt wird. Optional kann zusätzlich eine weitere Pulsankunftszeit basierend auf dem Ballistokardiogramm und dem Elektrokardiogramm bestimmt werden und die Pulsankunftszeit (PAT) für die Bestimmung des Blutdruckwertes 130 kann dann bestimmt werden, indem über die weitere Pulsankunftszeit, die erste fußabhängige Pulsankunftszeit und die zweite fußabhängige Pulsankunftszeit gemittelt wird.
Die erste fußabhängige Pulsankunftszeit und die zweite fußabhängige Pulsankunftszeit können wie in Zusammenhang mit den 2a und 2c beschrieben ermittelt werden. So kann die erste fußabhängige Pulsankunftszeit und die zweite fußabhängige Pulsankunftszeit z. B. so bestimmt werden, wie für die erste Pulsankunftszeit 123a oder die dritte Pulsankunftszeit 123c beschrieben, wobei für deren Berechnung die dem jeweiligen Fuß zugeordneten Biosignale verwendet werden. Alternativ kann für jede der beiden fußabhängigen Pulsankunftszeiten die erste Pulsankunftszeit 123a und die dritte Pulsankunftszeit 123c basierend auf den der jeweiligen fußabhängigen Pulsankunftszeit zugeordneten Biosignalen bestimmt werden und über die jeweiligen bestimmten Pulsankunftszeiten, d.h. über die erste Pulsankunftszeit 123a und die dritte Pulsankunftszeit 123c, gemittelt werden, um die jeweilige fußabhängige Pulsankunftszeit zu bestimmen.
Der Blutdruck BP 130 lässt sich z. B. über eine Annäherungsgleichung, wie z.B. eine Regressionskurve, an die PAT 123 beschreiben. Beispiele sind: $BP = a + b * PAT$
$BP = a + b * {PAT}^{- 2}$
$BP = a * exp (- b * PAT)$
Dabei beschreiben a und b die so genannten Kalibrierparameter 127, welche zunächst nicht bekannt sind. Diese sind bei jedem Menschen unterschiedlich und beschreiben den Zustand des Gefäßbaums, welcher unter anderem durch Alter, Geschlecht, Körperbau und Vorerkrankungen charakterisiert ist. So nimmt z. B. die Gefäßsteifigkeit im Lauf des Lebens zu. In a und b sind indirekt definiert wie die Länge, Breite und Form der Gefäße ist, wie die Beschaffenheit der Innenwand der Gefäße ist (Gefäßsteifigkeit oder auch „Oberflächenrauhigkeit“), wie groß und schwer Personen sind, wie die Auswurfsleistung des Herzens sowie das Blutvolumen ist oder auch die Ausstoßgeschwindigkeit des Herzmuskels.
Um die Kalibrierparameter 127 bestimmen zu können, wollen sich die Erfinder nicht nur auf die Laufzeitunterschiede konzentrieren, sondern auch die Biosignale 109 in ihrer Gesamtheit. So kann die Impedanz einen Aufschluss auf den Körperbau (z. B. Anteil Körperfett) oder über die Kraftmesssensoren das Körpergewicht bringen. Entscheidend ist darüber hinaus die Morphologie. Sie beschreibt die Form der Biosignale 109. So kann z. B. eine sehr steile Signalflanke im PPG 102 ein Indikator für eine hohe Gefäßsteifigkeit sein. Durch die nichtlineare Kopplung untereinander und Bezug auf den Blutdruck, ist es allerdings schwer, eine händische Modellierung aller Biosignale 109 vorzunehmen. Eine Automatisierung ist notwendig anhand eines datengetriebenen Ansatzes. Im Merkmalsextraktor 124 wird dabei z. B. zunächst automatisiert das Signal in singuläre Signalkomponenten zerlegt. Dies wird z. B. mittels eines lokalen Maximum-Detektors und eines Mittelwertfilters realisiert. In diesen singulären Signalkomponenten werden Signaleigenschaften 125 aggregiert und extrahiert. Das können z. B. sein Flankenlänge, Flankensteilheit, relative Höhe Maxima, Formähnlichkeit zum Normal usw. Dies kann sowohl manuell erfolgen als auch automatisiert in einem automatischen Merkmalsextraktor 124.
Die zuvor extrahierten Merkmale, d.h. die Signaleigenschaften 125, werden in einen Klassifikator, d.h. eine Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit 126, eingebracht. Der Klassifikator kann dabei ein einfacher Schalter oder auch ein neuronales Netz 126c, wie in 3 dargestellt, sein. Entscheidend ist, dass die einzelnen Merkmale miteinander logisch verknüpft und gewichtet werden. Die Grundlage stellt ein zuvor bestimmtes Modell dar. Der Ausgang dieses Moduls 126 stellen die individuellen Parameter 127 von a und b dar.
Die Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit 126 ist z. B. ausgelegt, um mittels eines neuronalen Netzwerks 126c, das maximal zehn Schichten zwischen einer Eingangsschicht 126a und einer Ausgangsschicht 126b aufweist, wie z. B. sieben Schichten, fünf Schichten oder drei Schichten, die Kalibrierparameter 127 zu bestimmen.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel, weist das neuronalen Netzwerk 126c maximal eine dreistellige Anzahl an Neuronen auf. Bevorzugt wird ein neuronales Netzwerk 126c mit einer zweistelligen Anzahl an Neuronen.
Im Kombinator, d.h. dem Kalibrator 128, werden die Pulswellenlaufzeit 123 sowie die Kalibrierparameter 127 zusammengeführt, sodass der Blutdruck 130 bestimmt werden kann. Durch die interne Bestimmung der Kalibrierparameter 127, ist das Verfahren und die Vorrichtung 100 nach außen betrachtet kalibrationsfrei.
5 zeigt das der Erfindung zugrundeliegende Verfahren 300 zum Bestimmen eines Blutdruckwerts einer Person bei einem Wiegen der Person.
Das Verfahren weist ein Aufnehmen 310 eines Gewichts, eines Ballistokardiogramms, eines Photoplethysmogramms, eines Impedanzkardiogramms und eines Elektrokardiogramms der Person, und ein Bestimmen 320 einer Pulsankunftszeit basierend auf dem Elektrokardiogramm und dem Ballistokardiogramm und/oder dem Photoplethysmogramm und/oder dem Impedanzkardiogramm auf. Ferner weist das Verfahren 300 ein Extrahieren 330 von Signaleigenschaften aus einem Signal des Ballistokardiogramms, einem Signal des Photoplethysmogramms, einem Signal des Impedanzkardiogramms oder einem Signal des Elektrokardiogramms auf. Die Signaleigenschaften stehen in einem Zusammenhang mit biologischen Eigenschaften und Funktionalitäten eines Körpers der Person. Das Verfahren weist zusätzlich ein bestimmen 340 von Kalibrierparametern basierend auf den extrahierten Signaleigenschaften auf. Die Kalibrierparameter liefern eine Information über einen allgemeinen Zustand eines Gefäßbaumes der Person. Ferner weist das Verfahren ein bestimmen 350 des Blutdruckwerts der Person basierend auf der Pulsankunftszeit und den Kalibrierparametern auf.
Da die hierin beschriebene Vorrichtung 100 und das dazugehörige Verfahren 300 auf einem zuvor erstellten Modell aufbauen, soll im Folgenden beschrieben werden, wie ein solches Modell beispielhaft generiert werden kann, siehe das Verfahren 400 zur Erstellung eines Models zur Bestimmung von Kalibrierparametern für eine Bestimmung eines Blutdruckwertes einer Person in 6. Zunächst werden die Daten mit dem Zielsystem, d.h. der Vorrichtung 100, bestehend aus den oben aufgelisteten Sensoren 112, 114 und 116, aufgenommen. Hierbei handelt es sich bei den aufgenommenen Daten um die mit der Sensoreinheit 110 der Vorrichtung aufgenommenen Biosignale. Zeitgleich werden Referenzblutdruckwerte mit einem etablierten System aufgenommen 410, um das Ergebnis evaluieren zu können. Diese Referenzwerte werden aufbereitet 420 und stellen die Annotation der Messdaten dar. Somit ist jedem mit der Vorrichtung aufgenommenen Datensatz an Biosignalen, bzw. Satz an Messdaten, ein Referenzblutdruckwert zugeordnet. Die Messdaten werden der gleichen Merkmalsextraktion 124 unterzogen, wie bei oben beschriebenen Verfahren 300 und Vorrichtungen 100. Dadurch wird für jeden Satz an Messdaten ein Satz an Signaleigenschaften 125 extrahiert. Im Anschluss werden die Paare aus Messdaten 430 und Annotierung 422 gleichermaßen auf die Datenpools Training 440 und Test/Validation 450 verteilt. Ein Paar aus Messdaten 430 und Annotierung 422 entspricht dabei einem Satz aus Signaleigenschaften, der einem bestimmten Referenzblutdruckwert zugeordnet ist. Die Verteilung kann dabei angepasst erfolgen. Empfohlen werden 80 % Trainingsdaten und 20 % Validationsdaten. Der Klassifikator im Training 440 bewertet zunächst die eingegebenen Messdaten 430, d.h. die extrahierten Signaleigenschaften 125. Da sie eine zufällige Initialisierung haben, wird auch das Ergebnis nicht perfekt sein. Die Klassifikation wird im Folgenden mit der Annotierung verglichen. Je größer der hierbei gemessene Fehler, umso größer muss auch die Rückkopplung innerhalb des Regelkreises des Trainings 440 sein. Dafür wird ein Optimierungsverfahren verwendet. Dies kann bspw. ein Gradientenabstieg sein, welches sich aus der Ableitung der Fehlerfunktion ergibt. In Folge der sich wiederholenden Regelschleifen wird das Modell sich stetig verbessern. Um eine Generalisierung zu erhalten wird regelmäßig mit den Validationsdaten verglichen. Das bedeutet, dass nach einer gewissen Zeit an Training ein Test bzw. eine Validation 450 des trainierten neuronalen Netzwerkes erfolgt. Dieser Test bzw. diese Validation 450 erfolgt mittels der Paare aus Messdaten 430 und Annotierung 422, die dem Datenpool Test/Validation 450 zugeordnet worden sind. Sollte der Fehler auf die Trainingsdaten sinken, aber der Fehler auf die Validationdaten steigen, ist ein Abbruchkriterium zu definieren.
Das fertig trainierte Model kann dann von der Vorrichtung 100 und dem Verfahren 300 für die Bestimmung der Kalibrierparameter genutzt werden.
Ganz zentral ist, dass sowohl der Merkmalsextraktor 124 als auch der Klassifikator 460 aus bewusst einfachen Komponenten bestehen. Damit ist sichergestellt, dass ein Batterie- oder Akkubetrieb möglich ist. Sämtliche Verfahren werden rechentechnisch auf der Personenwaage ausgeführt. Es kommt keine Cloud zum Einsatz.
Eine Lösung mittels tiefer neuronaler Netze (Convolutional Neural Networks, Deep Learning) ist generell möglich. Allerdings sind diese äußerst rechen- und energieintensiv, sodass ein Akku- bzw. Batteriebetrieb nicht möglich ist und die Handhabbarkeit einschränkt.
In der weiteren Verarbeitung kann eine Visualisierung auf einem Display bzw. das Senden an die persönliche Gesundheits-App vorgesehen werden. Diese stellen allerdings nur sinnvolle Ergänzungen dar und bilden nicht den Kern der Erfindungsmeldung ab.
Bestehende Lösungen für die Blutdruckmessung über eine Personenwaage 100 setzen eine regelmäßige Kalibration mit einer Blutdruckmanschette voraus. Das ist begründet durch individuelle physiologische Eigenschaften des Herz-Kreislaufsystems einer jeden Person 200, die sich durch Alterung und andere Einflüsse ändern können. Der wichtigste Vorteil der hierin beschriebenen Vorrichtung 100 und des Verfahrens 300 stellt somit die kalibrationsfreie Bestimmung des Blutdrucks 130 dar, da keine aufwendige und fehleranfällige Kalibrierung erfolgen muss.
Während PTT und PAT alleine keine Anpassung an oder Rückschlüsse auf die individuelle Physiologie zulassen, werden hier zusätzlich die Morphologie, d.h. die Signaleigenschaften 125, der aufgenommenen Signalverläufe analysiert. Die Morphologie beschreibt dabei die Gesamtheit des Biosignals 109 (z. B. Zeiten, Amplituden, Steigungen, Formen), die sich nur schwer modellbasiert erfassen lassen, aber wichtige Eigenschaften (z. B. Gefäßsteifigkeit) beschreiben. Mithilfe geeigneter Merkmalsextraktoren 124 und Klassifikatoren, d.h. der Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit 126 werden zusätzliche Informationen aus den Biosignalen 109 gewonnen, sodass eine regelmäßige Kalibration nicht notwendig ist.
Weitere Vorteile sind eine energieeffiziente Berechnung des Blutdruckwertes 130 auf der Waage 100 und Datenschutz, da nur Metadaten versendet werden.
Durch die Integration der Blutdruckmessung in die einfach zu handhabbare Personenwaage 100, profitieren Patienten durch eine einfachere und komfortablere Nutzung und geringeren Gesamtpreis. Insbesondere die Betrachtung morphologischer Merkmale in Kombination zur Erfassung der Körperzusammensetzung bieten in Kombination mit lokaler KI im Sensorsystem Vorteile. Es wird ein komfortabel bedienbares Kombinationsmessgerät für die Gewichts- und Blutdruckmessung über eine Personenwaage zur Verfügung gestellt. Mittels der Vorrichtung und dem Verfahren 300 können lokale Diagnosen frühzeitig gestellt werden z. B. Stenose bei einer peripheren Arteriellen Verschlusskrankheit (PAVK).
Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfahrens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein entsprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrensschritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfahrensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hardware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Computer oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispielen können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden.
Im Folgenden werden zusätzliche Ausführungsbeispiele und Aspekte der Erfindung beschrieben, die einzeln oder in Kombination mit beliebigen der hierin beschriebenen Merkmale, Funktionalitäten und Einzelheiten verwendet werden können.
Gemäß einem ersten Aspekt weist die Vorrichtung 100 zum Wiegen einer Person 200 eine Sensoreinheit 110 auf, die ausgelegt ist, um ein Gewicht, ein Ballistokardiogramm 102, ein Photoplethysmogramm 104, ein Impedanzkardiogramm 106 und ein Elektrokardiogramm 108 der Person 200 aufzunehmen; und eine Recheneinheit 120, umfassend eine Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit 122, die ausgelegt ist, um eine Pulsankunftszeit 123 basierend auf dem Elektrokardiogramm 108 und dem Ballistokardiogramm 102 und/oder dem Photoplethysmogramm 104 und/oder dem Impedanzkardiogramm 106 zu bestimmen; einen Merkmalsextraktor 124, der ausgelegt ist, um aus einem Signal des Ballistokardiogramms 102, einem Signal des Photoplethysmogramms 104, einem Signal des Impedanzkardiogramms 106 oder einem Signal des Elektrokardiogramms 108 Signaleigenschaften 125 zu extrahieren, wobei die Signaleigenschaften 125 in Zusammenhang mit biologischen Eigenschaften und Funktionalitäten eines Körpers der Person 200 stehen; eine Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit 126, die ausgelegt ist, um basierend auf den Signaleigenschaften 125 Kalibrierparameter 127 zu bestimmen, wobei die Kalibrierparameter 127 eine Information über einen allgemeinen Zustand eines Gefäßbaumes der Person 200 liefern; und einen Kalibrator 128, der ausgelegt ist, um basierend auf der Pulsankunftszeit 123 und den Kalibrierparametern 127, einen Blutdruckwert 130 der Person 200 zu bestimmen.
Gemäß einem zweiten Aspekt unter Bezugnahme auf den ersten Aspekt, ist die Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit 126 ausgelegt, um zusätzlich zu den Signaleigenschaften 125 das Gewicht der Person 200 bei der Bestimmung der Kalibrierparameter 127 zu berücksichtigen.
Gemäß einem dritten Aspekt unter Bezugnahme auf den ersten oder zweiten Aspekt, ist die Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit 126 ausgelegt, um mittels eines neuronalen Netzwerks 126c, das maximal zehn Schichten zwischen einer Eingangs- 126a und Ausgangsschicht 126b aufweist, die Kalibrierparameter 127 zu bestimmen.
Gemäß einem vierten Aspekt unter Bezugnahme auf einen der vorhergehenden Aspekte, ist der Kalibrator 128 ausgelegt, um den Blutdruckwert 130 der Person 200 basierend auf der Pulsankunftszeit 123 mittels einer Regressionskurve zu bestimmen und die Regressionskurve mittels der Kalibrierparameter 127 zu kalibrieren.
Gemäß einem fünften Aspekt unter Bezugnahme auf einen der vorhergehenden Aspekte, ist der Kalibrator 128 ausgelegt, um auf die Pulsankunftszeit 123 eine Potenzierung mit einem Exponenten von 1 oder in einem Bereich von -5 bis -1 anzuwenden, um den Blutdruckwert 130 der Person 200 zu bestimmen.
Gemäß einem sechsten Aspekt unter Bezugnahme auf einen der vorhergehenden Aspekte, ist der Kalibrator 128 ausgelegt, um auf eine Basis in einem Wertebereich von 2 bis 3 eine Potenzierung mit der Pulsankunftszeit 123 als Exponenten anzuwenden, um den Blutdruckwert 130 der Person 200 zu bestimmen.
Gemäß einem siebten Aspekt unter Bezugnahme auf einen der vorhergehenden Aspekte, entspricht die Pulsankunftszeit 123 einem Laufzeitunterschied zwischen einer R-Welle 108a des Elektrokardiogramms 108 und einer in dem Ballistokardiogramm 102 und/oder dem Photoplethysmogramm 104 detektierten Pulswelle 101.
Gemäß einem achten Aspekt unter Bezugnahme auf einen der vorhergehenden Aspekte, ist die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit 122 ausgelegt ist, um eine erste Pulsankunftszeit 123a basierend auf dem Elektrokardiogramm 108 und dem Photoplethysmogramm 104 zu bestimmen, und eine zweite Pulsankunftszeit 123b basierend auf dem Elektrokardiogramm 108 und dem Ballistokardiogramm 102 zu bestimmen, und die Pulsankunftszeit 123 basierend auf der ersten 123a und zweiten 123b Pulsankunftszeit zu bestimmen.
Gemäß einem neunten Aspekt unter Bezugnahme auf den achten Aspekt, entspricht die Pulsankunftszeit 123 einem Mittelwert der ersten 123a und der zweiten 123b Pulsankunftszeit.
Gemäß einem zehnten Aspekt unter Bezugnahme auf einen der vorhergehenden Aspekte, ist der Merkmalsextraktor 124 ausgelegt, um das Signal des Ballistokardiogramms 102, das Signal des Photoplethysmogramms 104, das Signal des Impedanzkardiogramms 106 oder das Signal des Elektrokardiogramms 108 in Signalkomponenten zu zerlegen und aus diesen Signalkomponenten die Signaleigenschaften 125 zu extrahieren.
Gemäß einem elften Aspekt unter Bezugnahme auf den zehnten Aspekt, ist der Merkmalsextraktor 124 ausgelegt, um mittels eines Maximum-Detektors und eines Mittelwertfilters die Signalkomponenten zu erhalten.
Gemäß einem zwölften Aspekt unter Bezugnahme auf einen der vorhergehenden Aspekte, weist die Sensoreinheit 110 einen Kraftsensor 112 auf, um das Gewicht der Person 200 und das Ballistokardiogramm 102 der Person 200 aufzunehmen; und eine Photodiode 114 und eine LED auf, um das Photoplethysmogramm 104 der Person 200 aufzunehmen; und eine Elektrode 116 auf, um das Impedanzkardiogramm 106 und das Elektrokardiogramm 108 der Person 200 aufzunehmen.
Gemäß einem dreizehnten Aspekt umfasst ein Verfahren 300 zum Bestimmen eines Blutdruckwerts einer Person bei einem Wiegen der Person, ein Aufnehmen 310 eines Gewichts, eines Ballistokardiogramms, eines Photoplethysmogramms, eines Impedanzkardiogramms und eines Elektrokardiogramms der Person; ein Bestimmen 320 einer Pulsankunftszeit basierend auf dem Elektrokardiogramm und dem Ballistokardiogramm und/oder dem Photoplethysmogramm und/oder dem Impedanzkardiogramm; ein Extrahieren 330 von Signaleigenschaften aus einem Signal des Ballistokardiogramms, einem Signal des Photoplethysmogramms, einem Signal des Impedanzkardiogramms oder einem Signal des Elektrokardiogramms, wobei die Signaleigenschaften in Zusammenhang mit biologischen Eigenschaften und Funktionalitäten eines Körpers der Person stehen; ein Bestimmen 340 von Kalibrierparametern basierend auf den Signaleigenschaften, wobei die Kalibrierparameter eine Information über einen allgemeinen Zustand eines Gefäßbaumes der Person liefern; und ein Bestimmen 350 des Blutdruckwerts der Person basierend auf der Pulsankunftszeit und den Kalibrierparametern.
Gemäß einem vierzehnten Aspekt weist ein Computerprogramm einen Programmcode zur Durchführung des Verfahrens 300 gemäß dem dreizehnten Aspekt auf, wenn das Programm auf einem Computer abläuft.
Ein fünfzehnter Aspekt betrifft ein programmierbares Logikbauelement zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem dreizehnten Aspekt.
Ein sechzehnter Aspekt betrifft ein integrierter Chip zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem dreizehnten Aspekt.
Je nach den bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Erfindung in Hardware und/oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenwirken können oder zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Deshalb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein.
Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmierbaren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird.
Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode dahingehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Computer abläuft.
Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein.
Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist.
Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufgezeichnet ist. Der Datenträger, das digitale Speichermedium oder das computerlesbare Medium sind typischerweise gegenständlich und/oder nichtvergänglich bzw. nichtvorübergehend.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Datenstrom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahingehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, transferiert zu werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahingehend konfiguriert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumindest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrichtung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen.
Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (beispielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell einsetzbare Hardware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC.
Die hierin beschriebenen Vorrichtungen können beispielsweise unter Verwendung eines Hardware-Apparats, oder unter Verwendung eines Computers, oder unter Verwendung einer Kombination eines Hardware-Apparats und eines Computers implementiert werden.
Die hierin beschriebenen Vorrichtungen, oder jedwede Komponenten der hierin beschriebenen Vorrichtungen können zumindest teilweise in Hardware und/oder in Software (Computerprogramm) implementiert sein.
Die hierin beschriebenen Verfahren können beispielsweise unter Verwendung eines Hardware-Apparats, oder unter Verwendung eines Computers, oder unter Verwendung einer Kombination eines Hardware-Apparats und eines Computers implementiert werden.
Die hierin beschriebenen Verfahren, oder jedwede Komponenten der hierin beschriebenen Verfahren können zumindest teilweise durch Hardware und/oder durch Software ausgeführt werden.
Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Variationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten einleuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutzumfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsentiert wurden, beschränkt sei.
Referenzen

(Destatis 2021) Statistisches Bundesamt (destatis.de): Bevölkerungsstand, https://www.destatis.de/DE/Themen/Gesellschaft-Umwelt/Bevoelkerung/Bevoelkerungsstand/Tabellen/zensus-geschlechtstaatsangehoerigkeit-2020.html, Abrufdatum 25.01.2021
(Neuhauser 2021) Hannelore Neuhauser, Ronny Kuhnert,Sabine Born: 12-Monats-Prävalenz von Bluthochdruck in Deutschland, Journal of Health Monitoring, https://www.rki.de/DE/Content/Gesundheitsmonitoring/Gesundheitsberichterstattung/GBEDo wnloadsJ/FactSheets/JoHM-2017_01_gesundheitliche-lage3.pdf?_blob=publicationFile#:~:text=Nach%20den%20Ergebnissen%20der%20Studie,steigt%20mit%20zunehmendem %20Alter%20an. Abrufdatum 25.01.2020
(Martin 2016) Martin, S. L.-O. et al. Weighing Scale-Based Pulse Transit Time is a Superior Marker of Blood Pressure than Conventional Pulse Arrival Time. Sci. Rep. 6, 39273; doi: 10.1038/srep39273 (2016).
(Carek 2020) A. M. Carek, H. Jung and O. T. Inan, „A Reflective Photoplethysmo-gram Array and Channel Selection Algorithm for Weighing Scale Based Blood Pres-sure Measurement,“ in IEEE Sensors Journal, vol. 20, no. 7, pp. 3849-3858, 1 April1, 2020, doi: 10.1109/JSEN.2019.2960063.
(Shin 2012) J. H. Shin and K. S. Park, „HRV analysis and blood pressure monitor-ing on weighing scale using BCG,“ 2012 Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, San Diego, CA, 2012, pp. 3789-3792, doi: 10.1109/EMBC.2012.6346792.
(MTDialog 2020) MTDialog 3/2020 (MTD-Verlag) https://www.mtd.de/welt-dermedizinprodukte/marktzahlen/1210-mtd-3-2020-iqvia-analyse-zu-blutdruck-geraeten (Aufruf 28.01.2021 9:26)
(Absolute Market Insights 2020) Absolute Market Insights 2020, https://www.absolutemarketsinsights.com/reports/Blood-Pressure-Monitoring-Market-2019-2027-475 (Aufruf 28.01.2021 9:51)
(Market Data Forecast 2020) https://www.marketdataforecast.com/market-reports/europeblood-pressure-monitoring-device-market (Aufruf 28.01.2021 14:36)
(GVR 2017) GVR 2017, https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/bodyfameasurement-market (Aufruf 28.01.2021 10:30)

Claims

Vorrichtung (100) zum Wiegen einer Person (200), umfassend eine Sensoreinheit (110), die ausgelegt ist, um ein Gewicht, ein Ballistokardiogramm (102), ein Photoplethysmogramm (104), ein Impedanzkardiogramm (106) und ein Elektrokardiogramm (108) der Person (200) aufzunehmen; und eine Recheneinheit (120), umfassend eine Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit (122), die ausgelegt ist, um eine Pulsankunftszeit (123) basierend auf dem Elektrokardiogramm (108) und dem Ballistokardiogramm (102) und/oder dem Photoplethysmogramm (104) und/oder dem Impedanzkardiogramm (106) zu bestimmen; einen Merkmalsextraktor (124), der ausgelegt ist, um aus einem Signal des Ballistokardiogramms (102), einem Signal des Photoplethysmogramms (104), einem Signal des Impedanzkardiogramms (106) oder einem Signal des Elektrokardiogramms (108) Signaleigenschaften (125) zu extrahieren, wobei die Signaleigenschaften (125) in Zusammenhang mit biologischen Eigenschaften und Funktionalitäten eines Körpers der Person (200) stehen; eine Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit (126), die ausgelegt ist, um basierend auf den Signaleigenschaften (125) Kalibrierparameter (127) zu bestimmen, wobei die Kalibrierparameter (127) eine Information über einen allgemeinen Zustand eines Gefäßbaumes der Person (200) liefern; einen Kalibrator (128), der ausgelegt ist, um basierend auf der Pulsankunftszeit (123) und den Kalibrierparametern (127), einen Blutdruckwert (130) der Person (200) zu bestimmen.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei die Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit (126) ausgelegt ist, um zusätzlich zu den Signaleigenschaften (125) das Gewicht der Person (200) bei der Bestimmung der Kalibrierparameter (127) zu berücksichtigen.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die Kalibrierparameter-Bestimmungseinheit (126) ausgelegt ist, um mittels eines neuronalen Netzwerks (126c), das maximal zehn Schichten zwischen einer Eingangs- (126a) und Ausgangsschicht (126b) aufweist, die Kalibrierparameter (127) zu bestimmen.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Kalibrator (128) ausgelegt ist, um den Blutdruckwert (130) der Person (200) basierend auf der Pulsankunftszeit (123) mittels einer Regressionskurve zu bestimmen und die Regressionskurve mittels der Kalibrierparameter (127) zu kalibrieren.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kalibrator (128) ausgelegt ist, um auf die Pulsankunftszeit (123) eine Potenzierung mit einem Exponenten von 1 oder in einem Bereich von -5 bis -1 anzuwenden, um den Blutdruckwert (130) der Person (200) zu bestimmen.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Kalibrator (128) ausgelegt ist, um auf eine Basis in einem Wertebereich von 2 bis 3 eine Potenzierung mit der Pulsankunftszeit (123) als Exponenten anzuwenden, um den Blutdruckwert (130) der Person (200) zu bestimmen.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Pulsankunftszeit (123) einem Laufzeitunterschied zwischen einer R-Welle (108a) des Elektrokardiogramms (108) und einer in dem Ballistokardiogramm (102) und/oder dem Photoplethysmogramm (104) detektierten Pulswelle (101) entspricht.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Pulsankunftszeit-Bestimmungseinheit (122) ausgelegt ist, um eine erste Pulsankunftszeit (123a) basierend auf dem Elektrokardiogramm (108) und dem Photoplethysmogramm (104) zu bestimmen, und eine zweite Pulsankunftszeit (123b) basierend auf dem Elektrokardiogramm (108) und dem Ballistokardiogramm (102) zu bestimmen, und die Pulsankunftszeit (123) basierend auf der ersten (123a) und zweiten (123b) Pulsankunftszeit zu bestimmen.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 8, wobei die Pulsankunftszeit (123) einem Mittelwert der ersten (123a) und der zweiten (123b) Pulsankunftszeit entspricht.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Merkmalsextraktor (124) ausgelegt ist, um das Signal des Ballistokardiogramms (102), das Signal des Photoplethysmogramms (104), das Signal des Impedanzkardiogramms (106) oder das Signal des Elektrokardiogramms (108) in Signalkomponenten zu zerlegen und aus diesen Signalkomponenten die Signaleigenschaften (125) zu extrahieren.
Vorrichtung (100) nach Anspruch 10, wobei der Merkmalsextraktor (124) ausgelegt ist, um mittels eines Maximum-Detektors und eines Mittelwertfilters die Signalkomponenten zu erhalten.
Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Sensoreinheit (110) einen Kraftsensor (112) aufweist, um das Gewicht der Person (200) und das Ballistokardiogramm (102) der Person (200) aufzunehmen; und eine Photodiode (114) und eine LED aufweist, um das Photoplethysmogramm (104) der Person (200) aufzunehmen; und eine Elektrode (116) aufweist, um das Impedanzkardiogramm (106) und das Elektrokardiogramm (108) der Person (200) aufzunehmen.
Verfahren (300) zum Bestimmen eines Blutdruckwerts einer Person bei einem Wiegen der Person, umfassend aufnehmen (310) eines Gewichts, eines Ballistokardiogramms, eines Photoplethysmogramms, eines Impedanzkardiogramms und eines Elektrokardiogramms der Person; bestimmen (320) einer Pulsankunftszeit basierend auf dem Elektrokardiogramm und dem Ballistokardiogramm und/oder dem Photoplethysmogramm und/oder dem Impedanzkardiogramm; extrahieren (330) von Signaleigenschaften aus einem Signal des Ballistokardiogramms, einem Signal des Photoplethysmogramms, einem Signal des Impedanzkardiogramms oder einem Signal des Elektrokardiogramms, wobei die Signaleigenschaften in Zusammenhang mit biologischen Eigenschaften und Funktionalitäten eines Körpers der Person stehen; bestimmen (340) von Kalibrierparametern basierend auf den Signaleigenschaften, wobei die Kalibrierparameter eine Information über einen allgemeinen Zustand eines Gefäßbaumes der Person liefern; und bestimmen (350) des Blutdruckwerts der Person basierend auf der Pulsankunftszeit und den Kalibrierparametern.
Ein Computerprogramm zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 13.
Ein programmierbares Logikbauelement zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 13.
Ein integrierter Chip zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 13.