DE3606602A1

DE3606602A1 - Elektronisches blutdruckmessgeraet

Info

Publication number: DE3606602A1
Application number: DE19863606602
Authority: DE
Inventors: Satoshi Kyoto Egawa; Yoshinori Yawata Kyoto Miyawaki; Osamu Amagasaki Kyoto Shirasaki; Satoshi Ueno
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 1985-02-28
Filing date: 1986-02-28
Publication date: 1986-09-25
Also published as: DE3606602C2; US4776344A

Description

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Besehreibung

Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet elektronischer Blutdruckmeßgeräte und richtet sich im besonderen auf ein elektronisches Blutdruckmeßgerät, welches auf dem Oszillationsverfahren beruht, und ein elektronisches Blutdruckmeßgerät, welches den Blutdruck durch Feststellung der Amplitude einer Impulswelle mißt.

Gemäß einem bekannten auf dem Oszillationsverfahren beruhenden elektronischen Blutdruckmeßgerät wird eine Manschette um den Oberarm einer Person, deren Blutdruck gemessen werden soll, gewickelt und nach Aufpumpen der Manschette auf einen bestimmten Druckwert aus dem Manschettendruck eine Wellenforminformation festgestellt und eine Impulswellenkomponente, die im Manschettendruck während des Drucklosmachens der Manschette enthalten ist, isoliert, so daß der mittlere Blutdruck, der maximale Blutdruck und der minimale Blutdruck aus diesen Daten festgestellt werden können. Ein typisches derartiges Blutdruckmeßgerät stellt die Gleichspannungskomponente im Manschettendrucksignal während des allmählichen Ablassens der Manschette fest, wie dies als Beispiel in Fig. 7(a) der Zeichnung gezeigt ist, und leitet die Wertdifferenzen zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert der im Manschettendrucksignal enthaltenen Impulswellenkomponenten für jedes feste Zeitintervall WI, W2, W3 usw. wie in Fig. 7(b) gezeigt, als Parameter her, ordnet dann diese Parameter H(1), H(2), H(3) usw. für diese Zeitintervalle in zeitlicher Folge, wie in Fig. 7(c) gezeigt, an und wendet dann auf die Variationskurve (Einhüllende) dieser Parameter einen bestimmten Algorithmus an {beispielsweise indem der mittlere Blutdruck aus dem Manschettendruck in dem Intervall, in welchem der Parameter maximal ist, der

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maximale Blutdruck aus dem Manschettendruck auf der Hochdruckseite, der einem Parameter entspricht, welcher 50 % des Maximalwerts entspricht, und der minimale Blutdruck aus dem Manschettendruck auf der Niederdruckseite, der einem Parameter entspricht, welcher 70 % des Maximalwerts entspricht, bestimmt wird), um so schließlich den Blutdruck zu bestimmen.

Bei einem solchen elektronischen Blutdruckmeßgerät wird herkömmlicherweise der zu jedem Intervall gehörige Manschettendruck als der Manschettendruck am Anfang oder am Ende des entsprechenden Zeitintervalls bestimmt. Da bei einem solchen herkömmlichen elektronischen Blutdruckmeßgerät jedoch der einem jeden Zeitintervall entsprechende Manschettendruck am Manschettendruck am Anfang oder am Ende des entsprechenden Zeitintervalls abgelesen wird, sind die Zeitpunkte, zu denen die Impulswelle mit ihrem Maximalwert und ihrem Minimalwert in jedem Zeitintervall erscheint, von dem Zeitpunkt verschieden, zu dem der Manschettendruck abgelesen wird, so daß beim bekannten Gerät ein gewisser Fehler zwischen dem Parameter (Maximalpegeldifferenz) und dem Manschettendruck auftrat, was die Meßgenauigkeit des Blutdruckes bei diesem bekannten Gerät vermindert.

Da ferner der dem Parameter entsprechende Druckwert entweder am Anfang oder am Ende des Zeitintervalls des Manschettendrucksignals ist, in welchem die Impulswellenkomponente kombiniert wird, und deshalb der Anfang (oder das Ende) des Intervalls entweder dem Maximalpunkt der Impulswelle oder dem Minimalpunkt der Impulswelle, abhängig vom besonderen Fall, entsprechen kann, neigt die Kurve des Manschettendrucksignals zu einer Schwingung mit der Amplitude der Impulswellenkomponente, wodurch gewisse Schwankungen im Man-

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schettendruckwert vorliegen und eine gewisse Verzerrung in der Kurve der Parameter vorliegt, was die Genauigkeit vermindert.

Was einen weiteren Aspekt der Erfindung anbelangt, so ist als eine herkömmliche Blutdruckmeßtechnologie das sogenannte Riva-Rocci-Korotkoff-Verfahren bekannt. Bei einem nach dem Riva-Rocci-Korotkoff-Verfahren arbeitenden elektronischen Blutdruckmeßgerät beginnt, nach dem Anlegen der Manschette am Arm eines Patienten und dem Aufpumpen der Manschette zum Unterbrechen des Blutstroms mit dem allmählichen Ablassen des Druckes das Blut wieder zu fließen, wobei ein bestimmtes charakteristisches Blutgeräusch (das sogenannte Korotkoff-Geräusch) erzeugt wird, welches mit weiterer allmählicher Druckabnahme in der Manschette nachfolgend dann verschwindet. Der Manschettendruck, bei dem das Korotkoff-Geräusch beginnt, wird dann als maximaler Blutdruck des Patienten bestimmt, während der Manschettendruck, bei welchem das Korotkoff-Geräusch verschwindet, als der minimale Blutdruck des Patienten bestimmt wird.

Eine weitere Blutdruckmeßtechnologie, bei welcher Kanülen in die Arterie eines Patienten eingesetzt werden, ist als blutiges Meßverfahren bekannt.

Bei einem auf dem Riva-Rocci-Korotkoff-Verfahren unter den bekannten Verfahren beruhenden elektronischen Blutdruckmeßgerät ist jedoch das gewonnene Korotkoff-Geräusch ein sehr kleines Signal, dessen Frequenzbereich zwischen 30 Hz und 150 Hz liegt. Daraus ergibt sich insofern ein Problem, als dieser Frequenzbereich durch externe Störsignale und Schwingungsstörsignale gefährdet ist, wobei diese Störungen Ursache einer fehlerhaften Bestimmung werden können, wobei solche Effekte oftmals Fehler bei

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Blutdruckmessungen mit bekannten Blutdruckmeßgeräten verursacht haben.

Andererseits wird bei einer auf einer direkten Methode beruhenden Blutdruckmessung, etwa durch Einführen einer Kanüle in ein Blutgefäß des Patienten, der Druck einer Arterie über eine mit physiologischer Kochsalzlösung gefüllte Kanüle auf einen externen Blutdruckgeber übertragen, wobei aber bei einem solchen Verfahren die Länge der Kanüle, das Auftreten von Blasen in dieser und Nullpunkt-Schwankungen des Blutdruckgebers Fehler bei der Blutdruckmessung verursachen könnten. Diese Fehler können durch geeignete Handhabung vermindert werden, eine derartige Handhabung verlangt aber Geschicklichkeit und Sorgfalt, so daß sich gewisse Schwierigkeiten ergeben, Techniken für eine geeignete Blutdruckmessung zu schaffen. Ferner haben derartige direkte Methoden den ernsten Nachteil, daß derartige invasiven Prozeduren unweigerlich dem Patienten Schmerzen, Unbehagen und geistige Anspannung verursachen und darüber hinaus die Möglichkeit von Blutgefäßschmerzen und Infektionen erhöhen.

Dementsprechend ist es Ziel der Erfindung, ein Blutdruckmeßgerät zu schaffen, welches die oben beschriebenen Probleme vermeidet.

Angesichts solcher Nachteile des Standes der Technik ist es Ziel der Erfindung, ein hochgenaues elektronisches Blutdruckmeßgerät zu schaffen, welches einen genauen Manschettendruckwert, der den Zeitpunkten des Herausziehens der Parameter entspricht, erzeugen kann.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts, bei welchem die Impulswellenoszillationen die Ablesung des Manschettendruckes nicht beeinträchtigen.

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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts, welches einen korrekten Manschettendruckwert, der den Zeitpunkten des HerausZiehens der Parameter entspricht, erzeugen kann. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts, welches beim Patienten keinen Schmerz oder Unbehagen erzeugt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts, welches nicht ungebührlich unter externen Störsignalen leidet.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts, welches nicht ungebührlich unter Oszillations-Störsignalen leidet.

Hierzu schlägt die Erfindung ein elektronisches Blutdruckmeßgerät vor, welches aufweist: (a) eine Manschette; (b) ein Drucksystem zur Unterdrucksetzung und Evakuierung der Manschette; (c) einen Drucksensor zur Feststellung des Druckes in der Manschette; (d) Impulswellenparameter-Extrahiermittel, welche die maximale Pegeldifferenz in der Impulswellenkomponente des Manschettendrucks über ein bestimmtes Zeitintervall für jedes einer Anzahl von Zeitintervallen herausziehen; und (e) Blutdruckbestimmungsmittel zur Bestimmung eines Blutdruckes entsprechend dem Manschettendruck und dem Impulswellenparameter ; und weiter aufweist: (f) Impulswellenmaximalwert-Manschettendruckextrahiermittel zum Herausziehen des dem Maximalwert der Impulswellenkomponente über ein jedes solches Zeitintervall entsprechenden Manschettendrucks; (g) Impulswellenminimalwert-Manschettendruckextrahiermittel zum Herausziehen des dem Minimalwert der Impulswellenkomponente über ein jedes solches Zeitintervall entsprechenden Manschetten-

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drucks; und (h) Manschettendruckmittelungsmittel zur Berechnung eines Mittelwerts aus dem Manschettendruck, welcher durch die Impulswellenmaximalwert-Manschettendruckextrahiermittel herausgezogen ist, und dem Manschettendruck, welcher durch die Impulswellenminimalwert-Manschettendruckextrahiermittel herausgezogen ist; (i) wobei der durch die Manschettendruckmittelungsmittel so berechnete Mittelwert als der Manschettendruck des jeweiligen Zeitintervalls genommen wird.

Ferner schlägt die Erfindung zur Erreichung dieser Ziele ein elektronisches Blutdruckmeßgerät vor, welches aufweist: (a) eine Manschette; (b) ein Drucksystem zur Unterdrucksetzung und Evakuierung der Manschette; (c) einen Drucksensor zur Feststellung des Druckes in der Manschette; (d) einen Impulswellensensor zur Feststellung der Impulswellenkomponente im Zuge der Manschettendruckänderungen; (e) Impulswellenamplitudenextrahiermittel zum Herausziehen der Impulswellenamplitude in zeitlicher Abfolge; (f) Impulswellenmaximalamplitudenextrahiermittel zum Herausziehen des Maximalwerts der Impulswellenamplitude; (g) Flächenberechnungsmittel zur Berechnung der Fläche zwischen einer Einhüllenden einer gewissen Anzahl von Daten, zu welchen repräsentative Daten, welche in dieser zeitlichen Folge herausgezogen werden, gehören, und einer die Endpunktsdaten der Daten in einer sequentiellen Weise verbindendenLinie, während die repräsentativen Daten verschoben werden; (h) erste Maximalflächenwert-Extrahiermittel zum Auffinden des Maximalwerts der Fläche, der auf der Seite höheren Manschettendrucks als der Manschettendruck, der dem Maximalwert der Amplitude der Impulswellen entspricht, berechnet ist; (i) zweite Maximalflächenwert-Extrahiermittel zum Auffinden des Maximalwerts der Fläche, der auf der Seite niedrigeren Man-

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schettendrucks als der Manschettendruck, der dem Maximalwert der Amplitude der Impulswelle entspricht, berechnet ist; und (j) Blutdruckbestimmungsmittel zur Bestimmung eines maximalen Blutdruckes aus dem Manschettendruck, welcher der durch die ersten Maximalflächenwert-Extrahiermittel herausgezogenen maximalen Fläche entspricht, und eines minimalen Blutdruckes aus dem Manschettendruck, welcher der durch die zweiten Maximalflächenwert-Extrahiermittel herausgezogenen maximalen Fläche entspricht.

Gemäß der oben als erstes definierten Erfindung wird in Zuordnung zu dem Herausziehen eines Parameters für jedes der Zeitintervalle durch jedes der Extrahiermittel der Manschettendruck, welcher ein Maximalwert in dem Intervall ist, durch die Impulswellenmaximalwert-Manschettendruckextrahiermittel und der Manschettendruck, welcher ein Minimalwert in dem Intervall ist, durch die Impulswellenminimalwert-Manschettendruckextrahiermittel herausgezogen und der Mittelwert aus den Manschettendrücken an diesen beiden Zeitpunkten durch die Manschettendruck-Mittelwertberechnungsmittel berechnet. Dieser Mittelwert aus den Manschettendrucken wird als der Manschettendruck des Intervalls betrachtet. Daher ist der Manschettendruck in jedem Intervall ein Manschettendruck, welcher zu den Zeitpunkten des Extrahierens des Maximalwerts und des Minimalwerts bzw. der Parameter in enger Beziehung steht.

Andererseits werden nach der Erfindung wie sie als zweites oben definiert ist, während des Druckablaßvorganges nach dem Unterdrucksetzen der Manschette durch das Drucksystem der Manschettendruck, eine Impulswellenkomponente und die Impulswellenamplitude festgestellt. Für jeweils eine gewisse Anzahl von Daten der Impulswellenamplitude wird die Fläche, welche durch eine Einhüllende der Daten

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und Daten verbindende gerade Linien umgeben ist, in zeitlicher Abfolge berechnet. Die Maximalflachen werden aus der Hochdruckseite und der Niederdruckseite in Bezug auf den Manschettendruck, welcher der Maximalamplitude der Impulswelle entspricht, herausgezogen und die Manschettendrucke, welche den auf der Hochdruckseite und der Niederdruckseite herausgezogenen Maximalflächen entsprechen, bestimmt, so daß der maximale Blutdruckwert und der minimale Blutdruckwert aus diesen Manschettendrücken bestimmt werden können. Da die Impulswellenkomponente, die zur Bestimmung der Blutdrucke verwendet wird, in ihrer Frequenz extrem niedrig ist und einen Frequenzbereich von 1 Hz bis 19 Hz hat, unterliegt sie nicht externen Störsignalen und/ oder Oszillations-Störsignalen.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser ist bzw. sind

Fig. 1 ein Blockschaltbild, welches den schematischen Aufbau der ersten bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung des elektronischen Blutdruckmeßgeräts gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 2 ein weiteres Blockschaltbild, welches sich auf die erste bevorzugte Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts gemäß der Erfindung bezieht,

Fig. 3 ein Flußdiagramm, welches den Gesamtablauf bzw. Aufbau eines Hauptprogramms für einen in der ersten Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts enthaltenen Mikroprozessor zeigt,

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Fig. 4 ein Flußdiagramm, welches in größeren Einzelheiten den Steuerfluß einer Parameterberechnungs-Routine, welche durch das Hauptprogramm aufgerufen wird, zeigt,
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Fig. 5 eine graphische Darstellung, welche die Beziehung zwischen der Impulsweilenkomponente und der Manschettendruckkurve zur Veranschaulichung der Arbeitsweise der ersten Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts zeigt,

Fig. 6 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Probleme eines herkömmlichen Blutdruckmeßgeräts,
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Fign. graphische Darstellungen, welche das Prinzip eines _ . I bekannten elektronischen Blutdruckmeßgeräts zeigen, das auf der Oszillationsmethode beruht, welche einen Parameter für jedes Zeitintervall berechnet, 20

Fign. graphische Darstellungen zur Veranschaulichung der 8(c) ^{1S Arbej}-^tswei^se einer zweiten Ausfuhrungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts gemäß der Erfindung, wobei Fig. 8(a) den Vorgang der Absenkung des Manschettendruckes wiedergibt, Fig. 8(b) eine Folge von Impulswellenspitzen während der Druckabsenkung zeigt und Fig. 8(c) in zeitlicher Abfolge die Verteilung der Teilflächen zeigt, die durch die Einhüllende und den geradlinigen Abschnitt der Impulswellenspitzen umgeben sind;

Fig. 9 ein Blockschaltbild der zweiten bevorzugten Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts

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der Erfindung,

Pign. die Änderungen des Manschettendrucks und der Im-

^^a' pulswellenamplitude während der Absenkung des 10(b) Manschettendrucks bei dieser zweiten Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts,

Fig. 11 ein Flußdiagramm, welches den Gesamtablauf bzw. Aufbau eines Hauptprogramms für einen in der zweiten Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts enthaltenen Mikroprozessor wiedergibt,

Fig. 12 ein Flußdiagramm, welches in größeren Einzelheiten den Steuerfluß einer aus dem Hauptprogramm aufgerufenen Routine zur Ableitung einer Reihe von Flächen auf der Seite des höheren Manschettendrucks wiedergibt,

Fig. 13 ein Flußdiagramm, welches in größeren Einzelheiten den Steuerfluß einer wiederum aus dem Hauptprogramm aufgerufenen Routine zur Ableitung der Maximalflächenwerte auf der Seite der höheren Manschettendrucke wiedergibt,

Fig. 14 ein Flußdiagramm, welches in größeren Einzelheiten den Steuerfluß einer wiederum aus dem Hauptprogramm aufgerufenen Routine zur Bestimmung des maximalen Blutdrucks wiedergibt,

Fig. 15 ein Flußdiagramm, welches in größeren Einzelheiten den Steuerfluß einer wiederum aus dem Hauptprogramm aufgerufenen Routine zur Berechnung der Folge von

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Flächen auf der Seite des niedrigeren Manschettendrucks wiedergibt,

Fig. 16 ein Flußdiagramm, welches in größeren Einzelheiten den Steuerfluß einer wiederum aus dem Hauptprogramm aufgerufenen Routine zur Berechnung der Maximalflächen auf der Seite des niedrigeren Manschettendrucks wiedergibt,

Fig. 17 ein Flußdiagramm, welches in größeren Einzelheiten den Steuerfluß einer wiederum aus dem Hauptprogramm aufgerufenen Routine zur Bestimmung des minimalen Blutdruckwertes wiedergibt,

Fign. Wellenformdiagramme zur Veranschaulichung der differenzierten Impulswellenform und der Impulswellen-18(b) form der zweiten bevorzugten Ausführungsform des

elektronischen Blutdruckmeßgeräts gemäß der Erfindung ,
20

Fign. Wellenformdiagramme zur Veranschaulichung der dif-

}, ferenzierten Impulswellenform und der Impulswellen-19(b) form zur Veranschaulichung der Unterteilung der Impulswelle in der zweiten bevorzugten Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts, und

Fig. 20 eine Darstellung zur Veranschaulichung der Herleitung der Teilflächen auf der Seite des höheren Manschettendrucks bei der zweiten bevorzugten Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts.

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Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf ihre bevorzugten Ausführungsformen beschrieben.

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches den schematischen Aufbau der ersten Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts gemäß der Erfindung zeigt, und Fig. 2 ein Blockschaltbild eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts, auf welches die Erfindung angewandt ist.

In Fig. 2 ist eine Manschette 11 als Sack ausgebildet, der aus Gummi oder irgendeinem anderen für das Anlegen am Arm eines Probanden geeigneten Materials sein kann, wobei diese Manschette 11 über einen Gummischlauch 15 mit einem Ablaßventil 13 und einer Druckpumpe 14, die zusammen ein Drucksystem 12 ausmachen, verbunden ist.Mit der Manschette 11 ist über den Gummischlauch 15 ein Drucksensor 16 verbunden, welcher den gerade vorliegenden Wert des Manschettendrucks in ein elektrisches Signal umwandelt. Der Ausgang des Drucksensors 16 ist mit dem Eingang eines Verstärkers 17 verbunden, und das elektrische Ausgangssignal des Drucksensors 16 bzw. das Manschettendrucksignal wird durch den Verstärker 17 gleichspannungsverstärkt. Der Ausgang des Verstärkers 17 ist mit einem Eingang eines A/D-Wandlers 18 einerseits und mit einem Eingang eines Bandpaßfilters 19 andererseits verbunden. Der Ausgang des A/D-Wandlers 18 wird auf eine CPU 20 gegeben, wie dies auch der Ausgang des Bandpaßfilters 19 wird, so daß der Ausgang des Verstärkers 17 und der Ausgang des Bandpaßfilters 19 nach Umwandlung in Digitalsignale durch den A/D-Wandler 18 der CPU 20 zugeführt werden.

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Die CPU 20, welche bestimmte Prozesse nach einem internen Programm durchführt, hat die Funktionen der Bestimmung der Blutdruckwerte, wie des maximalen und des minimalen Blutdruckwerts, und die so bestimmten Blutdruckwerte werden auf einer Anzeigeeinheit 21 angezeigt.

Mit Betätigung einer auf der Zeichnung nicht dargestellten Messungsstarttaste setzt die CPU 20 die Druckpumpe 14 in Tätigkeit und pumpt die Manschette 11 über einen Befehl "a" auf und steuert außerdem das Ausmaß des Druckablassens über das Ablaßventil 13 durch einen Befehl "b". Der Manschettendruck aus dem Verstärker 17 und die Impulswellenkomponente aus dem Bandpaßfilter 19 werden mit einer bestimmten Abtastzeithaltung durch Befehle "c" und "d" ausgelesen.

Die CPU 20 hat die Funktionen der Feststellung des Maximalwerts und des Minimalwerts der in einem bestimmten Zeitintervall, welches länger als das oben erwähnte Abtastzeitintervall ist, ausgelesenen Impulswellenkomponenten, des Berechnens der Pegeldifferenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert, des Extrahierens von Manschettendrucken, die dem Maximalwert und dem Minimalwert entsprechen, und des Berechnens des Mittelwerts dieser extrahierten Manschettendrucke .

Im folgenden wird nun der Gesamtvorgang für das elektronische Blutdruckmeßgerät gemäß dieser Ausführungsform unter Bezugnahme auf ein in Fig. 3 gezeigtes Flußdiagramm des zugehörigen Programms beschrieben.

Wenn mit Drücken der in der Zeichnung nicht dargestellten Messungsstarttaste die Vorgänge beginnen, wird die Druckpumpe 14 bei Erhalt des Befehls "a" von der CPU 20 (in Schritt ST 1) in Tätigkeit gesetzt und die Manschette 11 aufgepumpt, bis sich ein für die Messung ausreichender Manschettendruck

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aufbaut (in Schritt ST2 ), Sobald der Manschettendruck einen bestimmten Wert erreicht, bleibt die Manschettendruckpumpe 14 stehen (in Schritt ST3 ), so daß das Aufpumpen aufhört, und durch den Befehl "b" beginnt das Ablaßventil 13 mit dem allmählichen Ablassen von Luft aus der Manschette 11 (in Schritt ST4), so daß die Druckwegnahme in der Manschette 11 beginnt. Ferner werden verschiedene Parameterberechnungs-Initialisierungsstufen, wie beispielsweise das Löschen des Zählers zur Berechnung der Parameter und der Register zur Speicherung der Maximalwerte und der Minimalwerte des Manschettendrucks usw. (in Schritt ST5) durchgeführt. Die Parameter werden dann berechnet (in Schritt ST6). Bei diesem Parameterberechnungsprozeß werden der Maximalwert Pmax und der Minimalwert Pmin der in den fein unterteilten Abtastzeit-Intervallen (Fenstern) ausgelesenen Impulswellenkomponente hergeleitet und ferner wird der Parameterwert H(i) für jedes Abtastzeitintervall als Differenz zwischen dem Maximalwert Pmax und dem Minimalwert Pmin hergeleitet. Außerdem wird in diesem Prozeß der Manschettendruck A(i) für jedes Abtastzeitintervall herausgezogen. Dieser Vorgang ist ein Charakteristikum der Erfindung und seine Einzelheiten werden im folgenden beschrieben.

Nach diesem Berechnungsvorgang werden laufend die berechneten Paramter H(i) und der Parameter-Maximalwert Hmax bis zu diesem Zeitpunkt (in Schritt ST7) verglichen, und es wird, falls H(j) größer als Hmax ist, der gerade laufende Parameter H(i) als neuer Parameter-Maximalwert Hmax (im Schritt ST8) gespeichert, um den Manschettendruck in diesem Zeitpunkt als den mittleren Blutdruckwert (in Schritt ST9) zu bestimmen. Dann wird der Manschettendruck, der dem Parameterwert entspricht, welcher beispielsweise dem halben Parameter-Maximalwert Hmax entspricht, als maximaler Blut-

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druckwert gesetzt (in Schritt ST10).

Danach wird bestimmt, ob der aktuelle Parameterwert H(i) kleiner oder gleich 70% des Parameter-Maximalwerts Hmax bis zu diesem Zeitpunkt ist oder nicht (in Schritt ST11). Wenn der Parameter ansteigt, wird das Bestimmungsergebnis ein NEIN sein, und der Systemfluß kehrt nach Inkrementierung des Zählers i um 1 (in Schritt ST12) zur Berechnung des Parameters für das nächste Zeitintervall nach Schritt ST6 zurück. Danach werden, solange bis der Parameterwert nicht mehr ansteigt und abzufallen beginnt und 70% von Hmax wird, die Prozesse in den Schritten ST6 bis ST12 wiederholt. Wenn der Parameter H(i) 70% von Hmax erreicht und weiter abnimmt, wird das Bestimmungsergebnis des Schrittes ST11 ein JA, und der diesem Zeitpunkt entsprechende Manschettendruck wird als der minimale Blutdruck bestimmt (in Schritt ST13). Danach werden die als Mittelwert, Maximalwert und Minimalwert bestimmten Blutdruckwerte (im Schritt ST14) auf der Anzeigeeinheit 21 angezeigt und das Ablaßventil 13 beginnt (im Schritt ST15) mit dem Schnellablaß, um die Messung zu beenden.

Im folgenden werden die Einzelheiten des Berechnungsprozesses des oben erwähnten Schrittes ST6 für die Parameter H(i) und A(i), welcher durch ein aufgerufenes Unterprogramm durchgeführt werden kann, unter Bezugnahme auf das Unterprogramm-Flußdiagramm der Fig. 4 im einzelnen beschrieben.

Wenn der Systemfluß in das Unterprogramm zur Berechnung dieser Parameter eintritt, werden zunächst im Schritt ST61 die Register zur Speicherung des maximalen Druckes Pmax und des minimalen Wertes Pmin der Impulswellen-Komponentenpegel und zur Speicherung der Abtastnummer η in jedem Intervall gelöscht. Die für jede Abtastzeit eingegebenen

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Impulswellen-Komponentenpegel P(η) werden (in Schritt ST62) gelesen. Und die gelesenen Impulswellen-Komponentenpegel P(n) werden mit dem minimalen Wert Pmin des Impulswellen-Komponentenpegels bis zu diesem Zeitpunkt verglichen (in Schritt ST63), und wenn P(n) kleiner ist, wird das P(n) der gerade laufenden Abtastzeit als Pmin (im Schritt ST64) gespeichert. Der Manschettendruck A(n) zu diesem Zeitpunkt wird als PRES 1 (im Schritt ST65) gespeichert. Dieses PRES 1 ist ein Manschettendruck, der dem Maximalwert der Impulswelle entspricht. Wenn im Schritt ST63 P(n) größer als Pmin ist, werden die Vorgänge der Schritte ST64 und ST65 übersprungen. In den Schritten ST63 bis ST65 wird der Minimalwert des ImpulswellenpegeLs aktualisiert.

Nach diesem Aktualisierungsvorgang für den Minimalwert wird im Schritt ST63 P(n) mit dem Maximalwert Pmax bis zu diesem Zeitpunkt verglichen, und wenn P(n) größer ist, wird das P(n) der gerade laufenden Abtastung (im Schritt ST67) als Pmax gespeichert. Der Manschettendruck A(n) zu diesem Zeitpunkt wird als PRES 2 (im Schritt ST68) gespeichert.

Dieses PRES 2 ist ein Manschettendruck, welcher dem Maximalwert der Impulswelle entspricht. Wenn sich in Schritt ST66 P(n) kleiner als Pmax erweist, werden die in den Schritten ST67 und 68 durchgeführten Prozesse übersprungen. In den Schritten ST66 und ST68 wird der Maximalwert des Impulswellenwerts aktualisiert.

Nachdem die Anzahl von Feststellungen η um 1 (im Schritt ST69) erhöht ist, wird bestimmt, ob diese Feststellungsanzahl· η eine Maximalfeststellungsanzahl nmax des Intervalls überschritten hat oder nicht (im Schritt ST7 0). Wenn nicht, kehrt der Systemfluß nach Schritt ST62 zurück, und nach Lesen der Daten P(n) des Impulswellenpegels für die nächste Abtastzeit werden die gleichen Schritte (d.h. die Schritte ST62 bis ST70)

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erneut durchgeführt. Diese Prozesse werden wiederholt, bis η gleich nmax+1 bzw. ein einzelnes Zeitintervall beendet ist.

Wenn η gleich nmax+1 ist, wird das Bestimmungsergebnis des Schrittes ST70 ein JA. Dann wird der Minimalwert der Impulswelle vom Maximalwert Pmax der Impulswelle subtrahiert, die Differenz bzw. der Parameter H(i) berechnet (in Schritt ST71), der Mittelwert der dem Maximalwert und dem Minimalwert der Impulswelle entsprechenden Manschettendrucke PRES1 und PRES2 berechnet, und nachdem dieser Mittelwert als der Manschettendruck PRES(i) dieses Zeitintervalls gesetzt ist (im Schritt ST72), kehrt der Systemfluß ins Hauptprogramm zurück.

Der Berechnungsprozeß für die Parameter H(i) und den entsprechenden Manschettendruck A(i) wird im folgenden nun unter Bezugnahme auf die in Fig. 5 gezeigten Wellenformbeispiele beschrieben.

In Fig. 5 bezeichnet P eine Impulswellenkomponente und a eine Manschettendruckwellenform. WI, W2, usw. sind Zeit-Intervalle. In Bezug auf das Zeitintervall W1 ergibt sich aus dem dem Minimalwert der Impulswelle Praini entsprechenden Manschettendruck A11 und dem dem Maximalwert der Impulswelle Pmaxi entsprechenden Manschettendruck A12 der entsprechende Manschettendruck dieses Intervalls W1 als A1 = (A11+A12)/2.

In Bezug au das Zeitintervall W2 ergibt sich aus dem dem Minimalwert der Impulswelle Pmin2 entsprechenden Manschettendruck A21 und dem dem Maximalwert der Impulswelle Pmax2 entsprechenden Manschettendruck A22 der entsprechende Manschettendruck dieses Zeitintervalls W2 als A2 = (A21+A22)/2.

Es werden daher, selbst wenn gewisse Schwankungen des Maximalwerts und des Minimalwerts der Impulswelle für verschiedene Zeitintervalle vorliegen, die Manschettendrucke nahe an

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den Punkten, wo der Minimalwert und der Maximalwert herausgezogen werden, als der Manschettendruck der entsprechenden Intervalle bestimmt.

Da die Mittelwerte der dem Maximalwert und dem Minimalwert der Impulswellenkomponente in jedem der Zeitintervalle zur Gewinnung der Parameter entsprechenden Manschettendrucke als Manschettendrucke des entsprechenden Zeitintervalls gesetzt werden, erhält man gemäß der Erfindung eine unverzerrte Beziehung zwischen den Parametern und den Manschettendrucken und somit ein elektronisches Blutdruckmeßgerät, welches mit einem sehr geringen Fehler und mit hoher Präzision arbeitet.

Fig. 9 ist ein Blockschaltbild einer zweiten Ausführungsform des gegenständlichen Blutdruckmeßgeräts. In Fig. 9 ist eine Manschette 1 als ein um den Arm eines Probanden zu legender Sack ausgebildet, welcher wie im ersten Fall aus Gummi oder einem anderen geeigneten biegsamen Material besteht, und diese Manschette 1 ist mit einem Drucksystem 2, welches ein Ablaßventil 3 und eine Druckpumpe 4 umfaßt, über einen verzweigten Gummischlauch 5 verbunden.

Über den Gummischlauch 5 ist mit der Manschette 1 auch ein Drucksensor 6 verbunden, welcher den abgefühlten Manschettendruck in ein elektrisches Signal umwandelt. Der Ausgang des Drucksensors 6 ist mit einem Eingang eines Verstärkers 7 verbunden, und das elektrische Ausgangssignal des Drucksensors 6 bzw. das Manschettendrucksignal wird durch den Verstärker 7 gleichspannungsverstärkt. Der Ausgang des Verstärkers 7 ist mit einem Eingang eines A/D-Wandlers 8 einerseits und mit dem Eingang eines Bandpaßfilters 9 andererseits verbunden. Der Ausgang des A/D-Wandlers 8 ist mit einer CPÜ 10 verbunden, und ebenso ist dies der Ausgang des Bandpaßfilters 9, wodurch der Ausgang des Verstärkers 7 und der Ausgang des Bandpaßfilters 9 nach Umwandlung in Digitalsignale durch den

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A/D-Wandler 8 beide der CPU 10 zugeführt werden.

Die CPU 10 führt bestimmte Prozesse entsprechend einem gespeicherten internen Programm aus und hat die Funktionen des Bestimmens der Blutdruckwerte, wie des maximalen Blutdrucks, des minimalen Blutdrucks usw., und die bestimmten

Blutdruckwerte werden auf einer Anzeigeeinheit 11 angezeigt. Wenn eine in der Zeichnung nicht besonders dargestellte Messungsstarttaste betätigt wird, setzt die CPU 10 zum Aufpumpen der Manschette 1 durch Ausgabe eines Befehls "a" die Druckpumpe 4 in Gang und steuert ferner das Ablassen der Luft durch das Ablaßventil 3 durch Ausgabe eines Befehls "b". Der Manschettendruck aus dem Verstärker 7 und die Impulswellenkomponente aus dem Bandpaßfilter 9 werden in bestimmten Abtastzyklen durch Befehle "c" und "d" gelesen. Bei dem vorliegenden elektronischen Blutdruckmeßgerät wird, nachdem die Manschette 11 am Arm des Probanden angelegt ist und die Druckpumpe 4 durch Drücken der Messungsstarttaste bis zur Erreichung eines bestimmten Manschettendruckwertes betätigt worden ist, die Druckpumpe 4 angehalten und das Ablassen der Luft durch das Ablaßventil 3 allmählich begonnen. Mit der allmählichen Abnahme des Druckes wird das Ausgangssignal des Drucksensors 6 so, wie es in Fig. 10(a) gezeigt ist, und die herausgezogene Impulswellenkomponente am Ausgang des Bandpaßfilters 9 oder der Ausgang des Verstärkers 7 nehmen die in Fig. 10(b) gezeigte Form an.

Die CPU 10 bestimmt den mittleren Blutdruck, den maximalen Blutdruck und den minimalen Blutdruck aus dem festgestellten Manschettendruck und dem Amplitudenwert der Impulswelle (Scheitelwert bzw. Spitzenwert) entsprechend '.einem Fluß, wie er im folgenden beschrieben wird. Dieser Vorgang wird nun unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 11 beschrieben.

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Zunächst beginnt, wenn die Messungsstarttaste gedrückt und der Vorgang begonnen wird, die Druckpumpe 4 durch den Befehl "a" (in Schritt STl) zu arbeiten, und die Manschette 1 wird (im Schritt ST2) aufgepumpt, bis ein für eine Messung ausreichender Druck aufgebaut ist. Sobald der Manschettendruck einen bestimmten vorgegebenen Wert erreicht hat, wird die Druckpumpe 4 angehalten und gleichzeitig mit dem Beenden des Aufpumpens (im Schritt ST3) beginnt das Ablaßventil durch den Befehl "b" mit einem allmählichen Ablassen der Luft, um das Drucklosmachen (in Schritt ST4) zu beginnen.

Durch den Befehl "c" wird für jedes T1 (beispielsweise 100 ms) der Ausgang des Verstärkers 7 oder der Manschettendruck A/D-gewandelt und gespeichert (im Schritt ST5). Ähnlich wird durch einen Befehl für jedes T2 (beispielsweise 10 ms hier) der Ausgang des Bandpaßfilters 9 oder die Impulswellenkomponente durch den A/D-Wandler 8 A/D-gewandelt, von der CPU aufgenommen und gespeichert (im Schritt ST6).

Die diskreten Daten der Impulswelle, die A/D-gewandelt worden sind, werden für jeden Punkt differenziert (in Schritt ST7). Diese Differentiation wird nach folgender Gleichung durchgeführt:

Σ {f (nij) -f (n-j)} X j

wobei n=T, 2, 3 usw., k eine Normierungskonstante (k=110 im veranschaulichten Beispiel) und f(n) ein Originaldatenwert, mit η als 5 in diesem Beispiel gewählt, ist.

Fig. 1.8 zeigt die Wellenformen der Impulswelle vor und nach der Differentiation. Fig. 18(a) ist eine differenzierte

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Wellenform, während Fig. 18(b) die Impulswellenform selber ist.

Dann wird der Maximalwert der differenzierten Impulswelle herausgezogen. Im einzelnen wird nach dem Differentiationsvorgang im Schritt ST7 bestimmt, ob der Maximalwert der differenzierten Impulswelle festgestellt worden ist oder nicht (in Schritt ST8), und diese Feststellung des Maximalwerts der differenzierten Impulswelle wird wiederholt, bis ein solcher Wert festgestellt ist (im Schritt ST9). Dieser Prozeß besteht in einem Vergleichen des gerade laufenden differenzierten Werts und des Maximalwerts bis zu diesem Zeitpunkt und einer Erneuerung bzw. Aktualisierung des Maximalwerts, wenn der gerade laufende Wert größer als der vorhergehende Maximalwert ist, und wenn der Wert für mehr als ein bestimmtes Zeitintervall (beispielsweise drei Sekunden) nicht aktualisiert wird, wird der Wert als der Maximalwert der differenzierten Impulswelle betrachtet.

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Daher ist, wenn das gewisse Zeitintervall abgelaufen ist, ohne daß der differenzierte Wert aktualisiert wird, das Bestimmungsergebnis für die Feststellung des Maximalwerts der differenzierten Impulswelle im Schritt ST10 ein NEIN, und der Prozeßfluß kehrt nach Schritt ST5 zurück und der Prozeß der Feststellung des Maximalwerts der differenzierten Impulswelle wird auf einer Echtzeitbasis wiederholt. Wenn der Maximalwert der differenzierten Impulswelle festgestellt wird, wird das Bestimmungsergebnis des Schrittes STlO ein JA, und der Maximalwert der differenzierten Impulswelle wird gespeichert (in Schritt ST11). Der Prozeßfluß kehrt dann nach Schritt ST5 zurück, da aber das Bestimmungsergebnis für die Feststellung des Maximalwerts der differenzierten Impulswelle im Schritt ST8 nun ein JA wird, geht der Prozeßfluß nach Schritt ST12 weiter und führt einen Impulswellenaufteilungsvorgang durch.

Dieser Impulswcllenaufteilungsvorgang besteht im Einstellen von ix. Prozent (e* = 10 bis 20) des im Schritt ST9 herausgezogenen Maximalwerts der differenzierten Impulswelle als Schwellwert, Auffinden eines Schnittpunktes zwischen diesem Wert und der ansteigenden Kurve der differenzierten Impulswelle, und Einstellen des diesem Schnittpunkt entsprechenden Punktes auf der Impulswellenform als Teilungspunkt. Die in Fig. 19 gezeigte Linie TH ist der Schwellwert, und d1, d2, d3 usw. sind Teilungspunkte.

Der Maximalwert der Impulswelle wird für jedes der durch diese Teilung der Impulswelle definierten Intervalle festgestellt (in Schritt ST13), und diese Maximalwerte der Impulswelle werden als Impulswellenspitzen bzw. -scheitelwerte gesetzt. Außerdem wird der Maximalwert dieser Impulswellenspitzen für verschiedene Teilungsintervalle gewonnen. Die Feststellung des maximalen Spitzenwertes der Impulswelle besteht in einem Vergleich des gerade vorliegenden Impulswellen-Spitzenwertes mit den vorangehenden Impuls-

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wellen-Spitzenwerten, und wenn der gerade vorliegende Impulswellen-Spitzenwert größer als die vorhergehenden ist, wird die größere Impulswelle als Aktualisierungsdaten gespeichert, und wenn für mehr als ein gewisses Zeitintervall keine Aktualisierung stattfindet, wird der Impulswellen-Spitzenwert als der maximale Spitzenwert der Impulswelle gespeichert (in Schritt ST17). Der Manschettendruck, der diesem maximalen Spitzenwert der Impulswelle entspricht, wird als ein mittlerer Blutdruckwert CM gespeichert.

Wenn der maximale Scheitelwert der Impulswelle gespeichert wird, wird das Bestimmungsergebnis zur Feststellung des maximalen Spitzenwertes der Impulswelle im Schritt ST14 ein JA, wonach bestimmt wird, ob der Impulswellen-Spitzenwert gleich oder kleiner als β Prozent (ß = 40 bis 60 ) des maximalen Spitzenwerts ist oder nicht (in Schritt ST18). Wenn er nicht gleich oder kleiner als ß Prozent ist, kehrt der Prozeßfluß nach Schritt ST5 zurück, und die Prozesse der A/D-Wandlung des Manschettendrucks, der Speicherung (in Schritt ST5), der Impulswellen-A/D-Wandlung, der Speicherung (in Schritt ST6), der Impulswellen-Spitzenfeststellung (in Schritt ST14) usw. werden wiederholt.

Wenn die Impulswellenspitze gleich oder kleiner als ß Prozent der maximalen Spitze wird, wird das Bestimmungsergebnis des Schrittes ST18 ein JA, was bedeutet, daß der Impulswellen-Spitzenwert, welcher zur Messung erförderlich ist, in diesem Zustand bereits gemessen worden ist, und es wird ein Befehl "b" von der CPU10 auf das Ablaßventil 3 gegeben. Damit beginnt das Ablaßventil 3 mit dem Schnellablassen der Luft (in Schritt ST19).

Damit sind die Echtzeitprozesse, wie Differentiation der Impulswelle, Feststellung der Impulswellenspitzen usw. im Ablaßprozeß des Manschettendruckes beendet. Danach wer-

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den gewisse Prozesse auf den in* dieoem Echtzeitprozeß erhaltenen Impulswellen-Spitzenwerten ausgeführt, wonach der Prozeß der Bestimmung des maximalen Blutdruckes und des minimalen Blutdruckes zu beginnen ist. Im folgenden wird nun der Prozeß zur Bestimmung von Blutdrucken beschrieben.

Nach dem schnellen Ablassen der Luft wird eine Reihe aus Flächen (a(n)), welche durch die Einhüllungslinien und die geraden Linien bestimmt sind, in Bezug auf die Gruppe von Daten der herausgezogenen Impulswellenspitzen (Pp(n)) auf der Seite des höheren Manschettendrucks der Impulswellen-Maximalspitze (Pmax) (in Schritt ST20) berechnet.

Ein konkretes Beispiel für die Berechnung der Flächen a(n) wird im folgenden unter Bezugnahme auf Fig. 20 beschrieben.

in Fig. 20 bezeichnet η auf der x-Achse Impulswellen-Folgenummern, während die y-Achse entsprechende Impulswellenspitzen darstellt. Die durch die Impulswellennummer η dargestellte Fläche a(n) erhält man durch Subtrahieren einer Fläche, welche durch Punkte (n-2,0), (n+2,Pp(n+2)), (n-1,Pp(n-1)), (nPp(n)), (n+1,Pp(n+1)), (n+2,Pp(n+2)), (n+2,0) definiert ist, von einer trapezförmigen Fläche, welche durch Punkte (n-2,0), (n-2,Pp(n-2)), (n+2,Pp(n-2)) und (n+2,0) bestimmt ist.

Die durch die Punkte (n-2,0), (n-2,Pp(n-2)), (n+2,Pp (n-2)) und (n+2,0) definierte trapezförmige Fläche erweist sich als 1/2'4h (Pp(n+2) + Pp(n-2)), wenn das Intervall h zwischen einem Punkt (i,0) und einem Punkt (i+1,0) ist, {wobei i von n-2 bis n+1 läuft).

Ferner ist die trapezförmige Fläche Q(i), welche durch die Punkte (i,0), (i,Ppi)), (i+1,Pp(i+1) und (i+1,0) (wobei i von n-2 bis n+1 läuft) definiert ist, Q(i) = 1/2 h· (Pp(i) + Pp(i+D). Daher läßt sich die Fläche a(n) ausdrücken durch:

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_ 28 _

1 η + 1

a (η)= 4h( P ρ (n + 2) + P ρ (η-2)) -Σ Q (

2 i - η - Z

1
h U(Pp(iu2) + PpCh-2))

■ ²

- { Ρρ(η-2) + P p(n-l))

+ ( Ρρ(η-Ι) + Ρρ(η)) + ( Ρρ(η ) +Ρρ(ηίΐ)) + ( P ρ (η+1)) + ·Ρ ρ(η + 2) ) } )

1

- h (3(Ρρ(ηΐ2) + Pp(B-Z))

- 2 ( Ρρ(η-Ι) + Ρρ(η ) + Ρρΐη+1)) }

Wenn η=1 , läßt sich a(η) herleiten als:

a (η)» (Ρρ(η + 2) + P p(n-2)

~ ( Pp(n-l) + Ρρ(η) +Pp(n+D) }

Wenn jedoch einer der Punkte (n-1,Pp(n-1)), (n,Pp(n)) und (n+1,Pp(n+1)) über der die Punkte (n+2,Pp(n+2)) und (n-2,Pp(n-2)) verbindenden Linie liegt, wird a(n) zu null gesetzt, da dies bedeutet, daß die Einhüllungslinie innerhalb des Bereichs des mittleren Blutdrucks weg von der dem maximalen Blutdruck entsprechenden Fläche ist.

Diese Flächen a(n) werden für jede der Impulswellennummern durch Inkrementieren um 1 der Impulswellennummer η für die in Fig. 8(b) gezeigten Impulswellenspitzen berechnet. Es wird also eine Reihe bzw. Folge von Flächen (a(n)), wie in Fig. 8(c) gezeigt, berechnet.

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Nachfolgend wird (im Schritt ST21) eine Maximalfläche aus der Flächenfolge (a(n)) festgestellt, und unter Setzen des Manschettendruckwerts, welcher der Gruppe von Impulswellenfolgen entspricht, welche den maximalen Flächenwert ergibt, als CI (siehe Fig. s)t wird der maximale Blutdruckwert CS aus der folgenden Gleichung gemäß dem mittleren Blutdruckwert CM, welcher bereits herausgezogen und gespeichert ist (siehe Fig. 1) (im Schritt ST22) berechnet: CS = 3/4 (CI - CM) + CM

Der nach dieser Gleichung bestimmte maximale Blutdruck hat sich experimentell als richtig und brauchbar erwiesen.

Als nächstes wird eine Folge von Flächen a(n), welche von der Einhüllungslinie und den geraden Linienumgeben sind, in der gleichen Weise wie im Schritt ST20 in Bezug auf eine Folge von Daten herausgezogener Impulswellenspitzen Pp(n) auf der Seite des niedrigeren Manschettendrucks der Impulswellen-Maximalspitze (Pmax) (im Schritt ST23) berechnet.

Nachfolgend wird die Maximalfläche aus der Folge von Flächen a(n) (siehe die rechte Seite von Fig. 8(c)) (im Schritt ST24) hergeleitet, der maximale Blutdruckwert aus dem Manschettendruckwert CD (siehe Fig. 8(a)), welcher dem Maximalwert der Flächen entspricht, bestimmt (im Schritt ST25). Der maximale Blutdruck und der minimale Blutdruck werden (im Schritt ST26) auf der Anzeigeeinheit 11 angezeigt, und die Messung ist beendet.

Im folgenden wird nun der spezifische Prozeß in Unterprogrammen, die in den Schritten ST20 bis ST25 des Hauptflusses aufgerufen werden, beschrieben.

Erläuterung der Berechnung der Folge von Flächen auf

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der Manschettenhochdruckseite (in Schritt ST20).

Mit Eintreten in den Schritt ST20 im Hauptfluß wird die Impulswellennummer η auf 2 gesetzt (im Schritt ST51), wie dies im Flußdiagramm der Fig. 12 gezeigt ist, und es wird 1 zu η addiert (im Schritt ST52), und es wird bestimmt, ob nmax=n oder nicht (im Schritt ST53). nmax ist hierbei eine ganze Zahl, welche bewirkt, daß Pmax gleich Pp(nmax) (der Manschettendruck, der diesem nmax entspricht, ist der mittlere Blutdruck CM) ist, und solange im Schritt ST53 das Bestimmungsergebnis ein NEIN ist, ist die Berechnung der Flächen auf der Manschettenhochdruckseite durchzuführen. Mit anderen Worten, wenn das Bestimmungsergebnis des Schrittes ST53 ein NEIN ist, wird bestimmt, ob die folgenden Ungleichungen gelten oder nicht (in dem Schritt ST54, dem Schritt ST55, dem Schritt ST56):

Pp(n) >

Pp(n-2)

Pp(n-l) >

P ρ (η-2) 4- P ρ (η

Pp(n-2) + Pp(n + 2)

Pp(n + 1

Pp(n-2)

Wenn irgendeine dieser Ungleichungen gilt, bedeutet

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dies, daß entweder Pp(η), Ρη(η-1) oder Pp(n+1) oberhalb der früher identifizierten geraden Linie liegt, weshalb die Fläche a(n) als null bestimmt wird (im Schritt ST57). Wenn keine der Ungleichungen gilt, dann wird die Gleichung:

a (η)= ( P p(n + 2) + P p(n-2))

- (Pp(n-l) + Pp(n) + Pp(ntl)) (4)

ausgeführt (im Schritt ST58), und nachdem der Prozeßfluß zum Schritt ST52 zurückgekehrt ist, wird η um 1 inkrementiert und die Berechnung der Flächen wiederholt. Im Schritt ST53 ist, wenn nmax gleich η ist, die Berechnung von a(n) auf der Manschettenhochdruckseite vollständig, und der Systemfluß kehrt zum Hauptfluß zurück.

Erläuterung der Berechnung der Maximalfläche auf der Manschettenhochdruckseite (im Schritt ST21).

Mit Eintreten in den Schritt ST21 im Hauptfluß wird, wie im Flußdiagramm der Fig. 13 gezeigt, der Maximalwert der Fläche Amax zu null gesetzt (im Schritt ST61). η wird auf 2 gesetzt (in Schritt ST62) und nach Addieren von 1 zu η (im Schritt ST63) wird bestimmt, ob nmax gleich η ist oder nicht (im Schritt ST64). Solange bis dieses Bestimmungsergebnis ein JA wird, wird der Maximalwert der Fläche amax mit den sequentiell ausgelesenen Flächenwerten a(n) (im Schritt ST65) verglichen, und wenn der ausgelesene Flächenwert a(n) kleiner als der Maximalwert ist, kehrt der Systemfluß, so wie er ist, nach Schritt ST63 zurück, wenn aber der Flächenwert a(n) größer als der Maximalwert ist,

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■ S - f.

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is*· «a,

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wird dieser Flächenwert a(η) zur Aktualisierung des maximalen Flächenwerts amax verwendet (im Schritt ST66). Der Wert von η an diesem speziellen Punkt wird als nmax als dem maximalen Flächenwert amax entsprechend gespeichert (im Schritt ST67), und nachdem der■Systemfluß zum Schritt ST63 zurückgekehrt ist, wird η um 1 inkrementiert, um diesen Aktualisierungsprozeß des maximalen Flächenwerts amax danach zu wiederholen. Im Schritt ST64 ist, wenn nmax gleich η ist, die Ableitung der maximalen Fläche auf der Manschettenhochdruckseite vollständig, und der Systemfluß kehrt zum Hauptfluß zurück.

Erläuterung der Berechnung des maximalen Blutdrucks (im Schritt ST22)♦

Mit Eintreten in den Schritt ST22 im Hauptfluß wird, wie im Flußdiagramm der Fig. 14 gezeigt, der Manschettendruck CM am Zeitpunkt, zu dem der Maximalwert Pmax der Impulswellenspitze gewonnen wurde, in PRESS1 substituiert (im Schritt ST71). Nachfolgend wird der Manschettendruck CI zum Zeitpunkt, zu dem die Impulswellenspitze Pp(Namax) die Fläche maximalisiert, in PRESS2 substituiert (im Schritt ST72). Mit Durchführung der Berechnung (2(PRESS2)+(PRESS1))/3, wird der maximale Blutdruck CS bestimmt (im Schritt ST73), bevor der Systemfluß zum Hauptfluß zurückkehrt.

Erläuterung der Berechnung der Flächen auf den Manschettenniederdruckseite (im Schritt ST23).

Mit Eintreten in den Schritt ST23 im Hauptfluß wird, wie im Flußdiagramm der Fig. 15 gezeigt, zunächst η auf nmax-2 gesetzt (im Schritt ST81) und nach Hinzufügen von

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zu η (im Schritt ST82) wird bestimmt, ob η gleich nend-2 ist oder nicht (im Schritt ST83). Hierbei ist nend die Folgenummer der Impulswelle, welche als letzte herausgezogen worden ist. Solange das Bestimmungsergebnis dos Schrittes ST82 ein NEIN ist, wird in den Schritten ST84 bis ST86 in der gleichen Weise wie bei der Berechnung der Folge von Flächen auf der Manschettenhochdruckseite, welche in Verbindung mit Fig. 12 beschrieben worden ist, bestimmt, ob die gleichen Ungleichungen (1), (2) und (3) gelten oder nicht, und wenn irgendeine der Ungleichungen gilt, wird a(n) zu null gesetzt (im Schritt ST87), andererseits aber wird, wenn keine der Ungleichungen gilt, die Fläche a(n) durch die Gleichung (4) berechnet (im Schritt ST88), bevor der Systemfluß nach Schritt ST82 zurückkehrt. Danach wird η um 1 im Schritt ST82 inkrementiert und die Berechnung der Flächen wiederholt, bis η gleich nend wird. Im Schritt ST83 ist, wenn η gleich nend-2 ist, die Berechnung der Flächen a(n) auf der Manschettenniederdruckseite beendet, und der Systemfluß kehrt zum Hauptfluß zurück.

Erläuterung der Berechnung der Maximalfläche auf der Manschettenniederdruckseite (im Schritt ST24) .

Mit Eintreten in den Schritt ST24 im Hauptsystemfluß wird, wie im Flußdiagramm der Fig. 16 gezeigt, zunächst der Maximalwert der Flächen amax zu null gesetzt (im Schritt ST91). η wird auf nmax-2 gesetzt (im Schritt ST92) und, nachdem η weiter um 1 inkrementiert worden ist (im Schritt ST93), wird bestimmt, ob η gleich nend-2 ist oder nicht (im Schritt ST94). Solange bis dieses Bestimmungsergebnis ein JA wird, werden die Flächenwerte a(n) und der Maximalwert der Flächen amax verglichen, und einerseits wird der Maximalwert der Flächen amax aktualisiert (im Schritt ST95

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und ST96) und andererseits das η, an welchem eine Aktualisierung stattgefunden hat, als namax gespeichert (im Schritt ST97), bevor der Systemfluß zum Schritt ST93 zurückkehrt. Danach wird der Aktualisierungsvorgang des maximalen Flächenwerts amax wiederholt. Wenn η gleich nend-2 im Schritt ST94 ist, ist die Herleitung der Maximalfläche auf der Manschettenniederdruckseite beendet, und der Systemfluß kehrt zum Hauptfluß zurück.

Bestimmung des minimalen Blutdrucks (im Schritt ST25).

Mit Eintreten in den Schritt ST25 des Hauptflusses, wird der Manschettendruck CD, an welchem die Impulswellenspitze Pp(Namax), welche den Minimalwert der Flächen bestimmt, als der minimale Blutdruck bestimmt (im Schritt ST1G1).

Nach dieser Bestimmung kehrt der Systemfluß zum-Hauptfluß zurück.

Die verschiedenen Blutdrucke können also aus dem Manschettendruck und der Impulswelle gemessen werden. Es hat sich bestätigt, daß der maximale, minimale und mittlere

Blutdruckwert, wie sie nach obigem Vorgehen erhalten werden, mit den Blutdruckmessungen, wie sie durch die Verwendung des Korotkoff-Geräuschs erhalten werden, übereinstimmen. Bei obiger Ausführungsform wurde ein Bandpaßfilter zum Herausziehen der Impulswelie verwendet, gemäß der Erfinung ist es aber auch möglich, statt dessen ein digitales Filter zu verwenden, und es ist außerdem möglich, das ein Impulswellensignal enthaltende Manschettendrucksignal einer CPU einzuspeisen und das Manschettendrucksignal und die Impulswellenkomponente durch einen Software-Prozeß zu trennen, welcher sich von einem digitalen Filter unterscheidet .

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Ferner wurde zwar bei der oben beschriebenen zweiten bevorzugten Ausfuhrungsform das Herausziehen der Impulswellenspitzenwerte durch Impulswellenaufteilung nach Herleiten der differenzierten Werte der Impulswelle durchgeführt, dies soll jedoch hinsichtlich des Herausziehens der Impulswellenspitzenwerte nicht als einschränkend zu verstehen sein.

Anders als bei herkömmlichen Blutdruckmeßgeräten können, da eine Blutdruckmessung durch Ausnutzung von Information über den Manschettendruck und die Amplitude der Impulswelle, welche eine Oszillation innerhalb des Manschettendruckes ist, durchgeführt wird und der Frequenzbereich dieser Impulswelle die niedrigen Werte von 1 Hz bis 10 Hz hat, durch Vorsehen eines Filters eines solchen Bandes, nahezu alle externen Störsignale und Schwingungsstörsignale eliminiert werden, so daß die Amplitudeninformation der Impulswelle zur Verarbeitung durch Rechenmittel ohne jede Verzerrung verwendet werden kann, und eine genaue Blutdruckmessung auch in einer störsignalreichen Umgebung möglieh ist. Insbesondere da die Bestimmung des Blutdruckes auf der Berechnung der Flächen, welche von der Einhüllungslinie der Impulswellenamplitude, welche nicht gewisse Rauschkomponenten enthält, und der beide Enden einer bestimmten Nummer von Daten verbindenden Gerade umgeben sind, zur Verwendunq dieser Teilflächen als Parameter beruht, werden die Differenzen in den Flächen sehr auffällig, weshalb eine genaue Messung des Blutdruckes möglich wird.

Claims

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1. Elektronisches Blutdruckmeßgerät, welches aufweist:

a) eine Manschette;

b) ein Drucksystem zur ünterdrucksetzung und Evakuierung der Manschette;

c) einen Drucksensor zur Feststellung des Druckes in der Manschette;

d) Impulswellenparameterherausziehmittel, welche die maximale Pegeldifferenz in der Impulswellenkomponente

umron

ν » α β se ν - dj· g ^ _r „

des Manschettendrucks übet ein gewisses Zeitintervall für jedes einer Anzahl von Zeitintervallen herausziehen; und

e) Blutdruckbestimmungsmittel zur Bestimmung eines Blutdruckes gemäß dem Manschettendruck und dem Impulswellenparameter,

ferner aufweist

f) Impulswellenmaximalwert-Manschettendruckheraus ζ iehmittel zum Herausziehen des Manschettendruckes, weleher dem Maximalwert der Impulswellenkomponente über ein jedes der Zeitintervalle entspricht;

g) Impulswellenminimalwert-Manschettendruckherausziehmittel zum Herausziehen des Manschettendrucks, welcher dem Minimalwert der Impulswellenkomponente über ein jedes der Zeitintervalle entspricht; und

h) Manschettendruckmittelungsmittel zur Berechnung eines Mittelwerts aus dem durch die Impulswellenmaximalwert-Manschettendruckherausziehmittel herausgezogenen Manschettendruck und dem durch die Impulswellenminimalwert-Manschettendruckherausziehmittel herausgezogenen Manschettendruck;

i) wobei der durch die Manschettendruckmittelungsmittel berechnete Mittelwert als der Manschettendruck des betreffenden Zeitintervalls genommen wird.

2. Elektronisches Blutdruckmeßgerät, welches aufweist:

a) eine Manschette;

b) ein Drucksystem zur Unterdrucksetzung und Evakuierung der Manschette;

c) einen Drucksensor zur Feststellung des Druckes in der Manschette;

d) einen Impulswellensensor zur Feststellung der Im-

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pulswellenkomponente im Zuge von Manschettendruckänderungen;

e) Impulswellenamplitudenherausziehmittel zum Herausziehen der Impulswellenamplitude in zeitlicher Aufeinanderfolge;

f) Impulswellenmaximalamplitudenherausziehmittel zum Herausziehen des Maximalwerts der Impulswellenamplitude;

g) Flächenberechnungsmittel zur Berechnung der Fläche zwischen einer Einhüllungslinie einer bestimmten Anzahl von Daten, einschließend repräsentative Daten, welche in der zeitlichen Aufeinanderfolge herausgezogen sind, und einer Linie, welche die Abschlußenddaten der Daten in sequentieller Weise verbindet, während die repräsentativen Daten verschoben werden;

h) erste Maximalflächenwertherausziehmittel zum Auffinden des Maximalwerts der Fläche, welche auf der Seite höheren Manschettendrucks als der Manschettendruck, welcher dem Maximalwert der Amplitude der Impulswelle entspricht, berechnet ist;

i) zweite Maximalflächenwertherausziehmittel zum Auffinden des Maximalwerts der Fläche, die auf der Seite niedrigeren Manschettendrucks als der Manschettendruck, welcher dem Maximalwert der Amplitude der Impulswelle entspricht, berechnet ist; und

j) Blutdruckbestimmungsmittel zur Bestimmung eines maximalen Blutdruckes aus dem Manschettendruck, welcher der Maximalflache entspricht, welche durch die ersten Maximalflächenwertherausziehmittel herausgezogen ist, und eines minimalen Blutdruckwerts aus dem Manschettendruck, welcher der Maximalfläche entspricht, die durch die zweiten Maximalflächenwertherausziehmittel herausgezogen ist.