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Technischer Bereich
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Blutdruckinformation-Messeinrichtung und ein Steuerverfahren für die Blutdruckinformation-Messeinrichtung, und spezieller ausgedrückt bezieht sie sich auf eine Blutdruckinformation-Messeinrichtung, welche eine Manschette benutzt, und ein Steuerverfahren für die Blutdruckinformation-Messeinrichtung.
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Hintergrund des Standes der Technik
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Wie in
JP 2004-113593A (hier nachfolgend als Patentliteratur 1 bezeichnet) veröffentlicht, gibt es eine Technologie des Messens einer Pulswelle auf der Herzseite, während die distale Seite ohne Gefäßversorgung ist, wobei dadurch eine Ausstoßwelle, welche von dem Herzen ausgestoßen wird, und eine Reflexionswelle, welche von der Iliac-Arterienabzweigung und einem sklerotischen Ort in einer Arterie reflektiert wird, getrennt wird und ein Arteriosklerose-Index basierend auf der Amplitudendifferenz, dem Amplitudenverhältnis, der Zeitdifferenz des Auftretens oder Ähnlichem zwischen diesen Wellen berechnet und bestimmt wird.
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Mit Bezug auf die Nicht-Gefäßversorgung auf der distalen Seite werden in
JP 2004-195071A (hier nachfolgend als Patentliteratur 2 bezeichnet),
JP 2003-204945A (hier nachfolgend als Patentliteratur 3 bezeichnet) und
JP 2007-522857T (hier nachfolgend als Patentliteratur 4 bezeichnet) Technologien veröffentlicht, für das präzise Detektieren eines charakteristischen Punktes der Ausstoßwelle und eines charakteristischen Punktes der Reflexionswelle durch Komprimieren mit einem höheren Druck als dem systolischen Blutdruck. Der Anmelder der vorliegenden Erfindung veröffentlicht auch in
JP 2009-119067A (hier nachfolgend als Patentliteratur 5 bezeichnet) eine Technologie, welche das Berechnen eines präzisen Arteriosklerose-Index ermöglicht, indem eine scharfe Pulswelle in einem Zustand gemessen wird, in welchem die distale Seite mit zwei Manschetten ohne Gefäßversorgung ist, wobei eine für die distale Seite und eine für die proximale Seite ist.
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Bei den Technologien, welche in der Patentliteratur 1 und Ähnlichem veröffentlicht ist, wird ein Messort einer Person bzw. eines Probanden über die Haut komprimiert, wobei ein Luftbalg, genannt eine Manschette, genutzt wird, wodurch eine Arterie an dem Messort komprimiert wird. Entsprechend zu diesen Technologien wird die Arterie durch Drücken der Manschette gegen den Messort des Probanden mit einer konstanten Druckkraft komprimiert. Beispielsweise wird in Patentliteratur 4 veröffentlicht, dass diese konstante Druckkraft +35 mmHg ist, was ein systolischer Blutdruckwert eines Probanden ist.
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Zitatliste
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Patentliteratur
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- Patentliteratur 1: JP 2004-113593A
- Patentliteratur 2: JP 2004-195071A
- Patentliteratur 3: JP 2003-204945A
- Patentliteratur 4: JP 2007-522857T
- Patentliteratur 5: JP 2009-119067A
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Zusammenfassung der Erfindung
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Technisches Problem
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Jedoch variiert die Geschwindigkeit, bei welcher der Manschettendruck zu der Arterie übertragen wird, abhängig von physikalischen Charakteristika des Probanden, wie z. B. dem Betrag an Muskeln, dem Betrag an Fett und der Tiefe der Arterie. Aus diesem Grund, sogar wenn die Manschette mit einer konstanten Druckkraft gegen den Messort des Probanden gedrückt wird, gibt es Fälle, in welchen der Manschettendruck auf die Arterie bei einer geringeren Geschwindigkeit als erwartet übertragen wird, abhängig von den physikalischen Charakteristika des Probanden. In derartigen Fällen ist die Komprimierung nicht ausreichend, und ein Problem, dass eine präzise Pulswellenmessung nicht durchgeführt werden kann, und andere Probleme treten auf.
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Alternativ gibt es Fälle, in welchen der Manschettendruck mit einer höheren Geschwindigkeit auf die Arterie übertragen wird, als abhängig von den physikalischen Charakteristika des Probanden erwartet wird. In derartigen Fällen wird die Messzeit verlängert, und ein Problem, dass die Belastung für den Probanden zunimmt, und andere Probleme treten auf.
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Die vorliegende Erfindung wurde in Hinsicht auf derartige Probleme erreicht, und eine Aufgabe davon ist es, eine Blutdruckinformation-Messeinrichtung, welche in der Lage ist, genau die Blutdruckinformation zu messen, und ein Steuerverfahren für die Blutdruckinformation-Messeinrichtung bereitzustellen.
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Lösung des Problems
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Um die oben beschriebene Aufgabe zu erreichen, entsprechend einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, ist die Blutdruckinformation-Messeinrichtung eine Blutdruckinformation-Messeinrichtung für das Messen von Blutdruckinformation eines Probanden und beinhaltet einen ersten Fluidbalg, einen zweiten Fluidbalg, eine Koppeleinheit für das Schalten zwischen einem gekoppelten Zustand, in welchem der erste Fluidbalg und der zweite Fluidbalg miteinander gekoppelt sind, so dass Kommunikation eines Fluids innerhalb des Fluidbalges gestattet wird, und einem ungekoppelten Zustand, in welchem der gekoppelte Zustand der Fluidbälge freigegeben ist, so dass die Kommunikation des Fluids nicht gestattet ist, eine Einstelleinheit für das Einstellen interner Drücke des ersten Fluidbalges und des zweiten Fluidbalges, einen Drucksensor für das Messen der inneren Drücke des ersten Fluidbalges und des zweiten Fluidbalges und eine Berechnungseinheit für das Berechnen der Blutdruckinformation, basierend auf einer Veränderung in dem inneren Druck jedes des ersten Fluidbalges und des zweiten Fluidbalges, welche an dem Messort befestigt sind. Die Berechnungseinheit führt die Berechnung für das Bestimmen eines Zustands ohne Gefäßversorgung auf einer distalen Seite des Messortes aus, basierend auf einer Änderung in dem inneren Druck des wenigstens einen des ersten Fluidbalges und des zweiten Fluidbalges während eines Prozesses, durch welchen der erste Fluidbalg und der zweite Fluidbalg zueinander gekoppelt sind und mit Druck versorgt werden, wobei der erste Fluidbalg an einer proximalen Seite des Messortes befestigt ist und der zweite Fluidbalg an der distalen Seite des Messortes befestigt ist, und eine Berechnung für das Berechnen eines Indexes für das Bestimmen der Arteriosklerose als der Blutdruckinformation, basierend auf einer Änderung in dem inneren Druck des ersten Fluidbalges, wenn der erste Fluidbalg und der zweite Fluidbalg entkoppelt sind, nachdem bestimmt ist, dass die distale Seite des Messortes in dem Zustand ohne Gefäßversorgung ist und die Einstelleinheit den inneren Druck des zweiten Fluidbalges bei einem Innendruck aufrechterhält, bei welchem bestimmt ist, dass die distale Seite des Messortes in einem Zustand ohne Gefäßversorgung ist, wobei der erste Fluidbalg an der proximalen Seite des Messortes befestigt ist und der zweite Fluidbalg an der distalen Seite des Messortes befestigt ist.
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Vorzugsweise führt die Berechnungseinheit eine Berechnung für das Berechnen eines Indexes aus, für den Gebrauch in der Berechnung für das Bestimmen des Zustands ohne Gefäßversorgung, basierend auf der Änderung in dem inneren Druck des wenigstens einen der Fluidbälge während des Vorgangs des Druckaufbaus, wobei der erste Fluidbalg an der proximalen Seite des Messortes befestigt ist und der zweite Fluidbalg an der distalen Seite des Messortes befestigt ist, und die Berechnungseinheit bestimmt, dass die Nichtversorgung der Gefäße auf der distalen Seite des Messortes vollendet ist, durch das Detektieren, dass der Index während des Prozesses des Druckaufbaus konvergiert ist.
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Mehr vorzuziehen ist, dass der Index wenigstens einer von einer Pulswellenamplitude, eines AI-(Augmentationsindex-)Wertes, welcher ein Verhältnis zwischen einer Amplitude einer Ausstoßwelle und einer Amplitude einer Reflexionswelle ist, und eines TR-(Reflexionszeit-)Wertes ist, welcher das Auftreten einer Zeitdifferenz zwischen der Ausstoßwelle und der Reflexionswelle ist.
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Entsprechend einem weiteren anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Steuerverfahren einer Blutdruckinformation-Messeinrichtung ein Steuerverfahren einer Blutdruckinformation-Messeinrichtung für das Messen der Blutdruckinformation eines Probanden, wobei die Blutdruckinformation-Messeinrichtung benutzt wird. Die Blutdruckinformation-Messeinrichtung beinhaltet: einen ersten Fluidbalg, einen zweiten Fluidbalg und eine Koppeleinheit für das Schalten zwischen einem gekoppelten Zustand, in welchem der erste Fluidbalg und der zweite Fluidbalg zueinander gekoppelt sind, so dass Kommunikation eines Fluides innerhalb der Fluidbälge gestattet wird, und einem nicht gekoppelten Zustand, in welchem der gekoppelte Zustand der Fluidbälge freigegeben ist, so dass die Kommunikation des Fluids nicht gestattet ist. Das Steuerverfahren der Blutdruckinformation-Messeinrichtung beinhaltet die Schritte des Koppelns und des Druckaufbauens des ersten Fluidbalges und des zweiten Fluidbalges, wobei der erste Fluidbalg an einer proximalen Seite eines Messortes befestigt ist und der zweite Fluidbalg an einer distalen Seite des Messortes befestigt ist; Bestimmen eines Zustands der Nicht-Gefäßversorgung auf der distalen Seite des Messortes, basierend auf einer Änderung in einem inneren Druck eines wenigstens einen des ersten Fluidbalges und des zweiten Fluidbalges während des Druckaufbauschrittes; Entkoppeln des ersten Fluidbalges und des zweiten Fluidbalges, nachdem bei einem Schritt des Bestimmens des Zustands ohne Gefäßversorgung bestimmt ist, dass die distale Seite des Messortes in dem Zustand ohne Gefäßversorgung ist, und Aufrechterhalten des inneren Druckes des zweiten Fluidbalges bei einem inneren Druck, bei welchem bestimmt ist, dass die distale Seite des Messortes in dem Zustand ohne Gefäßversorgung ist; und Berechnen eines Indexes für das Bestimmen der Arteriosklerose als der Blutdruckinformation, basierend auf einer Änderung in dem inneren Druck des ersten Fluidbalges während des Schrittes des Aufrechterhaltens.
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Vorzugsweise beinhaltet das Steuerverfahren der Blutdruckinformation-Messeinrichtung ferner den Schritt des Berechnens eines Indexes für das Gebrauchen bei dem Schritt des Bestimmens des Zustands ohne Gefäßversorgung, basierend auf der Änderung in dem inneren Druck des wenigstens einen der Fluidbälge während des Druckaufbauschrittes, wobei bei dem Schritt des Bestimmens des Zustands ohne Gefäßversorgung bestimmt wird, dass die Nicht-Gefäßversorgung auf der distalen Seite des Messortes vollendet ist, indem detektiert wird, dass der Index während des Druckaufbauschrittes konvergiert ist.
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Mehr bevorzugt ist der Index wenigstens eine von einer Pulswellenamplitude, eines AI-(Augmentationsindex-)Wertes, welcher ein Verhältnis zwischen einer Amplitude einer Ausstoßwelle und einer Amplitude einer Reflexionswelle ist, und eines TR-(Reflexionszeit-)Wertes, welcher eine Zeitdifferenz des Auftretens zwischen der Ausstoßwelle und der Reflexionswelle ist.
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Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
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Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird die Manschette gegen den Messort mit einer optimalen Druckkraft gedrückt, ungeachtet der physikalischen Charakteristika des Probanden. Entsprechend ist es möglich, die Blutdruckinformation genau zu messen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein spezielles Beispiel einer externen Konfiguration einer Messeinrichtung entsprechend einer Ausführungsform zeigt.
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2A ist eine schematische Querschnittsansicht, welche eine Messposition während der Messung der Blutdruckinformation zeigt, wobei die Messeinrichtung benutzt wird.
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2B ist ein Diagramm, welches die Konfiguration an einem Armband zeigt.
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3 ist ein Blockdiagramm, welches die Konfiguration der Messeinrichtung zeigt.
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4A ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Pulswelle zeigt, welche detektiert wird, wenn eine Druckkraft auf die distale Seite eines Messortes verändert worden ist.
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4B ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Pulswelle zeigt, welche detektiert wird, wenn die Druckkraft auf die distale Seite des Messortes verändert worden ist.
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4C ist ein Diagramm, welches ein Beispiel einer Pulswelle zeigt, welche detektiert wird, wenn die Druckkraft auf die distale Seite des Messortes verändert worden ist.
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5A ist ein Diagramm, welches Veränderungen in einer Pulswellenamplitude zeigt, welche von der detektierten Pulswelle erhalten wird, wenn die Druckkraft auf die distale Seite des Messortes verändert worden ist.
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5B ist ein Diagramm, welches Veränderungen in einem AI-(Augmentationsindex: Pulswelle-Augmentationsindex-)Wert zeigt, welcher aus der detektierten Pulswelle erhalten wird, wenn die Druckkraft auf die distale Seite des Messortes verändert worden ist.
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5C ist ein Diagramm, welches Veränderungen in einem TR-(Reflexionszeit: Zeitdifferenz des Auftretens-)Wert zeigt, welcher von der detektierten Pulswelle erhalten wird, wenn die Druckkraft auf die distale Seite des Messortes verändert worden ist.
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6 ist ein Ablaufdiagramm, welches einen Messbetrieb bzw. -vorgang der Messeinrichtung darstellt.
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7 ist ein Ablaufdiagramm, welches die Bearbeitung für das Bestimmen eines Zustands der Nicht-Gefäßversorgung auf der distalen Seite darstellt.
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8 ist ein Diagramm, welches Veränderungen in dem inneren Druck der Fluidbälge während des Messbetriebes der Messeinrichtung darstellt.
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9 ist ein Diagramm, um das Drücken der Fluidbälge gegen den Messort zu erklären.
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Beschreibung der Ausführungsformen
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. In der folgenden Beschreibung werden identische Teile und Aufbauelemente mit identischen Bezugsziffern bezeichnet. Dies wird auch auf Namen und Funktionen dieser Teile und Aufbauelemente angewendet.
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Mit Bezug auf 1 beinhaltet eine Blutdruckinformation-Messeinrichtung (hier nachfolgend als die Messeinrichtung bezeichnet) 1 eine Ausführungsform: ein Grundhauptteil 2 und ein Armband 9, welches an dem Hauptgrundteil 2 angeschlossen ist und welches an einem Oberarm, welcher als ein Messort dient, befestigt ist, und diese sind miteinander über einen Luftschlauch 8 angeschlossen. Eine Anzeigeeinheit 4 für das Anzeigen verschiedener Arten von Information, wobei das Messergebnis beinhaltet ist, und eine Bedieneinheit 3, welche bedient wird, um verschiedene Instruktionen an die Messeinrichtung 1 zu geben, sind auf der vorderen Seite des Hauptgrundteils 2 angeordnet. Die Bedieneinheit 3 beinhaltet einen Schalter 31, welcher bedient wird, um ein Netzgerät ein- und auszuschalten, und einen Schalter 32, welcher bedient wird, um eine Instruktion zu geben, um die Messung zu starten.
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Um eine Pulswelle zu messen, wobei die oben beschriebene Messeinrichtung 1 benutzt wird, wie in 2A gezeigt wird, wird das Armband 9 um den Oberarm 100, welcher als der Messort dient, gewickelt. In diesem Zustand wird der Schalter 32 gedrückt, und damit wird die Messung gestartet.
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Die Blutdruckinformation beinhaltet Information, wie z. B. einen Blutdruckwert, eine Pulswelle-Wellenform und eine Anzahl der Herzschläge, ebenso wie Information, welche daraus berechnet wird, wie z. B. ein systolischer Blutdruckwert, ein diastolischer Blutdruckwert, eine Pulsanzahl, eine Pulswellenamplitude, ein AI-(Augmentationsindex: Pulswelle-Augmentationsindex-)Wert und einen TR-(Reflexionszeit: Zeitdifferenz des Auftretens-)Wert.
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Mit Bezug auf 2A enthält das Armband 9 einen Luftbalg 13A und einen Luftbalg 13B. Wenn das Armband 9 um den Oberarm 100, welcher als der Messort dient, gewickelt wird, bedeckt der Luftbalg 13A den gesamten Messort, und der Luftbalg 13B ist auf der proximalen Seite und zwischen dem Luftbalg 13A und dem Oberarm 100 platziert. Vorzugsweise wird ein Vibrations- bzw. Schwingungs-Isolierglied, wie z. B. eine Urethanfolie, für das Unterdrücken der Übertragung von Vibrationen zwischen dem Luftbalg 13A und dem Luftbalg 13B bereitgestellt.
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Mit Bezug auf 2B besitzen der Luftbalg 13A und der Luftbalg 13B im Wesentlichen die gleiche Länge in einer longitudinalen Richtung des Armbandes 9 und besitzen wenigstens eine Länge größer als oder gleich der Umfangslänge des Oberarmes 100. Das Verhältnis der Länge des Luftbalges 13A in einer Breitenrichtung des Armbandes 9 zu dem des Luftbalges 13B ist ungefähr 5:1. Vorzugsweise besitzt der Luftbalg 13A die gleiche Abmessung wie die Abmessung der ursprünglichen Luftbälge vor dem Gebrauch in der Blutdruckmessung, und der Luftbalg 13B besitzt eine Abmessung von 20 mm × 220 mm.
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Mit Bezug auf 3 beinhaltet das Hauptgrundteil 2 der Messeinrichtung 1 einen Drucksensor 23A, eine Pumpe 21 und ein Auslassventil 22, welche an den Luftbalg 13A über den Luftschlauch 8 gekoppelt sind, und einen Drucksensor 23B, welcher an den Luftbalg 13B über den Luftschlauch 8 gekoppelt ist. Der Drucksensor 23A, die Pumpe 21 und das Auslassventil 22 sind an den Drucksensor 23B über den Luftschlauch 8 mit einem Zwei-Anschluss-Verbindungsventil 51, welches dazwischen liegt, gekoppelt.
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Das Zwei-Anschluss-Verbindungsventil 51 ist an die Treiberschaltung 53 angeschlossen. Die Drucksensoren 23A und 23B sind an Verstärker 28A und 28B angeschlossen, und die Verstärker 28A und 28B sind außerdem an A/D-Wandler 29A und 29B angeschlossen. Die Pumpe 21 ist an eine Treiberschaltung 26 angeschlossen, und das Auslassventil 22 ist an eine Treiberschaltung 27 angeschlossen.
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Die Treiberschaltung 26, die Treiberschaltung 27, die A/D-Wandler 29A und 29B und die Treiberschaltung 53 sind an eine CPU (Zentrale Verarbeitungseinheit) 40 angeschlossen, um eine Gesamtsteuerung der Messeinrichtung 1 durchzuführen. Außerdem sind die Anzeigeeinheit 4, die Bedieneinheit 3 und ein Speicher 5 an die CPU 40 angeschlossen.
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Der Speicher 5 speichert ein Steuerprogramm und Ähnliches, welches durch die CPU 40 ausgeführt wird. Außerdem dient der Speicher 5 auch als eine Arbeitsfläche für die CPU 40, um ein Programm auszuführen.
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Die CPU 40 führt ein vorher festgelegtes Programm aus, welches in dem Speicher 5 gespeichert ist, basierend auf einem Bediensignal, welches von der Bedieneinheit 3 eingegeben ist, und gibt Steuersignale an die Treiberschaltung 26, die Treiberschaltung 27 und die Treiberschaltung 53 aus. Die Treiberschaltung 26, die Treiberschaltung 27 und die Treiberschaltung 53 treiben jeweils die Pumpe 21, das Auslassventil 22 und das Zwei-Anschluss-Verbindungsventil 51 entsprechend zu den Steuersignalen.
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Das Treiben der Pumpe 21 wird durch die Treiberschaltung 26 entsprechend zu dem Steuersignal von der CPU 40 gesteuert, um Luft in den Luftbalg 13A und/oder den Luftbalg 13B zu injizieren. Das Öffnen/Schließen des Auslassventils 22 wird durch die Treiberschaltung 27 entsprechend zu dem Steuersignal von der CPU 40 gesteuert, um Luft in den Luftbalg 13A und/oder den Luftbalg 13B auszulassen.
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Das Zwei-Anschluss-Verbindungsventil 51 besitzt zwei Ventile, d. h. ein Ventil auf der Seite, welche an den Luftbalg 13A über den Drucksensor 23A, die Pumpe 12 und das Auslassventil 22, welche dazwischen angeordnet ist, gekoppelt ist, und ein Ventil auf der Seite, welche an den Luftbalg 13B mit dem Drucksensor 23B, welcher dazwischen liegt, gekoppelt ist, und das Öffnen/Schließen jedes Ventils wird durch die Treiberschaltung 53 entsprechend zu dem Steuersignal von der CPU 40 gesteuert. Wenn beide Ventile geöffnet werden, sind der Luftbalg 13A und der Luftbalg 13B miteinander durch den Luftschlauch 8 gekoppelt und bilden einen einzelnen Raum. Wenn eines der Ventile geschlossen ist, bilden der Luftbalg 13A und der Luftbalg 13B jeweils einen unabhängigen Raum.
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Die Drucksensoren 23A und 23B sind Kapazitäts-Drucksensoren, und die Kapazitätswerte dieser ändern sich, wenn die inneren Drücke der Luftbälge 13A und 13B sich ändern. Oszillationsfrequenzsignale entsprechend der Kapazitätswerte der Drucksensoren 23A und 23B werden auf vorher festgelegten Frequenzen in den Verstärkern 28A und 28B verstärkt, in digitale Form durch die A/D-Wandler 29A und 29B gewandelt und dann an die CPU 40 eingegeben.
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Die CPU 40 führt vorher festgelegtes Verarbeiten aus, basierend auf Veränderungen im inneren Druck der Luftbälge 13A und 13B, welche aus den Drucksensoren 23A und 23B erhalten wurden, und gibt die oben beschriebenen Steuersignale an die Treiberschaltung 26, die Treiberschaltung 27 und die Treiberschaltung 53 entsprechend zu dem Ergebnis der Bearbeitung aus. Darüber hinaus berechnet die CPU 40 die Blutdruckinformation, wie z. B. den Blutdruckwert und den Puls, basierend auf den Änderungen im Innendruck der Luftbälge 13A und 13B, welche aus den Drucksensoren 23a und 23B erhalten wurden, führt das Bearbeiten für das Anzeigen des Messergebnisses auf der Anzeigeeinheit 4 durch und gibt Daten, welche anzuzeigen sind, und ein Steuersignal an die Anzeigeeinheit 4 aus. Darüber hinaus führt die CPU 40 die Bearbeitung für das Speichern der Blutdruckinformation in dem Speicher 5 aus.
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Die Messeinrichtung 1 detektiert eine Pulswelle durch das Extrahieren einer Vibrationskomponente, welche durch eine Änderung in dem Volumen einer Arterie auftritt, welche einer Änderung in dem inneren Druck des Luftbalges 23B überlagert ist, während die distale Seite der Nicht-Gefäßversorgung mit dem Luftbalg 13A unterliegt, in einem Zustand, in welchem das Armband 9 um den Messort gewickelt ist. Damit werden eine Ausstoßwelle von dem Herzen und eine Reflexionswelle von der Iliac-Arterie-Abzweigung und dem sklerotischen Ort in der Arterie voneinander getrennt. Die Amplitudendifferenz, das Amplitudenverhältnis und die Zeitdifferenz des Auftretens zwischen diesen Wellen dienen als Indizes für das Bestimmen der Arteriosklerose. Aus diesem Grund berechnet die Messeinrichtung 1 einen AI-Wert, welcher als ein Amplitudenverhältnis zwischen der Ausstoßwelle und der Reflexionswelle ausgedrückt wird, oder einen TR-Wert als einen Arterioskleroseindex.
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Die Form der gemessenen Pulswelle variiert, wie dies in 4A bis 4C gezeigt wird, abhängig von dem Ausmaß der Nicht-Gefäßversorgung auf der distalen Seite. D. h., wenn die Druckkraft auf der distalen Seite gering ist, wird die Reflexionswelle von einer distalen Fläche mit der Pulswelle überlagert, wie dies in 4A gezeigt wird. Entsprechend wird All, welches das Amplitudenverhältnis (der AI-Wert) zwischen der Ausstoßwelle und der Reflexionswelle zu dieser Zeit ist, erhöht, und TR1, welches die Zeitdifferenz des Auftretens (der TR-Wert) zwischen der Ausstoßwelle und der Reflexionswelle ist, nimmt ab.
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Da die Druckkraft auf der distalen Seite sich erhöht, nimmt die Überlagerung der Reflexion auf der distalen Fläche ab, wie dies in 4B gezeigt wird. Folglich ist AI2 kleiner als AI1, und TR2 ist größer als TR1.
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Sobald die distale Seite völlig ohne Gefäßversorgung ist, wird die Reflexion von der distalen Fläche nicht länger überlagert, wie dies in 4C gezeigt wird. Folglich wird nur die Reflexionswelle von der Iliac-Arterie-Abzweigung und dem sklerotischen Ort in der Arterie, welche als das Messziel dienen, detektiert.
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Indem der Messort 1 benutzt wird, haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung eine Pulswelle detektiert, während die Drücke in den Luftbälgen 13A und 13B verändert werden, berechneten Veränderungen in der Pulswellenamplitude, dem AI-Wert und dem TR-Wert und erhielten das Ergebnis, welches in 5A gezeigt wird, als die Änderungen in der Pulswellenamplitude, entsprechend zu den Änderungen in dem inneren Druck der Luftbälge, wobei das Ergebnis in 5B gezeigt wird, als die Veränderungen in dem AI-Wert, entsprechend zu den Änderungen des inneren Druckes der Luftbälge, und das Ergebnis, welches in 5C als die Änderungen in dem TR-Wert entsprechend zu den Änderungen in dem inneren Druck der Luftbälge gezeigt wird. D. h., es wurde verifiziert, dass, obwohl sich insgesamt die Pulswellenamplitude, der AI-Wert und der TR-Wert mit den Änderungen im inneren Druck der Luftbälge verändern, bis ein Zustand ohne Gefäßversorgung erreicht wird, sobald der Zustand der Nicht-Gefäßversorgung erreicht wird, diese Werte im Wesentlichen auf feste Werte konvergieren, sogar wenn die Innendrücke der Luftbälge weiter von einem inneren Druck P zu der Zeit ansteigen, wenn der Zustand ohne Gefäßversorgung erreicht worden ist. Dies ist deshalb so, da die Reflexionswellenkomponente sich nicht länger ändert, sogar wenn die inneren Drücke der Luftbälge weiter in dem Zustand der Nicht-Gefäßversorgung ansteigen. Dieses Ergebnis hat verifiziert, dass es möglich ist, den Zustand ohne Gefäßversorgung auf der distalen Seite zu bestimmen, wobei die Konvergenz der Pulswellenamplitude, des AI-Wertes oder des TR-Wertes benutzt wird.
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Wiederum mit Bezug auf 3 beinhaltet die CPU 40 der Messeinrichtung 1 eine Pulswelle-Detektiereinheit 41, eine Berechnungseinheit 42 und eine Beurteilungseinheit 43 als Komponenten für das Bestimmen des Zustands ohne Gefäßversorgung auf der distalen Seite, wobei die Konvergenz der Pulswellenamplitude, des AI-Wertes oder TR-Wertes benutzt wird. Diese Komponenten sind Funktionen, welche hauptsächlich auf der CPU 40 gebildet sind, indem die CPU 40 das oben beschriebene Steuerprogramm, welches in dem Speicher 5 gespeichert ist, entsprechend zu dem Bediensignal von der Bedieneinheit 3 liest und ausführt, jedoch kann wenigstens ein Teil dieser Funktionen durch die Hardware-Komponenten ausgeführt werden, welche in 3 gezeigt werden.
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Ein Messbetrieb bzw. -vorgang der Messeinrichtung 1 wird unter der Benutzung von 6 beschrieben. Der Vorgang, welcher in dem Ablaufdiagramm in 6 dargestellt ist, wird als Ergebnis gestartet, dass der Schalter 31 gedrückt wird, und wird durch die CPU 40 implementiert, wobei diese das Steuerprogramm, welches in dem Speicher 5 gespeichert ist, liest und die Einheiten, welche in 3 gezeigt werden, steuert. Darüber hinaus zeigt 8 Änderungen in einem inneren Druck P1 des Luftbalges 13A und eines inneren Druckes P2 des Luftbalges 13B mit dem Fortgang des Messvorganges.
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Mit Bezug auf 6 initialisiert die CPU 40, sobald der Messvorgang gestartet ist, die Einheiten im Schritt S1 und gibt dann im Schritt S3 ein Steuersignal an die Treiberschaltung 26 aus, um die Pumpe 21 zu aktivieren und zu veranlassen, den Luftbalg 13A im Druck aufzubauen, welcher als ein Luftbalg für das Komprimieren dient. Während des Initialisierens im Schritt S1 gibt die CPU 40 ein Steuersignal an die Treiberschaltung 53 aus, um die beiden Ventile des Zwei-Anschluss-Verbindungsventils 51 zu öffnen. Damit erhöhen sich, wie in 8 gezeigt wird, der innere Druck P1 des Luftbalges 13A und der innere Druck P2 des Luftbalges 13B, wenn die Pumpe 21 komprimierte Luft im Schritt S3 einführt.
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Während des Prozesses des Druckaufbaus im Schritt S5 extrahiert die CPU 40 eine Vibrationskomponente, welche aus einer Änderung in dem Volumen der Arterie auftritt, welche auf dem Innendruck des Luftbalges 13A überlagert ist, und berechnet einen Blutdruckwert durch eine vorher festgelegte Berechnung. Das Verfahren des Berechnens des Blutdruckwertes kann hier ein Berechnungsverfahren sein, welches die Oszillometrie benutzt, welche in gewöhnlichen elektronischen Blutdruckmessgeräten angewendet wird. Zur gleichen Zeit führt im Schritt S7 die CPU 40 die Bearbeitung für das Bestimmen des Zustands ohne Gefäßversorgung auf der distalen Seite durch.
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Der Bestimmungsprozess im Schritt S7 wird mit Bezug auf 7 beschrieben. Im Schritt S101 detektiert die Pulswelle-Detektiereinheit 41 eine Pulswelle von der Vibrationskomponente, welche von der Änderung in dem Volumen der Arterie auftritt, welche auf dem Innendruck des Luftbalges 13A überlagert ist. Im Schritt S103 berechnet die Berechnungseinheit 42 einen Indexwert für das Gebrauchen in der Bestimmung des Zustands ohne Gefäßversorgung aus der Schlag-für-Schlag-Pulswelle. Hier, um den Zustand ohne Gefäßversorgung zu bestimmen, indem das oben beschriebene Prinzip benutzt wird, wird jede von der Pulswellenamplitude, des AI-Wertes und des TR-Wertes als der Indexwert berechnet. Der berechnete Indexwert wird temporär gespeichert.
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Die Beurteilungseinheit 43 der CPU 40 beurteilt, ob der im Schritt S103 berechnete Indexwert konvergiert oder nicht. Ein Beispiel eines speziellen Beurteilungsverfahrens ist ein Verfahren, in welchem der Indexwert, welcher im Schritt S103 berechnet ist, mit einem Indexwert verglichen wird, welcher vorher berechnet wurde und temporär gespeichert ist, und es wird beurteilt, dass der Indexwert konvergiert ist, wenn der Unterschied geringer als ein Schwellwert (z. B. 10% eines Durchschnitts von zwei Schlägen) ist, welcher zuvor gespeichert wurde.
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Wenn die Beurteilungseinheit 43 beurteilt, dass der Indexwert konvergiert ist (JA im Schritt S105), schickt die CPU 40 im Schritt S107 das Ergebnis, dass die Nicht-Gefäßversorgung auf der distalen Seite vollendet worden ist, zurück. Falls nicht (NEIN im Schritt S105), schickt die CPU 40 das Ergebnis, dass die Nicht-Gefäßversorgung auf der distalen Seite bis jetzt nicht vollendet ist, zurück.
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Man beachte, dass, obwohl in dem obigen Beispiel angenommen wird, dass irgendein Index der Pulswellenamplitude, des AI-Wertes und des TR-Wertes für die Bestimmung benutzt wird, es auch möglich ist, dass zwei oder mehrere dieser Indizes benutzt werden, und es wird bestimmt, dass die Nicht-Gefäßversorgung bisher nicht vollendet ist, sogar, wenn einer dieser Indizes, welche benutzt werden, nicht konvergiert ist, und es wird bestimmt, dass die Nicht-Gefäßversorgung vollendet worden ist, wenn beurteilt wird, dass alle der Indizes konvergiert sind. Das Benutzen einer Vielzahl von Indizes kann die Bestimmungsgenauigkeit sogar mehr erhöhen.
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Außerdem wird in dem obigen Beispiel angenommen, dass bei der Bestimmung im Schritt S7 der Indexwert für den Gebrauch beim Bestimmen basierend auf dem inneren Druck des Luftbalges 13A berechnet wird, es kann jedoch der innere Druck des Luftbalges 13B bei der Bestimmung im Schritt S7 benutzt werden, oder die inneren Drücke der beiden der Luftbälge 13A und 13B können benutzt werden. Der Grund hierfür besteht darin, da in dem Druckaufbauprozess die Pumpe 21 mit beiden der Ventile des Zwei-Anschluss-Verbindungsventils 51 im offenen Zustand, wie oben beschrieben, aktiviert wird, die Luftbälge 13A und 13B als eine Einzeleinheit mit Druck versorgt werden und die inneren Drücke der zwei Luftbälge gleich sind. Das Benutzen des inneren Druckes des Luftbalges 13B anstatt des inneren Druckes des Luftbalges 13A in der Bestimmung im Schritt S7 kann die Notwendigkeit für einen Mechanismus (wie z. B. den inneren Drucksensor 23B) eliminieren, um den inneren Druck des Luftbalges 13B zu messen.
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Solange wie im Schritt S7 bestimmt ist, dass die Nicht-Gefäßversorgung auf der distalen Seite bisher nicht vollendet ist (NEIN im Schritt S9), wiederholt die CPU 40 den Druckaufbau des Luftbalges 13A im Schritt S3 und die Bestimmung im Schritt S7. Damit, wie in 8 gezeigt wird, erhöht sich sowohl der innere Druck P1 des Luftbalges 13A als auch der innere Druck P2 des Lufbalges 13B, bis eine Nicht-Gefäßversorgung auf der distalen Seite vollendet ist.
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Falls in der Bestimmung im Schritt S7 bestimmt wird, dass die Nicht-Gefäßversorgung auf der distalen Seite vollendet ist (JA im Schritt S9), gibt die CPU 40 im Schritt S11 ein Steuersignal an die Treiberschaltung 28 aus, um den Druckaufbau zu stoppen, und fixiert den Innendruck des Luftbalges 13A. Nachfolgend, im Schritt S13, gibt die CPU 40 ein Steuersignal an die Treiberschaltung 53 aus, um die beiden Ventile des Zwei-Anschluss-Verbindungsventils 51 zu schließen. Damit bilden der Luftbalg 13A und der Luftbalg 13B getrennte Räume, und da der Luftbalg 13A den inneren Druck beibehält, bei welchem bestimmt ist, dass die Nicht-Gefäßversorgung auf der distalen Seite vollendet worden ist und den Messort komprimiert, wird der Zustand der Nicht-Gefäßversorgung in einer Fläche distal zu dem Luftbalg 13B für den Gebrauch in der Pulswelle-Detektierung beibehalten. D. h., der Luftbalg 13A fungiert als der Luftbalg für das Komprimieren.
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Da der Luftbalg 13A sich in Richtung der Arterie in die Form einer Ellipse aufbläst, berührt ein Teilbereich davon den Messort mit dem größten Druck, und die Druckkraft durch den Luftbalg 13A ist im Zentralteilbereich am höchsten. Wenn in der Bestimmung im Schritt S7 bestimmt wird, dass die distale Seite in dem Zustand ohne Gefäßversorgung ist, wie dies in 9 gezeigt wird, ist die Druckkraft des zentralen Teilbereichs des Luftbalges 13A höher als der systolische Blutdruck, und die Arterie, welche sofort unter diesem Teilbereich platziert ist, ist abgeflacht. Bei Positionen weg von der Position sofort unter dem Zentrum des Luftbalges 13A wird die Arterie nicht vollständig abgeflacht, wie dies in 9 gezeigt wird, da die Druckkraft von dem Luftbalg 13A bei diesen Positionen allmählich schwächer wird.
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Wie ebenso in 2A gezeigt wird, ist der Luftbalg 13B proximal zu dem Zentralbereich des Luftbalges 13A platziert, wenn das Armband 9 an dem Oberarm 100 befestigt ist, und die Arterie ist in dieser Position, wie oben beschrieben, nicht vollständig abgeflacht. Darüber hinaus, wie es auch in 2B gezeigt wird, da das Volumen des Luftbalges 13B kleiner als das Volumen des Lufbalges 13A ist, besitzt der Luftbalg 13B eine höhere Empfindlichkeit gegenüber der Überlagerung der Änderung im Volumen der Arterie auf dem inneren Druck. Deshalb wird, wie in 8 gezeigt wird, nachdem die Nicht-Gefäßversorgung auf der distalen Seite vollendet worden ist und das Zwei-Anschluss-Verbindungsventil 51 im Schritt S13 geschlossen worden ist, die Pulswelle nicht auf dem inneren Druck P1 des Luftbalges 13A überlagert, und ein höherer innerer Druck als der systolische Blutdruck wird beibehalten ((A) in 8), jedoch wird die Pulswelle auf dem inneren Druck P2 des Luftbalges 13B überlagert. Im Schritt S15 wird eine ausgegebene Wellenform von der Vibrationskomponente des inneren Druckes des Luftbalges 13B gemessen, welche in 8 gezeigt wird, und auf welcher die Pulswelle überlagert ist ((B) in 8), und die Pulswelle wird detektiert.
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Dann gibt die CPU 40 im Schritt S17 ein Steuersignal an die Treiberschaltung 53 aus, um das Zwei-Anschluss-Verbindungsventil 51 zu öffnen, und gibt außerdem ein Steuersignal an die Treiberschaltung 27 aus, um das Auslassventil 22 zu öffnen, so dass die Luft schnell aus den Luftbälgen 13A und 13B ausgestoßen wird. Demnach, wie in 8 gezeigt wird, kehren die inneren Drücke P1 und P2 der Luftbälge 13A und 13B schnell zu dem atmosphärischen Druck nach dem Schritt S17 zurück.
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Im Schritt S19 analysiert die CPU 40 die Pulswelle, welche im Schritt S15 detektiert ist, und berechnet den AI-Wert, den TR-Wert oder ähnliche, welche als ein Index der Arteriosklerose dienen. Dann führt im Schritt S21 die CPU 40 die Bearbeitung aus, um den Blutdruckwert, welcher im Schritt S5 gemessen wurde, den Index, welcher im Schritt S19 berechnet wurde, und Ähnliches auf der Anzeigeeinheit 4 als das Messergebnis anzuzeigen, und beendet eine Reihe von Prozeduren bzw. Vorgängen des Messbetriebes.
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Hier wird die Rate bzw. Geschwindigkeit, bei welcher die Druckkraft (interner Druck) des Luftbalges 13A an die Arterie übertragen wird, als der ”Übertragungswirkungsgrad” betrachtet und wie folgt definiert:
Übertragungswirkungsgrad = interner Druck, wenn die Pulswelle auf der distalen Seite verschwindet/systolischer Blutdruck, welcher durch den Luftbalg gemessen wird, welcher an dem Oberarm befestigt ist
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In Fällen, in welchen 100% des inneren Druckes an die Arterie übertragen wird, d. h. der Übertragungswirkungsgrad 1 ist, wenn die Arterie mit einem Druck angedrückt wird, welcher gleich dem systolischen Blutdruck ist, ist die Arterie vollständig abgeschlossen, und die Pulswelle in einer Fläche distal zu dem gedrückten Teilbereich verschwindet. Jedoch gibt es im Allgemeinen aufgrund des Einflusses der Muskeln und des Fettes, welche um die Arterie vorhanden sind, keinen Fall, in welchem 100% des internen Druckes des Luftbalges 13A an die Arterie übertragen wird, und eine Druckkraft höher als der systolische Blutdruck ist notwendig, um die Arterie zu verschließen. Aus diesem Grund wird der Übertragungswirkungsgrad durch die physikalischen Charakteristika des Probanden beeinflusst, wie z. B. den Betrag des Muskels, den Betrag des Fettes und die Tiefe der Arterie. Man beachte, dass, um den inneren Druck des Luftbalges zu der Zeit zu messen, wenn die Pulswelle auf der distalen Seite verschwindet, z. B. in einem Zustand, in welchem ein photoelektrischer Pulswellensensor an einer Fingerspitze befestigt ist, der Oberarm gegen den Luftbalg, welcher daran befestigt ist, mit allmählich zunehmenden Druck gepresst wird, und ein innerer Druck zu der Zeit, wenn die Pulswellenamplitude verschwindet, niedriger als ein vorher festgelegter Schwellwert (z. B. 10% der Pulswellenamplitude vor dem Drücken) gemessen wird.
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Mit einer gleichmäßigen Druckkraft, wie sie bei herkömmlichen Einrichtungen angewendet wird, wie z. B. einer vorher festgelegten Druckkraft oder einer Druckkraft, welche durch Hinzufügen eines vorher definierten Druckes zu dem systolischen Druckwert des Probanden angewendet wird, gibt es Fälle, in welchen der Übertragungswirkungsgrad niedriger als erwartet ist, abhängig von den oben beschriebenen physikalischen Charakteristika des Probanden, und in derartigen Fällen ist die Druckkraft nicht ausreichend. Alternativ gibt es Fälle, in welchen der Übertragungswirkungsgrad höher als erwartet ist, und in derartigen Fällen ist die Druckkraft überhöht.
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Im Gegensatz dazu beurteilt die Messeinrichtung 1 den Zustand ohne Gefäßversorgung auf der distalen Seite, basierend auf der Konvergenz eines Indexwertes, wie z. B. der Pulswert-Amplitude, dem AI-Wert oder dem TR-Wert, und deshalb kann der Zustand ohne Gefäßversorgung erreicht werden, wobei eine geeignete Druckkraft benutzt wird, ohne durch die physikalischen Charakteristika des Probanden beeinträchtigt zu werden, wie z. B. den Betrag an Muskel, den Betrag an Fett und der Tiefe der Arterie. Damit können der charakteristische Punkt der Ausstoßwelle und der charakteristische Punkt der Reflexionswelle präzise detektiert werden, ohne durch die physikalischen Charakteristika des Probanden beeinträchtigt zu sein, oder mit anderen Worten, sogar für Probanden, welche unterschiedliche Übertragungswirkungsgrade besitzen. Entsprechend kann der Pegel der Arteriosklerose genau bestimmt werden. Auch die Belastung des Probanden kann reduziert werden.
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Die hier veröffentlichte Ausführungsform ist in allen Gesichtspunkten als erläuternd und nicht restriktiv zu betrachten. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird vielmehr durch die angehängten Ansprüche definiert als durch die obige Beschreibung, und alle Änderungen, welche in die Bedeutung und den Umfang äquivalent zu denjenigen der Ansprüche fallen, sollen darin umfasst sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Messeinrichtung
- 2
- Hauptgrundteil
- 3
- Bedieneinheit
- 4
- Anzeigeeinheit
- 5
- Speicher
- 8
- Luftschlauch
- 9
- Armband
- 13A, 13B
- Luftbalg
- 21
- Pumpe
- 22
- Auslassventil
- 23A, 23B
- Drucksensor
- 26, 27, 53
- Treiberschaltung
- 28A, 28B
- Verstärker
- 29A, 29B
- A/D-Wandler
- 31, 32
- Schalter
- 40
- CPU
- 41
- Pulswelle-Detektiereinheit
- 42
- Berechnungseinheit
- 43
- Beurteilungseinheit
- 51
- Zwei-Anschluss-Verbindungsventil
- 100
- Oberarm
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2004-113593 A [0002]
- JP 2004-195071 A [0003]
- JP 2003-204945 A [0003]
- JP 2007-522857 T [0003]
- JP 2009-119067 A [0003]
