DE19854825A1 - Vorrichtung zur hochauflösenden, nicht invasiven Blutdruckmessung - Google Patents

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur nicht invasiven Blutdruckmessung mit einer Manschette (1) und mit einer zugehörigen Steuer- und Auswerteschaltung, die bezüglich der Signalauflösung verbessert ist. DOLLAR A Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die Manschette (1) über einen Drucksensor mit Druckwandler (4) mit einem nachgeschalteten, vorzugsweise als Operationsverstärker ausgebildeten Verstärker (5) und mit einem dem Verstärker (5) unmittelbar nachgeschalteten Analog-Digital-Wandler (6) mit der Rechen- und Steuereinheit (2) verbunden ist und daß andererseits die Rechen- und Steuereinheit (2) über einen elektronisch angesteuerten Druckgeber (3) mit der Manschette (1) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur nicht invasiven Blutdruckmessung gemäß Oberbegriff von Anspruch 1.

Nicht invasive Blutdruckmessungen werden mit Hilfe entsprechender Vor­ richtungen und Verfahren vorgenommen und sind in vielen Varianten bekannt.

So geht beispielsweise aus der EP 0 029 166 B1 ein elektronisches Blutdruck­ meßgerät hervor, das eine Schaltung für die Aufbereitung der Meßsignale aufweist.

Die bisher bekannten Verfahren und Vorrichtungen beruhen auf der Trennung eines quasi statischen Signals von einem überlagerten dynamischen Signal mittels analoger elektronischer Bauelemente in geeigneten Auswerteschal­ tungen.

Das quasi statische Signal ist im idealisierten Fall eine insbesondere zeitlich abnehmende Stufenfunktion, die den in der aufblasbaren Manschette vorgegebenen, aktuell vorhandenen Druck abbildet. Erst aus dem überlagerten dynamischen Signal läßt sich der eigentlich interessierende medizinische Meßwert bestimmen.

Üblicherweise wird die Trennung der beiden genannten Signale in bekannten Meß- und Auswertevorrichtungen über analoge Filterelemente erreicht, welche einen als Hochpaß beschalteten Operationsverstärker mit nachgeschaltetem Analog-Digital-Wandler aufweisen.

Ein wesentlicher Nachteil der bisher bekannten Vorrichtungen besteht in den auftretenden Totzeiten in der Meßwerterfassung von bis zu 150 Millisekunden beim Absenken des Druckes in der Manschette um jeweils eine Druckstufe.

Demgemäß ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung zur nicht invasiven Blutdruckmessung bereitzustellen, welche in bezug auf die Meßwertauswertung eine höhere zeitliche Auflösung und Meßempfindlich­ keit aufweist.

Die Lösung der Aufgabe erhält man für eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß mit Hilfe an sich bekannter und verfügbarer elektronischer Bauelemente aufgrund der angegebenen Anordnung eine deutliche Verbesserung im Bereich der nichtinvasiven Blutdruckmessung und auswertung in der Medizintechnik geschaffen wird.

Die Unteransprüche definieren vorteilhafte Ausgestaltungen der Vor­ richtung nach Anspruch 1.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der einzigen Figur erläutert, die schematisch die Schaltung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt:
Eine bekannte, aufblasbare Manschette 1 wird einerseits über einen Druckgeber 3 auf den von der Rechen- und Steuereinheit 2, das ist im allgemeinen mindestens ein Mikroprozessor, vorgegebenen, quasi statischen Druck eingestellt: Dies ist im allgemeinen eine zeitlich abnehmende Stufenfunktion. Andererseits wird der mittels eines geeigneten Drucksensors erfaßte temporäre, resultierende Druck der Manschette 1 auf einen Druckwandler 4 gegeben.

Die elektrischen Ausgangssignale des Drucksensors bzw. Druckwandlers 4 werden mittels eines vorzugsweise als Operationsverstärker ausgebildeten Verstärkers 5 verstärkt und ohne Zwischenschaltung weiterer elektronischer Bauelemente in einem Analog-Digital-Wandler 6, welcher über eine Auflösung von mindestens 16 Bit und eine Abtastrate von mindestens 50 Hertz verfügt, digitalisiert.

Die eigentliche Signalaufbereitung erfolgt in der Rechen- und Steuer­ einheit 2, die einen oder mehrere entsprechend beschaltete Mikroprozessoren aufweist.

Sowohl die Auswertealgorithmen als auch die Prozeßsteuerschritte sind in einem permanent beschreibbaren Speicher 7, insbesondere in einem EEPROM (= Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) hinterlegt. Durch entsprechende Änderung des Inhaltes des Speichers 7 können die für die Messung insgesamt relevanten Prozeß­ schritte verändert werden: Das sind einerseits die für die Drucksteuerung der Manschette 1 mittels des Druckgebers 3 relevanten Prozeßschritte, andererseits sind das die für die Trennung des quasi statischen von dem überlagerten dynamischen Signal und für die Berechnung der Blutdruckwerte relevanten Prozeßschritte, also die eigentliche Meßauswertung, sowie letztlich die für die Anzeige, Speicherung und gegebenenfalls Weiterleitung der medizinisch hinterlegten Meßwerte relevanten Prozeßschritte.

Ein wesentliches Merkmal der Steuer- und Auswerteschaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, daß der Analog-Digital- Wandler 6 dem als Operationsverstärker ausgebildeten Verstärker 5 unmittelbar nachgeschaltet ist und eine hohe Auflösung von mindestens 16 Bit und eine hohe Abtastrate des Meßsignals von mindestens 50 Hertz aufweist.

In der Rechen- und Steuereinheit 2 werden zunächst in einem mathematischen Filterprozeß die überlagerten dynamischen Signale von dem quasi statischen Signal getrennt. Die eigentlich relevanten, dynamischen Signale werden in einem nachfolgenden weiteren Rechenprozeß mittels eines entsprechenden Algorithmus auf die letztlich interessierenden, charakteristischen Blutdruckwerte (systolisch/diastolisch) zurückgeführt. Diese werden schließlich angezeigt, gespeichert und/oder zur Weiterverarbeitung weitergeleitet. (Durch Pfeil "Display" in der Figur angedeutet).

Claims (7)

1. Vorrichtung zur nicht invasiven Blutdruckmessung mit einer Manschette und mit einer Steuer- und Auswerteschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß einerseits die Manschette (1) über einen Drucksensor mit Druckwandler (4) mit einem nachgeschalteten Verstärker (5) und mit einem dem Verstärker (5) unmittelbar nachgeschalteten Analog- Digital-Wandler (6) mit der Rechen- und Steuereinheit (2) verbunden ist und daß andererseits die Rechen- und Steuereinheit (2) über einen elektronisch angesteuerten Druckgeber (3) mit der Manschette (1) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Analog-Digital-Wandler (6) eine Auflösung von mindestens 16 Bit und eine Abtastrate von mindestens 50 Hertz aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckgeber (3) als elektrisch ansteuerbare Pumpe mit zugeord­ netem, elektrisch ansteuerbarem Ventil ausgebildet ist, so daß der von der Rechen- und Steuereinheit vorgegebene Druck zeitabhängig in der Manschette (1) eingestellt und verändert wird.

4. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Manschette (1) mit dem Druckgeber (3) pneumatisch verbunden ist.

5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Rechen- und Steuereinheit (2) einen oder mehrere Mikroprozessoren aufweist.

6. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die die Drucksteuerung, die Meßauswertung und die Ausgabe der Meßwerte bestimmenden Prozeßschritte in einem der Rechen- und Steuereinheit (2) zugeordneten, permanent beschreibbaren Speicher (7) gespeichert sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Drucksteuerung und den Filterprozeß der Meßauswertung bestimmenden Prozeßschritte in der mindestens einen Mikroprozessor aufweisenden Rechen- und Steuereinheit (2) synchron gekoppelt sind.