DE112009000695B4

DE112009000695B4 - Elektronischer Blutdruckmesser zum Messen des Blutdrucks gemäß Volumenkompensationsverfahren

Info

Publication number: DE112009000695B4
Application number: DE112009000695.7T
Authority: DE
Inventors: Kenji Fujii; Yukiya Sawanoi; Naomi Matsumura; Reiji Fujita
Original assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 2008-03-19
Filing date: 2009-03-13
Publication date: 2017-11-09
Anticipated expiration: 2029-03-14
Also published as: US20110015531A1; RU2010142496A; CN101977546A; CN101977546B; JP2009225861A; RU2454925C2; DE112009000695T5; WO2009116461A1; JP5045514B2; US8568328B2

Abstract

Elektronischer Blutdruckmesser (1) zum Messen des Blutdrucks gemäß dem Volumenkompensationsverfahren, mit: einer Manschette (20), die an einer Blutdruckmessstelle befestigt wird, einem Druckdetektor (32) zum Nachweisen eines Manschettendrucks, der einen Druck im Inneren der Manschette darstellt, einem in der Manschette bereitgestellten Volumendetektor (70) zum Nachweisen eines Arterienvolumensignals, welches ein Volumen einer Arterie an der Messstelle angibt, einer Manschettendruckanpassungseinheit (50) zum Anpassen des Manschettendrucks durch Druckerhöhen und Drucksenken, und einer Steuereinheit, welche Folgendes aufweist: eine erste Steuereinheit (104) zum Steuern der Manschettendruckanpassungseinheit und Einstellen des Manschettendrucks auf einen anfänglichen Manschettendruck, der einen bestimmten Druckwert darstellt, eine Servoregeleinheit (106) zum Servoregeln der Manschettendruckanpassungseinheit auf Grundlage des nachgewiesenen Arterienvolumensignals, nach dem Einstellen des Manschettendrucks auf den anfänglichen Manschettendruck derart, dass das Arterienvolumen konstant wird, einen Volumenänderungsdetektor (74) zum Nachweisen eines Änderungsbetrags des Arterienvolumens auf Grundlage des nachgewiesenen Arterienvolumensignals, während das Servoregeln durch die Servoregeleinheit durchgeführt wird, einen Amplitudenverhältnisdetektor (110) zum Nachweisen eines Verhältnisses zwischen einer Amplitude des Arterienvolumensignals, die nachgewiesen wird, wenn der ...

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektronischen Blutdruckmesser und insbesondere einen elektronischen Blutdruckmesser, der den Blutdruck gemäß dem Volumenkompensationsverfahren misst.
STAND DER TECHNIK
Unter den herkömmlichen elektronischen Blutdruckmessern gibt es einen Blutdruckmesser, der den Blutdruck gemäß dem oszillometrischen Verfahren misst. Bei dem oszillometrischen Verfahren wird ein Armband (eine Manschette) im Voraus um eine Messstelle einer zu messenden Person gelegt. Zum Messzeitpunkt wird ein Druck im Innern der Manschette (Manschettendruck) erhöht, bis er höher als ein systolischer Blutdruck ist, und anschließend wird er allmählich abgesenkt. Während des Absenkens des Drucks wird das in einer Arterie an der Messstelle auftretende Pulsieren durch die Manschette von einem Drucksensor als Pulswellensignal nachgewiesen. Der Manschettendruck und eine Intensität des zu diesem Zeitpunkt nachgewiesenen Pulsierens (Amplitude des Pulswellensignals) werden benutzt, um einen systolischen Blutdruck und einen diastolischen Blutdruck festzulegen.
Die auf diese Weise gemessenen Blutdruckwerten stehen mit biologischen Informationen wie dem Arteriosklerosegrad und der Gefäßnachgiebigkeit in Verbindung. Um diese Informationen aus einer Blutdruckwellenform abzuleiten, gibt es ein Verfahren, bei dem eine Geschwindigkeit untersucht wird, mit der sich eine von einem Herz ausgehende Pulswelle ausbreitet (PWV: Pulswellengeschwindigkeit) (Patentliteratur 1: ungeprüfte japanische Patentschrift Nr. 2000-316821 ( JP 3 140 007 B2 ), Patentliteratur 2: ungeprüfte japanische Patentschrift Nr. H9-122091 ( JP 3 599 858 B2 )), und ein Verfahren, bei dem ein Augmentationsindex (AI) untersucht wird, wobei es sich um Informationen über eine in einer Pulswelle enthaltene reflektierte Welle handelt (Patentliteratur 3: JP 2004-195 204 A ). Patentliteratur 5 ( US 2004/0 220 481 A1 ) beschreibt eine Arteriosklerose-Auswertevorrichtung, welche eine Arteriosklerose-Auswerteeinrichtung aufweist, die die Arteriosklerose eines lebenden Subjekts auf der Grundlage einer Beziehung zwischen der Druckdifferenz des internen und äußeren Drucks einer Arterie des Subjekts in dem Zustand, in dem die Druckdifferenz im Gleichgewicht ist, und einer Amplitude einer aus der Arterie erzeugten Pulswelle auswertet. Patentliteratur 6 ( JP 2008-36 004 A ) beschreibt ein elektronisches Druckmessgerät.
Die Pulswellengeschwindigkeit wird in einem Zustand gemessen, in dem wie bei der Messung eines Elektrokardiogramms oder Phonokardiogramms Sensoren (Manschetten oder dergleichen), die eine Pulswelle oder dergleichen messen, an zwei oder mehr Positionen wie etwa Oberarmen, Unterschenkeln und dergleichen angebracht sind. Zur Messzeit erfolgt die Messung simultan mit den jeweiligen Sensoren. Die Pulswellengeschwindigkeit wird aus einer Zeitdifferenz zwischen den von den von den jeweiligen Sensoren nachgewiesenen Pulssignalen und einer Länge einer Arterie zwischen den beiden Anbringungspunkten der Sensoren berechnet.
Da für die Messung der Pulswellengeschwindigkeit die Sensoren – etwa Manschetten – an zwei oder mehr Positionen angebracht werden müssen, ist es schwierig, auf diese Weise einen Arteriosklerosegrad einfach und praktisch zu messen.
Darüber hinaus wird der Augmentationsindex (AI) auf der Grundlage eines Druckpulswellensignals berechnet, das gemessen wird, während ein geeigneter Druck auf eine radiale Arterie eines Handgelenks ausgeübt wird. Jedoch werden ein Mechanismus zum Ausüben des geeigneten Drucks und eine teure Sensoreinheit zum präzisen Positionieren einer Messstelle sowie eine Technik zum richtigen Anlegen der Sensoreinheit benötigt. Dies alles macht es schwierig, den Arteriosklerosegrad einfach und bequem zu messen.
Andererseits steht mit einem Blutdruckmesser des Volumenkompensationsverfahrenstyps (Patentliteratur 4: geprüfte japanische Patentschrift JP S59-5 296 A ) eine Vorrichtung zur Verfügung, die in der Lage ist, eine Blutdruckwellenform kontinuierlich und nichtinvasiv zu messen, und die einfach und praktisch anwendbar ist.
Das Volumenkompensationsverfahren ist ein Verfahren, bei welchem eine Arterie von außerhalb eines biologischen Körpers durch eine Manschette komprimiert wird, um ein Volumen der synchron mit einer Herzrate pulsierenden Arterie konstant zu halten, wodurch ein Druck (Manschettendruck), der eine Messstelle komprimiert, und ein innerer Druck der Arterie der Messstelle, d. h., ein Blutdruck, ausbalanciert werden und der Manschettendruck in diesem ausbalancierten Zustand nachgewiesen wird, wodurch kontinuierlich Blutdruckwerte erhalten werden.
Bei dem Volumenkompensationsverfahren kommt es also auf zweierlei an: Die Volumenwelle muss nachgewiesen werden, während sich die Arterie in einem unbelasteten Zustand befindet (Regelungssollwert), und dieser unbelasteten Zustand muss daraufhin beibehalten werden (Servoregelung). Als Verfahren für die Servoregelung kommt eine selbsttätige PID-Regelung zum Einsatz (gemeint ist ein Regelverfahren, bei dem proportionale, integrale und differenziale Regelung kombiniert werden, um den Volumenwert gegen den Regelungssollwert konvergieren zu lassen).
Um die Messung mit hoher Genauigkeit durchführen zu können, muss eine Servoverstärkung an den zu regelnden Patienten angepasst werden. Bei der herkömmlichen Servoregelung ist eine Technik verbreitet, bei der die Servoverstärkung auf Grundlage des Ansprechverhaltens des zu regelnden Patienten festgelegt wird. Im Speziellen wird ein Verfahren eingesetzt, bei welchem eine Zeit (Ansprechzeit), die verstreicht, bis ein Ausgangswert anzusprechen beginnt, wenn ein Eingangswert mit einem Treppenmuster variiert wird, und eine Änderungsgeschwindigkeit seit Beginn des Ansprechens (Zeitkonstante) im Voraus gemessen werden und basierend auf diesen Werten die Servoverstärkung eingestellt wird.
Da dieses Verfahren jedoch eine Anpassung durch Versuch und Fehler erfordert, benötigt es Zeit für die Anpassung, was die Anwendung dieses Verfahrens zur Blutdruckmessung, wo die Regelung schnell starten muss, schwierig macht.
Darüber hinaus basiert dieses Verfahren auf der Annahme, dass das Ansprechverhalten des zu regelnden Patienten unveränderlich ist, was es ebenfalls schwierig macht, das Verfahren zur Regelung der Blutdruckmessung an einem biologischen Körper anzuwenden, dessen Ansprechverhalten sich entsprechend Änderungen des physikalischen Zustands und dergleichen häufig ändert.
Folglich wird bei einem elektronischen Blutdruckmesser, der nach dem Volumenkompensationsverfahren arbeitet, die Regelung ohne vorausgehende Anpassung gestattet, und eine optimale Servoverstärkung muss während der Regelung festgelegt werden. Um die optimale Servoverstärkung während der Regelung festzulegen, wird in Patentliteratur 4 ( JP S59-5 296 A ) die Servoverstärkung allmählich erhöht, und für die Blutdruckmessung wird diejenige Servoverstärkung genutzt, bei der eine Eliminationsrate eines Arterienvolumenänderungssignals (Amplitude während der Regelung/Amplitude vor der Regelung) kleiner als ein vorbestimmter Wert wird. Eine solche Regelung wird auch in 1 der Nichtpatentliteratur 1 gezeigt (Literatur 1: Yamakoshi K, Shimazu H, Togawa T, Indirect measurement of instantaneous arterial blood Pressure in the rat, Am J Physiol 237, H632–H637, 1979).
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG VON DER ERFINDUNG ZU LÖSENDE AUFGABE
Bei dem vorstehend erwähnten Blutdruckmesser, der nach dem herkömmlichen Volumenkompensationsverfahren arbeitet, wird die Servoverstärkung auf der Grundlage der konstanten Eliminationsrate des Arterienvolumenänderungssignals festgelegt. Die Servoverstärkung nicht an die einzelnen zu messenden Personen angepasst. Somit ist es selbst bei Benutzung der Blutdruckwellenform, wenn diese gemäß dem herkömmlichen Volumenkompensationsverfahren gemessen wird, nicht möglich, den inhärenten Arteriosklerosesklosegrad einer individuellen Person zu messen.
Dieser Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen elektronischen Blutdruckmesser zu schaffen, der dazu in der Lage ist, unter Verwendung einer nach dem Volumenkompensationsverfahren gemessenen Blutdruckwelle für jede Person einen Indikatorr für einen Arteriosklerosegrad nachzuweisen.
MITTEL ZUR LÖSUNG DER AUFGABE
Um die obengenannte Aufgabe zu lösen, wird gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ein elektronischer Blutdruckmesser zum Messen des Blutdrucks nach dem Volumenkompensationsverfahren bereitgestellt, der Folgendes aufweist: eine Manschette, die an einer Blutdruckmessstelle befestigt wird, einen Druckdetektor zum Nachweisen eines Manschettendrucks, der einen Druck im Inneren der Manschette repräsentiert, einen in der Manschette bereitgestellten Volumendetektor, der dazu vorgesehen ist, ein Arterienvolumensignal nachzuweisen, welches ein Volumen einer Arterie der Messstelle angibt, eine Manschettendruckanpassungseinheit zum Anpassen des Manschettendrucks durch Erhöhen und Verringern des Drucks und eine Steuereinheit.
Die Steuereinheit weist ferner Folgendes auf: eine erste Steuereinheit zum Steuern der Manschettendruckanpassungseinheit und Einstellen des Manschettendrucks auf einen anfänglichen Manschettendruck, der einen spezifischen Druckwert repräsentiert, eine Servoregeleinheit zum Servoregeln der Manschettendruckanpassungseinheit auf der Grundlage des nachgewiesenen Arterienvolumensignals, nachdem der Manschettendruck auf den anfänglichen Manschettendruck eingestellt worden ist, derart, dass das Arterienvolumen konstant wird, einen Volumenänderungsdetektor zum Nachweisen eines Änderungsbetrags des Arterienvolumens auf der Grundlage des nachgewiesenen Arterienvolumensignals, während die Regelung durch die Servoregeleinheit durchgeführt wird, einen Amplitudenverhältnisdetektor zum Nachweisen eines Verhältnisses zwischen einer Amplitude des Arterienvolumensignals, die nachgewiesen wird, wenn der Manschettendruck auf den anfänglichen Manschettendruck eingestellt wird, und einer Amplitude des Arterienvolumensignals, die nachgewiesen wird, wenn der Volumenänderungsdetektor nachweist, dass der Änderungsbetrag des Arterienvolumens minimal ist, und eine Ausgabeeinheit zum Ausgeben des von dem Amplitudenverhältnisdetektor nachgewiesenen Amplitudenverhältnisses als Indikator für einen Arteriosklerosegrad.
Vorzugsweise ist die Amplitude des Arterienvolumensignals, die nachgewiesen wird, wenn der Manschettendruck auf den anfänglichen Manschettendruck eingestellt wird, maximal. Zum Servoregeln der Manschettendruckanpassungseinheit bestimmt die Servoregeleinheit das Arterienvolumen, wenn die maximale Amplitude des Arterienvolumensignals nachgewiesen wird, als Sollwert der Servoregelung, und passt auf der Grundlage eines Unterschieds zwischen dem von dem nachgewiesenen Arterienvolumensignal angegebenen Arterienvolumen und dem Sollwert eine Servoverstärkung dergestalt an, dass der von dem Volumenänderungsdetektor nachgewiesene Änderungsbetrag des Arterienvolumens minimal wird.
Vorzugsweise ist ferner eine Blutdruckmesseinheit vorgesehen, die kontinuierlich den Blutdruck misst, während die Servoregeleinheit die Regelung durchführt. Die Blutdruckmesseinheit weist eine Festlegungseinheit zum Empfangen eines Nachweissignals von dem Druckdetektor und zum Festlegen eines dem Nachweissignal entsprechenden Manschettendrucks als Blutdruck auf. Der von der Festlegungseinheit festgelegte Blutdruck wird von der Blutdruckmesseinheit ausgegeben, wenn der Volumenänderungsdetektor nachweist, dass der Änderungsbetrag des Arterienvolumens minimal ist.
Vorzugsweise weist die Steuereinheit einen Arteriosklerosegrad der Arterie an der Messstelle auf der Grundlage des von dem Amplitudenverhältnisdetektor nachgewiesenen Amplitudenverhältnisses nach, gemäß einer Korrelation zwischen dem Amplitudenverhältnis und dem Arteriosklerosegrad.
Vorzugsweise weist der Amplitudenverhältnisdetektor während des Erhöhens der Servoverstärkung mit konstanter Geschwindigkeit durch die Servoregeleinheit das Amplitudenverhältnis nach, wenn der von dem Volumenänderungsdetektor nachgewiesene Änderungsbetrag des Arterienvolumens konvergiert.
Vorzugsweise wird nachgewiesen, dass der Änderungsbetrag des Arterienvolumens konvergiert, wenn nachgewiesen wird, dass der von dem Volumenänderungsdetektor nachgewiesene Änderungsbetrag des Volumens der Arterie kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
Vorzugsweise wird bei jedem Puls einer Pulswelle des nachgewiesenen Arterienvolumensignals eine Differenz zwischen dem Änderungsbetrag des Arterienvolumens bei einem Puls und dem Änderungsbetrag des Arterienvolumens einen Puls zuvor nachgewiesen. Wenn kontinuierlich über mehrere Pulse hinweg nachgewiesen wird, dass die nachgewiesene Differenz kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist, wird nachgewiesen, dass der Änderungsbetrag des Arterienvolumens konvergiert.
Vorzugsweise wird während des Erhöhens der Servoverstärkung mit konstanter Geschwindigkeit durch die Servoregeleinheit nachgewiesen, dass der Änderungsbetrag des Arterienvolumens konvergiert, wenn ein Regelfehler bei einem Puls der Pulswelle minimal wird, wobei der Regelfehler eine Differenz zwischen dem von dem nachgewiesenen Arterienvolumensignal nachgewiesenen Arterienvolumen und dem Sollwert angibt.
Vorzugsweise wird während des Erhöhens der Servoverstärkung mit konstanter Distanz durch die Servoregeleinheit nachgewiesen, dass der Änderungsbetrag des Arterienvolumens konvergiert, wenn eine Intensität eines von dem Manschettendruck aufgewiesenen Pulsierens durch die Servoregelung konvergiert. Die von dem Manschettendruck angegebene Intensität des Pulsierens bezeichnet einen Amplitudenpegel des Manschettendrucksignals, der die von dem Druckdetektor nachgewiesene Änderung des Manschettendrucks angibt.
EFFEKT DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung legt der elektronische Blutdruckmesser, der den Blutdruck nach dem Volumenkompensationsverfahren misst, einen Regelwert für die Servoregelung zum Zeitpunkt der Blutdruckmessung gemäß der Arterienvolumenänderung fest, die einer individuellen zu messenden Person inhärent ist und bei einem Vorgang nachgewiesen wird, in dem ein Manschettendruck, der auf eine Messstelle drückt, angepasst wird. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Verhältnis einer Amplitude eines Arterienvolumensignals als Indikator für einen Arteriosklerosegrad nachgewiesen. Dementsprechend lässt sich ein Indikator für den Arteriosklerosegrad erhalten, das eine Eigenschaft der Arterie der individuellen gemessenen Person darstellt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Diagramm, das auf der Grundlage eines Ergebnisses eines Experiments eine Beziehung zwischen einer Volumenänderungseliminationsrate und einem Arteriosklerosegrad zeigt.
2 ist eine perspektivische Außenansicht eines elektronischen Blutdruckmessers gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist ein Diagramm, das ein Konzept zum Regeln eines Manschettendrucks zur Blutdruckmessung mit dem elektronischen Blutdruckmesser gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist ein Blockschaltbild, das eine Hardwarekonfiguration des elektronischen Blutdruckmessers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist ein Diagramm, das zur Erläuterung eines Beispiels für die Speicherung von Messdaten gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient.
6 ist ein funktionales Blockschaltbild, das eine funktionale Konfiguration des elektronischen Blutdruckmessers gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das die Blutdruckmessung bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das das Nachweisen eines Regelungssollwerts und eines anfänglichen Manschettendrucks bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
9 ist ein Schaubild, das dazu dient, die Blutdruckmessung bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
10 ist ein Ablaufdiagramm des Festlegens der Verstärkung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
11 ist ein Ablaufdiagramm des Festlegens der Verstärkung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
12 ist ein Ablaufdiagramm des Festlegens der Verstärkung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
13 ist ein Ablaufdiagramm des Festlegens der Verstärkung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bezugszeichenliste

1: elektronischer Blutdruckmesser
102: Regelungssollwertdetektor
104: Manschettendruckeinstelleinheit
106: Servoregeleinheit
108: Blutdruckfestlegungseinheit
109: Verstärkungsfestlegungseinheit
110: Volumenänderungseliminationsraten-Berechnungseinheit
111: Arteriosklerosegrad-Berechnungseinheit

BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsformen dieser Erfindung im Detail beschrieben. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche bzw. entsprechende Abschnitte, und deren Beschreibungen werden nicht wiederholt.
Bei einem elektronischen Blutdruckmesser gemäß den jeweiligen Ausführungsformen, der das Volumenkompensationsverfahren einsetzt, wird eine Servoverstärkung für die Blutdruckmessung festgelegt, indem der Tatsache Aufmerksamkeit geschenkt wird, dass eine Volumenänderungseliminationsrate in Abhängigkeit von einer elastischen Eigenschaft einer Arterie, das heißt, dem Arteriosklerosegrad, variiert. Im Speziellen wird das Ansprechverhalten auf Druckkräfte umso schlechter, je härter die Arterie ist, was die Regelung erschwert und die Amplitude der Pulswellensignale während der Regelung ansteigen lässt. Infolgedessen nimmt die Volumenänderungseliminationsrate einen hohen Wert an. Wenn die Arterie dagegen weicher wird, wird der Wert der Eliminationsrate kleiner. Infolgedessen haben die Erfinder den Hinweis erhalten, dass der Wert der Volumenänderungseliminationsrate als Indikator für den Arteriosklerosegrad berechnet werden kann.
Die Erfinder haben auf der Grundlage dieses Hinweises Experimente durchgeführt und konnten die in 1 gezeigten Daten erhalten, die auf eine Korrelation zwischen der Volumenänderungseliminationsrate und dem Arteriosklerosegrad hinweisen. Wenn wie in 1 in einer zweidimensionalen Koordinatenebene auf der y-Achse die Volumenänderungseliminationsrate und auf der x-Achse der durch die Pulswellengeschwindigkeit ausgedrückte Arteriosklerosegrad aufgetragen sind, lässt sich die Korrelation der beiden näherungsweise durch eine lineare Funktion ausdrücken, die durch die Gleichung 500 beschrieben wird. Dies erlaubte den Erfindern, zu erkennen, dass die Volumenänderungseliminationsrate in proportionaler Beziehung zu der elastischen Eigenschaft (Härte) der Arterie steht, und zu dem Ergebnis zu kommen, dass unter Verwendung der Volumenänderungseliminationsrate ein Indikator für den Arteriosklerosegrad (die Volumenänderungseliminationsrate) nachgewiesen werden kann. Bei den experimentellen Daten aus 1 handelt es sich um Daten, die durch invasive Messung eines Blutgefäßes gewonnen wurden.
Die Erfinder haben bei dem Volumenkompensationsverfahren weiterhin folgendes Ergebnis hinsichtlich der Festlegung der Servoverstärkung bei der Servoregelung zum Aufrechterhalten eines unbelasteten Zustands der Arterie erzielt:
Wenn die Servoverstärkung erhöht wird, wird eine Amplitude eines Arterienvolumenänderungssignals allmählich kleiner und konvergiert schließlich gegen einen Minimalwert. Das heißt, dass bei einem Vorgang, bei dem die Servoverstärkung durch die Servoregelung erhöht wird, eine anhand eines Manschettendrucksignals nachgewiesene Intensität des Pulsierens ebenfalls konvergiert, so dass ein Änderungsbetrag des Arterienvolumens konvergiert. Wenn die Servoverstärkung weiter erhöht wird, wird das Regelsystem instabil, was unnötige Vibrationen hochfrequenter Komponenten eines Regelsignals verursacht. Naturgemäß werden durch noch weiteres Erhöhen der Verstärkung anormale Oszillationen des Regelsignals und in der Folge ein Verlust der Regelung bewirkt. Unter Ausnutzung dieser Natur haben die Erfinder infolgedessen das Ergebnis erzielt, dass während der Servoregelung beim Erhöhen der Servoverstärkung ein Punkt nachgewiesen wird, an welchem die Amplitude des Arterienvolumenänderungssignals minimal wird, wodurch für jede Person eine optimale Servoverstärkung zum Aufrechterhalten des unbelasteten Zustands der Arterie festgelegt werden kann, und über die zu diesem Zeitpunkt nachgewiesene Volumenänderungseliminationsrate kann der Indikator für den inhärenten Arteriosklerosegrad einzelner Personen nachgewiesen werden.
Im Folgenden wird ein elektronischer Blutdruckmesser, der den Blutdruck gemäß dem Volumenkompensationsverfahren misst, gemäß den einzelnen Ausführungsformen beschrieben. Die Blutdruckmessung nach dem Volumenkompensationsverfahren nutzt eine in Patentliteratur 4 (geprüfte japanische Patentschrift Nr. S59-005296 ) offenbarte Prozedur.
Der elektronische Blutdruckmesser gemäß den einzelnen Ausführungsformen misst den Blutdruck nach dem Volumenkompensationsverfahren. Der elektronische Blutdruckmesser führt eine selbsttätige Regelung durch, um einen äußeren biologischen Druck und einen inneren Arteriendruck, d. h., den Blutdruck, konstant gegeneinander auszubalancieren. Mit anderen Worten führt der elektronische Blutdruckmesser eine Feinanpassung eines Manschettendrucks durch, um eine Arterienwand in einem unbelasteten Zustand zu halten, und der äußere biologische Druck zu dieser Zeit (im unbelasteten Zustand) wird gemessen, um auf diese Weise kontinuierlich den Blutdruck zu messen.
(Erste Ausführungsform)
2 ist eine perspektivische Außenansicht eines elektronischen Blutdruckmessers 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Der elektronische Blutdruckmesser 1 in 2 weist einen Hauptkörperabschnitt 10 und eine Manschette 20 auf, die um Extremitäten einer zu messenden Person gelegt werden kann. Der Hauptkörperabschnitt 10 ist an der Manschette 20 befestigt. In einer Oberfläche des Hauptkörperabschnitts 10 sind eine Anzeigeeinheit 40, die beispielsweise aus Flüssigkristall oder dergleichen hergestellt ist, und eine Bedieneinheit 41 zum Entgegennehmen einer Anweisung von einem Benutzer (der zu messenden Person) angeordnet. Die Bedieneinheit 41 weist mehrere Schalter auf.
Bei der vorliegenden Ausführungsform bezeichnen die „Extremitäten” Stellen an den oberen und unteren Gliedmaßen mit Ausnahme von Fingern und Zehen. Das heißt, die Extremitäten umfassen Stellen von einem Handgelenk bis zu einem Armansatz und Stellen von einem Fußgelenk bis zu einem Beinansatz. In der nachfolgenden Beschreibung wird die Manschette 20 an ein Handgelenk der zu messenden Person angelegt.
Bezüglich des elektronischen Blutdruckmessers 1 bei der vorliegenden Ausführungsform wird beispielhaft eine Form beschrieben, bei welcher wie in 2 gezeigt wie bei einem Blutdruckmesser vom Oberarmtyp der Hauptkörperabschnitt 10 auf der Manschette 20 befestigt ist, es kann aber auch eine Form eingesetzt werden, bei welcher der Hauptkörperabschnitt 10 und die Manschette 20 über einen Luftschlauch (Luftschlauch 31 in der später beschriebenen 4) miteinander verbunden sind.
3 ist ein Diagramm, das ein Konzept zum Regeln des Manschettendrucks zur Blutdruckmessung mit dem elektronischen Blutdruckmesser 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 3 zeigt einen Zustand, in dem die Manschette 20 an einem Handgelenk 200 der zu messenden Person angebracht ist.
Es wird auf 3 Bezug genommen. In dem Hauptkörperabschnitt 10 ist ein Anpassungsmechanismus für den Manschettendruck angeordnet, der eine Pumpe 51 und ein Ablassventil (im Weiteren einfach „Ventil”) 52 umfasst.
Ein Luftsystem 30, das aus der Pumpe 51, dem Ventil 52 und einem Drucksensor 32 zum Nachweisen eines Drucks (Manschettendrucks) im Innern einer Luftblase 21 zusammengesetzt ist, ist über den Luftschlauch 31 mit der Luftblase 21 verbunden, die sich im Innern der Manschette 20 befindet. Auf diese Weise kann die Dicke der Manschette 20 gering gehalten werden, da das Luftsystem 30 in dem Hauptkörperabschnitt 10 vorgesehen ist.
Im Innern der Luftblase 21 sind in vorbestimmten Abständen Lichtemissionselemente 71 und Lichtempfangselemente 72 angeordnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind die Lichtemissionselemente 71 und die Lichtempfangselemente 72 rings um den Umfang des Handgelenks angeordnet, wenn die Manschette 20 angelegt ist, die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf das beschriebene Anordnungsbeispiel beschränkt.
4 ist ein Blockschaltbild, das eine Hardwarekonfiguration des elektronischen Blutdruckmessers 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
In 4 weist die Manschette 20 des elektronischen Blutdruckmessers 1 die Luftblase 21 und den Arterienvolumensensor 70 auf. Der Arterienvolumensensor 70 weist wie vorstehend beschrieben die Lichtemissionselemente 71 und die Lichtempfangselemente 72 auf. Die Lichtemissionselemente 72 senden Licht in Richtung der Arterie aus, und die Lichtempfangselemente 72 empfangen Licht, das von den Lichtemissionselementen 71 ausgesendet wurde und die Arterie durchlaufen hat oder von dieser reflektiert wurde.
Der Arterienvolumensensor 70 muss lediglich ein Volumen der Arterie nachweisen, und er kann das Volumen der Arterie über die Impedanz nachweisen. In diesem Falle sind statt der Lichtemissionselemente 71 und der Lichtempfangselemente 72 mehrere Elektroden zum Nachweisen einer Impedanz einer die Arterie umfassenden Stelle vorgesehen.
Der Hauptkörperabschnitt 10 weist neben der bereits beschriebenen Anzeigeeinheit 40 und der Bedieneinheit 41 Folgendes auf: eine CPU (zentrale Verarbeitungseinheit) 100 zum intensiven Steuern der jeweiligen Einheiten und zum Durchführen verschiedener arithmetischer Operationen, eine Speichereinheit 42 zum Speichern von Programmen, die die CPU 100 dazu veranlassen, vorbestimmte Operationen durchzuführen, und von verschiedenen Datentypen, einen nichtflüchtigen Speicher (z. B. einen Flashspeicher 43) zum Speichern gemessener Blutdruckdaten gemäß der später beschriebenen 5, eine Stromversorgung 44 zum Versorgen der jeweiligen Einheiten mit Strom über die CPU 100 und eine Zeitgebereinheit 45, die die aktuelle Zeit misst und die Zeitdaten an die CPU 100 ausgibt. Die Bedieneinheit 41 weist einen Netzschalter 41A auf, der die Eingabe einer Anweisung zum Ein- oder Ausschalten entgegennimmt, einen Messschalter 41B, der eine Anweisung zum Starten der Messung entgegennimmt, einen Stoppschalter 41C, der eine Anweisung zum Stoppen der Messung entgegennimmt, einen Speicherschalter 41D, der eine Anweisung zum Auslesen von auf dem Flashspeicher 43 aufgezeichneten Informationen wie etwa des Blutdrucks entgegennimmt, und einen ID-Schalter 41E, der bedient wird, um eine Kennungs-/ID-Information zum Identifizieren der gemessenen Person einzugeben.
Der Hauptkörperabschnitt 10 weist ferner Folgendes auf: das oben beschriebene Luftsystem 30, einen Anpassungsmechanismus 50 für den Manschettendruck, einen Schwingkreis 33, eine Lichtemissionselementtreiberschaltung 73 und eine Arterienvolumennachweisschaltung 74.
Der Anpassungsmechanismus 50 weist zusätzlich zu der Pumpe 51 und dem Ventil 52 eine Pumpentreiberschaltung 53 und eine Ventiltreiberschaltung 54 auf.
Die Pumpe 51 führt der Luftblase 21 Luft zu, um den Manschettendruck zu erhöhen. Das Ventil 52 wird geöffnet oder geschlossen, um die Luft in der Luftblase 21 abzulassen oder die Luftblase 21 mit Luft zu füllen. Die Pumpentreiberschaltung 53 steuert auf der Grundlage eines von der CPU 100 abgegebenen Steuersignals das Treiben der Pumpe 51. Die Ventiltreiberschaltung 54 steuert auf der Grundlage eines von der CPU 100 abgegebenen Steuersignals das Öffnen und Schließen des Ventils 52.
Die Lichtemissionselementtreiberschaltung 73 veranlasst die Lichtemissionselemente 71 dazu, gemäß einem Anweisungssignal von der CPU 100 Licht in einer vorbestimmten zeitlichen Folge zu emittieren. Die Arterienvolumennachweisschaltung 74 weist auf der Grundlage eines Signals von den Lichtempfangselementen 72 ein Arterienvolumen nach.
Bei dem Drucksensor 32 handelt es sich um einen Drucksensor vom Kapazitätstyp, wobei sich ein Volumenwert in Übereinstimmung mit dem Manschettendruck ändert. Der Schwingkreis 33 gibt ein Signal mit einer Oszillationsfrequenz, die dem Volumenwert des Drucksensors 32 entspricht, an die CPU 100 aus. Die CPU 100 erfasst einen Druck, indem sie das von dem Schwingkreis 33 erhaltene Signal in den Druck umwandelt.
6 ist ein funktionales Blockschaltbild, das eine funktionale Konfiguration des elektronischen Blutdruckmessers 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Es wird auf 6 Bezug genommen. Die CPU 100 weist Folgendes auf: eine Treibersteuereinheit 101, die eine Steuerung durchführt, um den Manschettendruck auf einen anfänglichen Manschettendruck einzustellen, eine Servoregeleinheit 106, die eine selbsttätige Regelung durchführt, um kontinuierlich den Blutdruck zu messen, eine Blutdruckfestlegungseinheit 108, eine Verstärkungsfestlegungseinheit 109 zum Festlegen einer Verstärkung bezüglich der Servoregelung, eine Volumenänderungseliminationsraten-Berechnungseinheit 110, die die Volumenänderungseliminationsrate berechnet, und eine Arteriosklerosegrad-Berechnungseinheit 111, die auf der Grundlage der berechneten Volumenänderungseliminationsrate den Arteriosklerosegrad berechnet. In 6 ist zur Vereinfachung der Beschreibung nur Peripheriehardware gezeigt, die direkt mit den jeweiligen Einheiten der CPU 100 Signale austauscht.
Die Treibersteuereinheit 101 weist einen Regelungssollwertdetektor 102 auf, der einen Regelungssollwert für die Servoregelung nachweist, sowie eine Manschettendruckeinstelleinheit 104, die den Manschettendruck einstellt.
Der Regelungssollwertdetektor 102 leitet in einem Prozess, bei dem der Manschettendruck bis zu einem vorbestimmten Wert (z. B. 200 mmHg) erhöht wird, den anfänglichen Manschettendruck ab. Der Regelungssollwertdetektor 102 veranlasst die Pumpentreiberschaltung 53 zum Treiben der Pumpe 51 und die Lichtemissionselementtreiberschaltung 73 zum Treiben der Lichtemissionselemente 71. Beim Treiben der Pumpe 51 wird der Manschettendruck allmählich erhöht. Das Treiben der Lichtemissionselemente 71 erlaubt die Ausgabe des von den Lichtempfangselementen 72 empfangenen Signals an die Arterienvolumennachweisschaltung 74. Der Regelungssollwertdetektor 102 gibt das Volumenänderungssignal ein, das die Änderung (Amplitude) der einzelnen Pulse eines von der Arterienvolumennachweisschaltung 74 ausgegebenen Arterienvolumensignals angibt.
Der Regelungssollwertdetektor 102 steuert das Treiben der Pumpentreiberschaltung 53, bis der Manschettendruck einen vorbestimmten Wert erreicht. Ein (vorläufiger) Maximalwert des Volumenänderungssignals wird nachgewiesen, bis der Manschettendruck den vorbestimmten Wert erreicht, und das Signal von dem Schwingkreis 33 wird eingegeben und das eingegebene Signal in einen Druckwert umgewandelt. Der nachgewiesene vorläufige Maximalwert und der Manschettendruck zu diesem Zeitpunkt werden in einem vorbestimmten Bereich der Speichereinheit 43 aufgezeichnet. Der vorläufige Maximalwert und der Manschettendruck können derart aufgezeichnet werden, dass sie jedes Mal überschrieben werden, wenn der aufgezeichnete (vorläufige) Maximalwert aktualisiert wird.
Schließlich wird ein als Maximalwert des Volumenänderungssignals aufgezeichneter Wert zum Regelungssollwert für die Servoregelung bestimmt. Darüber hinaus wird der Manschettendruck bei maximalem Wert des Volumenänderungssignals (Referenzmanschettendruck während der Servoregelung) als anfänglicher Manschettendruck bestimmt.
Der Regelungssollwertdetektor 102 stoppt das Treiben der Pumpentreiberschaltung 53, wenn er erkennt, dass der Manschettendruck den vorbestimmten Wert erreicht hat. Der bestimmte anfängliche Manschettendruck und der Regelungssollwert werden an die Manschettendruckeinstelleinheit 104 ausgegeben.
Der Referenzmanschettendruck als anfänglicher Manschettendruck kann in einem Prozess abgeleitet werde, bei dem der Manschettendruck ausgehend von dem vorbestimmten Wert verringert wird.
Die Manschettendruckeinstelleinheit 104 erhält das Signal von dem Schwingkreis 33 als Eingabe und treibt die Ventiltreiberschaltung 54, bis der Manschettendruck den anfänglichen Manschettendruck erreicht. Dies erlaubt dem Ventil 52, die Luft abzulassen, und der Manschettendruck wird ausgehend von dem vorbestimmten Manschettendruckwert auf den anfänglichen Manschettendruck verringert.
Die Servoregeleinheit 106 treibt die Lichtemissionselementtreiberschaltung 73. Die Servoregeleinheit 106 steuert die Pumpentreiberschaltung 53 und die Ventiltreiberschaltung 54 auf der Grundlage des Signals von der Arterienvolumennachweisschaltung 74 derart, dass das Volumen der Arterie konstant gemacht wird.
Spezieller steuert die Servoregeleinheit 106 steuert die Pumpentreiberschaltung 53 oder die Ventiltreiberschaltung 54 derart, dass eine Differenz zwischen dem von der Arterienvolumennachweisschaltung 74 empfangenen Arterienvolumensignal und dem Regelungssollwert minimal (vorzugsweise null) wird. Das heißt, dass die Pumpentreiberschaltung 53 oder die Ventiltreiberschaltung 54 den Betrieb der Pumpe 51 oder das Öffnen und Schließen des Ventils 52 kontrollieren, so dass der Wert (die Amplitude) des Volumenänderungssignals nicht größer als eine vorbestimmte Schwelle wird.
Die Blutdruckentscheidungseinheit 108 empfängt während der Steuerung durch die Servosteuereinheit 106 kontinuierlich (periodisch) das von dem Schwingkreis 33 eingegebene Signal („Drucknachweissignal”) und führt die zum Festlegen des dem Drucknachweissignal entsprechenden Manschettendrucks als Blutdruck notwendige Verarbeitung durch.„
Spezieller bestimmt die Blutdruckbestimmungseinheit 108, ob die Differenz zwischen dem Wert des Arterienvolumensignals und dem Regelungssollwert nicht größer als der Schwellwert ist. Der Manschettendruck zu diesem Zeitpunkt wird nur dann als Blutdruck festgelegt, wenn er nicht größer als der Schwellwert ist. Der festgelegte Blutdruck wird in chronologischer Reihenfolge in dem Flashspeicher 43 gespeichert.
Die Operationen der jeweiligen funktionalen Blöcke, die in der CPU 100 enthalten sind, können realisiert werden, indem Software, die in der Speichereinheit 42 gespeichert ist, ausgeführt wird, oder mindestens einer dieser funktionalen Blöcke kann in Hardware realisiert werden.
Alternativ hierzu kann mindestens einer der als Hardware beschriebenen Blöcke (Schaltungen) von der CPU 100 realisiert werden, indem diese Software ausführt, die in der Speichereinheit 42 gespeichert ist.
Als Nächstes wird der Betrieb des elektronischen Blutdruckmessers 1 bei der vorliegenden ersten Ausführungsform beschrieben.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das die Blutdruckmessung bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Die in dem Ablaufdiagramm 7 gezeigte Verarbeitung wird im Voraus als Programm in der Speichereinheit 42 gespeichert, und die CPU 100 liest dieses Programm aus und führt es aus, wodurch die Funktion der Blutdruckmessung realisiert wird. Es wird davon ausgegangen, dass die zu messende Person die Manschette 20 des elektronischen Blutdruckmessers 1 während der Blutdruckmessung wie in 3 gezeigt um sein oder ihr Armgelenk – die Messstelle – trägt.
Es wird auf 7 Bezug genommen. Die CPU 100 bestimmt zunächst, ob der Netzschalter 41A bedient (z. B. gedrückt) worden ist oder nicht (Schritt S2). Wenn die CPU 100 bestimmt, dass der Netzschalter 41A bedient worden ist (JA in Schritt S2), wird mit Schritt S4 fortgefahren.
In Schritt S4 führt die CPU 100 die Initialisierung durch. Im Speziellen wird ein vorbestimmter Bereich der Speichereinheit 42 initialisiert und die Luft in der Luftblase 21 abgelassen, und es erfolgt eine Korrektur des Drucksensors 32. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Wert eines Flags FL initialisiert, welches angibt, ob die Verstärkung für die Servoregelung festgelegt worden ist oder nicht. Beispielsweise wird der Wert des Flags FL auf 0 aktualisiert. Das Flag FL ist eine für das Ablaufdiagramm vorbereitete temporäre Variable, die auf einen vorbestimmten Speicherbereich eines nicht gezeigten internen Speichers der CPU 100 verweist.
Wenn die Initialisierung endet, bestimmt die CPU 100, ob der Messschalter 41B bedient (z. B. gedrückt) worden ist oder nicht (Schritt S6). Die CPU 100 verweilt in einem Bereitschaftszustand, bis der Messschalter 41B bedient wird. Wenn die CPU 100 bestimmt, dass der Messschalter 41B gedrückt worden ist (JA in Schritt S6), wird mit Schritt S8 fortgefahren.
In Schritt S8 führt der Regelungssollwertdetektor 102 die Prozesse zum Nachweisen des anfänglichen Manschettendrucks und des Regelungssollwerts aus. Der Nachweis des anfänglichen Manschettendrucks und des Regelungssollwerts erfolgt, wie nachstehend beschrieben.
Während der Manschettendruck allmählich erhöht wird, werden ein Arterienvolumensignal (eine Gleichstromkomponente des Volumenpulswellensignals) PGdc zu dieser Zeit und ein Arterienvolumenänderungssignal (eine Wechselstromkomponente des Volumenpulswellensignals) PGac nachgewiesen. Diese Signale werden von der Arterienvolumennachweisschaltung 74 nachgewiesen. Das heißt, die Arterienvolumennachweisschaltung 74 verfügt über eine nicht gezeigte Hochpassfilterschaltung.
Wenn im Betrieb das Volumenpulssignal, das die Änderung des Arterienvolumens angibt, von dem Arterienvolumensensor 70 eingegeben wird, wird das eingegebene Signal von der Hochpassfilterschaltung in die auszugebenden Signale, das Arterienvolumensignal PGdc der Gleichstromkomponente des Volumenpulswellensignals und das Arterienvolumenänderungssignal PGac der Wechselstromkomponente aufgespaltet. Wenn zum Beispiel eine Filterkonstante 1 Hz beträgt, wird das Signal mit 1 Hz oder darunter als Gleichstromkomponente abgeleitet, und das Signal mit über 1 Hz wird als Wechselstromkomponente abgeleitet. Der Regelungssollwertdetektor 102 gibt das Arterienvolumensignal PGdc und das Arterienvolumenänderungssignal PGac ein.
Der Regelungssollwertdetektor 102 bestimmt, ob ein Pegel des derzeit nachgewiesenen Arterienvolumenänderungssignals maximal ist, und ein Pegelwert des Arterienvolumensignals PGac, ein Wert des Arterienvolumensignals PGdc und der zu dieser Zeit nachgewiesene Manschettendruck werden miteinander assoziiert und in einem vorbestimmten Speicherbereich gespeichert. Diese Operation wird wiederholt, bis der Manschettendruck einen vorbestimmten Druck erreicht. Dieser vorbestimmte Druck wird von einem Manschettendruckdatum PC1 vorgegeben, das aus dem Flashspeicher 43 eingelesen wird (z. B. 200 mmHg).
Das mit dem Maximalwert der Werte des Arterienvolumenänderungssignals PGac assoziierte Arterienvolumensignal PGdc, das in dem vorbestimmten Speicherbereich gespeichert wird, wenn nachgewiesen wird, dass der Manschettendruck den vorbestimmten Druck erreicht hat, wird als Regelungssollwert bestimmt, und der damit assoziierte Manschettendruck wird als anfänglicher Manschettendruck bei der Regelung bestimmt. Dies ermöglicht den Nachweis des Regelungssollwerts und des anfänglichen Manschettendrucks.
Der vorstehend beschriebene Nachweis des Regelungssollwerts und des anfänglichen Manschettendrucks wird anhand von 8 und 9 im Einzelnen beschrieben.
8 ist ein Ablaufdiagramm, das das Nachweisen des Regelungssollwerts und des anfänglichen Manschettendrucks bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 9 ist ein Schaubild, das dazu dient, die Blutdruckmessung der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zu erläutern. Im oberen Teil von 9 ist ein von dem Drucksensor 32 nachgewiesenes Manschettendrucksignal Pc über einer von dem Zeitgeber 45 gemessenen Zeitachse aufgetragen. Im mittleren und unteren Teil von 9 sind das Arterienvolumenänderungssignal PGac und das Arterienvolumensignal PGdc über derselben Zeitachse aufgetragen.
Es wird auf 8 Bezug genommen. Der Regelungssollwertdetektor 102 initialisiert den Maximalwert des Arterienvolumenänderungssignals PGac und den Manschettendruckwert, die in dem vorbestimmten Bereich der Speichereinheit 42 gespeichert sind (Schritt S102). Nachfolgend wird der Maximalwert des Arterienvolumenänderungssignals PGac nach Bedarf aktualisiert; bis zur endgültigen Bestimmung des Maximalwerts wird der Wert als „vorläufiger Volumenmaximalwert” bezeichnet.
Als Nächstes wird die Pumpentreiberschaltung 53 angesteuert, um den Manschettendruck zu erhöhen (Schritt S104).
In dem Stadium, in dem der Manschettendruck erhöht wird, weist der Regelungssollwertdetektor 102 auf der Grundlage des von der Arterienvolumennachweisschaltung 74 eingegebenen Volumenpulswellensignals das Arterienvolumensignal PGdc und das Arterienvolumenänderungssignal PGac nach (Schritt S106).
Der Regelungssollwertdetektor 102 bestimmt, ob der Wert des Arterienvolumenänderungssignals PGac nicht kleiner als der in der Speichereinheit 42 gespeicherte vorläufige Volumenmaximalwert ist (Schritt S108). Wenn bestimmt wird, dass der Wert des Arterienvolumenänderungssignals PGac nicht kleiner als der vorläufige Volumenmaximalwert ist (JA in Schritt S108), wird mit Schritt S110 fortgefahren. Wenn andererseits bestimmt wird, dass das Arterienvolumenänderungssignal PGac niedriger als der vorläufige Volumenmaximalwert ist (NEIN in Schritt S108), wird mit Schritt S112 fortgefahren.
In Schritt S110 aktualisiert der Regelungssollwertdetektor 102 den vorläufigen Volumenmaximalwert und zeichnet in überschreibender Weise den Manschettendruck zu diesem Zeitpunkt auf. Am Ende dieser Verarbeitung wird mit Schritt S112 fortgefahren.
In Schritt S112 bestimmt der Regelungssollwertdetektor 102, ob der nachgewiesene Manschettendruck Pc den Manschettendruck mit dem vorbestimmten Wert PC1 oder höher angibt. Wenn bestimmt wird, dass der Manschettendruck Pc den Manschettendruck nicht mit dem vorbestimmten Wert PC1 oder höher angibt (NEIN in Schritt S112), wird mit Schritt S104 fortgefahren. Wenn andererseits bestimmt wird, dass der Manschettendruck Pc den Manschettendruck mit dem vorbestimmten Wert PC1 oder höher angibt (JA in Schritt S112), wird mit Schritt S114 fortgefahren.
In Schritt S114 bestimmt der Regelungssollwertdetektor 102 den zuletzt in Schritt S110 aufgezeichneten vorläufigen Volumenmaximalwert zum Maximalwert, und der Wert des Manschettendrucks Pc, der zu einer Zeit T0 nachgewiesen wurde, an der der Maximalwert nachgewiesen wurde, wird zum anfänglichen Manschettendruck (in 9 mit „MBP” gekennzeichnet) bestimmt. Der Regelungssollwertdetektor 102 bestimmt ferner den assoziiert mit dem Arterienvolumenänderungssignal PGac zur Zeit T0 gespeicherten Wert des Arterienvolumensignals PGdc zum Regelungssollwert V0.
Wenn die Verarbeitung in Schritt S114 endet, erfolgt die Rückkehr zur Hauptroutine.
Es wird wieder auf 7 Bezug genommen. Wenn das soeben beschriebene Nachweisen des Regelungssollwerts und des anfänglichen Manschettendrucks endet, steuert die Manschettendruckeinstelleinheit 104 die Ventiltreibersteuerung 54 und stellt den Manschettendruck Pc auf den anfänglichen Manschettendruck ein (Schritt S10). Es wird auf 9 Bezug genommen. Die Manschettendruckeinstelleinheit 104 stoppt die Ventiltreiberschaltung 54 zu einer Zeit T1, an der der Manschettendruck Pc auf den anfänglichen Manschettendruck eingestellt ist.
Sobald der Manschettendruck auf diese Weise auf den anfänglichen Manschettendruck eingestellt worden ist, wird eine von dem Arterienvolumenänderungssignal PGac gezeigte Amplitude maximal.
Nachdem der Manschettendruck auf den anfänglichen Manschettendruck eingestellt worden ist, erfolgt das Festlegen der Verstärkung (Schritt S26), bis eine optimale Verstärkung für die Servoregelung festgelegt worden ist (NEIN in Schritt S12). Der Nachweis, ob in Schritt S12 die optimale Verstärkung festgelegt worden ist oder nicht, erfolgt gemäß dem Wert des Flags FL. Im Speziellen wird bei einem Wert des Flags FL von 1 nachgewiesen, dass die optimale Verstärkung festgelegt worden ist (JA in Schritt S12); andernfalls (NEIN in Schritt S12) wird nachgewiesen, dass die optimale Verstärkung noch nicht nachgewiesen worden ist, und die Verarbeitung geht zum Festlegen der optimalen Verstärkung durch die Verstärkungsfestlegungseinheit 109 über (Schritt S26). Eine Prozedur zum Festlegen der Verstärkung durch die Verstärkungsfestlegungseinheit 109 wird später beschrieben.
Wenn von der Verstärkungsentscheidungseinheit 109 (JA in Schritt S12) die optimale Verstärkung festgelegt worden ist, erfolgt die Arterienvolumen-Konstantregelung mittels Servoregelung durch die Servoregeleinheit 106 unter Verwendung der festgelegten Verstärkung (Schritt S14). Im Speziellen erhält die Servoregeleinheit 106 das Arterienvolumensignal PGdc und das Arterienvolumenänderungssignal PGac von der Arterienvolumennachweisschaltung 74 eingegeben und gibt die Steuersignale an die Pumpentreiberschaltung 53 und die Ventiltreiberschaltung 54 aus, um die Pumpe 51 und das Ventil 52 zu treiben. Die Pumpe 51 und das Ventil 52 werden dergestalt getrieben, dass die Differenz zwischen dem Pegel des nachgewiesenen Arterienvolumensignals PGdc und dem Regelungssollwert V0 minimal wird.
Die Steuersignale für die Pumpe 51 und das Ventil 52 werden aus einem Wert berechnet, der durch Multiplizieren der Differenz zwischen dem Pegel des Arterienvolumensignals PGdc und dem Regelungssollwert V0 mit der Servoverstärkung erhalten wird. Wenn die Servoverstärkung erhöht wird, intensiviert sich das durch den Manschettendruck angegebene Pulsieren. Das heißt, dass unter Servoverstärkung bei der vorliegenden Ausführungsform ein Koeffizient zum Festlegen einer Intensität des Pulsierens des Manschettendrucks durch die Servoregelung zu verstehen ist.
In dem Beispiel aus 9 ist gezeigt, dass die Arterienvolumen-Konstantregelung (Servoregelung) zu einer Zeit T2 gestartet wird. Das Festlegen der Verstärkung erfolgt zwischen den Zeitpunkten T1 und T2.
Parallel zu der vorstehend beschriebenen Arterienvolumen-Konstantregelung führt die Blutdruckfestlegungseinheit 108 die Blutdruckberechnung und das Felstlegen des Blutdrucks aus (Schritte S16 und S18). Im Speziellen wird der während der Arterienvolumen-Konstantregelung nachgewiesene Manschettendruck Pc als Blutdruck festgelegt (Schritt S18).
Daten über den festgelegten Blutdruck werden in dem Flashspeicher 43 gespeichert (Schritt S20). Wenn die Verarbeitung aus Schritt S20 endet, wird mit Schritt S22 fortgefahren.
Zu dem in 9 gezeigten Zeitpunkt T2 oder später wird die Differenz zwischen dem Arterienvolumen und dem Regelungssollwert V0 durch die Servoregelung mit der festgelegten Verstärkung fast zu null. Mit anderen Worten: Die Arterie wird durch die Servoregeleinheit 106 in unbelastetem Zustand gehalten. Dementsprechend wird der zum Zeitpunkt T2 oder später nachgewiesene Manschettendruck Pc als Blutdruck festgelegt. Das heißt, dass in den einzelnen Pulsen des den Manschettendruck Pc angebenden Signals durch Differenzialverarbeitung der Wellenform des Signals oder dergleichen ein Maximalwert und ein Minimalwert der Amplitude nachgewiesen werden und der nachgewiesene Maximalwert als Äquivalent eines systolischen Blutdrucks und der Minimalwert als Äquivalent eines diastolischen Blutdrucks berechnet werden.
Anschließend bestimmt die Servoregeleinheit 106 in Schritt S22, ob der Stoppschalter 41C bedient (z. B. gedrückt) worden ist oder nicht. Wenn bestimmt wird, dass der Stoppschalter 41C nicht bedient worden ist (NEIN in Schritt S22), wird mit Schritt S12 fortgefahren. Wenn bestimmt wird, dass der Stoppschalter 41C bedient worden ist (JA in Schritt S22), werden die gemessenen Blutdruckdaten in dem Flashspeicher 43 gespeichert und auf der Anzeigeeinheit 40 angezeigt (Schritt S24). Dies erlaubt die Beendigung der Reihe von Blutdruckmessungen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform endet die Blutdruckmessung bei Erfassung der Bedienung des Stoppschalters 41C, sie kann jedoch auch nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit seit Beginn der Arterienvolumen-Konstantregelung enden.
Als Nächstes wird das Festlegen der Verstärkung (Schritt S26) gemäß der vorliegenden ersten Ausführungsform anhand des Ablaufdiagramms aus 10 beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist eine Eigenschaft bekannt, nach der bei Erhöhen der Servoverstärkung mit konstanter Geschwindigkeit die Amplitude des Arterienvolumenänderungssignals PGac zu Beginn stark abfällt, die Abfallgeschwindigkeit jedoch allmählich abnimmt und die Amplitude schließlich gegen einen bestimmten Wert konvergiert. Unter Ausnutzung dieser Eigenschaft wird ein Konvergenzpunkt der Amplitude des Arterienvolumenänderungssignals PGac nachgewiesen, um auf diese Weise die optimale Servoverstärkung zu bestimmen.
Als Erstes erhöht die Servoregeleinheit 106 die Servoverstärkung mit konstanter Geschwindigkeit (Schritt ST3).
Anschließend führt die Servoregeleinheit 106 die Servoregelung mit dieser Servoverstärkung durch (Schritt ST5). Die Verstärkungsfestlegungseinheit 109 weist auf der Grundlage des nachgewiesenen Arterienvolumenänderungssignals PGac den Amplitudenwert in den einzelnen Pulsen nach (Schritt ST7) und berechnet einen Amplitudenreduktionsbetrag ΔPGac (ΔPGac = Amplitudenpegel des Arterienvolumenänderungssignals PGac zuvor – aktueller Amplitudenpegel des Arterienvolumenänderungssignals PGac) (Schritt ST9). In dem internen Speicher der CPU 100 werden für jeden Puls Daten über den berechneten Amplitudenreduktionsbetrag ΔPGac und den Amplitudenpegel des Arterienvolumenänderungssignals PGac gespeichert. Der Amplitudenpegel des Arterienvolumenänderungssignals PGac beispielsweise korrespondiert mit einem Maximalwert, der berechnet wird, indem eine Wellenform des Arterienvolumenänderungssignals PGac in einem Puls extrahiert und einer Differenzialverarbeitung unterzogen wird.
Wenn die Verstärkungsfestlegungseinheit 109 kontinuierlich nachweist, dass der Amplitudenreduktionsbetrag ΔPGac kleiner als eine vorbestimmte Schwelle TH1 wird (NEIN in Schritt ST41), bestimmt sie, dass das Arterienvolumenänderungssignal PGac konvergiert ist und legt den Wert zu diesem Zeitpunkt als Servoverstärkung zur Verwendung bei der Blutdruckberechnung fest (Schritt ST43). Da die festgelegte Servoverstärkung an die Servoregeleinheit 106 gegeben wird, kann diese basierend auf der vorgegebenen Verstärkung die Servoregelung durchführen.
Um anzuweisen, dass die Verstärkung festgelegt worden ist, wird das Flag FL auf 1 eingestellt (Schritt ST45). Die Volumenänderungseliminationsraten-Berechnungseinheit 110 berechnet bei jedem Puls des Arterienvolumenänderungssignals PGac die Volumenänderungseliminationsrate (aktueller Amplitudenpegel des Arterienvolumenänderungssignals PGac/Amplitudenpegel des Arterienvolumenänderungssignals PGac, der nachgewiesen wird, wenn der Manschettendruck auf den anfänglichen Druck eingestellt ist) zu diesem Zeitpunkt und speichert diese in dem Flashspeicher 43 (Schritt ST47). Es wird davon ausgegangen, dass der Amplitudenpegel des Arterienvolumenänderungssignals PGac, das nachgewiesen wird, wenn der Manschettendruck auf den anfänglichen Manschettendruck eingestellt wird, im internen Speicher der CPU 100 gespeichert worden ist.
Als Nächstes liest die Arteriosklerosegrad-Berechnungseinheit 111 aus dem Flashspeicher 43 die zuvor berechnete Volumenänderungseliminationsrate ein, und auf der Grundlage der eingelesenen Volumenänderungseliminationsrate wird anhand von Gleichung 500 der in 1 gezeigten Korrelation der Arteriosklerosegrad (PWV) berechnet (Schritt ST49). Der berechnete Arteriosklerosegrad wird in dem Flashspeicher 43 gespeichert (Schritt ST51).
Die berechnete Volumenänderungseliminationsrate wird als Indikator für den Arteriosklerosegrad auf der Anzeigeeinheit 40 angezeigt. Zu dieser Zeit kann die Volumenänderungseliminationsrate als Indikator für den Arteriesklerosegrad gemeinsam mit den berechneten Blutdruckwerten angezeigt werden, oder sie kann separat von den berechneten Blutdruckwerten auf der Anzeigeeinheit 40 angezeigt werden. Darüber hinaus kann für ein leichteres Verständnis der Beziehung mit dem Arteriosklerosegrad die berechnete Volumenänderungseliminationsrate beispielsweise gemäß der Beziehung oder der in 1 gezeigten Gleichung 500 in den Arteriosklerosegrad (PWV) umgewandelt werden, und der durch die Umwandlung erhaltene Arteriosklerosegrad (PWV) kann angezeigt werden. Außerdem werden in der Speichereinheit 42 im Voraus statistische Daten gespeichert, die auf statistischem Material basieren, in welchem Daten über den Arteriosklerosegrad (PWV) und Daten über das entsprechende mittlere Blutgefäßalter miteinander assoziiert sind, und wenn die statistischen Daten auf der Grundlage des ermittelten Arteriosklerosegrades (PWV) durchsucht werden, lassen sich Daten über das entsprechende mittlere Blutgefäßalter auslesen und auf der Anzeigeeinheit 40 anzeigen.
Die vorstehend beschriebene Prozedur erlaubt es, die Verstärkungsfestlegung (Schritt S26) gemäß der vorliegenden ersten Ausführungsform zu beenden.
Der vorstehende Schwellwert TH1 ist ein Wert, der im Voraus durch Probenahme an einer Anzahl von Patienten festgelegt wird, und beispielsweise kann ein Wert benutzt werden, der 10% des Maximalwerts der Amplitude des Arterienvolumenänderungssignals PGac beträgt.
Auf diese Weise kann bei dem Prozess, in dem die Servoverstärkung von der Servoregeleinheit 106 mit konstanter Geschwindigkeit erhöht wird, nachgewiesen werden, dass der Änderungsbetrag des Arterienvolumens konvergiert, wenn eine Intensität des Pulsierens, das die Arterie der Messstelle synchron mit der Herzrate zeigt, d. h., die Amplitude des Arterienvolumenänderungssignals PGac, gegen die Schwelle TH1 konvergiert.
Nun wird eine Struktur der Messdaten beschrieben, die bei der vorstehend beschriebenen Blutdruckmessung in dem Flashspeicher 43 gespeichert werden.
5 ist ein Diagramm, das eine Datenstruktur der in dem Flashspeicher 43 gespeicherten Messdaten bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Es wird auf 5 Bezug genommen. Der Flashspeicher 43 weist einen Bereich E1, einen Arbeitsbereich E2 und einen Speicherbereich E3 für die Messdaten auf. Im Bereich E1 werden das Manschettendruckdatum PC1 und die Schwelle TH1 gespeichert. Die später beschriebenen Schwellen TH2 und TH3 werden auch im Bereich E1 gespeichert. Auf das Manschettendruckdatum PC1 wird für den Nachweis des Regelungssollwerts und des anfänglichen Manschettendrucks zurückgegriffen.
Im Bereich E3 werden mehrere Messdatenelemente 80 gespeichert. Jedes Messdatenelement 80 weist zum Beispiel ein Feld 81 mit „ID-Informationen” und ein Feld 83 mit Messungsinformationen auf. Im Feld 81 werden die ID-Informationen gespeichert, die zum Zeitpunkt der Blutdruckmessung durch Bedienen des ID-Schalters 41E eingegeben werden. Im Feld 83 werden von dem Zeitgeber 45 gemessene Daten 831 wie Messstartdatum und -zeit, eine Messperiode und dergleichen der Messdaten, Daten 832 über den gemessenen Blutdruck, Daten 833 über die von der Volumenänderungseliminationsraten-Berechnungseinheit 110 berechnete Volumenänderungseliminationsrate sowie von der Arteriosklerosegrad-Berechnungseinheit 110 berechnete Daten 834 über den Arteriosklerosegrad (PWV) miteinander assoziiert gespeichert.
(Zweite Ausführungsform)
In der vorliegenden zweiten Ausführungsform wird eine weitere Verarbeitungsprozedur für das Festlegen der Verstärkung (Schritt S26) durch die Verstärkungsfestlegungseinheit 109 beschrieben. Mit Ausnahme einer anderen Prozedur für das Festlegen der Verstärkung gleichen die Konfiguration und die anderen Funktionen des elektronischen Blutdruckmessers 1 denen der ersten Ausführungsform.
Während bei der vorigen ersten Ausführungsform als Bedingung, anhand derer Konvergenz des Arterienvolumenänderungssignals PGac bestimmt wird, der Amplitudenreduktionsbetrag ΔPGac des Arterienvolumenänderungssignals PGac benutzt wird, kann stattdessen eine Differenz ΔΔPGac der Amplitudenreduktionsbeträge des Arterienvolumenänderungssignals (Differenz der Amplitudenreduktionsbeträge ΔΔPGac = Amplitudenreduktionsbetrag einen Puls zuvor ΔPGac – aktueller Amplitudenreduktionsbetrag ΔPGac) benutzt werden. Nun wird die Verarbeitungsprozedur für das Festlegen der Verstärkung (Schritt S26) gemäß der vorliegenden zweiten Ausführungsform anhand des Ablaufdiagramms aus 11 beschrieben.
Da die Verarbeitung in den Schritten ST3 bis ST9 aus 11 dieselbe ist wie in den Schritten ST3 bis ST9 aus 10, wird die Beschreibung davon nicht wiederholt.
Anschließend berechnet die Verstärkungsfestlegungseinheit 109 die Differenz der Amplitudenredaktionsbeträge ΔΔPGac auf der Grundlage des Amplitudenreduktionsbetrags einen Puls zuvor ΔPGac – dem aktuellen Amplitudenreduktionsbetrag ΔPGac (Schritt ST15). Die Daten über den Amplitudenreduktionsbetrag einen Puls zuvor ΔPGac werden aus dem internen Speicher der CPU 100 ausgelesen.
Wenn anschließend kontinuierlich über mehrere Pulse hinweg nachgewiesen wird, dass die Differenz der Amplitudenreduktionsbeträge ΔΔPGac kleiner als die vorgegebene Schwelle TH2 ist (NEIN in Schritt ST17), bestimmt die Verstärkungsfestlegungseinheit 109, dass die Amplitude des Arterienvolumenänderungssignals PGac gegen den Minimalwert konvergiert ist.
Anschließend wird die Verarbeitung der Schritte ST43 bis ST51 aus 10 entsprechend durchgeführt.
Der Schwellwert TH2 ist hierbei ein Wert, der im Voraus durch Probenahme an einer Anzahl von Patienten festgelegt wird, und beispielsweise kann ein Wert benutzt werden, der 10% des Maximalwerts der Amplitude des Arterienvolumenänderungssignals PGac beträgt.
(Dritte Ausführungsform)
In der vorliegenden dritten Ausführungsform wird eine weitere Verarbeitungsprozedur für das Festlegen der Verstärkung (Schritt S26) durch die Verstärkungsfestlegungseinheit 109 beschrieben. Mit Ausnahme einer anderen Prozedur für das Festlegen der Verstärkung gleichen die Konfiguration und die anderen Funktionen des elektronischen Blutdruckmessers 1 denen der ersten Ausführungsform.
Anstelle der vorstehenden ersten und zweiten Ausführungsform kann die Verarbeitungsprozedur der vorliegenden Ausführungsform benutzt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, weil die Eigenschaft bekannt ist, dass der Regelungsfehler (Differenz zwischen Regelungssollwert und aktuellem Pegel des Arterienvolumensignals PGdc) bei der Servoregelung minimal wird, und indem dieser Eigenschaft Aufmerksamkeit beigemessen wird, ein Punkt nachgewiesen, an dem der Regelungsfehler bei einem Puls der Pulswelle minimal wird, um dadurch die optimale Servoverstärkung festzulegen.
Nun wird die Verarbeitungsprozedur für das Festlegen der Verstärkung (Schritt S26) gemäß der vorliegenden dritten Ausführungsform in Übereinstimmung mit dem Ablaufdiagramm aus 12 beschrieben.
Da die Verarbeitung in den Schritten ST3 bis ST5 aus 12 dieselbe ist wie in den Schritten ST3 bis ST5 aus der 10 wird die Beschreibung dieser Schritte nicht wiederholt.
Die Verstärkungsfestlegungseinheit 109 führt in Schritt ST5 die Servoregelung des Manschettendrucks dergestalt durch, dass die Differenz zwischen dem Pegel des Arterienvolumensignals PGdc und dem Regelungssollwert V0 minimal wird. Anschließend weist die Verstärkungsfestlegungseinheit 109 in jedem während dieser Servoregelung nachgewiesenen Puls der Pulswelle ein Regelungsfehlersignal nach (Schritt ST23).
Das Regelungsfehlersignal Err wird hier als Wert berechnet, der durch Quadrieren der Differenz zwischen dem Regelungssollwert V0 und dem Pegel des Arterienvolumensignals PGdc erhalten wird, oder als Wert, der durch Integrieren eines Absolutwerts der Differenz bei einem Puls der Pulswelle erhalten wird.
Die Verstärkungsfestlegungseinheit 109 berechnet den Wert des Regelungsfehlersignals Err bei den einzelnen Pulsen der Pulswelle, und der berechnete Wert des Regelungsfehlersignals Err und der aktuelle Wert der Servoverstärkung werden miteinander assoziiert in dem internen Speicher der CPU 100 gespeichert. Jedes Mal, wenn er bei einem Puls der Pulswelle berechnet wird, wird der zuvor berechnete Wert des Regelungsfehlersignals Err aus dem Speicher ausgelesen, und der ausgelesene Wert und der diesmal berechnete Wert des Regelungsfehlersignals Err werden miteinander verglichen, um auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses nachzuweisen, ob der Wert des Regelungsfehlersignals Err gestiegen ist. Die vorstehende Operation wird wiederholt, solange nicht nachgewiesen wird, dass der Wert gestiegen ist (NEIN in Schritt ST25).
Da die Servoregeleinheit 106 die PID-Regelung durchführt, sollte der Wert des Regelungsfehlersignals Err gegen einen Minimalwert konvergieren. Dementsprechend legt die Verstärkungsfestlegungseinheit 109 die Servoverstärkung einen Puls zuvor, d. h., den Wert der Servoverstärkung einen Puls zuvor, der aus dem internen Speicher der CPU 100 ausgelesen wird, als den optimalen Wert zu dem Zeitpunkt, an dem der Wert des Regelungsfehlersignals Err konvergiert ist, fest (Schritt ST43), wenn nachgewiesen wird, dass der Wert des Regelungsfehlersignals Err angestiegen ist (JA in Schritt ST25). Anschließend wird die Verarbeitung der Schritte ST45 bis ST51 aus 10 entsprechend durchgeführt.
(Vierte Ausführungsform)
In der vorliegenden vierten Ausführungsform wird eine weitere Verarbeitungsprozedur für das Festlegen der Verstärkung (Schritt S26) durch die Verstärkungsfestlegungseinheit 109 beschrieben. Mit Ausnahme einer anderen Prozedur für das Festlegen der Verstärkung gleichen die Konfiguration und die anderen Funktionen des elektronischen Blutdruckmessers 1 denen der ersten Ausführungsform. Anstelle der vorstehenden ersten bis dritten Ausführungsform kann die Prozedur zum Festlegen der Verstärkung der vorliegenden vierten Ausführungsform benutzt werden.
Gemäß dem in 13 gezeigten Ablaufdiagramm wird ein Verfahren zum Festlegen der Verstärkung gemäß der vorliegenden vierten Ausführungsform beschrieben. Da die Servoregeleinheit 106 hier die Servoverstärkung mit konstanter Geschwindigkeit erhöht, steigt die über den Manschettendruck durch die Servoregelung der Servoregeleinheit 106 nachgewiesene Intensität des Pulsierens (Regelungspulsdruck) zu Beginn stark an, aber der Anstieg lässt allmählich nach, und schließlich konvergiert sie gegen einen bestimmten Wert. Indem dieser Eigenschaft Aufmerksamkeit geschenkt wird, legt die Verstärkungsfestlegungseinheit 109 die optimale Servoverstärkung fest, indem sie den Konvergenzpunkt des Regelungspulsdrucks nachweist.
Es wird auf 13 Bezug genommen. Zunächst wird die Verarbeitung der Schritte ST3 bis ST5 aus 10 entsprechend durchgeführt.
Bei dem Vorgang, in dem die Servoregelung durchgeführt wird, weist die Verstärkungsfestlegungseinheit 109 bei jedem Puls des Manschettendrucks Pc eine Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der Amplitude (als „Regelungspulsdruck” (PPC) bezeichnet) nach und speichert den nachgewiesenen Regelungspulsdruck PPC und den Wert der Servoverstärkung zu diesem Zeitpunkt miteinander assoziiert in dem internen Speicher der CPU 100 (Schritt ST33). Auf der Grundlage des aktuellen nachgewiesenen Regelungspulsdrucks PPC und des einen Puls zuvor nachgewiesenen Regelungspulsdrucks PPC, der aus dem Speicher ausgelesen wird, wird ein Differenzwert ΔPPC berechnet, der eine Differenz zu dem Regelungspulsdruck PPC einen Puls zuvor bezeichnet (Schritt ST35).
Falls die Verstärkungsfestlegungseinheit 109 kontinuierlich nachweist, dass der berechnete Differenzwert ΔPPC kleiner als die Schwelle TH3 wird (NEIN in Schritt ST37), bestimmt sie, dass der Regelungspulsdruck PPC konvergiert ist, und legt den Wert zu diesem Zeitpunkt als Servoverstärkung zur Verwendung bei der Blutdruckberechnung fest (Schritt ST43).
Anschließend wird die Verarbeitung der Schritte ST45 bis ST51 aus 10 entsprechend durchgeführt.
Der Schwellwert TH3 ist ein Wert, der im Voraus durch Probenahme an einer Anzahl von Patienten festgelegt wird, und beispielsweise können 2,5 mmHg (ein Fehler von 5%, wenn der Pulsdruck der zu messenden Person 50 mmHg beträgt) benutzt werden.
Gemäß den jeweiligen Ausführungsformen legt der elektronische Blutdruckmesser 1, der den Blutdruck nach dem Volumenkompensationsverfahren misst, anhand des für das Individuum inhärenten Arterienvolumenänderungssignals PGac den optimalen Wert der Servoverstärkung zum Zeitpunkt der Blutdruckmessung fest. Dies erlaubt den Nachweis der Volumenänderungseliminationsrate als Indikator für den Arteriosklerosegrad mit hoher Genauigkeit.
Die zuvor beschriebenen und hier offenbarten Ausführungsformen sind in jeder Hinsicht veranschaulichend und nicht einschränkend. Der technische Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird von dem Schutzumfang der Ansprüche festgelegt und umfasst Bedeutungen, die zu der Beschreibung des Schutzumfangs der Ansprüche äquivalent sind, sowie alle in den Schutzumfang fallenden Modifikationen.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Die vorliegende Erfindung ist in Vorrichtungen effektiv, die den Blutdruck nach dem Volumenkompensationsverfahren messen.

Claims

Elektronischer Blutdruckmesser (1) zum Messen des Blutdrucks gemäß dem Volumenkompensationsverfahren, mit: einer Manschette (20), die an einer Blutdruckmessstelle befestigt wird, einem Druckdetektor (32) zum Nachweisen eines Manschettendrucks, der einen Druck im Inneren der Manschette darstellt, einem in der Manschette bereitgestellten Volumendetektor (70) zum Nachweisen eines Arterienvolumensignals, welches ein Volumen einer Arterie an der Messstelle angibt, einer Manschettendruckanpassungseinheit (50) zum Anpassen des Manschettendrucks durch Druckerhöhen und Drucksenken, und einer Steuereinheit, welche Folgendes aufweist: eine erste Steuereinheit (104) zum Steuern der Manschettendruckanpassungseinheit und Einstellen des Manschettendrucks auf einen anfänglichen Manschettendruck, der einen bestimmten Druckwert darstellt, eine Servoregeleinheit (106) zum Servoregeln der Manschettendruckanpassungseinheit auf Grundlage des nachgewiesenen Arterienvolumensignals, nach dem Einstellen des Manschettendrucks auf den anfänglichen Manschettendruck derart, dass das Arterienvolumen konstant wird, einen Volumenänderungsdetektor (74) zum Nachweisen eines Änderungsbetrags des Arterienvolumens auf Grundlage des nachgewiesenen Arterienvolumensignals, während das Servoregeln durch die Servoregeleinheit durchgeführt wird, einen Amplitudenverhältnisdetektor (110) zum Nachweisen eines Verhältnisses zwischen einer Amplitude des Arterienvolumensignals, die nachgewiesen wird, wenn der Manschettendruck auf den anfänglichen Manschettendruck eingestellt wird, und einer Amplitude des Arterienvolumensignals, die nachgewiesen wird, wenn der Volumenänderungsdetektor nachweist, dass der Änderungsbetrag des Arterienvolumens minimal ist, und eine Ausgabeeinheit (111) zum Ausgeben des vom Amplitudenverhältnisdetektor nachgewiesenen Amplitudenverhältnisses als Indikator für einen Arteriosklerosegrad.
Elektronischer Blutdruckmesser nach Anspruch 1, wobei die Amplitude des Arterienvolumensignals, die nachgewiesen wird, wenn der Manschettendruck auf den anfänglichen Manschettendruck eingestellt wird, maximal ist, und wobei die Servoregeleinheit zum Servoregeln der Manschettendruckanpassungseinheit: das Arterienvolumen, wenn die maximale Amplitude des Arterienvolumensignals nachgewiesen wird, als Sollwert des Servoregelns bestimmt, und auf der Grundlage eines Unterschieds zwischen dem von dem nachgewiesenen Arterienvolumensignal angegebenen Arterienvolumen und dem Sollwert eine Servoverstärkung dergestalt anpasst, dass der von dem Volumenänderungsdetektor nachgewiesene Änderungsbetrag des Arterienvolumens minimal wird.
Elektronischer Blutdruckmesser nach Anspruch 2, wobei der Amplitudenverhältnisdetektor das Amplitudenverhältnis nachweist, wenn während eines Erhöhens der Servoverstärkung mit konstanter Geschwindigkeit durch die Servoregeleinheit der von dem Volumenänderungsdetektor nachgewiesene Änderungsbetrag des Arterienvolumens konvergiert.
Elektronischer Blutdruckmesser nach Anspruch 1, der ferner eine Blutdruckmesseinheit (108) zum kontinuierlichen Messen des Blutdrucks während des Servoregelns durch die Servoregeleinheit aufweist, wobei: die Blutdruckmesseinheit eine Festlegungseinheit zum Empfangen eines Nachweissignals vom Druckdetektor und zum Festlegen eines dem Nachweissignal entsprechenden Manschettendrucks als Blutdruck aufweist, und der von der Festlegungseinheit festgelegte Blutdruck von der Blutdruckmesseinheit ausgegeben wird, wenn der Volumenänderungsdetektor nachweist, dass der Änderungsbetrag des Arterienvolumens minimal ist.
Elektronischer Blutdruckmesser nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit auf der Grundlage des von dem Amplitudenverhältnisdetektor nachgewiesenen Amplitudenverhältnisses einen Arteriosklerosegrad der Arterie an der Messstelle nachweist, gemäß einer Korrelation zwischen dem Amplitudenverhältnis und dem Arteriosklerosegrad.
Elektronischer Blutdruckmesser nach Anspruch 3, wobei nachgewiesen wird, dass der Änderungsbetrag des Arterienvolumens konvergiert, wenn nachgewiesen wird, dass der von dem Volumenänderungsdetektor nachgewiesene Änderungsbetrag des Volumens der Arterie kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
Elektronischer Blutdruckmesser nach Anspruch 3, wobei bei jedem Puls einer Pulswelle des nachgewiesenen Arterienvolumensignals eine Differenz zwischen dem Änderungsbetrag des Arterienvolumens bei einem Puls und dem Änderungsbetrag des Arterienvolumens einen Puls zuvor nachgewiesen wird, und nachgewiesen wird, dass der Änderungsbetrag des Arterienvolumens konvergiert, wenn kontinuierlich über mehrere Pulse hinweg nachgewiesen wird, dass die nachgewiesene Differenz kleiner oder gleich einem vorbestimmten Wert ist.
Elektronischer Blutdruckmesser nach Anspruch 3, wobei nachgewiesen wird, dass der Änderungsbetrag des Arterienvolumens konvergiert, wenn während des Erhöhens der Servoverstärkung mit konstanter Geschwindigkeit durch die Servoregeleinheit ein Regelfehler bei einem Puls der Pulswelle minimal wird, und der Regelfehler eine Differenz zwischen dem von dem nachgewiesenen Arterienvolumensignal nachgewiesenen Arterienvolumen und dem Sollwert angibt.
Elektronischer Blutdruckmesser nach Anspruch 3, wobei nachgewiesen wird, dass der Änderungsbetrag des Arterienvolumens konvergiert, wenn während des Erhöhens der Servoverstärkung mit konstanter Geschwindigkeit durch die Servoregeleinheit eine Intensität eines infolge des Servoregeln vom Manschettendruck aufgewiesenen Pulsierens konvergiert.