DE3650531T2 - Gerät zur Überwachung des systolischen Blutdrucks mit Daten-Aufbereitung - Google Patents
Gerät zur Überwachung des systolischen Blutdrucks mit Daten-AufbereitungInfo
- Publication number
- DE3650531T2 DE3650531T2 DE3650531T DE3650531T DE3650531T2 DE 3650531 T2 DE3650531 T2 DE 3650531T2 DE 3650531 T DE3650531 T DE 3650531T DE 3650531 T DE3650531 T DE 3650531T DE 3650531 T2 DE3650531 T2 DE 3650531T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- pressure
- cuff
- values
- peak
- complex
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000035488 systolic blood pressure Effects 0.000 title claims description 32
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title description 2
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 claims abstract description 39
- 230000003534 oscillatory effect Effects 0.000 claims abstract description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims description 34
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 30
- 239000013256 coordination polymer Substances 0.000 claims description 28
- 230000004872 arterial blood pressure Effects 0.000 claims description 23
- 238000012806 monitoring device Methods 0.000 claims description 15
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 11
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 claims description 8
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000012886 linear function Methods 0.000 claims 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 27
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 abstract description 11
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 abstract description 6
- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract 1
- 230000004882 diastolic arterial blood pressure Effects 0.000 abstract 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000035487 diastolic blood pressure Effects 0.000 description 17
- 230000003205 diastolic effect Effects 0.000 description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 description 11
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 6
- 101001030591 Homo sapiens Mitochondrial ubiquitin ligase activator of NFKB 1 Proteins 0.000 description 4
- 102100038531 Mitochondrial ubiquitin ligase activator of NFKB 1 Human genes 0.000 description 4
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 4
- 210000002302 brachial artery Anatomy 0.000 description 3
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000002250 progressing effect Effects 0.000 description 3
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- RFHAOTPXVQNOHP-UHFFFAOYSA-N fluconazole Chemical compound C1=NC=NN1CC(C=1C(=CC(F)=CC=1)F)(O)CN1C=NC=N1 RFHAOTPXVQNOHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000006461 physiological response Effects 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002792 vascular Effects 0.000 description 1
- 230000002861 ventricular Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
- A61B5/022—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
- A61B5/02108—Measuring pressure in heart or blood vessels from analysis of pulse wave characteristics
- A61B5/02116—Measuring pressure in heart or blood vessels from analysis of pulse wave characteristics of pulse wave amplitude
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
- A61B5/022—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
- A61B5/02225—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers using the oscillometric method
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Surgery (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Physiology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
- Ultra Sonic Daignosis Equipment (AREA)
- Nitrogen Condensed Heterocyclic Rings (AREA)
Description
- Die Erfindung betrifft ein automatisches Blutdrucküberwachungsgerät und insbesondere ein mittels eines gespeicherten Programms gesteuertes Überwachungsgerät für das oszillometrische Erfassungsverfahren, das durch eine Datenkorrektur und eine verbesserte Bestimmung des systolischen, des diastolischen und des mittleren Blutdrucks charakterisiert ist.
- Es wird hier auch auf die folgenden, gleichzeitig eingereichten parallelen europäischen Patentanmeldungen verwiesen:
- VERBESSERTES SPHYGMOMANOMETRISCHES MANSCHETTENDRUCKSYSTEM, EP- A-0 207 805;
- OSZILLOMETRISCHES BLUTDRUCKÜBERWACHUNGSGERÄT MIT UNGLEICHMÄSSIGEN DRUCKABNAHMESTUFEN, EP-A-0 208 520;
- VERBESSERTES AUTOMATISCHES ÜBERWACHUNGSGERAT FÜR DEN MITTLEREN ARTERIELLEN BLUTDRUCK MIT DATENAUFBEREITUNG, EP-A-0 208 521; und
- VERBESSERTES AUTOMATISCHES BLUTDRUCKÜBERWACHUNGSGERAT MIT DATENAUFBEREITUNG, EP-A-0 207 807.
- Die automatische Blutdrucküberwachung wurde schnell zu einem akzeptierten und in vielen Fällen wichtigen Element der menschlichen und tierischen Behandlung. Entsprechende überwachungsgeräte sind derzeit in der Regel Teil der Umgebung des Patienten in Notaufnahmen, Intensivstationen und in Operationssälen.
- Das sogenannte oszillometrische Verfahren zum Messen des Blutdrucks ist bei den kommerziell erhältlichen Systemen die am weitesten verbreitete Methode. Die Methode beruht auf dem Messen von Anderungen im arteriellen Gegendruck, etwa gegen eine aufblasbare Manschette, die kontrolliert entspannt oder aufgeblasen wird. In manchen Fällen ändert sich der Manschettendruck kontinuierlich und in anderen stufenweise. Praktisch immer überwacht ein Wandler die Oszillationen des arteriellen Gegendrucks, und eine Bearbeitungsvorrichtung wandelt ausgewählte Parameter dieser Oszillationen in Blutdruckwerte um.
- Das der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Prinzip ist in den US-Patenten 4 360 029 und 4 349 034 der Anmelderin der vorliegenden Erfindung beschrieben. Beide Patente beschreiben Vorrichtungen und Verfahren zur Unterdrückung von Störungen in oszillometrischen Systemen. Nach diesen Patenten wird eine aufblasbare Manschette geeignet an einem Glied eines Patienten angebracht und auf einen vorgegebenen Druck aufgepumpt. Daraufhin wird der Manschettendruck in vorgegebenen festen Stufen verringert, wobei auf jeder Stufe die Druckschwankungen erfaßt werden. Die Druckschwankungen ergeben in der Regel eine Gleichspannung mit einer kleinen, überlagerten, sich ändernden Komponente, die von den Pulsationen des arteriellen Blutdruckes (hier als "oszillatorische Komplexe" bezeichnet) hervorgerufen wird. Daraufhin werden nach einer geeigneten Filterung zur Beseitigung der Gleichstromkomponente und einer Verstärkung die Spitzenamplituden der Pulse über einer gegebenen Schwelle gemessen und gespeichert. Mit abnehmenden Druck steigt die Spitzenamplitude normalerweise von einem kleinen Wert auf ein relatives Maximum an und fällt dann ab. Der niedrigste Manschettendruck, bei dem die Oszillationen den maximalen Spitzenwert aufweisen, stellt den mittleren arteriellen Druck dar. Der Manschettendruck, der erhalten wird, wenn die gespeicherten Puls- Spitzenamplituden des Oszillationskomplexes vorgegebene Bruchteile des größten gespeicherten Spitzenwertes sind, entspricht dem systolischen und diastolischen Druck des Patienten.
- Die US-Patente 4 360 029 und 4 349 034 beschreiben die Unterdrückung von Störungen, um genaue Blutdruckwerte zu erhalten. Wie aus den Fig. 2 beider Patente hervorgeht, ist der wichtigste Teil des Meßzyklusses (mit "T3" bezeichnet) auf die Ausführung der Komplexerfassung auf den verschiedenen Druckstufen, das Messen von Signal-Spitzenwerten echter Komplexe und das Bearbeiten dieser Spitzenwerte mit Störungs-Beseitigungsalgorithmen gerichtet. Trotzdem enthalten die ermittelten Signal- Spitzenwerte manchmal noch Fehler, d.h. stellen ein Datenmuster dar, das nicht mit dem oben beschriebenen typischen physiologischen Reaktionsmuster eines Patienten übereinstimmt, wenn der die Arterie verschließende Manschettendruck gleichmäßig abnimmt.
- Nach der EP-A-0 208 520 erfolgen oszillometrische Blutdruckmessungen mit ungleichförmigen, vom Manschettendruck abhängigen Druckstufen zwischen den aufeinanderfolgenden Spitzenwert-Meßintervallen des oszillatorischen Komplexes. Ein solches Verfahren zum Ausführen von oszillometrischen Blutdruckmessungen wird durch Erfassungsalgorithmen für den systolischen, den diastolischen und den mittleren Blutdruck möglich gemacht, die bisher nicht angewendet wurden.
- Die GB-A-1 589 391 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Bestimmen des systolischen Drucks, bei der bzw. bei dem eine Blutdruckmanschette dazu verwendet wird, Druck auf den Arm eines Patien ten auszuüben. Die Werte für den angelegten Druck werden zu einer Interpolationseinheit geführt und benachbarte Messungen interpoliert, um den systolischen Druck zu bestimmen.
- Die US-A-4 461 266 beschreibt ein Blutdrucküberwachungsgerät mit kleinen Stufen zum Erhalten von Blutdruckwerten anhand der oszillatorischen Methode. Die Pulsamplitude zeigt den mittleren arteriellen Druck an, wenn sie mit ansteigendem Manschettendruck beginnt abzunehmen. Wenn die Pulsamplitude abnimmt, ist der Manschettendruck daher stark abgefal len, und der Vorgang wird wiederholt, bis die maximale Pulsamplitude erhalten wird.
- Die EP-A-0 020 110 beschreibt einen nicht invasiven Gefäß- Wellenformwandler und eine Vorrichtung, die dazu verwendet werden kann, den Blutfluß durch die Oberarmarterie zu überwachen, wenn dieser von einer Manschette teilweise unterbrochen wird. Die Signale, die die Druckwelle wiedergeben und die proportional zum Blutfluß und zu der durch die partiell verschlossene Arterie erzeugten Turbulenz sind, werden dazu verwendet, die Herzrate und die systolischen und diastolischen Drücke zu bestimmen.
- Die GB-A-2 092 309 beschreibt eine Technik, bei der der Blutdruck mittels einer aufblasbaren Manschette gemessen wird, mit der auf den Körper eines Patienten ein externer Druck ausgeübt wird, wobei die Amplitude des oszillierenden Drucks gemessen wird, der in der Manschette vom Blutfluß im Körper erzeugt wird, wenn der Manschettendruck schrittweise von einem Wert über einem erwarteten systolischen (oder diastolischen) Druck auf einen Wert unter dem erwarteten systolischen (oder diastolischen) Druck verringert wird. Der systolische (oder diastolische) Blutdruck wird dann durch eine erste lineare Annäherung an eine Anzahl von gemessenen Amplitudenwerten, die unter dem erwarteten Druck aufgetreten sind, und eine zweite lineare Annäherung an eine Anzahl von Punkten, die über dem erwarteten Druck aufgetreten sind, und Herausfinden des systolischen (oder diastolischen) Drucks durch Gleichsetzen der beiden Näherungen, um ihren Schnittpunkt zu bestimmen, festgestellt. Sowohl der systolische als auch der diastolische Blutdruck und auch der mittlere arterielle Druck (bei dem die Druckschwankungen ein Maximum erreichen) können mit einem Mikroprozessor automatisch bestimmt werden.
- Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zum oszillometrischen Bestimmen des Blutdruckes zu schaffen.
- Das heißt, es ist Aufgabe der Erfindung, die Datensammlung für die Spitzenamplituden des oszillatorischen Komplexes, die zur Bestimmung des Blutdruckes verwendet wird, zu verbessern.
- Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen verbesserten Algorithmus, ein verbessertes Verfahren und eine verbesserte Vorrichtung zum Bestimmen des systolischen, des diastolischen und des mittleren arteriellen Blutdruckes zu schaffen.
- Um die Arterie eines Patienten wird eine Blutdruckmanschette gelegt und über den systolischen Wert aufgeblasen, um die Arterie für einen vollen Herzzyklus ganz zu verschließen. Dann wird der Manschettendruck verringert, damit der Blutfluß durch die fortschreitend weniger verschlossene Arterie zunehmen kann, und die Werte der Spitzenamplituden der aufeinanderfolgend erfaßten oszillatorischen Komplexe werden in einem Speicher gespeichert. Auch der Manschettendruck für jeden gespeicherten Komplex-Spitzenwert wird festgehalten.
- Gemäß der verschiedenen Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung wird der gespeicherte Datensatz für die Spitzenwerte der Komplexe hinsichtlich Störungen korrigiert; und mit einer verbesserten Datenverarbeitung werden die gespeicherten (und vorteilhafterweise korrigierten) Daten über die Puls-Spitzenwerte und die entsprechende Information über den Manschettendruck so bearbeitet, daß der systolische, der diastolische und der mittlere arterielle Druck erhalten wird.
- Erfindungsgemäß wird ein automatisches Blutdrucküberwachungsgerät mit einer aufblasbaren Manschette; einer Einrichtung zum Aufpumpen und zur Druckminderung für die Manschette, wobei mit dieser Einrichtung der Manschettendruck in diskreten Druckstufen von zumindest 7 Torr (0,933 kPa) absenkbar ist; einem mit der Manschette verbundenen Druckwandler zum Messen des Manschettendrucks; einer auf den gemessenen Manschettendruck ansprechenden Einrichtung zur Erzeugung eines die Blutdruckpulsationen darstellenden Signals; einer Speichereinrichtung zur Speicherung von Werten für die Amplituden der Spitzenwerte der erfaßten Pulsationen bei verschiedenen Manschettendrücken; einer weiteren Speichereinrichtung zur Speicherung der Manschettendrücke für die Spitzenwertsignale der Manschettendruckpulsationen; einer Einrichtung zur Bestimmung der Amplitude des maximalen Spitzenwertes des Komplexes, der in der Speichereinrichtung für die Spitzenwerte des Komplexes gespeichert ist; einer Einrichtung zur Erzeugung eines Schwellenwertes, der ein vorgegebener Bruchteil der Amplitude des maximalen Spitzenwertes ist; einer Einrichtung zur Auswahl von Spitzenwertamplituden aus der Speichereinrichtung für die Spitzenwerte der Komplexe, wobei die ausgewählten Werte einem Stufenpaar entsprechen, welches dem maximalen aufgetretenen Spitzenwert zeitlich vorangeht und welches einem dem genannten Schwellenwert zugeordneten Manschettendruck vorangeht bzw. folgt, und wobei die ausgewählten Spitzenwerte benachbart sind zum Schwellenwert und bei höheren Manschettendruckwerten erzeugt worden sind als derjenige, der dem maximalen Signal der Pulsationsspitzenwerte zugeordnet ist; und mit einer Einrichtung zur Bestimmung des systolischen Blutdrucks mittels Interpolation aus den ausgewählten Spitzenwerten benachbart zum Schwellenwert und aus den entsprechenden Manschettendruckwerten geschaffen, die in dem Speicher für die Manschettendruckwerte abgespeichert sind, wobei eine vorbestimmte funktionale Zunahme zwischen den ausgewählten Spitzenwerten benachbart zum Schwellenwert vorausgesetzt ist.
- Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Messung des systolischen Blutdrucks unter Verwendung eines automatischen oszillatorischen Blutdruckmeßgeräts mit einer druckbeaufschlagten Manschette, einer Einrichtung zur Manschettendruckminderung und einer Einrichtung zur Messung des arteriellen Blutdruckes in Oszillationskomplexen sowie des Maximalwertes seiner Einhüllenden mittels Messung der vorherrschenden und sich zeitlich ändernden Manschettendruckwerte geschaffen, das die Verfahrensschritte des a) Absenkens des Manschettendrucks in diskreten Schritten von zumindest 7 Torr (0,933 kPa); b) Ermittelns des Oszillationskomplexes nach jedem dieser Schritte, des Messens und Speicherns des jeweiligen Spitzenwerts ihrer Einhüllenden und des Speicherns einer Kennung für den zugehörigen Schritt; c) Ermittelns der Amplitude des höchsten dieser Spitzenwerte; d) Festlegens eines Schwellenwerts, der ein vorgegebener Bruchteil dieses größten Spitzenwertes ist; e) Bestimmens eines Stufenpaars, welches zeitlich dem größten Spitzenwert vorausgeht, und welches dem dem genannten Schwellenwert zugeordneten Manschettendruck vorausgeht bzw. folgt; und des f) Berechnens von Werten für den systolischen Blutdruck umfaßt, wobei eine vorgegebene funktionale Zunahme der Ampliude bei diesem Stufenpaar vorausgesetzt wird.
- Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
- Fig. 1 ein Zeitdiagramm für die Datenerzeugung und die Datenkorrektur während eines beispielhaften Meßzyklusses für die oszillometrische Blutdruckbestimmung gemäß den Prinzipien der vorliegenden Erfindung;
- Fig. 2 ein Flußdiagramm für die Datenkorrektur bei der verbesserten oszillometrischen Bestimmung des Blutdrucks;
- Fig. 3 die Verarbeitung der Oszillationsamplitude für die erfindungsgemäße Messung des systolischen Blutdrucks;
- Fig. 4 ein Programmflußdiagramm für die Messung des systolischen Blutdrucks nach Fig. 3;
- Fig. 5 die Interpolation des Blutdrucks bei dem Verarbeitungsmodus der Fig. 3 und 4 (und analog auch für die Fig. 6-9);
- Fig. 6 die Messung der Wellenformen des oszillatorischen Komplexes bei der erfindungsgemäßen Bestimmung des diastolischen Blutdrucks;
- Fig. 7 ein Programmflußdiagramm für die Messung des diastolischen Blutdrucks nach Fig. 6;
- Fig. 8 ein Zeitdiagramm für die Verarbeitung der Spitzenamplitude des oszillatorischen Komplexes bei der erfindungsgemäßen Messung des mittleren arteriellen Drucks; und
- Fig. 9 ein Programmflußdiagramm für die Bestimmung des mittleren arteriellen Blutdrucks gemäß Fig. 8.
- Die US-4 360 029, die US-4 349 034, die US-4 543 962 und die EP-A-0 208 520 beschreiben die Grundzüge des oszillometrischen Verfahrens zum Messen des Blutdrucks im Detail und stellen den Hintergrund und den Ausgangspunkt für die vorliegende Erfindung dar. Diese Patente werden hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen.
- Am Patienten wird eine die Arterie verschließende Manschette angebracht, z.B. am Oberarm des Patienten über der Oberarmarterie. Zu Beginn des Meßzyklusses wird die Manschette auf einen Druck aufgepumpt, bei dem die Oberarmarterie vollständig verschlossen ist, d.h. bei dem verhindert wird, daß zu irgendeinem Zeitpunkt des Herzzyklusses Blut hindurchfließt. Der Manschettendruck wird dann progressiv verringert, etwa in diskreten Stufen. Der innere Manschettendruck wird von einem Druckwandler erfaßt, der ein Analogsignal abgibt, das die oszillatonschen Komplexe des Blutdrucks anzeigt, wenn diese aufzutreten beginnen (d.h. wenn der maximale Herzdruck bei der Kontraktion der linken Herzkammer den gegenwärtigen, die Arterie verschließenden Manschettendruck übersteigt). Die Spitzenwerte des Komplexsignals werden dann in der Hardware oder der Software bestimmt.
- Beim Fortschreiten des Meßzyklusses steigt die Spitzenamplitude des Blutdruckkomplexes gleichmäßig bis zu einem Maximum an und wird dann wieder gleichmäßig kleiner, wenn der Manschettendruck weiter abnimmt. Die Amplitude des Manschettendruck-Oszillationskomplexes und die entsprechenden Druckwerte der verschließenden Manschette werden in einem Computerspeicher gespeichert. Die US-4 360 029, die US-4 349 034, die US- 4 543 962 und die EP-A-O 208 520 beschreiben die bisher verwendeten Algorithmen zum Verarbeiten der gespeicherten Komplex-Spitzenwerte des Blutdrucks und der dazugehörigen Druckwerte, um den mittleren arteriellen Druck des Patienten zu erhalten. Diese Patente und Patentanmeldungen geben auch die genauen Prozeduren zum Messen der Scheitelwerte der oszillatorischen Komplexe sowie der Prozeduren zum Testen der Komplexe und zum Unterdrücken von schlechten Daten aus die Messung beeinflussenden Störungen (wie einer Bewegung) während des Meßzyklusses und dergleichen an.
- Die angegebenen oszillometrischen Blutdruckmessungen erfolgen unter der Steuerung durch ein gespeichertes Programm, etwa mittels eines Mikrocomputers, der in Verbindung mit einem ein Programm enthaltenden Festwertspeicher (ROM oder PROM) und einem Schreib-1ese-Speicher (RAM) mit variablem Inhalt zum Speichern des Manschettendrucks, der Spitzenwerte des oszillatorischen Komplexes und anderer Variablen des Prozesses arbeitet. Der Mikroprozessor nimmt die Manschettendruckmeßwerte auf, die vom Druckwandler erzeugt und die zum Beispiel durch einen Spitzenwertdetektor, einen Verstärker und einen Analog-Digital-Konverter bearbeitet wurden, und liefert alle erforderlichen Ausgangs-Steuersignale, z.B. zum Öffnen und Schließen eines oder mehrerer Ventile für das Ablassen des Manschettendrucks.
- Die Manschette kann direkt von einer Luftpumpe aufgeblasen werden; und der Druck kann in festen, diskreten Stufen unter der Kontrolle des Mikroprozessors verringert werden. Alternativ kann die Manschette im Prinzip oder vollständig durch den unter Druck stehenden Inhalt eines Luftspeichers aufgeblasen werden; und/oder der Druck kann in variablen, vom Manschettendruck abhängigen Stufen über ein bestimmtes oder mehrere bestimmte Druckablaßventile verringert werden. Mit der letzteren Alternative wird die Zeit verringert, die zum Erfassen eines vollständigen Meßzyklusses erforderlich ist.
- Es gibt auch mehrere Alternativen zum Messen des Spitzenwertes des oszillatorischen Komplexes bei einem bestimmten Manschettendruck. Bei der einen, bisher verwendeten Prozedur werden auf jeder Manschettendruckstufe beim Ablassen des Drucks mehrere (z.B. zwei) Komplexspitzenwerte gemessen, und das Mittel daraus wird als Spitzenwert verwendet. Da die Spitzenwerte in etwa gleich sein sollten, zeigt ein größerer Unterschied (von z.B. > 20%) an, daß eine Störung aufgetreten ist, und die Daten werden verworfen. In einem schnellen ("stat") Modus wird, nachdem mehrere Bewertungsintervalle (mit ähnlichen oder gleichen Spitzenwerten) benachbarter Komplexe erhalten wurden und die Messung zuverlässig erscheint, bei der folgenden Druckverringerung nur noch ein Impuls verwendet, wodurch die Gesamtmeßzeit verkürzt wird.
- Manchmal werden bei der Bestimmung der Blutdruckkomplex- Spitzenwerte bei bestimmten Druckpegeln falsche Daten erhalten. Es gibt mehrere Grunde für solche Störungen. Meistens dürfte es eine geringe Bewegung des Patienten sein, die in der Manschette einen unbeabsichtigten Druckimpuls erzeugt, der vom Druckwandler erfaßt und dann fälschlicherweise in der Blutdruckmessung wiedergegeben wird. Andere Gründe sind die verschiedensten Quellen eines elektrischen Rauschens oder Veränderungen im Herzschlag oder der Atmung des Patienten. Wenn ein falscher Komplex- Spitzenwert erzeugt wird, wird er von der Meßvorrichtung nicht berücksichtigt und ein das Nicht-Berücksichtigen anzeigender Wert (z.B. +1) an seiner Stelle im Speicher gespeichert.
- Eine zweite Form von falschen Daten tritt auf, wenn das Muster der gespeicherten Impuls-Spitzenwerte von der physiologisch vorgegebenen Folge von Werten abweicht, die zunehmend zu einem Maximum ansteigt und dann fortlaufend abnimmt.
- Es erfolgt nun eine Beschreibung der Datenverarbeitung unter der Kontrolle eines gespeicherten Programms zur Korrektur der Daten, die von der obigen Blutdruckmeßvorrichtung aufgenommen wurden. Des weiteren werden besondere, beispielhafte und effektive Algorithmen für die tatsächliche Bestimmung des systolischen, diastolischen und mittleren arteriellen Blutdruckes eines Patienten diskutiert. Die Datenverarbeitung kann auf jedem Computer erfolgen, vorzugsweise auf digitalen Mikroprozessoren, die von den verschiedensten Lieferanten kommerziell erhältlich sind. Die genannten Programmanweisungen und Programmfolgen sind nur zum Zwecke der Illustration angegeben. Die Anweisungen können in den verschiedensten Programmsprachen und Programmf olgen ausgeführt werden. Bei der im folgenden erläuterten Signalverarbeitung haben die Prozeßvariablen folgende Bedeutung: I. Bei der im folgenden beschriebenen Datenverarbeitung allgemein verwendete Variable Variable Dargestellte funktionelle Größe Manschettendruck, gemessen von dem pneumatisch mit der die Arterie verschließenden Manschette verbundenen Wandler, der beim i-ten Druckverringerungsschritt erhalten wird. CP(I) ist ein Indexarray, d.h. es gibt eine Anzahl von Werten für CP(I) entsprechend den i Druckverringerungsschritten. Spitzenwert der oszillometrischen Schwingung (d.h. Komplex- Spitzenwert) beim i-ten Schritt. Wenn auf jeder Druckstufe mehrere Komplexe gemessen werden, ist φA(I) der Mittelwert der beiden (oder mehreren) Spitzenwerte im i-ten Schritt. φA(I) ist ein Indexarray. Spitzenwert des Arrays gemittelter oszillatorischer Blutdruck-Komplexamplituden. Zeitintervall, in dem der Komplex-Spitzenwert φA(MAX) auftritt. II Variable für die Messung des systolischen Drucks Variable Dargestellte funktionelle Größe Prozeß-Zwischenvariable, die einen vorgegebenen Bruchteil von φA(MAX) darstellt. Der gemessene systolische Druck des Patienten. III. Variable für den diastolischen Druck Variable Dargestellte funktionelle Größe Prozeß-Zwischenvariable, die jeweils einen anderen Bruchteil von φA(MAX) darstellen. Prozeß-Zwischenvariable, die Berechnungsvariable für den oberen und unteren interpolierten diastolischen Druck darstellen. Der gemessene diastolische Druck des Patienten. IV. Variable für den mittleren arteriellen Druck Variable Dargestellte funktionelle Größe Komplex-Impuls-Spitzenwert für das Druckverringerungsintervall, das auf das Intervall folgt, bei dem die Druckschwingungsamplitude maximal war. Prozeß-Zwischenwert, der bei der abschließenden Berechnung des mittleren arteriellen Blutdrucks verwendet wird. Der mittlere arterielle Blutdruck des Patienten.
- In der Fig. 1 sind die Wellenformen mit den zugehörigen Daten gezeigt, die für die Erzeugung von Daten für die oszillatorische Blutdruckmessung charakteristisch sind - und für das Unterdrücken (Überwinden) von schlechten Datenbestandteilen. Der die Arterie verschließende Manschettendruck bei einem Meßzyklus, wie er von dem mit der Manschette verbundenen Wandler gemessen wird, ist durch die Wellenform 10 gegeben. Der Manschettendruck steigt schnell auf ein Maximum über dem systolischen Druck des Patienten an und wird dann in einer Folge von Schritten auf einen Wert unter dem diastolischen Druck verringert. Die Folge der Manschettendruckverringerungsstufen wird durch die das Zeitintervall angebenden Zahlen 1, 2, ... (unterste Reihe 18 in der Datentabelle der Fig. 1) angezeigt. Der den Manschettendruck angebende Innendruck bei jedem Schritt i wird von dem Datenarray CP(1), CP(2), .. (obere Reihe 12 der Datentabelle) angezeigt.
- Jeder Schritt (jedes Zeitintervall) ist genügend lang, um wenigstens zwei Herzschläge einzuschließen. Entsprechend werden während jeden Intervalls, nachdem die Impulse auftreten, wenigstens zwei Manschettendruck-Kompleximpulse 21i und 22i gemessen. In der Fig. 1 wurden nur Erläuterungen zu den Pulsen hinzugefügt, die während der Druckverringerungsstufen 6 und 9 auftraten, damit die Fig. 1 nicht unübersichtlich wird. In den ersten und zweiten Druckstufen (Zeitintervallen) werden keine Impulse erfaßt, da angenommen wird, daß der Manschettendruck [CP(1)=26,7 kPa (201 Torr) und CP(2)=25,9 kPa (194 Torr)] während dieser Perioden groß genug ist, um während des ganzen Herzzyklusses den Blutfluß durch die Arterie des Patienten zu verhindern. In den folgenden Intervallen 3, 4, ... werden jeweils zwei oszillometrische Kompleximpulse 21 und 22 erzeugt und gemessen, wobei die beiden Impulse einen mittleren Spitzenwert 23 (Wert der Variablen im Prozessorarray, der anfänglich in φA(I) gespeichert wird) ergeben. Das gemessene Oszillationsamplitudenarray φA(I)) ist für jedes Zeitintervall in der dritten Reihe 14 der Datentabelle der Fig. 1 gezeigt.
- Eine perfekte Messung vorausgesetzt, enthält die Datenreihe der Oszillationsdruckamplitude φA(I) keinen Wert +1, der eine gestörte Messung anzeigt. Außerdem zeigt das Datenmuster in der dritten Reihe der Datentabelle für die Oszillationsamplituden ein Muster mit aufeinanderfolgend bis zu einem Spitzenwert ansteigenden Zahlen, gefolgt von fortlaufend abnehmenden Werten - alle ohne benachbarte gleiche Werte für Falls Werte φA(I)=1 gespeichert sind, oder falls kein fortlaufend ansteigendes/abfallendes Muster erhalten wird, berechnet die erfindungsgemäße Datenverarbeitung für die zu korrigierenden Oszillationsamplitudeneinträge geeignet korrigierte Werte von φA(I) (dritte Reihe 15 in der Datentabelle der Fig. 1).
- Wenn es Werte φA(I)=1 gibt, werden sie durch den Mittelwert der Oszillationsamplitude in den beiden benachbarten Speicherzellen ersetzt, d.h. durch
- φA(I) = (φA(I-1) + φA(I+1))/2 Gl. 1
- Entsprechend wird, wenn zwei aufeinanderfolgende Oszillationsamplituden den gleichen Wert haben, die erste der gleichen Amplituden durch den Mittelwert der Amplituden der Komplexspitzenwerte beim nächstniedrigeren und nächsthöheren Manschettendruck ersetzt. Siehe zum Beispiel die Gleichung 1 und insbesondere die Vergleichsbeziehung im Funktionsblock 30 der Fig. 2.
- Der durch den obigen Datenkorrekturalgorithmus bewirkte Datenfluß ist im Programmflußdiagramm der Fig. 2 gezeigt. Die Fig. 2 wird auf die gemessenen mittleren Oszillationsamplituden (die zweite Reihe 14 der Datentabelle der Fig. 1) angewendet und erzeugt die korrigierten Werte φA(I), die in der dritten Reihe 15 der Fig. 1 gezeigt sind. Dazu wird, ausgehend von einem Startblock 10 (Fig. 2), im Schritt 15 der nächste Wert φA(I) ausgelesen (längs der Reihe 14 der Datentabelle der Fig. 1 nach rechts fortschreitend), und im Test 18 wird geprüft, ob der in φA(I) gespeicherte Wert gleich dem einen Fehler anzeigenden Wert +1 ist. Wenn dies, wie üblich, nicht der Fall ist (wodurch angezeigt wird, daß der gemessene Wert voraussichtlich frei von Störungen und dergleichen ist), geht die Steuerung zum Gleichheitstest 27 über. Wenn jedoch der Inhalt von φA(I) gleich +1 ist ("Ja"-Zweig des Tests 18), führt der Funktionsblock 23 die Gleichung 1 aus, d.h. ersetzt den vorherigen Inhalt +1 der Speicherzelle φA(I) entsprechend dem Manschettendruck CP(I) durch den Mittelwert der Oszillationsamplituden, die bei den nächstniedrigeren (φA(I-1)) und nächsthöheren (φA(I+1)) Druckverringerungsstufen erhalten wurden. Die Schritte 18 und 23 beseitigen somit alle Werte +1 aus dem Speicher für die gemessene Druckspitzenamplitude (die zweite Reihe der Datentabelle der Fig. 1) und ersetzt sie durch den Mittelwert der Messungen, die bei den unmittelbar benachbarten Druckverringerungsstufen erhalten wurden (die korrigierten Werte φA(I) sind in der Reihe 15 dargestellt)
- Im Test 27 wird dann geprüft, ob der gegenwärtige Operand φA(I) ungleich dem vorhergehenden Wert φA(I-1) ist. Wenn sich, wie es normalerweise der Fall ist, die Inhalte von φA(I) und φA(I-1) unterscheiden ("Nein"-Zweig des Tests 27), geht die Verarbeitung zum Test 32 über, um festzustellen, ob alle N Elemente von φA(I) verarbeitet wurden. Wenn nicht, kehrt die Steuerung zum Block 15 zurück, um das nächste Element φA(I) des Arrays in der dritten Reihe 15 der Datentabelle der Fig. 1 einzulesen und zu verarbeiten. Wenn alle Elemente bearbeitet wurden, verläßt die Steuerung die Datenkorrekturroutine der Fig. 2 am Datenverar beitungspunkt 33, um mit der nächsten (beliebigen) Aufgabe für den Mikroprozessor fortzufahren.
- Wenn ein Datenfehler aufgetreten ist ("Ja"-Ausgang des Tests 27, der anzeigt, daß ein Datenwert φA(I) mit dem vorhergehenden Wert gleich ist), geht die Steuerung zum Schritt 30 über, in dem das als fehlerhaft anzunehmende Element φA(I-1) - (der Wert, der sich von unterscheiden sollte, es aber nicht tut) durch den Mittelwert der beiden unmittelbar benachbarten Elemente, das heißt durch
- φA(I-1) = (φA(I) + φA(I-2))/2 Gl. 2
- ersetzt wird.
- Entsprechend ersetzt die oben erläuterte und in der Fig. 2 gezeigte Datenkorrekturroutine alle fehlerhaften Meßwerte, die durch Werte φA(I)=1 angezeigt werden, durch einen interpolierten Schätzwert und be seitigt aus dem φA(I)-Array der Reihe 14 der Datentabelle alle Daten mit fortlaufend gleichen Werten. Der korrigierte Satz von φA(I) ist in der Reihe 15 der Datentabelle der Fig. 1 gezeigt. So wird zum Beispiel der Oszillationsamplitudenwert des Manschettendruckschrittes (Zeitintervalls) "4" von dem einen Fehler anzeigenden Wert +1 zu einer Spitzenamplitude 14 korrigiert, was das Mittel aus den Meßwerten 4 und 25 bei den Manschettendrücken von 25 kPa (187 Torr) und 20,4 kPa (153 Torr) in den unmittelbar benachbarten Zeitintervallen 3 und 5 ist. Gleichermaßen wird der erste (Druckstufe 6) von zwei gleichen gemessenen Oszillationsamplitudenimpulsen mit dem Wert 63 während der Perioden 6 und 7 bei Manschettendrücken von 18,7 kPa (140 Torr) und 17,1 kPa (128 Torr) auf einen Wert von 44 gebracht, was das Mittel aus den benachbarten gemessenen Amplituden von 63 und 25 Einheiten ist.
- Das korrigierte Array φA(I), das durch die vierte Reihe 15 in der Fig. 1 dargestellt wird, umfaßt daher Werte, aus denen der systolische, der diastolische und der mittlere arterielle Blutdruck entweder mit den folgenden verbesserten Algorithmen oder mit den Algorithmen der oben bezeichneten Patente und Patentanmeldungen bestimmt werden kann. Die oben erläuterte Datenkorrektur ergibt genauere Messungen, als es bisher der Fall war; sie ermöglicht es auch, daß der Blutdruck schneller bestimmt werden kann, da keine wiederholten Druckabfallschritte erforderlich sind, wenn nicht akzeptierbare Störungen oder durch Rauschen beeinflußte Daten erfaßt werden.
- Es wird nun das besondere Verfahren beschrieben, bei dem der gespeicherte Manschettendruck CP(I) und die Informationen über den korrigierten Blutdruckspitzenwert φA(I) in der ersten und vierten Datenreihe der Fig. 1 gemäß anderen Gesichtspunkten der vorliegenden Erfindung dazu verwendet werden, den systolischen, diastolischen und mittleren arteriellen Blutdruck eines Patienten zu bestimmen.
- Die Pulskomplexwellenformverarbeitung für die Bestimmung des systolischen Blutdrucks ist in der Fig. 3 gezeigt, und in der Fig. 4 ist ein Flußdiagramm für die zugrundeliegende Datenverarbeitung dargestellt. Der systolische Druck wird bestimmt durch
- (a) Feststellen der Amplitude (φA(MAX)) des größten oszillatorischen Blutdruckkomplexes (der im Zeitintervall MAX auftritt);
- (b) Feststellen des Amplitudenwertes (LVL), der gleich einem vorgegebenen Bruchteil des Spitzenwertes φA(MAX) ist. Wir haben einen Wert von 0,5 als ausreichend für eine normale Verarbeitung und etwas weniger (z.B. 0,45) als ausreichend für stat-Operationen (schnelles Druckablassen und/oder Einzelimpulse) festgestellt;
- (c) überprüfen der Werte (φA(I)) der korrigierten Oszillationsamplitude (dritte Reihe 15 in der Datentabelle der Fig. 1), beginnend mit dem MAX-Intervall und in der Richtung zu höheren Manschettendrucken fortschreitend (d.h. in den Fig. 1 und 3 nach links), um die beiden benachbarten Oszillationsamplituden zu finden, für die
- φA(L) < MAX*0,5 < φA(L+1) Gl. 3
- gilt;
- (d) Berechnen des interpolierten Manschettendrucks (zwischen CP(L) und CP(L+1)) unter der Annahme einer linearen Anderung der Oszillationsamplitude und des Manschettendrucks zwischen den Intervallen L und L+1. Diese an sich bekannte lineare trapezoidale Interpolation ist in der Fig. 5 graphisch dargestellt. Der interpolierte Manschettendruck entspricht direkt dem systolischen Blutdruck (SYS) des Patienten. Durch Erweiterung dieser Methode zur Bestimmung des systolischen Drucks wird das Manschettendruckintervall I=MAX mit dem größten Oszillationsamplitudenwert auf eine an sich bekannte Art bestimmt (Schritt 40 des Flußdiagramms der Fig. 4 entspricht dem Intervall MAX in der Fig. 3).
- Zum Beispiel reicht daher die folgende schematische BASIC- Programmfolge zum Feststellen des Intervalls MAX aus:
- φAMAX = φA(1) Gl. 4
- MAX = 1 Gl. 5
- FOR K = 2 TO N Gl. 6
- IF φA(K) < φAMAX GOTO 70 Gl. 7
- φAMAX = φA(K) Gl. 8
- MAX = K Gl. 9
- 70 NEXT K Gl. 10
- In den Gleichungen 4 und 5 wird für den Anfang angenommen, daß der Spitzenwert im ersten Intervall auftritt, und es wird mit dem Wert φA(1) eine provisorische Spitzenwert-Speichervariable φAMAX geladen. Bei einer N-fachen Intervallmessung prüft die Schleife zwischen den Gleichungen 6 und 10 nacheinander jedes Element des φA(I)-Arrays von 2 bis N und erneuert das φAMAX nur, wenn der Wert φA(K) - (K ist der Schleifenindex) den vorher angenommenen Wert φAMAX übersteigt. Wenn die Verarbeitung nach der Anweisung 70 in der Gleichung 10 die Schleife verläßt, enthält die Variable MAX einen solchen Wert von 1, daß das φA(MAX) der größte Wert im Array ist.
- Der daraufhin folgende Schritt 42 setzt eine Variable LVL gleich dem vorgegebenen Bruchteil der Spitzenamplitude φA(MAX), d.h.
- LVL = φA(MAX)*0,5 Gl. 11.
- Der Wert LVL wird in der Fig. 3 durch die gestrichelte Linie 50 dargestellt.
- Im daraufhin folgenden Schritt 45 wird das erste Zeitintervall kleiner als LVL ist, d.h. kleiner als die Hälfte des Spitzenwertes φA(MAX), wodurch die beiden benachbarten Werte (L, L+1) mit Spitzenwerten bestimmt werden, die den Wert LVL umgeben. Der Algorithmus zum Durchführen einer solchen Suche ist dem Fachmann bekannt, z.B.
- FOR J = 1 TO MAX Gl. 12
- IF (φA(MAX-J)-1VL < 0 GOTO 140 Gl. 13
- NEXT J Gl. 14
- 140 L = MAX-J Gl. 15.
- Die Gleichungen 12-15 stellen einfach eine DG oder FOR-NEXT-Schleife dar, die von MAX-1 nach L=1 fortschreitet und die verlassen wird, wenn der erste Wert unter LVL erhalten wird. Die geeignete Intervallidentifikation (MAX-J) wird an der Variablenstelle L gespeichert.
- Schließlich wird der Wert des systolischen Drucks unter der Annahme einer linearen Variation des Manschettendrucks zwischen den Werten CP(L) und CP(L+1) und einer linearen Variation zwischen den entsprechenden Oszillationsamplituden φA(L) und φA(L+1) abgeschätzt. Gemäß der an sich bekannten trapezoidalen Interpolationsgleichung kann daher der systolische Druck SYS durch (Schritt 47 in der Fig. 4 durch
- SYS = CP(L) + ((CP) (L+1-CP(L)) * ((LVL-φA(L)))/(φA(L+1)-φA(A)) Gl. 16
- bestimmt werden.
- Unter Verwendung der Daten der Fig. 1 ist 50% der Spitzenamplitude (9,33) gleich 4,67, und es werden daher die Pulskomplexmessungen der Zeitintervalle 5 und 6 für die Berechnung des systolischen Drucks gewählt. Die Software-Interpolationsausfünrung der Gl. 16 ergibt
- SYS = 20,4 + (((18,67-20)x(4,67-3,33)/5,87-3,33)) Gl. 17
- = 19,5 kPa Gl. 18
- bei drei signifikanten Stellen.
- Die Bestimmung des diastolischen Blutdruckes mit der Pulskomplexwellenformverarbeitung ist in der Fig. 6 gezeigt, und ein Flußdiagramm für den zugrundeliegenden Algorithmus zur Verarbeitung der diastolischen Daten ist in der Fig. 7 dargestellt. Der diastolische Druck wird bestimmt durch
- (a) die Amplitude (φA(MAX)) des Komplexes (die im Zeitintervall MAX auftritt);
- (b) Feststellen des Amplitudenwertes (UDLVL), der gleich einem vorgegebenen Bruchteil des Spitzenwertes φA(MAX) ist. Wir haben einen Wert von 0,69 als ausreichend für eine normale Verarbeitung und 0,72 als ausreichend für schnelle "stat"-Operationen festgestellt;
- (c) Überprüfen der Werte (φA(I)) der korrigierten Oszillationsamplitude im Puffer 15 der Fig. 1, beginnend mit dem MAX-Intervall und in der Richtung zu niedrigeren Manschettendrucken fortschreitend (d.h. in den Fig. 1 und 6 nach rechts), um die beiden benachbarten Oszillationsamplituden zu finden, für die
- φA(UD) ≤ MAX*0,69 ≤ φA(UD-1) Gl. 19
- gilt;
- (d) Feststellen des interpolierten Manschettendrucks (zwischen CP(UD-1) und CP(UD)) unter der Annahme einer linearen Variation der Oszillationsamplitude und des Manschettendrucks zwischen den Intervallen UD-1 und UD (Prozeßvariable DIAU in der Fig. 7);
- (e) Überprüfen des gespeicherten Wertes φA(I) für die Oszillationsamplitude bei Drücken, die mit dem kleinsten Manschettendruck beginnen, die für ein benachbartes Paar gemessen werden, das die Spitzenamplitude φA(MAX) umgibt, multipliziert mit einem zweiten Faktor, der kleiner ist als der erste Faktor (z.B. 0,55), d.h. bei dem
- φA(LD) ≤ MAX*0,55 ≤ φA(LD-1) Gl. 20
- gilt;
- (f) Berechnen des interpolierten Manschettendrucks zwischen CP(LD) und CP(LD-1) entsprechend MAX mal dem Faktor 0,55. Dieser niedrigere interpolierte Manschettendruck ist mit der Variablenbezeichnung DIAL verbunden; und
- (g) Bestimmen des diastolischen Drucks (DIA) des Patienten aus dem Mittel der oberen und unteren interpolierten Werte DIAU und DIAL, d.h.
- DIA = (DIAU + DIAL)/2 Gl. 21.
- Der obige Prozeß ist in der Blutdruckkomplexdarstellung der Fig. 6 und dem Flußdiagramm der Fig. 7 dargestellt. Zuerst wird durch Ausführen der Gleichungen 4-10 der Spitzenwert φA(MAX) lokalisiert. Dann werden die oberen und unteren Amplitudenbruchteile DIAU und DIAL bestimmt (Schritte 64 und 65 der Fig. 7 entsprechend den bezeichneten horizontalen gestrichelten Linien in der Fig. 6). Im Schritt 69 wird dann das Zeitintervall (UD) festgestellt, das auf MAX folgt, in dem die Amplitude φA(UD) kleiner ist als der in DIAU gespeicherte Wert (durch ein den Gleichungen 12 bis 15 analoges Vorgehen mit einer Ersetzung von "MAX-J" durch "MAX+J"). Danach erfolgt im Schritt 72 die trapezoidale Interpolation analog zu der der Fig. 5, wodurch der Manschettendruck (DIAU) bestimmt wird, der dem Komplexamplitudenwert UDLVL entspricht. Es läßt sich feststellen, daß das Zeitintervall UD-1 mit dem Intervall MAX zusammenfällt, wenn der Komplexspitzenwert auftritt, da für die gezeigten Daten der erste Pulskomplex, der auf MAX folgt und kleiner als 0,69 x φA(MAX) ist, im nächsten Zeitintervall MAX+1 liegt.
- Die funktionalen Schritte 73 und 74 der Fig. 7 werden direkt analog zu den Operationen 69 und 72 ausgeführt, wodurch durch Interpolation über die Intervalle, bei denen die Komplexamplituden den LDLVL-Wert gleich φA(MAX) mal 0,55 einschließen, der Manschettendruck DIAL festge stellt wird. Diese Suche wird ausgehend von φA(i) beim niedrigsten Manschettendruck und dann hin zu höheren Manschettendrücken ausgeführt. Schließlich wird der diastolische Druck (DIA) des Patienten als das Mittel des in DIAU und DIAL gespeicherten Inhalts berechnet (Schritt 82). Um ein numerisches Beispiel anzuführen, wobei wieder die Daten der Fig. 1 verwendet werden, ist
- DIAU = 11,1 +((12,4-11,1)x(6,4-5,3))/(5,3-7,1) = 10,3 kPa Gl. 22
- DIAL = 9,9 + ((11,1-9,9)x(5,1-4,4)/4,4-5,3) = 9 kPa Gl. 23
- DIA = (10,3+9)/2 = 9,65 kPa Gl. 24
- In der Fig. 8 ist schließlich die Wellenformverarbeitung für die Messung des mittleren arteriellen Blutdrucks gezeigt und in der Fig. 9 das Flußdiagramm der entsprechenden Datenverarbeitung. Der mittlere arterielle Druck wird bestimmt durch
- (a) Feststellen der Amplitude (φA(MAX)) des größten Blutkomplexes (die im Zeitintervall MAX liegt);
- (b) Überprüfen der Manschettendruckwerte im korrigierten Register 15 (Fig. 1) für das Intervall MN1, die eine erste Oszillationsamplitude kleiner als φA(MAX+1) ergeben, d.h. des ersten Manschettendruckes links vom Intervall MAX, der kleiner ist als die Komplexamplitude φA(MAX+1) im ersten Intervall nach dem Zeitpunkt MAX. Davon wird die Beziehung
- φA(MN1) ≤ φA(MAX+1) ≤ φA(MNL+1) Gl. 25
- erfüllt;
- (c) es erfolgt dann eine Interpolation zwischen den Intervallen MNL und MNI+1 für einen Manschettendruck MAPL, der dem Oszillationsamplitudenwert φA(MAX+1) entspricht; und
- (d) Bestimmen des mittleren arteriellen Drucks (MAP) durch Gewichten des Manschettendrucks CP(MAX+1) und MAPL, etwa durch
- MAP = (CP(MAX+1) + (2xMAPL))/2,9 Gl. 26.
- Der Nenner 2,9 in der Gl. 26 kann bei einer "stat"-Operation etwas kleiner sein, z.B. 2,85.
- Der beschriebene Algorithmus für die Bestimmung des mittleren arteriellen Drucks ist in den Fig. 8 und 9 gezeigt. Im Schritt 101 (Fig. 9) wird das Spitzenwertintervall MAX festgestellt (zum Beispiel durch eine den Gleichungen 4-10 entsprechende Vorgehensweise). Eine Prozeßvariable AMP wird dem Spitzenwert φA(MAX+1) des Komplexes gleichgesetzt, der auf das Intervall MAX folgt (Schritt (105), und dann wird das Intervall MNL als der als erstes links vom Zeitpunkt MAX in der Fig. 8 auftretende Komplex bestimmt, der kleiner ist als der Wert AMP (d.h φA(MAX+1)) (z.B. durch eine den Gleichungen 12-15 entsprechende Vorgehensweise) Dann erfolgt eine Interpolation, um den Punkt MAPL zu finden (Fig. 8; Schritt 111 in der Fig. 9), und im letzten Schritt 113 wird der mittlere arterielle Druck durch Ausführen der Gleichung 26 festgestellt.
- Um wieder ein numerisches Beispiel mit den Daten der Fig. 1 anzuführen, ist
- MAPL = 18,7 + ((17,1-18,7)x(8,3-5,9))/(8,4-5,9) = 17,2 kPa Gl. 27
- MAP = (13,9+2x17,2)/2,9 = 16,7 kPa Gl. 28
- Die obige Beschreibung hat gezeigt, daß die gemessenen Daten durch das Ersetzen von Daten, die durch Meßstörungen oder dergleichen verloren gingen, und die Abweichungen von einem geeigneten Datenmuster durch Näherungswerte verbessert werden können. Es wurden besondere Datenverarbeitungsalgorithmen vorgestellt und für die Berechnung des systolische, diastolischen und mittleren Blutdrucks eines Patienten verwendet.
- Die beschriebenen Anordnungen sind nur beispielhaft für die Prinzipien der vorliegenden Erfindung. Es sind zahlreiche Modifikationen und Abänderungen möglich, ohne von dem in den Patentansprüchen angegebenen Umfang der Erfindung abzuweichen. Zum Beispiel wird die Druckmessung als stufenweise Druckverminderung von einem Anfangsdruck über dem systolischen Druck des Patienten beschrieben. Die erfindungsgemäßen Messungen können jedoch alternativ auch durch stufenweises Aufpumpen von einem anfänglichen unterdiastolischen Manschettendruck aus erfolgen.
Claims (14)
1. Automatisches Blutdrucküberwachungsgerät mit
einer aufpumpbaren Manschette;
einer Einrichtung zum Aufpumpen und zur Druckverminderung für
die Manschette, wobei mit dieser Einrichtung der Manschettendruck in
diskreten Druckstufen von zumindest 7 Torr (0,933 kPa) absenkbar ist;
einem mit der Manschette verbundenen Druckwandler zum Messen
des Manschettendrucks (CP(I));
einer auf den gemessenen Manschettendruck (CP(I)) ansprechenden
Einrichtung zur Erzeugung eines die Blutdruckpulsationen darstellenden
Signals;
einer Komplexspitzenwertspeichereinrichtung zur Speicherung von
Werten (φA(I)), die die Spitzenwerte der ermittelten Pulsationen bei
verschiedenen Manschettendrücken (CP(I)) darstellen;
einer Manschettendruckspeichereinrichtung zur Speicherung der
Manschettendrücke (CP(I)) für die Manschettendruckpulsspitzenwertsignale
(φA(I));
einer Einrichtung zur Lokalisierung des maximalen
Komplexspitzenwertes (φA(MAX)), der in der Komplexspitzenwertspeichereinrichtung
gespeichert ist;
einer Einrichtung zur Erzeugung eines Schwellenwertes (LVL),
der ein vorgegebener Bruchteil des maximalen Spitzenwertes (φA(MAX)) ist;
einer Einrichtung zur Auswahl von Spitzenwerten (φA(I)) aus der
Komplexspitzenwertspeichereinrichtung, wobei die ausgewählten Werte, die
einem Stufenpaar (L, L+1) entsprechen, das dem maximalen Spitzenwert
(φA(MAX)) zeitlich vorangeht und das einem dem genannten Schwellenwert
zugeordneten Manschettendruck vorangeht bzw. folgt, dem Schwellenwert
(LVL) benachbart sind und bei höheren Manschettendrücken erzeugt worden
sind als derjenige, der dem maximalen Pulsationsspitzenwertsignal
zugeordnet ist; und mit
einer Interpolationseinrichtung zur Bestimmung des systolischen
Blutdrucks (SYS) aus den ausgewählten Spitzenwerten (φA(I)), die dem
Schwellenwert (LVL) benachbart sind, und aus den entsprechenden
Manschettendrucken (CP(I)), die im Manschettendruckspeicher abgespeichert sind,
wobei eine vorbestimmte funktionale Zunahme der Amplitude zwischen den
ausgewählten Spitzenwerten vorausgesetzt ist, die dem Schwellenwert (LVL)
benachbart sind.
2. Überwachungsgerät nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum
Aufpumpen der Manschette diese bis zu einem vorgegebenen Druck oberhalb
des systolischen Blutdrucks (SYS) aufpumpt; und wobei außerdem eine
Kontrolleinrichtung vorgesehen ist, die auf die Einrichtung zur
Manschettendruckminderung einwirkt, um zumindest während des Hauptteils des
systolischen Meßzyklusses den Druck schrittweise zu vermindern.
3 Überwachungsgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei das
Überwachungsgerät von einem digitalen Prozessor gesteuert ist und mittels eines
gespeicherten Programms arbeitet, und wobei die Einrichtung zur Erzeugung
eines Schwellenwertes (LVL) einen Rechner darstellt.
4. Überwachungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die
Interpolationseinrichtung eine Einrichtung zur Berechnung eines
Druckwertes aufweist, der zwischen den Druckwerten liegt, die aus der
Manschettendruckspeichereinrichtung ausgelesen werden.
5. Überwachungsgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine
Datenkorrektureinrichtung vorgesehen ist, welche auf die die
Manschettendruckkomplexspitzenwerte beschreibenden Werte (φA(I)) einwirkt, die in
der Komplexspitzenwertspeichereinrichtung abgelegt sind, um
Datenungenauigkeiten zu korrigieren.
6. Überwachungsgerät nach Anspruch 5, wobei ein vorbestimmtes
Zeichen in der Komplexspitzenwertspeichereinrichtung gespeichert ist, um
eine verfehlte Messung eines Manschettendruckoszillationspitzenwertes
anzuzeigen, und wobei die Datenkorrektureinrichtung eine Einrichtung
aufweist, die das vorgegebene Zeichen erfaßt und die Inhalte der
Komplexspitzenwertspeichereinrichtung überprüft, um das genannte Zeichen durch
ein Maß für eine Reihe von gespeicherten
Manschettendruckkomplexspitzenwerten zu ersetzen, wobei zumindest einer dieser Spitzenwerte bei einem
höheren Manschettendruck als der dem vorgegebenen Zeichen zugeordnete
Druck gewonnen wurde und zumindest ein anderer bei einem tieferen Druck.
7. Überwachungsgerät nach Anspruch 6, wobei die Einrichtung zur
Datenüberprüfung und zum Datenaustausch eine Einrichtung zum Ersetzen des
vorgegebenen Zeichens durch den Mittelwert der
Manschettendruckkomplexspitzenwerte, die in der Komplexspitzenwertspeichereinrichtung
gespeichert sind, aufweist, wobei zumindest einer dieser gespeicherten
Komplexspitzenwerte bei einem höheren Manschettendruck als der dem vorgegebenen
Zeichen zugeordneten Druck erhalten wurde und zumindest ein anderer bei
einem niedrigeren Manschettendruck
8. Überwachungsgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die
Datenkorrektureinrichtung eine Einrichtung zum Durchsuchen der
Manschettendruckkomplexspeichereinrichtung nach zwei gleich großen Spitzenwerten
bei aufeinanderfolgenden abnehmenden Manschettendrucken und eine auf die
Durchsuchungseinrichtung ansprechende Einrichtung zum Ersetzen eines der
beiden gespeicherten, gleich großen Werte durch den Mittelwert aus dem
nächsthöheren und nächstniedrigeren Wert aufweist, die in der
Komplexspitzenwertspeichereinrichtung gespeichert sind.
9. Überwachungsgerät nach Anspruch 8, wobei der Ersatzwert das
arithmetische Mittel der beiden anderen Werte darstellt.
10. Überwachungsgerät nach Anspruch 9, wobei der Ersatzwert der
Mittelwert aus dem zeitlich vorangehend und dem zeitlich nachfolgend
gemessenen Wert der gespeicherten Komplexspitzenwerte ist.
11. Überwachungsgerät nach einem der Ansprüche 5 bis 10, wobei die
Datenkorrektureinrichtung vor den Einrichtungen zur Bestimmung des
maximalen Komplexspitzenwertes (φA(MAX)) wirksam ist.
12. Verfahren zur Messung des systolischen Blutdrucks (SYS) unter
Verwendung eines automatischen oszillatorischen Blutdruckmeßgeräts mit
einer druckbeaufschlagten Manschette, einer Einrichtung zur
Manschettendruckverminderung und einer Einrichtung zur Messung des arteriellen
Blutdruckes in Oszillationskomplexen sowie des Maximalwertes der Einhüllenden
davon mittels Messung des vorherrschenden und sich zeitlich ändernden
Manschettendruckes, mit den Verfahrensschritten des
Absenkens des Manschettendrucks in diskreten Schritten von
zumindest 7 Torr (0,933 kPa);
b) Erfassens des Oszillationskomplexes nach jedem dieser Schritte,
des Messens und Speicherns des jeweiligen Spitzenwerts (φA(I)) der
Einhüllenden davon und des Speicherns einer Kennung für den zugehörigen
Schritt;
c) Ermittelns der Amplitude (φA(MAX)) des größten der
Spitzenwerte;
d) Festlegens eines Schwellenwerts (LVL), der ein vorgegebener
Bruchteil des maximalen Spitzenwertes (φA(MAX)) ist;
e) Bestimmens eines Stufenpaars (L, L+1), welches zeitlich dem
größten Spitzenwert (φA(MAX)) vorausgeht und welches dem dem genannten
Schwellenwert (LVL) zugeordneten Manschettendruck vorausgeht bzw. folgt;
und des
f) Berechnens von Werten für den systolischen Blutdruck (CP(L),
CP(L+1)), wobei eine vorgegebene funktionale Zunahme der Amplitude
zwischen den Werten (φA(L)) und (φA(L+1)) des Stufenpaars (L, L+1)
vorausgesetzt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei zwischen den
Verfahrensschritten (b) und (c) ein weiterer Verfahrenschritt eingefügt wird, bei
dem die Folge der genannten Spitzenwerte in bezug zu einer
vorherbestimmten Gesamtsequenz untersucht wird und bestimmte Werte durch geeignete
Werte ersetzt werden, wenn erstere in vorherbestimmter Weise von denen
der genannten Folge abweichen.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, wobei die vorherbestimmte
funktionale Zunahme eine lineare Funktion der Zeit ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US75182785A | 1985-07-05 | 1985-07-05 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3650531D1 DE3650531D1 (de) | 1996-07-25 |
DE3650531T2 true DE3650531T2 (de) | 1996-11-21 |
Family
ID=25023659
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3650531T Expired - Lifetime DE3650531T2 (de) | 1985-07-05 | 1986-07-04 | Gerät zur Überwachung des systolischen Blutdrucks mit Daten-Aufbereitung |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0207806B1 (de) |
AT (1) | ATE139430T1 (de) |
BR (1) | BR8603143A (de) |
CA (1) | CA1270565A (de) |
DE (1) | DE3650531T2 (de) |
DK (1) | DK321686A (de) |
FI (1) | FI862853A (de) |
MX (1) | MX171712B (de) |
NO (1) | NO862720L (de) |
ZA (1) | ZA865004B (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4627440A (en) | 1985-07-05 | 1986-12-09 | Critikon, Inc. | Sphygmomanometric cuff pressurizing system |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1589391A (en) * | 1976-09-07 | 1981-05-13 | American Optical Corp | Apparatus and process for determining systolic pressure |
US4295471A (en) * | 1979-05-25 | 1981-10-20 | Kaspari William J | Non-invasive vascular waveform transducer and apparatus |
FR2498440B1 (fr) * | 1981-01-29 | 1986-01-10 | Bard Inc C R | Procede et appareil pour mesurer la pression |
US4461266A (en) * | 1982-04-29 | 1984-07-24 | Critikon, Inc. | Adaptive incremental blood pressure monitor |
-
1986
- 1986-07-03 CA CA000512998A patent/CA1270565A/en not_active Expired - Lifetime
- 1986-07-04 FI FI862853A patent/FI862853A/fi not_active IP Right Cessation
- 1986-07-04 DE DE3650531T patent/DE3650531T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-07-04 DK DK321686A patent/DK321686A/da not_active Application Discontinuation
- 1986-07-04 MX MX003021A patent/MX171712B/es unknown
- 1986-07-04 AT AT86305199T patent/ATE139430T1/de not_active IP Right Cessation
- 1986-07-04 EP EP86305199A patent/EP0207806B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1986-07-04 NO NO862720A patent/NO862720L/no unknown
- 1986-07-04 ZA ZA865004A patent/ZA865004B/xx unknown
- 1986-07-04 BR BR8603143A patent/BR8603143A/pt not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DK321686A (da) | 1987-01-06 |
ZA865004B (en) | 1988-02-24 |
ATE139430T1 (de) | 1996-07-15 |
MX171712B (es) | 1993-11-11 |
NO862720L (no) | 1987-01-06 |
FI862853A0 (fi) | 1986-07-04 |
NO862720D0 (no) | 1986-07-04 |
BR8603143A (pt) | 1987-03-17 |
EP0207806A2 (de) | 1987-01-07 |
DE3650531D1 (de) | 1996-07-25 |
CA1270565A (en) | 1990-06-19 |
FI862853A (fi) | 1987-01-06 |
DK321686D0 (da) | 1986-07-04 |
EP0207806B1 (de) | 1996-06-19 |
EP0207806A3 (en) | 1988-06-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3650149T2 (de) | Gerät zur Überwachung des diastolischen Blutdruckes mit Daten-Aufbereitung. | |
DE69023178T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Unterscheiden zwischen genauer und ungenauer Blutdruckmessungen in Gegenwart eines Störsignales. | |
DE60112207T2 (de) | Oszillometrisches Blutdruckmessgerät mit verbesserter Verarbeitung in Gegenwart von Arrhythmie | |
DE69728849T2 (de) | Gerät zur Überwachung des Blutdruckes | |
DE69028306T2 (de) | Vorrichtung zur abnahme und zur anzeige von kreislauf-parametern | |
DE68923051T2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur bestimmung des blutdrucks und des herzzustandes. | |
DE69417995T2 (de) | Oszillometrische Blutdruckmesseinrichtung | |
DE102004011779B4 (de) | Zurückdrängen von Artefakten mittels Pulsqualitätswerten | |
DE102017110770B3 (de) | Verfahren zum nicht-invasiven Bestimmen von wenigstens einem Blutdruckwert, Messvorrichtung und System zur nicht-invasiven Blutdruckbestimmung | |
DE60302995T2 (de) | Blutdruckmessgerät | |
DE3786214T2 (de) | Verfahren und geraet zur indirekten blutdruckmessung. | |
DE69424085T2 (de) | Vorrichtung zur Messung der Gefäss-Funktion | |
DE69029502T2 (de) | Elektronisches Sphygmomanometer | |
DE69015196T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur automatischen Blutdrucküberwachung. | |
EP3302231A1 (de) | Verfahren sowie vorrichtung zur ermittlung des verlaufs des blutdrucks | |
DE102007042298A1 (de) | Verfahren und System zum qualitativen Einschätzen von NIBP-Pulsen unter Verwendung eines SpO2-Lethysmographischen Signals | |
DE3606602A1 (de) | Elektronisches blutdruckmessgeraet | |
DE19700115A1 (de) | Vorrichtung zum Ermitteln der Übungsfunktion einer Person | |
DE102011056489A1 (de) | Adaptive Zeitbereichsfilterung zur Verbesserung der Blutdruckeinschätzung | |
DE3200368A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum messen des blutdruckes | |
DE10244402A1 (de) | Automatische oszillometrische Vorrichtung und Verfahren zum Messen von Blutdruck | |
EP2908720B1 (de) | Vorrichtung und verfahren zum erkennen und melden eines belastungszustandes einer person | |
DE102010016035A1 (de) | System und Verfahren für eine nichtinvasive Blutdruckmessung | |
EP1673009B1 (de) | Blutdruck-messverfahren und blutdruckmessgerät | |
DE69025095T2 (de) | Elektrisches Blutdruckmessgerät |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: CRITIKON CO.L.L.C.(N.D.GES.D.STAATES DELAWARE), TA |
|
8328 | Change in the person/name/address of the agent |
Representative=s name: BOEHMERT & BOEHMERT, 28209 BREMEN |