DE3200368A1

DE3200368A1 - METHOD AND DEVICE FOR MEASURING BLOOD PRESSURE

Info

Publication number: DE3200368A1
Application number: DE19823200368
Authority: DE
Inventors: Robert Wilton 92627 Costa Mesa Calif. Beveridge; Donald Edward 92307 Apple Vallay Calif. Nunn
Original assignee: CR Bard Inc
Current assignee: CR Bard Inc
Priority date: 1981-01-29
Filing date: 1982-01-08
Publication date: 1982-11-25
Also published as: GB2092309A; SE8200011L; JPS57145641A; IT8219200A0; AU552241B2; FR2498440B1; IT1149714B; CA1187721A; NL8200104A; MX152163A; AU7964082A; BR8200355A; ES509144A0; ES8307087A1; FR2498440A1; GB2092309B

Description

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C.R.BARD, INC.C.R.BARD, INC.

Murray Hill, N.J., USAMurray Hill, N.J., USA

Verfahren und Vorrichtung zum Messen des BlutdruckesMethod and device for measuring blood pressure

Die Erfindung betrifft allgemein eine Blutdruckmeßvorrichtung und speziell ein Blutdruckmeßgerät, mit dem der arterielle Blutdruck durch Oszillometrie (Schwingungsmessung) gemessen wird - Beobachtung der Druckschwankungen oder -schwingungen, die durch die Pulsation des arteriellen Blutes in einer Druckluftmanschette hervorgerufen werden.The invention relates generally to a blood pressure measuring device and, more particularly, to a blood pressure measuring device with which the arterial Blood pressure is measured by oscillometry (vibration measurement) - observing the pressure fluctuations or - vibrations caused by the pulsation of arterial blood in a compressed air cuff.

Die Schwankungen des Blutdruckes, die während verschiedener physiologischer Zustände eines Patienten auftreten, sind für moderne medizinische Diagnosevorgänge von großer Bedeutung. Die traditionelle Methode der Blutdruckangabe ist eine Bestimmung von systolischen und diastolischen Druckwerten. Es wurde auch eine andere Meßvariable, der mittlere arterielle Druck (MAP) als brauchbar für die Anzeige des Blutdruckes bestimmt. Der mittlere arterielle Blutdruck ist definiert als der zeitliche Durchschnitt des Augenblicksblutdruckes oder als ein gewichteter Durchschnitt aus systolischem und diastolischem Druck. Wenn genauer gesagt der Blutdruck in seinem zeitlichen Auftreten aufgezeichnet wird, ist der MAP ein Pegelwert, der so gewählt ist, daß der Flächenbereich zwischen dem systolischen Abschnitt der Kurve und dem MAP-Pegel dem Flächenbereich zwisehen dem MAP-Pegel und dem diastolischen Abschnitt der Kurve gleich ist. Der MAP-Pegel kann grob aus dem systolischen und dem diastolischen Wert gemäß folgender Gleichung bestimmt werden:The fluctuations in blood pressure that occur during various physiological states of a patient, are of great importance for modern medical diagnostic processes. The traditional method of measuring blood pressure is a determination of systolic and diastolic pressure values. There was also another measurement variable, the Mean arterial pressure (MAP) determined as useful for indicating blood pressure. The mean arterial blood pressure is defined as the time average of the instantaneous blood pressure or as a weighted average of systolic and diastolic pressures. If more precisely the blood pressure is recorded in its temporal occurrence, the MAP is a level value that is selected in this way is that the area between the systolic section the curve and the MAP level between the area equals the MAP level and the diastolic portion of the curve. The MAP level can be roughly derived from the systolic and the diastolic value can be determined according to the following equation:

MAP = diastolischer Wert +1/3 (systolischer - diastolischer Wert)MAP = diastolic value +1/3 (systolic - diastolic value)

Der nach dieser Gleichung bestimmte Wert kann unter Schockeinfluß , in der Umgebung eines Operationsraums oder wo aufgrund von Änderungen der Pulswellenform der Tod eintritt, ungenau sein.
5The value determined according to this equation may be inaccurate under the influence of shock, in the vicinity of an operating room or where death occurs due to changes in the pulse waveform.
5

Es gibt derzeit verschiedene Methoden, die einzelnen Werte des arteriellen Blutdruckes zu messen, die im üblichen Gebrauch sind. Die genaueste Methode ist die direkte Messung des arteriellen Druckes unter Verwendung einer Arterienkanüle. Der direkte Eingriff in die Blutbahn ist aber häufig unvorteilhaft und kann dem Patienten beträchtliche Unannehmlichkeiten bereiten.There are currently various methods of measuring the individual values of the arterial blood pressure that are in common use are. The most accurate method is to measure arterial pressure directly using an arterial cannula. However, direct intervention in the bloodstream is often disadvantageous and can cause considerable inconvenience for the patient prepare.

Es wurden deshalb verschiedene Techniken ohne unmittelbaren Eingriff in die Blutbahn entwickelt. Eine der frühesten Techniken dieser Art, die allgemein angewendet wird, sieht vor, daß mit einer aufblasbaren Manschette, die um ein Glied des Körpers des Patienten gelegt wird, die Blutgefäße in diesem Glied verschlossen werden. Der Druck (meist Luftdruck) in der Manschette wird dann allmählich abgebaut. Wenn der abnehmende Druck dem arteriellen, systolischen Druck gleich ist, können charakteristische Töne, die allgemein als Korotkoff-Töne bekannt sind, durch Abhorchen des Blutstroms festgestellt werden. Wenn der weiter abnehmende Druck in der Manschette dann den arteriellen diastolischen Druck erreicht, ändern sich die Korotkoff-Töne in einer charakteristischen Weise. Diese Erscheinungen können leicht zum Messen des systolischen und diastolischen Blutdruckes verwendet werden, indem der Druck in der Manschette mit HiI-fe eines gewöhnlichen Manometers übervicht wird, während zugleich der Blutstrom in den Arterien abgehorcht wird. Diese Technik wurde auch bereits automatisiert, indem u ter Verwendung von Mikrophonen oder Uitraschallwandlern in der aufblasbaren Manschette die Korotkoff-Töne festgestelltVarious techniques have therefore been developed that do not directly interfere with the bloodstream. One of the earliest Techniques of this type, which are commonly used, provide that with an inflatable cuff that is around a limb When the patient's body is placed, the blood vessels in that limb become blocked. The pressure (mostly air pressure) in the cuff is then gradually broken down. When the decreasing pressure corresponds to the arterial, systolic pressure is the same, characteristic tones, commonly known as Korotkoff tones, can be heard by listening to the flow of blood to be established. If the pressure in the cuff continues to decrease then the arterial diastolic Pressure reached, the Korotkoff tones change in a characteristic way Way. These phenomena can easily be used to measure systolic and diastolic blood pressure be used by relieving the pressure in the cuff with HiI-fe an ordinary pressure gauge is checked while at the same time the blood flow in the arteries is monitored. This technique has also already been automated by u ter Using microphones or ultrasonic transducers in the inflatable cuff, the Korotkoff tones were detected

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wurden. Ein Problem dieses Verfahrens besteht darin, daß es nicht direkt zur Messung des mittleren arteriellen Drukkes verwendet werden kann, der unter Verwendung der oben genannten Formel aus dem systolischen und diastolischen Wert angenommen werden muß. Diese Formel kann aufgrund verschiedener Faktoren, die auch in einer Krankheit oder einem Schock begründet sein können, ungenau sein.became. A problem with this method is that it does not directly measure mean arterial pressure Can be used using the above formula from the systolic and diastolic Value must be assumed. This formula can be due to various factors that also contribute to a disease or a Shock can be justified, be imprecise.

Eine in jüngerer Zeit entdeckte Technik ist das oszillometrische Verfahren, mit dem Blutdruckwerte festgestellt und quantifiziert werden. Bei dieser Technik wird eine die Blutgefäße abschließende Luftmanschette wie bei der Korotkoff-Technik verwendet, doch werden die Blutdruckwerte auf eine andere Weise erfaßt. Speziell dann, wenn der Luftdruck in der aufblasbaren Manschette unter den systolischen Druckwert abgesenkt worden ist, können kleine Druckschwankungen über einem Manschettenbasisdruck festgestellt werden. Diese kleinen Druckschwankungen zeigen sich im Luftdruck der umschließenden Manschette als Folge von Ausdehnung und Kontraktion der Arterien, welche durch den pulsierenden Blutstrom hervorgerufen werden. Die Amplitude der Druckschwankungen steigt und erreicht ein Maximum, wenn der Manschettendruck gleich dem mittleren arteriellen Blutdruck wird. Die Schwankungen oder Schwingungen nehmen in ihrer Amplitude dann wieder ab, bis sie gänzlich unterhalb eines Schwellenwertes des angelegten Manschettendruckes verschwinden. Der mittlere arterielle Druck kann somit leicht gemessen werden, indem der Luftdruck der Manschette festgestellt wird, bei dem die maximale Amplitude der Druckschwankungen in der aufgeblasenen Manschette auftritt. Diese Meßtechnik läßt sich leicht automatisieren und ist besonders nützlich bei Blutdruckmeßvörrichtungen, die mikroprozessorgesteuert sind.A more recently discovered technique is the oscillometric method, with which blood pressure values are determined and be quantified. This technique uses an air cuff to close off the blood vessels, as in the Korotkoff technique is used, but the blood pressure values are recorded in a different way. Especially when the air pressure is in If the inflatable cuff has been lowered below the systolic pressure value, small pressure fluctuations can occur can be determined via a cuff base pressure. These small pressure fluctuations show up in the air pressure of the surrounding Cuff as a result of the expansion and contraction of the arteries caused by the pulsating flow of blood be evoked. The amplitude of the pressure fluctuations increases and reaches a maximum when the cuff pressure becomes equal to the mean arterial blood pressure. The fluctuations or oscillations increase in amplitude then again until they disappear completely below a threshold value for the applied cuff pressure. The mean arterial pressure can thus be easily measured by determining the air pressure of the cuff at which the maximum amplitude of the pressure fluctuations occurs in the inflated cuff. This measuring technique can be easily automated and is particularly useful in blood pressure measuring devices that are microprocessor controlled are.

Ein Problem bei den bisher bekannten Blutdruckmeßvorrichtungen, die die oszillometrische Methode verwenden, besteht darin, daß, wenngleich der mittlere arterielle Druck leicht gemessen werden kann, kein einfaches und genaues Verfahren für das Messen des systolischen und des diastolischen Drukkes entwickelt worden ist.There is a problem with the heretofore known blood pressure measuring devices using the oscillometric method in that, while mean arterial pressure can be easily measured, it is not a simple and accurate method for measuring the systolic and diastolic pressure.

Somit wird bei den meisten bekannten Verfahren durch Extrapolation aus dem gemessenen mittleren arteriellen Druck auf den systolischen und den diastolischen Druck rückgeschlossen. So hat man z. B. beobachtet, daß der systolische und der diastolische Druck an Punkten auftreten, wo die Druckschwankungen in der Luftmanschette eine Größe erreichen, die etwa die Hälfte der Größe der Schwankungen beim mittleren arteriellen Druck sind. Mit diesem Verfahren ist ein einfacher Weg für die Berechnung des systolischen und des diastolischen Druckes aus dem mittleren arteriellen Druck gegeben. Es beinhaltet jedoch verschiedene zusätzliche Probleme. So kann ein durch Bewegung des Patienten oder äußere Einflüsse eingeführtes Artifact falsche Resultate bringen, wenn sie in den Manschettendruckmessungen in der Umgebung des diastolischen oder systolischen Druckes auftreten. Zum Zweiten ist die Halbwertbeziehung der Schwingungsamplituden bei mittlerem Druck und systolischem/diastolischem Druck nicht exakt korrekt. Somit bedeuten die systolischen und diastolischen Werte, die mit Hilfe dieser Technik berechnet worden sind, nur Näherungswerte des wirklichen systolischen und diastolischen Druckes.Thus, in most of the known methods, extrapolation is used the systolic and diastolic pressures can be inferred from the measured mean arterial pressure. So one has z. B. observed that the systolic and the diastolic pressure occur at points where the pressure fluctuations in the air cuff reach a magnitude that are about half the size of the fluctuations in mean arterial pressure. Using this procedure is an easy one Way given for calculating the systolic and diastolic pressures from the mean arterial pressure. However, it involves several additional problems. This can be caused by movement of the patient or external influences introduced Artifact will give incorrect results if they are in the cuff pressure measurements in the vicinity of the diastolic or systolic pressure. Second, the half-value relationship of the oscillation amplitudes is mean Pressure and systolic / diastolic pressure not exactly correct. Thus the mean systolic and diastolic Values calculated using this technique are only approximate values of the real systolic and diastolic Pressure.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein genaueres Verfahren zur Bestimmung der systolischen und diastolischen Blutdruckwerte in einem Blutdruckmeßsystem nach der Schwankungsmethode zu schaffen.The invention is therefore based on the object of providing a more precise Method for determining the systolic and diastolic blood pressure values in a blood pressure measuring system according to the To create fluctuation method.

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Weiterhin besteht die Aufgabe darin, trotz äußerer Störsignale und auch unter Schockeinwirkung, den Bedingungen eines Operationssaales oder dem Krankheitszustand genaue systolische und diastolische Blutdruckablesungen zu erhalten. 5Furthermore, the task is, despite external interfering signals and precise systolic conditions even under shock, operating room conditions, or illness and obtain diastolic blood pressure readings. 5

Es ist ferner das Ziel, bei der Gewinnung der systolischen und diastolischen Blutdruckablesewerte eine verbesserte Artifactunterdrückung zu erzielen.It is also an aim to provide improved artifact suppression in obtaining systolic and diastolic blood pressure readings to achieve.

Die oben genannten Schwierigkeiten werden beseitigt und die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst mit Hilfe eines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung, mit dem eine genauere Bestimmung des systolischen und diastolischen Blutdruckwertes erzielt wird und fehlerhafte Ergebnisse durch Artifacte vermieden werden, indem der systolische und diastolische Druck aus einer Folge von Messungen berechnet werden, die von Manschettendrücken im Bereich der systolischen und/oder diastolischen Druckwerte abgenommen werden, so daß für das Ergebnis nicht nur eine Einzelmessung des mittleren arteriellen Druckes oder eine Einzelmessung in der Umgebung des systolischen oder diastolischen Druckes maßgebend ist.The above-mentioned difficulties are eliminated and the object on which the invention is based is achieved with the aid an embodiment of the invention shown in the drawing, with which a more precise determination of the systolic and diastolic blood pressure value is achieved and erroneous results due to artifacts can be avoided by the systolic and diastolic pressures from one sequence can be calculated from measurements of cuff pressures in the range of systolic and / or diastolic pressure values be removed, so that for the result not only a single measurement of the mean arterial pressure or a Individual measurement in the vicinity of the systolic or diastolic pressure is decisive.

Insbesondere konnte man feststellen, daß, wenn der Manschettenluftdruck in der das Blutgefäß umschließenden (Luft-)Manschette von einem Wert oberhalb des systolischen Blutdruckes abgesenkt wird, die Schwingungen, die im Manschettenluftdruck auftreten, in ihrer Amplitude allmählich und in erster Näherung mit konstanter Rate zunehmen. Wenn jedoch der Manschettenluftdruck den Bereich des systolischen Druckwertes erreicht, dann steigt die Anstiegsrate der Schwingungsgrößen stark an. Die Schwingungsgrößen nehmen dann mit etwa der zweiten, konstant vergrößerten Rate zu, wenn der Manschettenluftdruck weiter sinkt, bis der mittlere arterielle Druck erreicht ist, und die maximale Amplitude der SchwingungenIn particular, it was found that when the cuff air pressure in the (air) cuff surrounding the blood vessel with a value above the systolic blood pressure is lowered, the vibrations in the cuff air pressure occur, increasing in their amplitude gradually and in a first approximation at a constant rate. However, if the If the cuff air pressure reaches the range of the systolic pressure value, then the rate of increase of the oscillation magnitudes increases strong. The vibration magnitudes then increase at approximately the second, constantly increased rate, when the cuff air pressure continues to decrease until the mean arterial pressure is reached, and the maximum amplitude of the oscillations

oder Schwankungen auftritt. Die Oszillationsgrößen nehmen dann mit annähernd derselben Rate wie der zweiten vergrößerten Rate wieder ab, bis der diastolische Druckwert erreicht ist. In diesem Punkt wechselt die Rate der Abnahme der Schwingungsgrößen auf eine zweite, schwächere Rate, bis ein Manschettendruck erreicht ist, bei dem die Schwingungen oder Schwankungen vollkommen verschwinden. Mit der Erfindung wird der systolische Druck dadurch bestimmt, daß derjenige Manschettendruck ermittelt wird, bei dem die Änderung in der Anstiegsrate der Schwingungsgrößen auftritt, wenn der Manschettendruck über den Druckwert hinweggeht, der dem systolischen Druck entspricht. Der diastolische Druck wird dann durch Messung des Manschettenluftdruckes bei einer Schwingungsgröße oder -weite bestimmt, die der Schwingungsweite des gemessenen systolischen Druckes entspricht.or fluctuations occur. The oscillation magnitudes then increase at approximately the same rate as the second one Rate again until the diastolic pressure value is reached. At this point the rate of decrease of the changes Vibration magnitudes at a second, weaker rate until a cuff pressure is reached at which the vibrations or Fluctuations disappear completely. With the invention, the systolic pressure is determined by that cuff pressure is determined at which the change occurs in the rate of increase of the vibration quantities when the cuff pressure goes above the pressure value that corresponds to the systolic pressure. The diastolic pressure is then by measuring the cuff air pressure with a vibration quantity or width determined, which corresponds to the oscillation amplitude of the measured systolic pressure.

Bei einem Ausführungsbeispiel· der Erfindung wird eine Folge von "Ablesungen" gemacht, während der Manschettendruck abnimmt. Jede Ablesung besteht aus einem Schwingungsweiten-Spitzenwert und dem zugehörigen Manschettendruck. Eine Vielzahl von Schwingungsweitenablesungen wird ausgewählt, die bei zugehörigen Manschettendruckwerten über dem zu erwartenden systolischen Druck auftritt. Außerdem wird eine Vielzahl von Schwingungsweitenablesungen gewählt, die bei ent— sprechenden Manschettendrücken unterhalb des zu erwartenden systolischen Druckes auftreten. Zwei Beziehungen, die die Änderung der Spitzenwertamplituden dieser beiden Gruppen vor. Ablesungen mit der Änderung des Manschettendruckes wiedergeben, werden mit bekannten Verfahren aus den beiden Gruppen von Ablesungen abgeleitet. Diese Beziehungen, die z. B. Gleichungen für Geraden sein können, werden so behandelt, daß sie Werte von Manschettendrücken und zugehörige Schwingungsweiten bestimmen, die beiden Beziehungen genügen. Mathematisch gesehen, werden diese Beziehungen gleich-In one embodiment of the invention, a series of "readings" are taken while the cuff pressure is decreasing. Each reading consists of a peak oscillation value and the associated cuff pressure. A variety of amplitude readings are selected that occurs at associated cuff pressure values above the expected systolic pressure. Also will be a multitude selected from vibration amplitude readings that, with corresponding cuff pressures, are below the expected systolic pressure occur. Two relationships affecting the change in the peak amplitudes of these two groups before. Readings reproducing with the change in cuff pressure are made using methods known from the two Groups derived from readings. These relationships, which z. B. Equations for straight lines are treated as follows: that they determine values of cuff pressures and associated oscillation amplitudes that satisfy both relationships. Mathematically speaking, these relationships become equal-

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gesetzt, und zur Bestimmung des systolischen Druckes wird diese Gleichung aufgelöst. Graphisch bedeuten diese beiden Funktionen Kurven (in der Fig. 2 als Geraden eingezeichnet, die die Scheitelwerte der beiden Gruppen miteinander verbinden), die sich in ihrer Verlängerung in einem Manschettendruckwert schneiden, der dem gesuchten systolischen Druck entspricht.and this equation is solved to determine the systolic pressure. Graphically, these two mean Functions Curves (shown in Fig. 2 as straight lines that connect the peak values of the two groups), which intersect in their extension in a cuff pressure value that corresponds to the systolic one sought Pressure corresponds.

Der diastolische Druck wird anschließend durch Ermittlung einer Manschettendruckamplitude bestimmt, die eine Schwingungsweite zur Folge hat, welche gleich der Schwingungsweite bei dem berechneten systolischen Druck ist. Es versteht sich, daß diese Verfahren auch umgekehrt durchgeführt werden kann, indem nämlich zunächst der diastolische Druck und daraus der systolische Druck bestimmt wird.The diastolic pressure is then determined by determining a cuff pressure amplitude, which is an oscillation amplitude which is equal to the oscillation amplitude at the calculated systolic pressure. It understands that this procedure can also be carried out in reverse, namely by first applying the diastolic pressure and from this the systolic pressure is determined.

Di-e Zeichnung zeigt im einzelnen:The drawing shows in detail:

Fig. 1 ein· Blockschaltbild einer Blutdruck-Fig. 1 is a block diagram of a blood pressure

meßvorrichtung zum Einsatz nach demmeasuring device for use after

erfindungsgemäßen Verfahren;method according to the invention;

Fig. 2 eine typische Anordnung von Ablesewerten, die mit Hilfe der Apparatur aus Fig. 1 gewonnen sind;2 shows a typical arrangement of readings obtained with the aid of the apparatus are obtained from Fig. 1;

Fig. 3 das Flußdiagramm der ArbeitsweiseFig. 3 is a flow diagram of the operation

der in Fig. 1 gezeigten Schaltung beim Aufnehmen der Ablesewerte nach Fig. 2; undthe circuit shown in Fig. 1 when taking the readings Fig. 2; and

Fig. 4 das Flußdiagramm einer für die Berechnung des systolischen und des diastolischen Druckes verwendeten Routine.Fig. 4 is a flow chart for calculating the systolic and des diastolic pressure used routine.

Eine Luftmanschette 1 in Fig. 1 wird um ein Glied eines Patienten, vorzugsweise um den Oberarm oder den Oberschenkel herumgelegt, um kontrollierbar die Blutgefäße bei der Vorbereitung für die Messung des arteriellen Blutdrucks abzudrücken. Die Manschette 1 ist von bekannter Art und enthält typischerweise eine Luftblase mit zwei Schlauchanschlüssen 102, 103. Die Luftblase in der Manschette 1 kann über den Schlauch 103 aufgeblasen werden, indem sich ein Ventil 104 befindet. Das Ventil 104 wird über eine Leitung 105 von einer Steuerschaltung 150 her gesteuert, was später noch beschrieben wird, so daß die Manschette 101 mit Luftdruck von einer Druckluftquelle (nicht gezeigt) über den Schlauch 106 gefüllt werden kann. Das Ventil 104 kann auch, durch die Steuerschaltung 150 gesteuert, den Luftdruck aus der Manschette 101 in allmählichen Schritten oder Stufen ablassen. Die Luftblase in der Manschette 101 ist dann mit dem zweiten Schlauch 102 mit einer Wandlereinheit 107 verbunden. Die zweite Verbindung ermöglicht die Messung, die an dem Luftdruck in der Manschette durchgeführt werden soll, ohne daß der Luftstrom im Schlauch 103 einen Einfluß darauf nimmt. Der Wandler 107 spricht auf den Luftdruck in der Manschette gegenüber dem Atmosphärendruck an und erzeugt ein elektrisches Signal. Die Größe des elektrischen Signals ist dem Druck in der Manschette 101 proportional. Der Ausgangswert des Wandlers 107 wird über Leitungen 108, 109 auf Verstärker 111, 112 gegeben. Der Verstärker 112 ist ein Gleichspannungsverstärker, der an seinem Ausgang 114 ein Signal abgibt, das den mittleren Druck in der Manschette 101 darstellt. Verstärker 111 ist ein Wechselspannungsverstärker (schematisch als Verstärker 111 in Reihe mit einem Kondensator 110 dargestellt), der an seinem Ausgang 113 ein Signal erzeugt, das den Schwankungen oder Schwingungen des Druckes entspricht, die aufgrund der Pulsation der Blutgefäße in dem von der Manschette umschlossenen Glied des Pa-An air cuff 1 in Fig. 1 is around a limb of a Patient, preferably placed around the upper arm or thigh, in order to be able to control the blood vessels in the Preparing to pull the trigger for the measurement of arterial blood pressure. The cuff 1 is of a known type and contains typically an air bubble with two hose connections 102, 103. The air bubble in the cuff 1 can over the tube 103 can be inflated by having a valve 104. The valve 104 is via a line 105 of a control circuit 150, which will be described later, so that the cuff 101 with air pressure can be filled from a compressed air source (not shown) via the hose 106. The valve 104 can also, through controlled by the control circuit 150 to release the air pressure from the cuff 101 in gradual steps or steps. The air bubble in the cuff 101 is then connected to the second tube 102 with a transducer unit 107. The second connection enables the measurement to be carried out on the air pressure in the cuff without that the air flow in the hose 103 has an influence on it. The transducer 107 responds to the air pressure in the cuff compared to atmospheric pressure and generates an electrical signal. The size of the electrical signal is proportional to the pressure in the cuff 101. The initial value of converter 107 is passed to amplifiers 111, 112 via lines 108, 109. The amplifier 112 is a DC voltage amplifier, which at its output 114 a Emits a signal that represents the mean pressure in the cuff 101. Amplifier 111 is an AC voltage amplifier (shown schematically as amplifier 111 in series with a capacitor 110) at its output 113 a Generates signal that corresponds to the fluctuations or oscillations in pressure, which are due to the pulsation of blood vessels in the limb of the pa-

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tienten auftreten. Die Ausgangswerte 113 des Verstärkers 111 und die Ausgangswerte 114 des Verstärkers 112 können durch einen Multiplexer 115, gesteuert von der Steuerschaltung 150 über die Leitung 120 wahlweise über die Ausgangsleitung 125 des Multiplexers an einen Analog/Digital-Wandler 130 abgegeben werden. Der A/D-Wandler 130 wandelt die Analogsignale der Verstärker 111 und 112 in Digitalsignale um, die zur weiteren Verarbeitung in der Verarbeitungsschaltung benötigt werden, damit der mittlere arterielle Blutdruck, der systolische Druck und der diastolische Druck berechnet werden können.occur. The output values 113 of the amplifier 111 and the output values 114 of the amplifier 112 can by a multiplexer 115, controlled by the control circuit 150 via the line 120, optionally via the output line 125 of the multiplexer to an analog / digital converter 130 are handed in. The A / D converter 130 converts the analog signals from the amplifiers 111 and 112 into digital signals um, which are required for further processing in the processing circuit, so that the middle arterial Blood pressure, systolic pressure and diastolic pressure can be calculated.

Die Steuerschaltung 150 kann dazu den Multiplexer 115 und den A/D-Wandler 130 so betätigen, daß ein Digitalsignal erzeugt wird, das dem Druck in der Manschette 101 entspricht, der dem Multiplexer über den Verstärker 112 zugeht, oder der Amplitude der Druckschwankungen in der Manschette 101 aufgrund der Blutströmung in den Blutgefäßen des Patienten, was über den Verstärker 111 zugeht.The control circuit 150 can for this purpose the multiplexer 115 and operate the A / D converter 130 to generate a digital signal corresponding to the pressure in the cuff 101, which goes to the multiplexer via the amplifier 112, or the amplitude of the pressure fluctuations in the cuff 101 due to the blood flow in the patient's blood vessels, which is supplied via the amplifier 111.

Wie nachfolgend im einzelnen beschrieben wird, betätigt die Steuerschaltung 150 einen Speicher 140 und eine Berechnungsschaltung 160, ausgewählt zahlreiche Ablesungen vorzunehmen, wobei diese Ablesungen jeweils aus dem Manschettendruckgrundwert und der zugehörigen Schwankungsoder Schwingungsgröße bestehen. Nachdem mehrere derartige Ablesungen durchgeführt sind, betätigt die Steuerschaltung 150 den Speicher 140, so daß dieser ausgewählte Ablesewerte in die Berechnungsschaltung 160 über einen Kanal 141 abgibt. Die Steuerschaltung 150 bewirkt dann in Verbindung mit der Berechnungsschaltung 160, daß der mittlere, der systolische und der diastolische Blutdruck berechnet werden, die dann am Ausgang 161 abgegeben werden.As will be described in detail below, the control circuit 150 operates a memory 140 and a calculation circuit 160 is selected to take numerous readings, each of which is taken from the base cuff pressure and the associated fluctuation or vibration magnitude. After several such Readings are taken, control circuit 150 operates memory 140 to store selected readings into the calculation circuit 160 via a channel 141. The control circuit 150, in conjunction with the calculation circuit 160, then causes the middle, the systolic and diastolic blood pressure are calculated, which are then output at output 161.

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Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel können der A/D-Wandler 130, der Speicher 140, die Steuerschaltung 150 und die Berechnungsschaltung 160, die in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie 170 umschlossen sind, sämtlich in einem Mikroprozessor enthalten sein. Es kann aber auch eine konventionelle Schaltung für die Durchführung der nachfolgend beschriebenen Funktionen eingesetzt werden.In the exemplary embodiment described here, the A / D converter 130, the memory 140, the control circuit 150 and the calculation circuit 160 enclosed by a dashed line 170 in FIG. 1, all in one Microprocessor included. But it can also be a conventional circuit for performing the following described functions are used.

Fig. 2 zeigt eine typische Gruppe von Ablesewerten, die mit Hilfe der Schaltung nach Fig. 1 gewonnen werden. Die Figur ist eine Graphik, bei der auf der horizontalen Achse der Grundwert des Manschettendrucks mit steigenden Werten nach rechts und auf der vertikalen Achse die Schwingungsweite angetragen sind. Jeder Punkt in der Folge von Punkten der Graphik stellt eine einzelne Ablesung dar, die einem Manschettendruckgrundwert und einer zugehörigen Schwingungsweite entspricht, was auf den Koordinatenachsen abgelesen werden kann. Fig. 2 wird in Verbindung mit den Figuren 3 und 4 verwendet, um den Betriebsablauf der in Fig. 1 gezeigten Schaltung zu beschreiben.FIG. 2 shows a typical group of readings obtained with the aid of the circuit of FIG. The figure is a graph in which, on the horizontal axis, the base value of the cuff pressure increases with increasing values the oscillation amplitude are plotted on the right and on the vertical axis. Each point in the sequence of points of the The graph shows a single reading, a basic cuff pressure value and an associated oscillation amplitude corresponds to what can be read on the coordinate axes. FIG. 2 is used in conjunction with FIGS and FIG. 4 is used to describe the operation of the circuit shown in FIG.

Das Flußdiagramm der Fig. 3 stellt die Arbeitsweise der Schaltung in Fig. 1 während der Aufnahme von Ablesedaten aus den in der Luftmanschette 101 auftretenden Drucksignalen dar. Nach Schritte 301 steuert die Steuerschaltung 150 das Ventil 104 so, daß die Manschette 101 auf einen Druck aufgepumpt, der höher als der zu erwartende systolische Druck ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Manschette 101 auf 170 Torr aufgepumpt.The flow chart of Fig. 3 illustrates the operation of the circuit of Fig. 1 during the acquisition of readout data from the pressure signals occurring in the air cuff 101. After step 301, the control circuit 150 controls the valve 104 so that the cuff 101 is inflated to a pressure which is higher than the expected systolic Pressure is. In the embodiment shown, the cuff 101 is inflated to 170 Torr.

Im Schritt 302 wird bewirkt, daß das Ausgangssignal des A/D-Wandlers 130, das den Grundwert des Manschettendrucks darstellt, im Speicher 140 gespeichert wird. Schritt 303 bewirkt, daß die Steuerschaltung 150 eine Ablesung derIn step 302 it is caused that the output of the A / D converter 130, which represents the basic value of the cuff pressure, is stored in the memory 140. Step 303 causes control circuit 150 to read the

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22 -22 -

Schwingungsamplitude (in digitaler Form), die vom Wandler 130 erzeugt wird, in Speicher 140 abgespeichert wird. Typischerweise treten die Schwingungen im Luftdruck in der Manschette 101 mit der Pulsfrequenz des Patienten auf, also 60 bis 80 Mal in der Minute. Die Meßwertaufnahme der Schwingungsamplitude erfolgt jedoch mit wesentlich höherer Frequenz , so daß die Veränderung der Schwingungsamplitude während der Meßwertaufnahmedauer minimal ist. In Schritt 304 wird die aufgenommene Amplitude vom Ausgang des Wandlers 130 im Speicher 140 abgespeichert.Vibration amplitude (in digital form) provided by the transducer 130 is generated, is stored in memory 140. Typically occur the vibrations in the air pressure in the cuff 101 with the pulse rate of the patient, so 60 to 80 times a minute. The measurement of the oscillation amplitude is recorded at a much higher frequency so that the change in the oscillation amplitude during the measurement period is minimal. In step 304 the amplitude recorded from the output of converter 130 is stored in memory 140.

Im Schritt 305 erfolgt eine erneute Schwingungsamplitudenaufnahme. Dieser Aufnähmevorgang findet in bestimmten Intervallen statt. Im Schritt 306 werden die beiden vorher aufgenommenen Meßwerte verglichen. Wenn der zweite Meßwert kleiner als der erste ist, wird Schritt 307 ausgeführt. Ist der zweite Meßwert größer als der erste, wird Schritt 310 durchgeführt. Unter der Annahme, daß der zweite Meßwert kleiner ist, nimmt im Schritt 307 die Steuerschaltung 150 einen zusätzlichen Meßwert der Schwingungsamplitude auf und vergleicht ihn (Schritt 313) mit dem vorher im Speicher gespeicherten Meßwert. Ist der augenblickliche Wert kleiner als der gespeicherte (was anzeigt, daß die Schwingungsweite weiter sinkt), wird der jüngste Wert anstelle des vorher gespeicherten Meßwertes gespeichert (Schritt 311) und ein neuer Meßwert wird aufgenommen (Schritt 307). Dieser Vorgang wird solange fortgesetzt, bis ein Meßwert größer als der gespeicherte ist, was anzeigt, daß das Minimum der Schwingungsweite erreicht ist. In diesem Fall führt die Steuerschaltung 150 den Schritt 315 durch und bezeichnet den gespeicherten Meßwert als das Minimum. .In step 305, the oscillation amplitude is recorded again. This recording process takes place at certain intervals instead of. In step 306, the two previously recorded measured values are compared. If the second reading is less than the first, step 307 is performed. If the second measured value is greater than the first, step 310 occurs carried out. Assuming that the second measured value is smaller, in step 307 the control circuit 150 takes an additional measured value of the oscillation amplitude and compares it (step 313) with that previously in the memory stored measured value. If the current value is smaller than the stored one (which indicates that the oscillation amplitude continues to decrease), the most recent value is stored instead of the previously stored measured value (step 311) and a new measured value is recorded (step 307). This process is continued until a measured value is greater than the stored is what indicates that the minimum of the oscillation amplitude has been reached. In this case the control circuit leads 150 performs step 315 and designates the stored reading as the minimum. .

Die Steuerschaltung 150 bestimmt dann, ob ein Maximalwert der Schwingungsamplitude bei Schritt 321 festgestellt wor-The control circuit 150 then determines whether a maximum value of the oscillation amplitude was determined at step 321.

J Z U ¹J O j -J — 23 —JZU ¹ JO j -J - 23 -

den ist. Wenn nicht, werden die Schritte 310, 312, 314 und 316 ausgeführt, bei denen weitere Meßdaten aufgenommen und mit den vorher gespeicherten Meßdaten verglichen werden, bis eine letzte Meßdatenaufnahme kleiner als die gespeicherten Maßdaten sind, was anzeigt, daß ein Maximum gefunden worden ist. Wenn dies geschieht, wird das Maximum in Schritt 316 gekennzeichnet. Da ein Minimum bereits im Schritt 320 gefunden worden ist, geht die Steuerschaltung 150 weiter zu Schritt 325, in dem der Minimalwert von dem Maximalwert subtrahiert wird, wodurch die Größe zwischen den beiden Scheitelwerten der Schwingung gewonnen wird. Dieser Wert wird in Schritt 330 abgespeichert, und die Steuerschaltung 150 vergleicht dann die augenblickliche Schwingungsweite, die in Schritt 330 gespeichert worden ist, mit den vorher gespeicherten, um festzustellen, ob die Schwingungsweite zu- oder abnimmt.that is. If not, steps 310, 312, 314 and 316 executed, in which further measurement data were recorded and are compared with the previously stored measurement data until a last measurement data recording is smaller than the stored one Measurement data is what indicates that a maximum has been found. When this happens, step becomes the maximum 316 marked. Since a minimum is already in step 320 has been found, the control circuit 150 continues to Step 325 in which the minimum value is subtracted from the maximum value, thereby reducing the size between the two peaks the vibration is obtained. This value is stored in step 330, and the control circuit 150 compares then the current oscillation amplitude, which has been stored in step 330, with the previously stored, to determine whether the amplitude is increasing or decreasing.

Nimmt die Schwingungsamplitude zu (was anzeigt, daß -der mittlere arterielle Druck noch nicht erreicht ist), so wird Schritt 345 ausgeführt, bei dem der Luftdruck in der Manschette 101 um einen bestimmten Wert erniedrigt wird. Dieser Wert kann beispielsweise bei 10 bis 20 Torr liegen. Es wird nun eine neue Gruppe von Ablesungen aufgenommen, und der Ablauf wird so fortgesetzt, bis in Schritt 335 ermittelt ist, daß die augenblicklich aufgenommene Schwingungsweite kleiner als die vorhergehende Schwingungsweite ist. In diesem Fall führt die Steuerschaltung 150 den Schritt 340 durch und bestimmt, ob wenigstens fünf der letzten sechs vorhergehenden gespeicherten Schwingungsweiten größer als der augenblickliche Schwingungsweitenwert sind. Wenn diese Bedingung erfüllt ist, zeigt dies an, daß der Manschettendruckgrundwert durch den diastolischen Druckpunkt hindurchgegangen ist, und daß die Messungen beendet werden können. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, wird der Ablauf solangeIf the oscillation amplitude increases (which indicates that -the mean arterial pressure is not yet reached), then step 345 is carried out, in which the air pressure in the cuff 101 is decreased by a certain value. This value can be, for example, 10 to 20 Torr. It a new group of readings is now recorded, and the sequence continues until it is determined in step 335 is that the currently recorded oscillation amplitude is smaller than the previous oscillation amplitude. In this If so, control circuit 150 performs step 340 and determines whether at least five of the last six preceding stored oscillation amplitudes are greater than the current oscillation amplitude value. If this condition is satisfied, it indicates that the base cuff pressure value has passed through the diastolic pressure point and that the measurements can be terminated. If this condition is not met, the process will continue for as long

6 *6 *

t ·t

ο ζ J υ οϋ ο 24 -ο ζ J υ οϋ ο 24 -

fortgesetzt, bis der Manschettendruckgrundwert durch den diastolischen Punkt hindurchgegangen ist.continued until the baseline cuff pressure has passed through the diastolic point.

Wenn das Ende des Ablaufs, das in dem Flußdiagramm der Fig. 3 gezeigt ist, erreicht ist, liegt eine Serie von Ablesungen vor, die aus Paaren von Meßpunkten bestehen, die nun im Speicher 140 gespeichert sind. Herausgezeichnet in einem Diagramm erscheinen diese Meßpunktepaare so, wie es die Fig. 2 zeigt. Bevor mit der speziellen Beschreibung der Berechnung des systolischen und diastolischen Blutdruckwertes begonnen wird, sollen die speziellen Eigenheiten der in Fig. 2 dargestellen Ablesewerte besprochen werden. In der Aufzeichnung der Fig. 2 nehmen die Meßpunkte oder Ablesewerte die Form einer Glockenkurve an. Wie bekannt, entspricht der dem Maximum der Glockenkurve zugeordnete Manschettendruckgrundwert (der Punkt B) dem mittleren arteriellen Blutdruck. Der systolische und der diastolische Druckpunkt liegen dort, wo die Schwingungsweiten auf etwa die Hälfte des Wertes im Maximum abgefallen sind. In diesem Punkt z. B. , in der Nähe der Punkte A und C ändert sich die Steigung der Kurve besonders stark (was allerdings in der Figur zur Verdeutlichung noch weiter hervorgehoben ist) .When the end of the process shown in the flowchart of 3 is achieved, there is a series of readings consisting of pairs of measurement points, which are now stored in memory 140. Distinguished These pairs of measuring points appear in a diagram as shown in FIG. Before with the special description the calculation of the systolic and diastolic blood pressure values is started, the special characteristics should be the readings shown in FIG. 2 will be discussed. In the plot of FIG. 2, the measurement points take place or readings show the shape of a bell curve. As is known, corresponds to that associated with the maximum of the bell curve Cuff pressure base value (the point B) the mean arterial blood pressure. The systolic and the diastolic The pressure points are where the oscillation amplitudes have dropped to about half of the maximum value. In this point z. B., in the vicinity of points A and C, the slope of the curve changes particularly strongly (which, however is highlighted in the figure for clarity).

Gemäß der Erfindung wird die Berechnung dieser als "Knickpunkt" 203 in dem Kurvenverlauf bezeichneten Punkte unter Hinzuziehung weiterer Meßpunktdaten in der Umgebung des erwarteten systolischen Druckes durchgeführt, um eine genaue Berechnung des systolischen Druckes zu erzielen. Genauer gesagt wird eine Meßablesung als Anfangspunkt ausgewählt, bei der die Schwingungsweite ungefähr gleich der Hälfte der Scheitelamplitude ist. Dies entspricht dem Punkt 203 in Fig. 2. Zwei Gruppen von drei Meßablesungen werden zu beiden Seiten des Punktes 203 ausgewählt, also drei Meßpunkt-According to the invention, the calculation of these points, referred to as the "break point" 203 in the curve profile, is shown below Use of further measuring point data in the vicinity of the expected systolic pressure is carried out in order to obtain an accurate To achieve calculation of the systolic pressure. More specifically, a measurement reading is selected as the starting point at which is the oscillation amplitude approximately equal to half the peak amplitude. This corresponds to point 203 in Fig. 2. Two groups of three measurement readings are selected on either side of point 203, i.e. three measurement points

paare mit einem Manschettendruckgrundwert größer als dem Druck im Punkt 203 und drei Meßpunktpaare mit einem Manschettendruckgrundwert kleiner als dem Druck im Punkt 203. In der Darstellung der Fig. 2 sind dies die mit 201 bzw. 202 umschlossenen Punkte der Kurve. Unter Verwendung der drei zur Gruppe 201 gehörenden Punkte wird eine Näherungsgerade 205 unter Verwendung üblicher mathematischer Berechnungsvorgänge ermittelt. Das gleiche gilt für eine Näherungsgerade 206 unter Verwendung der drei Punkte der Gruppe 202.pair with a basic cuff pressure value greater than the pressure at point 203 and three pairs of measuring points with a basic cuff pressure value less than the pressure at point 203. In the illustration in FIG. 202 enclosed points of the curve. Using the three points belonging to group 201, an approximate straight line is obtained 205 is determined using standard mathematical calculation processes. The same applies to an approximate straight line 206 using the three points of group 202.

Der dem Schnittpunkt D dieser beiden Geraden entsprechende Manschettendruckgrundwert E in Fig. 2 ist der berechnete systolische Druck. Um den diastolischen Druck zu berechnen, wird ein Meßwertepaar auf der diastolischen Seite der Kurve ausgewählt, dessen Schwingungsweite gleich der bei dem berechneten systolischen Druck ist, wie durch die Linie 210 angedeutet. Der zugehörige Manschettendruckgrundwert A gibt den berechneten diastolischen Druck an.The basic cuff pressure value E corresponding to the intersection point D of these two straight lines in FIG. 2 is the calculated one systolic pressure. To calculate the diastolic pressure, a pair of readings is taken on the diastolic side of the curve is selected, the amplitude of which is equal to that of the calculated systolic pressure, as indicated by the line 210. The associated basic cuff pressure value A indicates the calculated diastolic pressure.

Es versteht sich, daß diese Messungen auch von Hand durchgeführt werden können, wobei dann die Messungen in Form einer Meßkurve aufgetragen werden müssen, die aussieht, wie es die Fig. 2 zeigt, und daß daraus durch Konstruktion der Geraden 205 und 206 die gesuchten Druckpunkte ermittelt werden können.
25It goes without saying that these measurements can also be carried out by hand, the measurements then having to be plotted in the form of a measurement curve which looks like FIG can be determined.
25th

Anhand der Fig. 4 wird nun der Ablauf diskutiert, wie mit der in Fig. 1 gezeigten Schaltung der mittlere, der systolische und der diastolische Druck berechnet werden.The sequence will now be discussed with reference to FIG. 4, as with the circuit shown in FIG. 1, the middle, the systolic and the diastolic pressure can be calculated.

Nach Aufnahme und Speichern der den Manschettendruckgrundwerten entsprechenden Ablesewerte in einem Bereich, der die zu erwartenden systolischen und diastolischen Drücke umfaßt, wie oben beschrieben, wählt die Steuerschaltung 150 zwei Ablesewerte aus, die dem höchsten und dem nächstniedrigeren Manschettendruckgrundwert entsprechen (Ablese-After the reading values corresponding to the basic cuff pressure values have been recorded and stored in an area which comprises the expected systolic and diastolic pressures, as described above, the control circuit selects 150 take two readings, which correspond to the highest and the next lower basic cuff pressure value (reading

werte 215 und 220 in Fig. 2). Die Weite der Schwingungen der beiden Ablesewerte werden in Schritt 403 miteinander verglichen. Wenn die zuletzt ausgelesene Weite größer als die unmittelbar davorliegende ist, wird Schritt 402 wiederholt, wofür eine weitere Schwingungsweite ausgelesen und mit der unmittelbar vor ihr abgespeicherten verglichen wird. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis die neu ausgelesene Weite kleiner als die vorhergehende Schwingungsweite ist. Damit ist der Punkt B in Fig. 2 bestimmt, der dem mittleren arteriellen Druck entspricht.values 215 and 220 in Fig. 2). The range of the oscillations of the two readings are combined in step 403 compared. If the last read distance is greater than the one immediately before it, step 402 is repeated, for which a further oscillation amplitude is read out and compared with the one stored immediately in front of it will. This process is repeated until the newly read range is smaller than the previous oscillation range is. This determines point B in FIG. 2, which corresponds to the mean arterial pressure.

Um einen Anfangspunkt für die Berechnung des systolischen Druckes auszuwählen, wird der Wert der Schwingungsweite am mittleren arteriellen Druckpunkt (B in Fig. 2) im Schritt 404 durch zwei geteilt. Im Schritt 405 wird der zugehörige Manschettendruck bestimmt. Dies entspricht dann dem Punkt 203 mit dem zugehörigen Druck C in Fig. 2. Nach der Festlegung des Anfangspunktes für die Bestimmung des systolischen Druckes liest die Steuerschaltung 150 aus dem Speicher 140 die Schwingungsweiten und die zugehörigen Manschettendruckgrundwerte von mehreren Ablesewerten aus, die vor dem Ablesemeßwert 203 aufgenommen wurden. Bei dem .gezeigten Ausführungsbeispiel werden drei Ablesewerte ausgewählt. Diese entsprechen dann den Punkten innerhalb der Umrandung 202 in Fig. 2. Die Werte werden in die Berechnungsschaltung 160 eingegeben. Unter Steuerung der Steuerschaltung 150 bestimmt die Berechnungsschaltung 160 eine mathematische Beziehung, die am besten den aus dem Speicher 140 ausgelesenen Punkten angepaßt ist. Diese mathematische Be-Ziehung ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Gleichung einer Geraden.The value of the oscillation amplitude is used to select a starting point for the calculation of the systolic pressure at the mean arterial pressure point (B in Fig. 2) divided by two in step 404. In step 405 the associated cuff pressure is determined. This then corresponds to point 203 with the associated pressure C in FIG. 2. After determining the starting point for determining the systolic pressure, the control circuit 150 reads out from memory 140 the amplitudes of oscillation and the associated basic cuff pressure values from several readings, which were recorded before reading 203. In the embodiment shown, three readings are selected. These then correspond to the points within the border 202 in FIG. 2. The values are input into the calculation circuit 160. Under control of the control circuit 150, the computation circuit 160 determines a mathematical relationship that best describes that from the memory 140 is adapted to the points read out. In the exemplary embodiment shown, this mathematical relationship is the equation a straight line.

Die Geradengleichung kann mit Hilfe beliebiger bekannter mathematischer Vorgänge bestimmt werden. Als einfache Nähe-The straight line equation can be determined using any known mathematical process. As a simple closeness

rung kann einer der drei Ablesewerte als mit dem mathematischen Mittelwert der drei Ablesewerte zusammenfallend angenommen werden. Die Summe der Fehler wird dann minimiert, woraus sich ein Gerade mit einer Steigung ergibt, die den Mittelwert der Steigungen der beiden Geraden hat, dietion can be one of the three readings as with the math Mean values of the three readings are assumed to coincide. The sum of the errors is then minimized, which results in a straight line with a slope that has the mean value of the slopes of the two straight lines, the

durch jeweils einen der verbleibenden Ablesewerte und einen Punkt verlaufen, der dem Mittelwert der drei Ablesewerte entspricht. Unter Verwendung dieses Verfahrens wird eine Gleichung aus den Ablesewerten gewonnen, die die Form 10pass through one of the remaining readings and a point that is the mean of the three readings is equivalent to. Using this procedure, an equation is obtained from the readings that gives the shape 10

O = CM + BO = CM + B

hat, worin O die Schwingungsweite, C der Manschettendruckgrundwert und M und B Konstanten sind, die die Steigung der Gerade und ihren Schnittpunkt mit der X-Achse bestimmen. Zum Verständnis für die Erfindung wird angenommen, daß die Punkte in einer derartigen Ablesewertegruppe die Koordinaten O₁, C₁; O₂, C₂; 0_, C₃ haben, wobei dann nach obigem Näherungsverfahren die Konstanten M und B durch folgende Gleichungen gegeben sind:where O is the oscillation amplitude, C is the basic cuff pressure value and M and B are constants that determine the slope of the straight line and its point of intersection with the X-axis. To understand the invention, it is assumed that the points in such a reading group have the coordinates O ₁ , C ₁ ; O ₂ , C ₂ ; 0_, C ₃ , where the constants M and B are given by the following equations according to the above approximation method:

(O₁ - Ö) (Ο-, - Ö)(O ₁ - Ö) (Ο-, - Ö)

M = 1/2 ' ^J M = 1/2 ' ^J

I₁ - C) (C₃ - C)I ₁ - C) (C ₃ - C)

und
25and
25th

B = Ö~ - CM ,B = Ö ~ - CM,

wobei Ö~ und C einfache Mittelwerte der Punktkoordinaten sind, die durch folgende Gleichungen bestimmt sind:where Ö ~ and C are simple mean values of the point coordinates which are determined by the following equations:

ο °1 ⁺ °2 ⁺ °3 ? ^C1 ^{+ C}2 ^{+ C}3 υ - ₃ ; c ^ ο ° 1 ⁺ ° 2 ⁺ ° 3 ? ^C 1 ^{+ C} 2 ^{+ C} 3 υ _-3 ; c ^

Die bekannte Technik der Annäherung durch kleinste Fehlerquadrate kann ebenfalls verwendet werden. Nach der Annähe-The known technique of least squares approximation can also be used. After the approach

U O - 28 -U O - 28 -

rung an die Gerade nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate wird die Steigung der gewonnenen Gleichung folgendermaßen ermittelt:tion to the straight line using the least squares method, the slope of the equation obtained is as follows determined:

(C₁ - c) (O₁ - ö) + (C₂ - c) (O₂- ö) + (C₃ - c) (O₃ - δ) (C₁ - c)² + (C₂ - c)² + C₃ - c)² (C ₁ - c) (O ₁ - ö) + (C ₂ - c) (O ₂ - ö) + (C ₃ - c) (O ₃ - δ) (C ₁ - c) ² + (C ₂ - c) ² + C ₃ - c) ²

wobei Ö~, C und B durch die früheren Gleichungen gegeben sind, Bei Anwendung irgendwelcher dieser Gleichungen und der Koordinaten der Ablesewerte für die Punkte der Gruppe 202 erhält man eine Geradennäherungsgleichung der Formwhere Ö ~, C and B are given by the earlier equations, Using any of these equations and the coordinates, the readings for the points in group 202 are obtained one has a straight line approximation equation of the form

0 = C M + B .
P PP P0 = CM + B.
P PP P

Der Index ρ gibt an, daß die Koeffizienten M und B die Ab-The index ρ indicates that the coefficients M and B the ab-

P PP P

lesewerte sind, die vor dem erwarteten systolischen Druckpunkt 203 aufgenommen wurden.are readings that were recorded before the expected systolic pressure point 203.

Nach der Bestimmung der Werte der Koeffizienten M und B für die erste Gruppe von Punkten liest die Steuerschaltung 150 aus dem Speicher 140 dann im Schritt 408 die Schwingungsweiten und zugehörigen Manschettendruckgrundwerte der drei Ablesewerte aus, die im Anschluß an den Punkt 203 aufgenommen wurden (entsprechend der umrahmten Gruppe 201 in Fig. 2). Im Schritt 410 wird dann durch die Steuerschaltung 150 eine zweite Gleichung aus diesen Ablesewerten bestimmt, die ihnen am besten angepaßt ist. Diese Gleichung hat die Gestalt:After determining the values of the coefficients M and B for the control circuit 150 then reads the oscillation amplitudes from the memory 140 in step 408 for the first group of points and associated basic cuff pressure values of the three readings taken following point 203 (corresponding to boxed group 201 in Fig. 2). In step 410, the control circuit 150 then a second equation is determined from these readings which best fits them. This equation has the form:

°s - ^Cs^Ms ⁺ V° s - ^C s ^M s ⁺ V

wobei der Index s andeutet, daß die Koeffizienten aus der Gruppe von Ablesewerten gebildet sind, die im. Anschluß an den Punkt 203 aufgenommen wurden.where the index s indicates that the coefficients from the Group of readings are formed, which are in. Connection to point 203 were added.

Nach der erfindungsgemäßen Lehre liegt der berechnete systolische Druck im Punkt D in Fig. 2, wo die beiden bestange-According to the teaching according to the invention, the calculated systolic is Pressure at point D in Fig. 2, where the two best

0 Z J - 29 -0 Z J - 29 -

paßten Linien sich schneiden. Dieser Punkt liegt dort, wo die berechneten Schwingungsweiten O und O gleich sindlines fitted to intersect. This point is where the calculated oscillation amplitudes O and O are equal

P ^Ξ (darüber hinaus sind auch die beiden Manschettendruckgrundwerte in diesem Punkt - C_p = C₃ = C_systolisch einander gleich). Um diesen Punkt zu bestimmen, werden die beiden berechneten Gleichungen einander gleichgesetzt und nach einem gemeinsamen Manschettendruckgrundwert aufgelöst. Man erhält dann für den systolischen Blutdruck den berechneten Wert nach folgender Gleichung:P ^Ξ (in addition, the two basic cuff pressure values at this point - C _p = C ₃ = C _systolic are equal to one another). To determine this point, the two calculated equations are set equal to each other and solved for a common basic cuff pressure value. The calculated value for the systolic blood pressure is then obtained according to the following equation:

_c = _s E _c = _s E

systolisch M-Msystolic M-M

Dieser systolische Druck entspricht in Fig. 2 dem Punkt E. Im Schritt 415 wird der berechnete systolische Druck gespeichert. This systolic pressure corresponds to point E in FIG. In step 415 the calculated systolic pressure is stored.

Die Bestimmung des systolischen Druckes nach dem erfindungsgemäßen Verfahren führt zu einer genauen Bestimmung des systolischen Wertes. Auch wenn einer der Ablesewerte, die in der Näherung verwendet werden, fehlerbehaftet ist, weil sich der Patient bewegt hat oder äußere Störeinflüsse wirksam geworden sind, läßt sich eine brauchbare Annäherung erzielen. Dieser Vorgang steht im Gegensatz zu bisher üblichen Verfahren wie etwa der Differenzbildung, die sehr empfindlieh auf Artifacte im Bereich des systolischen Druckes reagieren. Unter besonders störungsreichen Bedingungen kann eine noch bessere Eliminierung der Störungen und Artifacte erzielt werden, wenn die Zahl der Ablesewerte, die für die Annäherung verwendet werden, erhöht wird.The determination of the systolic pressure according to the invention Procedure leads to an accurate determination of the systolic value. Even if one of the readings in the approximation used is flawed because the patient has moved or external disturbances have become effective, a useful approximation can be achieved. This process is in contrast to previously common methods such as the formation of differences, which are very sensitive react to artifacts in the area of systolic pressure. Under particularly noisy conditions An even better elimination of disturbances and artifacts can be achieved when the number of readings required for the Approximation used is increased.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird im Schritt 414 der diastolische Druck bestimmt, indem zuerst die Schwingungsweite bestimmt wird, die dem berechneten systolischen Druck entspricht. Dies läßt sich einfach durch Er-According to a further aspect of the invention, in step 414, the diastolic pressure is determined by first determining the Oscillation amplitude is determined, which corresponds to the calculated systolic pressure. This can be easily done by

J /L U L- 0 D - 30 -J / L U L- 0 D - 30 -

setzen des errechneten systolischen Druckwertes in einer der abgeleiteten Gleichungen erreichen, der die entsprechenden Schwingungsweiten °_svston■;_sck hat, nachset the calculated systolic pressure value in one of the derived equations to achieve the corresponding oscillation amplitudes ° _svsto n ■; _sc k has, after

systolisch ~ systolisch s s"systolic ~ systolic s s "

Die Steuerschaltung 150 sucht dann im Schritt 414 im Speicher 140 nach Ablesewerten im diastolischen Ast der Schwingungsweiten/Manschettendruck-Kurve, . um einen Manschettendruckwert zu finden, der der unmittelbar zuvor berechneten Schwingungsweite entspricht (Punkt A in Fig. 2). In Schritt 416 wird der berechnete diastolische Druck gespeichert.The control circuit 150 then searches in step 414 in the memory 140 for readings in the diastolic branch of the oscillation amplitude / cuff pressure curve, . to find a cuff pressure value similar to the one calculated immediately before Oscillation amplitude corresponds to (point A in Fig. 2). In step 416 the calculated diastolic pressure is stored.

Der gespeicherte systolische und der diastolische Druck können auf beliebige Weise mit Hilfe digitaler oder analoger Vorrichtungen angezeigt werden, wie dies für den Fachmann allgemein bekannt ist. Im Rahmen der Erfindung sind für den Fachmann Abwandlungen denkbar. So kann z. B. zunächst der diastolische Druck in der Weise berechnet werden, daß zwei lineare Annäherungen an Gruppen von Punkten in der Nähe des zu erwartenden diastolischen Druckes durchgeführt und diese Näherungsgleichungen dann gleichgesetzt werden, genauso, wie es für die Berechnung des systolischen Druckes oben beschrieben wurde. Der systolische Druck kann dann durch Be-Stimmung desjenigen Manschettendruckwertes, bei dem die Schwingungsamplitude der des berechneten diastolischen Druckwertes gleich ist, ermittelt werden.The stored systolic and diastolic pressures can be saved in any way using digital or analog Devices are displayed, as is well known to those skilled in the art. Within the scope of the invention are for modifications conceivable to those skilled in the art. So z. B. first the diastolic pressure can be calculated in such a way that carried out two linear approximations to groups of points in the vicinity of the expected diastolic pressure and these approximation equations are then equated, just as it was for the calculation of the systolic pressure above has been described. The systolic pressure can then be determined by determining the cuff pressure value at which the Vibration amplitude that is equal to the calculated diastolic pressure value can be determined.

Es lassen sich auch andere mathematische Beziehungen anstel-Ie der Geradengleichungen aus den Gruppen von Ablesewerten nach bekannten Näherungstechniken aufstellen und einsetzen.Other mathematical relationships can also be used set up and use the straight line equations from the groups of readings according to known approximation techniques.

Claims

32o :: 53

151

C.R.BARD, INC.

Murray Hill, N.J., USA

Method and device for measuring blood pressure

Claims ■■) 10■■) 10

1 J method of measuring the systolic value of blood pressure in a limb,

characterized by the following steps:

A. The blood flow in the limb is controlled by applying a variable and measurable external pressure to the limb Limb tied;

B. the pressure is in numerous successive stages between a size at which the blood flow is complete is prevented, and a size at which the blood flow is completely unaffected, changed.

C. The magnitude of the vibrations of the Observed pressures caused by the blood flow impulses in the limb;

D. There is a first relationship between oscillation amplitudes and associated pressure values of a large number of Oscillation amplitudes and associated pressure values derived from the values of the pressure above the expected systolic pressure value occur;

E. There is a second relationship between oscillation amplitudes and associated pressure values from a large number of Oscillation amplitudes and associated pressure values derived that are below the expected systolic Pressure value occur;

O L U υ J ϋ Ο - 2 -

F. A common value of the pressure is determined that satisfies both relationships and corresponds to a calculated value of the systolic blood pressure value.

2. The method according to claim 1,
characterized,

that

G. the maximum of the oscillation amplitudes is determined and H. is determined that the expected systolic Pressure occurs at a pressure value whose associated oscillation amplitude is equal to half the maximum oscillation amplitude is.

3. The method according to claim 1,
characterized,

that the first relationship is linear between the amplitudes and the associated pressure values. 20th

4. The method according to claim 1,
characterized,

that the second relationship is linear between the amplitudes and the associated pressure values.

5. The method according to claim 1,
characterized by the steps:

The oscillation amplitude is determined according to the calculated value of the systolic pressure; and J. An additional value of the pressure is determined which has an associated oscillation amplitude equal to that in step I. has a certain oscillation amplitude, whereby the diastolisehe Pressure value is calculated.

* - 323: 3: 3

6. device for measuring the systolic blood pressure value in a limb,
characterized by means (101) for applying a variable and measurable external pressure to the limb to cut off blood flow therein; Means for changing the pressure in a plurality of successive steps between a value at which the blood flow is practically interrupted and a value at which the blood flow is practically unaffected, means (111) which are dependent on the value of the pressure at each stage generate an output value which represents the magnitude of the oscillations of the pressure due to the blood flow impulses in the limb; Means which, as a function of several values of this pressure, which occur at values of the pressure above an expected systolic pressure, and as a function of the output value, generate a first relationship between oscillation amplitudes and associated pressure values; Means which, as a function of a plurality of values of the pressure which occur at values of the pressure below an expected systolic pressure, and as a function of the output value, generate a second relationship between the oscillation amplitudes and associated pressure values; and means which determine, as a function of the first and the second relationship, a common value of the pressure which satisfies both relationships and yields a calculated value of the systolic blood pressure.

7. Apparatus according to claim 6,
marked by

Means for determining the maximum amplitude of the oscillations and means which are dependent on the maximum oscillation amplitude determine a pressure value which corresponds to an oscillation amplitude of half the maximum oscillation amplitude.

β β. «·

8, device according to claim 6,
characterized,

that the first relationship is linear between the amplitudes and the associated pressure values. 5

9. Apparatus according to claim 6,
characterized/

10. Apparatus according to claim 6,
marked by

Means that depend on the calculated value of the systolic pressure value and the output the oscillation amplitude for determine the calculated value of the systolic pressure, and mean, which depends on the pressure and the initial value determine an additional value of the pressure, which has a corresponding oscillation amplitude equal to the output of the the latter means by which the diastolic pressure is calculated.

11. Method for determining a blood pressure value which corresponds to the systolic or diastolic blood pressure value, with the help of a blood pressure measuring device which does not intervene in the blood vessel system, which means for supplying a with external pressure changes over time over a pressure range that includes systolic and diastolic blood pressure Pressure to a blood vessel and means that react to pressure fluctuations, which in a partially occluded Blood vessels occur in order to determine the peak fluctuation value at certain values of the external pressure,

O / L_ "* J V ^ - xj

"- 5 -

characterized by the steps:

A. an expected pressure of the blood pressure value is determined;

B. There will be a first relationship between amplitudes and associated values of the external pressure of a plurality of oscillation amplitudes and corresponding Derived pressure values which occur at values of the external pressure above the expected pressure;

C. A second relationship between pressure fluctuations

range and associated pressure values derived from a plurality of pressure fluctuation ranges and associated pressure values, the values of the external pressure occur under the expected pressure;

D. A common value of the pressure is determined which satisfies both relationships and a calculated value corresponds to the systolic blood pressure.

12. The method according to claim 11,
marked by:

E. determining the maximum of the oscillation amplitudes;

F. Determination of the systolic blood pressure at a point in the pressure at which the associated oscillation amplitude is half of the maximum oscillation amplitude.

13. The method according to claim 11,
characterized,

that the first relationship between the amplitudes and the associated pressure values is linear.

14. The method according to claim 11,
characterized,

- 6 -

that the second relationship between the amplitudes and the associated pressure values is linear.

15. The method according to claim 11, characterized by the steps:

G. the oscillation amplitude is determined which corresponds to the calculated Systolic pressure value; H. Another value of the pressure is determined which has the same oscillation amplitude as that determined in step G. which determines the diastolic pressure.

16. The method according to claim 15, characterized in that the first relationship has at least three pressure values and associated oscillation amplitudes is derived.

17. The method according to claim 15, characterized in that the second relationship has at least three pressure values and associated oscillation amplitudes is derived.

18. The method according to claim 15, characterized in that that the first and second relationships are based on at least three sets of pressure values and associated amplitudes are determined that occur in immediate chronological succession.

J Z ν. ^. ' O J O

19. A method for the quantitative determination of the systolic or diastolic blood pressure with the aid of a measuring device which does not intervene in the blood vessel system, which has means for applying a variable external pressure to an artery and which responds in an oscillometric manner to pulse wave fluctuations that occur in a partially closed artery ,
characterized by the steps:

A. The artery becomes an area of pressure that changes over time, which is the expected systolic and comprises diastolic pressure, applied external pressure;

B. the vertex distance of each pulse wave is determined by the device, while the external pressure between a above the expected systolic pressure and one below the expected diastolic pressure Value is changed;

C. There are associated functions on either side of one of the expected pressures in a zone of the range of the externally applied pressure, which includes the one expected pressure value, which functions the associated Represent rates of change of the vertex distances on both sides with respect to the external pressure;

D. the external pressure is determined at which the two functions are practically equal to each other and this Pressure set as the one expected pressure.

20. Method for the quantitative determination of systolic vision or diastolic blood pressure with the help of a measuring device that does not penetrate the bloodstream, the means for Comprises applying external pressure to an artery and is responsive to pulse waves in an oscillometric manner, occurring in a partially occluded artery

3 t» « M » * * ftte3 t »« M »* * ftte

characterized by the following steps:

A. The artery is subject to an external pressure that changes over time / that spans an area which includes expected systolic and diastolic pressures;

B. the vertex distance of each pulse wave, which is detected by the device, is determined, while the external pressure between- one above the expected systolic pressure and one value below the expected diastolic pressure will;

C. in a range of external pressure range which is the includes expected diastolic or systolic pressure, a first puncture is determined which determines the rate of change which represents the peak spacing with respect to the external pressure of at least two waves that are at external pressures occur just above one pressure;

D. A second function is determined which is the rate of change of the tip spacing of at least two waves Relation to external pressures which occur at external pressures close to below the one pressure;

E. It is determined quantitatively that the one pressure is equal to the external pressure at which the first and the second function are the same.

21. Method for the quantitative determination of the systolic Blood pressure with a not in the blood vessel system interventional measuring device which has means for exerting a changing external pressure on an artery and reacts in an oscillometric manner to pulse waves that occur in a partially occluded artery, characterized by the following steps: A. there is an external pressure that can be changed over time exercising the artery including an area including at least the expected systolic pressure;

O L · \ J s ^ ^ · υ O 9 ~

B. it is the vertex distance of each pulse wave that the device detects, determined when the pressure of a above the expected systolic value to one below the expected systolic value is lowered, determined in a range of the external pressure that the includes expected systolic pressure;

C. A first function is determined which is the rate of change of the vertex distances with respect to the outer Represents pressure from at least two waves occurring close to the expected systolic pressure;

D. A second function is determined that approximates the rate of change in vertex distances of at least two represents waves occurring above the expected systolic pressure with respect to the external pressure;

E. The systolic pressure is set quantitatively at the value at which the external pressure of the first and is equal to the second function.

22. A method for the quantitative determination of the systolic or diastolic blood pressure with the aid of a blood pressure measuring device which does not penetrate the blood vessel system, has means for applying an external variable pressure to an artery and reacts in an oscillometric manner to pulse waves that occur in a partially closed artery ,
characterized by the following steps:

A. External pressure is applied to the artery over time over an area that is expected to be includes systolic and diastolic pressures;

B. the vertex distances of each pulse wave are determined, which the device detects while the external pressure ranges from one above the expected systolic pressure to one change the value below the expected diastolic pressure;

10 -

C. A first function is determined which is the rate of change of two or more consecutive and close shows adjacent waves with respect to the external pressure, the waves at external pressure values occur that are above the one expected pressure;

D. A second function is determined which is the rate of change of vertex distances with respect to the outer Printing of two or more consecutive and adjacent Detects waves occurring at external pressures below the one expected pressure;

E. It is quantified that the one blood pressure is equal to the external pressure at which the first and second functions are equal to each other.

23. Method for the quantitative determination of the systolic blood pressure with the help of a not in the blood vessel interventional sphygmomanometer comprising means for applying a variable external pressure to an artery and in an oscillometric manner on pulse waves that are in a Occurring partially occluded artery responds, characterized by the following:

A. An external pressure that changes over time is exerted on the artery, one of the expected systolic Blood pressure includes span;

B. the vertex distance of each pulse wave is determined, which the device detects when the external pressure of a above expected systolic pressure to below expected systolic pressure Value is changed;

C. A first function is determined which is the rate of change of the peak amplitudes versus the external pressure of at least three consecutive and adjacent

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th pressure waves are detected which occur at external pressure values which are above the expected systolic Pressure lying;

D. A second function is determined which is the rate of change the vertex distances of three successive and adjacent pressure waves relative to the outer one Pressure represents which waves at external pressure values below the expected systolic pressure appear;

E. It is quantified that the systolic Blood pressure is equal to the external pressure at which the first and second functions are equal to each other.