DE3787725T2

DE3787725T2 - Blutdruckregelungssystem.

Info

Publication number: DE3787725T2
Application number: DE88900585T
Authority: DE
Inventors: Hideichi Tsuda; Masahiro Uemura; Hifumi Yokoe
Original assignee: Colin Electronics Co Ltd
Current assignee: Colin Electronics Co Ltd
Priority date: 1986-12-25
Filing date: 1987-12-25
Publication date: 1994-02-03
Anticipated expiration: 2007-12-26
Also published as: DE3787725D1; CA1331788C; WO1988004910A1; US5099853A; EP0297146A1; EP0297146B1; EP0297146A4

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Blutdrucküberwachungssystem zum kontinuierlichen Überwachen der Blutdrücke, die auf der Grundlage der Pulswellen bestimmt werden, die durch Drücken eines Abschnitts eines lebenden Körpers erzeugt werden.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Sehr häufig wird ein Verfahren zum Messen des Blutdrucks eines lebenden Körpers verwendet, bei dem ein Abschnitt des lebenden Körpers mit einer Manschette, etc. gedrückt wird, um Druckoszillationswellen (Pulswellen) zu erfassen, die synchron zu den Herzschlägen des lebenden Körpers erzeugt werden, und um Werte des Blutdrucks des lebenden Körpers auf der Grundlage einer Größenänderung der erfaßten Druckoszillationswellen zu bestimmen.
Aber das oben genannte Blutdruckmeßverfahren ist nicht empfehlenswert zur Anwendung bei einem lebenden Körper wie z. B. bei einem Patienten nach einem chirurgischen Eingriff, dessen Blutdruck kontinuierlich über einen verhältnismäßig langen Zeitraum überwacht werden muß, da ein Abschnitt des lebenden Körpers sukzessive während dieses Zeitraums gedrückt wird, wodurch dem lebenden Körper ein merkliches Unbehagen vermittelt wird.
In der CH-A-557,671 ist vorgeschlagen worden, ein Überwachungssystem zu verwenden, das einen photoelektrischen Sensor verwendet, der an einer Extremität befestigt wird, um ein Signal zu messen, das einer lokalen Durchblutung des Peripheriegewebes entspricht, und um einen periodischen Vergleich dieser Werte mit anderen Werten vorzunehmen, die mit anderen Einrichtungen gemessen worden sind. Das Dokument US-A-4,423,738 beschreibt das Messen des Blutdrucks durch die Verwendung eines elektromechanischen Drucksensors, der oberhalb einer Arterie angebracht ist. Dieses Dokument bildet die Grundlage für den Gattungsbegriff des Anspruchs 1.
Nach der vorliegenden Erfindung ist ein Blutdrucküberwachungssystem zum kontinuierlichen Feststellen des Blutdruckwertes eines lebenden Körpers vorgesehen, wobei das System folgendes umfaßt:
Pulswellenerfassungsmittel zum Erfassen der Druckpulswellen, die von einem einzigen arteriellen Blutgefäß des lebenden Körpers synchron zu den Herzschlägen des lebenden Körpers erzeugt werden, wobei die Pulswellenerfassungsmittel eine Vielzahl von Drucksensoren umfassen, die bei Benutzung auf einer Körperoberfläche des lebenden Körpers direkt oberhalb des arteriellen Blutgefäßes in einer Richtung senkrecht zu dem arteriellen Blutgefäß aufgesetzt werden, und
ein Druckmittel, das bei Benutzung die Pulswellenerfassungsmittel gegen das arterielle Blutgefäß durch die Körperoberfläche mit einer Druckkraft drückt, um das arterielle Blutgefäß teilweise flachzudrücken, so daß zumindest einer der Drucksensoren die Pulswellen durch die flachgedrückte Wand des arteriellen Blutgefäßes erfaßt,
wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, daß es desweiteren folgendes umfaßt:
Blutdruckmeßmittel, die eine aufblasbare Manschette zu dem Zweck umfassen, periodisch einen aktuellen Blutdruckwert des lebenden Körpers dadurch zu messen, daß ein Körperabschnitt des lebenden Körpers mit der aufblasbaren Manschette gedrückt wird;
Steuermittel zum Bestimmen einer linearen Funktion, die eine Beziehung zwischen dem Blutdruck und der Größenordnung der Pulswellen definiert, die auf einer Größe einer Pulswelle, die von dem zumindest einen Drucksensor durch die flachgedrückte Wand des arteriellen Blutgefäßes erfaßt worden ist, und einem aktuellen Blutdruckwert, der von den Blutdruckmeßmitteln gemessen worden ist, basiert, wobei die Steuermittel die Blutdruckwerte kontinuierlich entsprechend der derart bestimmten linearen Funktion bestimmen, die auf den Größen der Pulswellen basiert, die von dem zumindest einen Drucksensor durch die flachgedrückte Wand des arteriellen Blutgefäßes erfaßt worden ist, wobei die Steuermittel periodisch bewirken, daß die Blutdruckmeßmittel aktuelle Blutdruckwerte messen, und die lineare Funktion, die auf den aktuellen Blutdruckwerten beruht, aktualisieren; und
Anzeigemittel zum Anzeigen der Blutdruckwerte, die kontinuierlich von den Steuermitteln festgestellt werden.
Wie in der Ansicht nach Fig. 1 zu sehen ist, bestimmt das Steuermittel zu dem Zeitpunkt, an dem das Blutdruckmeßmittel einen aktuellen Blutdruck mißt, eine Beziehung zwischen dem gemessenen aktuellen Blutdruck und den Pulswellen eines arteriellen Blutgefäßes, die kontinuierlich von dem Pulswellenerfassungsmittel erfaßt werden, und eine Änderung des Blutdrucks wird kontinuierlich auf der Anzeige entsprechend der so bestimmten Beziehung und auf der Grundlage der Pulswellen angezeigt.
Deshalb ist es bei der vorliegenden Erfindung unnötig, aufeinanderfolgend Messungen des aktuellen Blutdrucks des lebenden Körpers durchzuführen, um seinen bzw. ihren Blutdruck zu überwachen, und eine kontinuierliche Langzeitüberwachung des Blutdrucks kann durchgeführt werden, ohne daß ein Abschnitt des lebenden Körpers sukzessive gedrückt wird. Dadurch bleibt der überwachte lebende Körper von jeglicher Behinderung des Blutkreislaufs verschont und ist keinem merklichen Unbehagen ausgesetzt.
Da das Pulswellenerfassungsmittel der vorliegenden Erfindung die Pulswellen eines arteriellen Blutgefäßes erfassen kann, sind die erfaßten Pulswellen beinahe frei von dem Einfluß des Atmens des lebenden Körpers. Folglich wird eine genaue Überwachung des Blutdrucks durchgeführt. Obwohl es auch möglich ist, eine Manschette, die um einen Arm eines lebenden Körpers gewickelt wird, als Pulswellenerfassungsmittel zu verwenden, um die Druckoszillationen der Manschette als Pulswellen zu erfassen, stellen die erfaßten Pulswellen eine Schwankung des Volumens der Arterien und Venen dar, und die Volumenschwankung kann leicht von dem Atmen beeinflußt werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 ist eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Anordnung eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Fig. 3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel einer Blutdruckentwicklungstendenz zeigt, die auf einer Anzeige des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 angezeigt wird. Fig. 4 ist eine Ansicht eines Pulswellensensors nach Fig. 2, wenn er in Druckkontakt mit einem Abschnitt eines lebenden Körpers steht. Fig. 5 ist eine Ansicht, die ein Flußdiagramm zeigt, das zur Betätigung des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 verwendet wird. Fig. 6 ist eine Ansicht eines Beispiels von Pulswellen, die kontinuierlich in dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 erfaßt werden. Fig. 7 ist eine Ansicht eines Hauptteils eines Flußdiagramms eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung. Fig. 8 ist eine Ansicht zur Veranschaulichung der Lage einer Einkerbung einer Radiuspulswelle oder eines Abschnitts der Pulswelle, die der Diastole des Herzens entspricht. Fig. 9 ist eine Längsquerschnittsansicht, die die nähere Umgebung eines Pulswellensensor eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt. Fig. 10 ist eine perspektivische Darstellung, teilweise im Querschnitt, die eine Vielzahl von Drucksensoren zeigt, die auf der Vorrichtung nach Fig. 9 vorgesehen sind. Fig. 11 ist eine Ansicht eines Flußdiagramms, das für einen Abschnitt der Betätigung der Vorrichtung nach Fig. 9 verwendet wird. Fig. 12 ist eine Ansicht von drei graphischen Darstellungen (a), (b) und (c), die jeweils Amplituden der Pulswellensignale zeigen, die von den Drucksensoren in einer Richtung erzeugt worden sind, die senkrecht zu dem arteriellen Blutgefäß verläuft, wobei sich die Druckkräfte, die in den Fällen (a), (b) und (c) verwendet werden, voneinander unterscheiden. Fig. 13 ist eine Ansicht von drei graphischen Darstellungen, die jeweils maximale Spitzenwerte der Pulswellensignale zeigen, die von den Drucksensoren in der Richtung erzeugt werden, die senkrecht zu dem arteriellen Blutgefäß verläuft, wobei sich die in den drei Fällen verwendeten Druckkräfte voneinander unterscheiden.

DIE BESTE METHODE ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in allen Einzelheiten unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Fig. 2 ist eine Ansicht, die die Anordnung des vorliegenden Ausführungsbeispiels in der Form eines Blutdrucküberwachungssystems veranschaulicht. In der Figur ist eine Manschette 10 gezeigt, die wie ein Gummibeutel ist, der um einen Oberarm, etc. eines lebenden Körpers oder eines Patienten gewickelt wird, um den Arm zu drücken. Ein Drucksensor 12, ein Schnell- Luftablaß-Ventil 14, ein Langsam-Luftablaß-Ventil 16, und eine Druckzuführeinrichtung in der Form einer elektrisch betätigten Pumpe 18 sind durch einen Schlauch (Rohr) 20 mit der Manschette verbunden. Der Drucksensor 12 kann einen Druck in der Manschette 10 erfassen und ein Drucksignal SP sowohl an die Manschettendruckerfassungsschaltung 22 als auch an die Pulswellenerfassungsschaltung 24 liefern. Die Manschettendruckerfassungsschaltung 22 umfaßt ein Tiefpaßfilter zur Unterscheidung eines statischen Drucks in der Manschette 10 von dem Drucksignal SP und ist so ausgelegt, daß sie ein Manschettendrucksignal SPc, das den statischen Druck (Manschettendruck) Pc darstellt, an die CPU 28 über den Analog-Digital-Umsetzer 26 liefern kann. Die Pulswellenerfassungsschaltung 24 umfaßt ein Bandpaßfilter, um von dem Drucksignal SP einen dynamischen Druck in der Manschette 10 zu unterscheiden, d. h. eine Druckoszillationskomponente (Pulswellen), die synchron zu den Herzschlägen erzeugt wird, und sie ist so ausgelegt, daß sie ein Pulswellensignal SPo, das die Druckoszillation repräsentiert, an die CPU 28 über einen Analog-Digital-Umsetzer 30 liefern kann.
Die CPU 28 kann Eingangssignale entsprechend den in dem ROM- Speicher 32 vorgespeicherten Programmen verarbeiten, während sie die Speicherfunktion des RAM-Speichers 34 dazu verwendet, jeweils Antriebssignale an das Schnell-Luftablaß-Ventil 14, an das Langsam-Luftablaß-Ventil 16 und an die elektrisch betätigte Pumpe 18 über eine Ausgabeschnittstelle 36 auszugeben und einen Befehl an die Blutdruckanzeige 38 auszugeben, damit diese die Werte des Blutdrucks anzeigt. Die Blutdruckanzeige 38 zeigt auf einer Braunschen Röhre eine zweidimensionale Tabelle an, wie in Fig. 3 gezeigt ist, und die Tabelle weist eine horizontale Achse 40, die die Zeit darstellt, und eine vertikale Achse 42 auf, die den Blutdruck (mmHg) darstellt.
Die Anzeige 38 kann zeitmäßig aufeinanderfolgend entsprechend den Anzeigesignalen, die von der CPU 28 geliefert werden, Striche 44 in der zweidimensionalen Tabelle anzeigen. Die oberen und unteren Enden A und B jeden Striches 44 zeigen einen Maximum- und einen Minimumwert des Blutdrucks an.
Ein Pulswellensensor 46 ist mit der CPU 28 über ein Kabel 48 und einen Analog-Digital-Umsetzer 50 verbunden. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist der Pulswellensensor 46 an einem Band 52 angebracht, das an den gegenüberliegenden Enden des Bandes 52 ein Paar von (nicht dargestellten) Reißverschlüssen aufweist. Der Pulswellensensor 46 befindet sich oberhalb eines Radius des lebenden Körpers nahe bei einem Handgelenk, an dem die Pulswellen leicht zu erfassen sind, und wird lokal gegen ein arterielles Blutgefäß oberhalb des Radius mit einem verhältnismäßig geringen konstanten Druck von nicht mehr als etwa 20mmHg gedrückt, z. B. indem das Band 52 um das Handgelenk des lebenden Körpers gewunden und das Paar von Reißverschlüssen des Bandes 52 geschlossen wird. Der Pulswellensensor 46 kann die Pulswellen des arteriellen Blutgefäßes oberhalb des Radius erfassen und ein Pulswellensignal SPT, das repräsentativ ist für die Pulswellen, an die CPU 28 über den Analog-Digital-Umsetzer 50 liefern. Als der Pulswellensensor 46 wird ein Halbleiterspannungssensor oder ein piezoelektrisches Element verwendet, die ein Pulsieren eines arteriellen Blutgefäßes in ein elektrisches Signal umwandeln können. Ein Ein-Aus-Schalter 54 kann ein Ein-Aus-Signal an die CPU 28 liefern, wenn er gedrückt wird, und das System wird jedesmal dann, wenn der Ein-Aus-Schalter 54 durch Drücken betätigt wird, ein- oder ausgeschaltet. Ein Taktsignalgenerator 56 kann an die CPU 28 Pulssignale CK mit einer vorbestimmten Frequenz liefern.
Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm in Fig. 5 wird die Wirkungsweise des vorliegenden Ausführungsbeispiels beschrieben.
Bei Betrieb eines (nicht dargestellten) Leistungsschalters wird Schritt S1 ausgeführt, um zu überprüfen, ob der Ein-Aus- Schalter 54 gedrückt worden ist oder nicht, d. h. ob das Ein- Aus-Signal an der CPU 28 vorliegt oder nicht. Nachdem der Ein-Aus-Schalter 54 durch Drücken mit der um den Oberarm etc. des lebenden Körpers gewickelten Manschette 10 betätigt worden ist, folgt auf Schritt S1 der Schritt S2, um die Zählung T des Zeitgebers auf Null zu stellen, so daß der Zeitgeber danach das Zählen der Pulssignale CK von neuem beginnt, die von dem Taktsignalgenerator 56 geliefert werden. Auf Schritt S2 folgt Schritt S3, um die Schnell- und Langsam-Luftablaß-Ventile 14 und 16 zu schließen und die elektrisch betätigte Pumpe 18 zu betätigen. Folglich wird der Manschettendruck Pc erhöht. Auf den Schritt S3 folgt der Schritt S4, bei dem festgestellt wird, ob der Manschettendruck Pc einen vorbestimmten Maximumdruck Pl erreicht hat oder nicht. Der Maximumdruck Pl wird so vorbestimmt, daß er oberhalb eines geschätzten maximalen Blutdrucks des lebenden Körpers liegt, z. B. bei etwa 180 mmHg. Wenn der Manschettendruck Pc den maximalen Druck Pl erreicht hat, folgt auf den Schritt S4 der Schritt S5.
Der Schritt S5 ist vorgesehen, um die elektrisch betätigte Pumpe 18 anzuhalten und das Langsam-Luftablaß-Ventil 16 zu öffnen, damit die Luft aus der Manschette 10 langsam abgelassen wird, und um dadurch allmählich den Manschettendruck Pc herabzusetzten. Bei diesem Vorgang wird eine Blutdruckmeßroutine nach Schritt S6 durchgeführt, die dem Blutdruckmeßmittel des vorliegenden Ausführungsbeispiels entspricht. D.h. ein maximaler Blutdruck H (mmHg) und ein minimaler Blutdruck L (mmHg) werden auf der Grundlage des Manschettendrucks Pc und einer Schwankung der Größe der Pulswellen, d. h. der Druckoszillationen der Manschette 10, die von dem Pulswellensignal Spo dargestellt werden, bestimmt, und die so ermittelten Werte H und L werden in dem RAM-Speicher 34 gespeichert.
Bei Beendigung des Schrittes S6 wird der Schritt S7 durchgeführt, um das Schnell-Luftablaß-Ventil 14 zu öffnen, damit die Luft schnell aus der Manschette 10 abgelassen wird. Auf den Schritt S7 folgen die Schritte S8 und die folgenden, bei denen, wie in Fig. 6 gezeigt ist, pausenlos aufeinanderfolgende Pulswellen MK1, MK2, . . . erfaßt und gespeichert werden, und ein maximaler Blutdruck SYS und ein minimaler Blutdruck DIA werden sukzessive auf der Grundlage der Größen der so gespeicherten Pulswellen bestimmt.
Genauer gesagt ist Schritt S8 vorgesehen, um auf der Grundlage des Pulswellensignals SPT, das von dem Pulswellensensor 46 geliefert worden ist, festzustellen, ob eine Pulswelle erfaßt worden ist oder nicht. Wenn die erste Pulswelle MK1 erfaßt worden ist, wird die erfaßte erste Pulswelle MK1 gespeichert. Auf Schritt S8 folgt der Schritt S9 zur Bestimmung eines Maximumwerts M&sub1; (mmHg) und eines Minimumwerts m&sub1; (mmHg) der Pulswelle MK1 auf der Grundlage der gespeicherten Pulswelle. Auf den Schritt S9 folgt der Schritt S10, bei dem festgestellt wird, ob ein Paar von Konstanten Kmax und Kmin bestimmt worden sind oder nicht, die bei den folgenden Gleichungen (1) und (2) zur Bestimmung eines maximalen und eines minimalen Wertes SYS und DIA des Blutdrucks auf der Grundlage jeweils eines Maximumwertes Mmax (mmHg) und eines Minimumwertes Mmin (mmHg) jeder Pulswelle verwendet werden:
SYS = Kmax · Mmax (1)
DIA = Kmin · Mmin (2).
Wenn die Konstanten Kmax und Kmin bestimmt worden sind, folgt auf den Schritt 10 der Schritt S11. Wenn aber die erste Pulswelle MK1 gerade erst erfaßt worden ist und nun gespeichert wird und folglich die Konstanten Kmax und Kmin noch nicht ermittelt worden sind, folgt auf den Schritt S10 der Schritt S12.
Schritt S12 ist vorgesehen, um gemäß den folgenden Gleichungen (3) und (4) die Konstanten Kmax und Kmin auf der Grundlage des maximalen und des minimalen Blutdrucks H und L, die bei Schritt S6 in dem RAM-Speicher 34 gespeichert worden sind, und der Maximum- und Minimumwerte M&sub1; und m&sub1; der ersten Pulswelle MK1 zu bestimmen, die bei Schritt S9 ermittelt worden sind:
Kmax = H/M&sub1; (3)
Kmin = L/m&sub1; (4).
Demgemäß wird eine Beziehung zwischen den Radiuspulswellen und dem Oberarm-Blutdruck H und L bestimmt.
Auf den Schritt S12 folgt der Schritt S13, um ein Anzeigesignal, das den maximalen und den minimalen Blutdruck H und L darstellt, an die Blutdruckanzeige 38 zu liefern, die bei Empfang des Anzeigesignals auf der Braunschen Röhre den ersten Strich 44 anzeigt, der den Blutdruck H und L angibt. Danach wird Schritt S14 durchgeführt, um festzustellen, ob der Ein- Aus-Schalter 54 wieder betätigt worden ist oder nicht. Wenn der Ein-Aus-Schalter 54 betätigt worden ist, wird der Betrieb des Systems beendet. Aber wenn eine ausreichende Entwicklungstendenz (Trend) des Blutdrucks noch nicht erreicht worden ist, ist der Ein-Aus-Schalter 54 normalerweise noch nicht wieder betätigt worden. Demgemäß folgt auf Schritt S14 der Schritt S15, bei dem festgestellt wird, ob die Zählung T des Zeitgebers einen vorbestimmten Wert To erreicht hat oder nicht. Der Wert To entspricht der Zeit eines vorbestimmten regelmäßigen Intervalls, bei dem die Korrespondenzbeziehung, die bei Schritt S12 ermittelt worden ist, zur Korrektur auf den neuesten Stand gebracht wird, und es wird dahingehend vorbestimmt, daß es in einem Bereich von etwa 5 bis 10 Minuten liegt. Wenn die Zählung T den Wert To erreicht hat, folgen auf den Schritt S15 demgemäß die Schritte S2 und folgende. Aber da die erste Pulswelle MK1 gerade erst jetzt erfaßt worden ist, nachdem der Betrieb des Momentansystems gestartet worden ist, hat die Zählung T den Wert To noch nicht erreicht. Deshalb folgen auf den Schritt S15 die Schritte S8 und folgende.
Wenn die zweite Pulswelle MK2, die der ersten Pulswelle MK1 folgt, bei Schritt S8 erfaßt wird, folgt auf den Schritt S8 der Schritt S9, um einen maximalen Wert M&sub2; (mmHg) und einen minimalen Wert m&sub2; (mmHg) der zweiten Pulswelle MK2 zu ermitteln. Da die Konstanten Kmax und Kmin bei Schritt S12 ermittelt worden sind, wie vorher beschrieben worden ist, erhält man bei der Ermittlung bei Schritt S10, der auf Schritt S9 folgt, ein positives Ergebnis. Entsprechend folgt auf den Schritt S10 der Schritt S11, um gemäß den oben angegebenen Gleichungen (1) und (2) einen maximalen und einen minimalen Blutdruck SYS und DIA zu bestimmen, die den maximalen und den minimalen Werten M&sub2; und m&sub2; der zweiten Pulswelle MK2 entsprechen. Die so bestimmten Blutdrücke SYS und DIA werden so eingeschätzt, daß sie gleich dem aktuellen Blutdruck des lebenden Körpers zu dem Zeitpunkt der Erfassung der zweiten Pulswelle MK2 sind. Der Schritt 13 ist vorgesehen, um den so berechneten Blutdruck SYS bzw. DIA auf der Braunschen Röhre der Anzeige 38 anzuzeigen. Deshalb entsprechen die Schritte S11, S12 und S13 den Steuermitteln des vorliegenden Ausführungsbeispiels.
Danach wird die Durchführung der Schritte S8 bis S15 wiederholt, bis das Ergebnis der Feststellung bei Schritt S14 oder Schritt S15 Ja lautet. Jedesmal, wenn eine Pulswelle erfaßt wird, d. h. jedesmal, wenn das arterielle Blutgefäß pulsiert wird, wird ein maximaler und ein minimaler Wert des Blutdrucks aufeinanderfolgend entsprechend den Korrespondenzbeziehungs- Gleichungen (1) und (2) und auf der Grundlage der maximalen und minimalen Werte der erfaßten Pulswelle bestimmt und sukzessive auf der Anzeige 38 angezeigt.
Wenn die Zählung T des Zeitgebers den Wert To erreicht hat und infolgedessen die Überprüfung bei Schritt S15 ein positives Ergebnis liefert, werden die Schritte S2 und folgende durchgeführt, um eine weitere Messung der maximalen und minimalen Werte H und L des aktuellen Blutdrucks bei Schritt S6 durchzuführen, und um die maximalen und minimalen Werte einer vorderen Pulswelle bei Schritt S8 zu bestimmen. Auf der Grundlage der weiteren Messung des aktuellen Blutdrucks und den maximalen und minimalen Werten der vorderen Pulswelle wird ein weiteres Paar von Konstanten Kmax und Kmin für die Korrespondenzbeziehungs-Gleichungen (1) und (2) bestimmt. Entsprechend den neu bestimmten Korrespondenzbeziehungs-Gleichungen (1) und (2) wird der Blutdruck kontinuierlich auf der Grundlage der Maximum- und Minimumwerte jeder der Pulswellen bestimmt, die auf die vordere Pulswelle folgend erfaßt werden, und die so bestimmten Werte des Blutdrucks werden aufeinanderfolgend angezeigt.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden die Pulswellen oberhalb des Radius durch Drücken des Pulswellensensors 46 gegen die Pulsader mit einem verhältnismäßig geringen Druck von nicht mehr als etwa 20 mmHg erfaßt, während die maximalen und minimalen Werte des aktuellen Blutdrucks periodisch gemessen werden. Die entsprechende Beziehung zwischen den maximalen und den minimalen Werten der Pulswellen und den maximalen und minimalen Werten des aktuellen Blutdrucks wird periodisch aktualisiert. Der Blutdruck wird kontinuierlich entsprechend der periodisch aktualisierten Korrespondenzbeziehung und auf der Grundlage der Größen der Pulswellen, die von dem Pulswellensensor 46 erfaßt worden sind, bestimmt, und der so bestimmte Blutdruck wird kontinuierlich dargestellt. Demgemäß muß sich bei diesem Ausführungsbeispiel der lebende Körper zur kontinuierlichen Überwachung des Blutdrucks nur einem Druck eines Abschnitts des Körpers unterziehen, der z. B. in regelmäßgen Zeitabständen von etwa 5 bis 10 Minuten angelegt wird, um periodisch den aktuellen Blutdruck des lebenden Körpers zu messen, im Gegensatz zu dem herkömmlichen System, das so ausgelegt ist, daß es einen Abschnitt eines lebenden Körpers ständig drückt, um kontinuierlich den Blutdruck des lebenden Körpers zu überwachen. Deshalb ist ein lebender Körper, dessen Blutdruck von dem Momentansystem überwacht wird, selbst während einer kontinuierlichen Langzeitüberwachung frei von jeder Behinderung des Blutkreislaufes und spürt wenig Unbehagen.
Darüberhinaus liefert das vorliegende Ausführungsbeispiel Informationen von medizinischer Bedeutung, d. h. einen maximalen und einen minimalen Blutdruck, der jeder Pulsation eines arteriellen Blutgefäßes des lebenden Körpers entspricht. Desweiteren sind bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel die erfaßten Pulswellen beinahe frei von dem Einfluß des Atmens des lebenden Körpers, da die Pulswellen von dem Pulswellensensor 46 ausgehend von dem arteriellen Blutgefäß erfaßt werden, der oberhalb des Radius liegt, was dazu beiträgt, daß das genaue Überwachen des Blutdrucks gewährleistet ist. In diesem Zusammenhang sei angemerkt, daß es möglich ist, als das Pulswellenerfassungsmittel eine Manschette zu verwenden, die um einen Oberarm eines lebenden Körpers gewickelt wird und Druckoszillationen der Manschette als Pulswellen erfaßt. Aber in diesem Fall ist die erfaßte Pulswelle dem Einfluß der Volumenschwankung der Arterien und Venen ausgesetzt, wobei diese Volumenschwankung dazu neigt, von dem Atmen des lebenden Körpers beeinflußt zu werden. Es ist auch selbstverständlich, daß das vorliegende Ausführungsbeispiel so angepaßt werden kann, daß es die Messung auf eine Vielzahl von Arten durchführt, z. B. indem sie kontinuierlich einen der maximalen und minimalen Blutdrücke bestimmt, wobei der durchschnittliche Blutdruck als der Durchschnittswert des maximalen und des minimalen Blutdrucks definiert ist.
Im folgenden wird ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es sei angemerkt, daß bei den folgenden Ausführungsbeispielen die Teile, die die gleichen wie bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen werden, und daß die Beschreibung dieser Teile ausgelassen wird.
Wie in Fig. 7 gezeigt wird, ist es möglich, den Schritt S16 als abnormale-Pulswellen-Erfassungsmittel hinzuzufügen, um die Beziehung in dem Fall zu aktualisieren, wenn ausgehend von den Radiuspulswellen festgestellt wird, daß der Blutdruck, der auf der Grundlage der Pulswellen bestimmt wird, von dem bei Schritt S6 am Oberarm gemessenen Blutdruck abweicht, z. B. in dem Fall einer Bewegung des Abschnitts des lebenden Körpers, an dem die Pulswellen erfaßt werden, oder im Fall einer Widerstandsänderung gegenüber der periphären Durchblutung. Wenn sich der Zustand des gedrückten Drucksensors 12 aufgrund einer Bewegung des Erfassungsabschnitts des lebenden Körpers ändert, oder wenn der Widerstand gegenüber der periphären Durchblutung aufgrund einer Kontraktion oder Expansion von periphären Blutgefäßen geändert wird, weichen die Werte des auf der Grundlage der Radiuspulswellen erfaßten Blutdrucks von dem Oberarm-Blutdruck ab. Der Schritt S16 ist z. B. zwischen den Schritten S9 und S10 nach Fig. 5 vorgesehen, um eine Abnormalität der Radiuspulswellen zu erfassen. Im Falle des Auftretens einer Bewegung des Erfassungsabschnitts des lebenden Körpers wird Schritt S16 durchgeführt, um festzustellen, ob die Amplituden der Radiuspulswellen oder deren Spitzenwerte, die von einer Bezugslinie aus gemessen werden (z. B. Nullvoltlinie), um mehr als 50% während einer Zeiteinheit (z. B. 5 sec) verändert worden sind. Wenn die Feststellung bei Schritt S16 Ja lautet, dann bedeutet dies das Auftreten einer Abnormalität der Radiuspulswellen. Alternativ dazu kann der Schritt S16 so ausgelegt sein, daß er feststellen kann, ob eine Pulswelle mehr als 30% vor oder nach einem normalen Zyklus für die Radialpulswellen erschienen ist oder nicht. Andererseits kann Schritt S16 zur Erfassung einer Änderung des Widerstands gegenüber der periphären Durchblutung, wie in Fig. 8 gezeigt ist, feststellen, ob ein Wert, der die Lage eines abgestuften Abschnitts (Einkerbung) in der Radiuspulswelle anzeigt (z. B. die Länge A zwischen der oberen Spitze und der Einkerbung/die Länge B zwischen der unteren Spitze und der Einkerbung), mehr als 30% pro Zeiteinheit geändert worden ist. Die bejahende Feststellung bedeutet das Auftreten einer Abnormalität der Pulswellen. Alternativ dazu kann der Schritt S16 so ausgelegt sein, daß er eine Abnormalitätsprüfung bei Erfassung einer großen Änderung der Änderungsrate (abfallender Kurvenast) eines Abschnitts der Pulswelle vorsieht, die der Diastole des Herzens (ein nach unten abfallender Kurvenast C nach der Einkerbung) entspricht. Bei einer weiteren Alternative wird eine Abnormalität der Radialpulswelle erfaßt, indem geprüft wird, ob der Unterschied zwischen den Werten des Blutdrucks, der auf der Grundlage der vorderen Radiuspulswelle ermittelt worden ist, die bei Schritt S12 zusammen mit dem Oberarmblutdruck H und L verwendet worden ist, um eine Beziehung zwischen den Radiuspulswellen und dem Oberarmblutdruck H und L zu bestimmen, und den Werten des Blutdrucks, der auf einer der Pulswellen beruht, die der vordersten Pulswelle folgen, z. B. 40 mmHg überschreiten oder nicht.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird anstelle des Pulswellensensors 46, der bei den oben genannten Ausführungsbeispielen verwendet wird, ein Pulswellensensor 58, wie er in Fig. 9 gezeigt ist, als das Pulswellenerfassungsmittel verwendet. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 60 einen hohlen Hauptkörper, der an seinem unteren Ende eine Öffnung 62 aufweist. Der Hauptkörper 60 ist mit Hilfe eines Bandes 66 abnehmbar an dem lebenden Körper angebracht, wobei sich die Öffnung 62 gegenüber einer Körperoberfläche des Körpers oberhalb eines Radius des lebenden Körpers befindet. Der Hauptkörper 60 besteht aus einem ringförmigen Seitenwandelement 70 und einem Deckelelement 74, das an einem oberen Ende des Seitenwandelements 70 befestigt ist, wobei ein äußerer Umfangsabschnitt einer Membran 72 zwischen den Elementen 70 und 74 angeordnet ist. Ein innerer Umfangsabschnitt der Membran 72 ist an einem Drückerelement 76 befestigt. Die Membran 72 ist aus einem elastisch verformbaren Material wie z. B. Gummi hergestellt, und das Drückerelement 76 wird von der Membran 72 in dem Hauptkörper 60 derart gehalten, daß das Drückerelement 76 relativ zu dem Hauptkörper 60 bewegt werden kann. Ein Druckraum 78 wird von dem Hauptkörper 60 und dem Drückerelement 76 begrenzt. Dem Druckraum 78 wird ein unter Druck gesetztes Fluid, z. B. Druckluft, von einer Zuführeinrichtung 80 für ein mit Druck beaufschlagtes Fluid über ein Druckregelventil 82 zugeführt, wodurch das Drückerelement 76 in einen Druckkontakt mit der Körperoberfläche des lebenden Körpers gebracht wird.
Das Drückerelement 76 besteht aus einem ringförmigen Seitenwandelement 86, einem Deckelelement 88, das an einem oberen Ende des Seitenwandelements 86 befestigt ist, wobei der innere Umfangsabschnitt der Membran 72 zwischen den Elementen 86, 88 und einer Drückerplatte 90, die nahe einem unteren Ende des Seitenwandelements 86 vorgesehen ist, angebracht ist. Wie in Fig. 10 gezeigt ist, besteht die Drückerplatte 90 aus einem Halbleiterchip (Halbleiterplatte) 92, der aus monokrystallinem Silizium, etc. gebildet ist, und einer Vielzahl von druckempfindlichen Dioden 94, die auf einer Oberfläche des Chips ausgebildet sind. Die Dioden 94 sind mit einzelnen Anschlüssen 98 versehen. Ein gemeinsamer Anschluß 96 und jeder der Anschlüsse 98 kooperieren miteinander, um ein elektrisches Signal zu liefern, das eine Druckschwankung an einer Schnittstelle zwischen der entsprechenden Diode 94 und dem Chip 92 angibt. Die Vielzahl der druckempfindlichen Dioden 94 sind auf dem Chip 92 derart ausgebildet, daß die Dioden 92 in regelmäßigen Entfernungsintervallen in einer Richtung angeordnet sind, die im wesentlichen senkrecht zu einer Ausdehnungsrichtung einer Pulsader 100 verläuft, deren Pulswellen erfaßt werden, wobei der Hauptkörper 60 auf dem lebenden Körper gehalten wird. Die Breite jeder Diode 94, wenn man sie in der Richtung betrachtet, die im wesentlichen senkrecht zu der Arterie 100 verläuft, und das oben genannte regelmäßige Abstandsintervall werden so bestimmt, daß sich zumindest drei (bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sieben) der Dioden 94 direkt oberhalb der Pulsader 100 und innerhalb einer Länge, die im wesentlichen gleich einem Durchmesser der Arterie 100 ist, befinden. Die Dioden 94 können mit einer angemessenen Form und mit einer passenden Abmessung in einer Richtung ausgebildet sein, die parallel zu der Arterie 100 verläuft.
Die Drückerplatte 92 weist in einer unteren Fläche 102 eine Vielzahl von Aussparungen an Abschnitten auf, die der Vielzahl der Dioden 94 entsprechen, die auf der Oberfläche vorgesehen sind, wobei jede Aussparung mit einem Gummifüllmaterial 104 gefüllt ist. Die Gummifüllmaterialien 104 sind auf dem Chip 92 derart vorgesehen, daß die Füllmaterialien 104 die druckempfindlichen Dioden 94 nicht mit einer Last beaufschlagen und bündig mit der unteren Fläche 102 werden. Wenn der Drucksensor 58 auf der Körperoberfläche des lebenden Körpers gehalten wird, wird ein Abschnitt der Körperoberfläche direkt oberhalb und nahe bei der Pulsader 100 unterhalb der unteren Fläche 102 der Drückerplatte 90 flachgedrückt, und Druckoszillationen oder Pulswellen, die von der Arterie 100 erzeugt werden, werden durch die Gummifüllmaterialien 104 an die Dioden 94 übertragen. Die Bereiche des Chips 92, an denen die mit den Füllstoffen 104 zu füllenden Aussparungen ausgebildet werden, sind mit einer bemerkenswert kleinen Dicke von etwa 15 um ausgebildet. An den Stellen, an denen Druckoszillationen auf die Gummifüllstoffe 104 übertragen werden, werden die Schnittstellen der Dioden 94 einer Druckänderungen unterzogen, und folglich erzeugt jede Diode 94 ein Pulswellensignal SPT, welches ein elektrisches Signal ist, das die Druckänderung anzeigt.
Die Drückerplatte 90 ist an einem unteren offenen Ende eines zellenartigen Stützelements 106 befestigt, das aus einem elektrisch isolierenden Material gebildet ist und sich innerhalb des Seitenwandelements 86 befindet, wodurch ein elektrischer Verlust von dem Halbleiterchip 92 verhindert wird. Das Stützelement 106 und das Drückerelement 90 wirken zusammen, um einen Raum 108 zu bilden. Der Raum 108 wird durch einen Gummischlauch 110 in Verbindung mit der atmosphärischen Luft gehalten, wodurch der Druck in den Raum 108 nicht aufgrund einer Körpertemperatur des lebenden Körpers etc. verändert wird. Somit sind die von den Dioden 94 erzeugten Pulswellensignals SPT frei von dem Einfluß solch einer Druckänderung.
Die von den druckempfindlichen Dioden 94 erzeugten Pulswellensignale SPT werden einer Steuereinrichtung 112 über einen Verstärker, einem Bandpaßfilter zum selektiven Weitergeben einer Frequenzkomponente der Pulswelle, usw. (alle nicht gezeigt) zugeführt. Die Steuereinrichtung 112 besteht aus einem Mikrocomputer, der den Analog-Digital-Umsetzer 50, die CPU 28, den RAM-Speicher 34, den ROM-Speicher 32, den Taktsignalgenerator 56, die Ausgabeschnittstelle 36 etc. der vorher genannten Ausführungsbeispiele umfaßt. Wie bei diesen Ausführungsbeispielen kann die Steuereinrichtung 112 Pulswellen der Pulsader 100 auf der Grundlage der Eingangspulswellensignale SPT erfassen und einen Befehl an die Blutdruckanzeige 38 dahingehend ausgeben, daß diese die Werte des Blutdrucks anzeigen soll, die auf der Grundlage der erfaßten Pulswellen bestimmt worden sind. Die Steuereinrichtung 112 gibt auch ein Antriebssignal SD an das Druckregelventil 82 aus, um den Druck des mit Druck beaufschlagten Fluids zu regulieren, das dem Druckraum 78 zugeführt wird.
Im folgenden wird die Wirkungsweise des vorliegenden Ausführungsbeispiels erläutert, das wie oben beschrieben aufgebaut ist.
Wenn der Hauptkörper 60 mit Hilfe des Bandes 66 nahe einem Handgelenk des lebenden Körpers gehalten wird, und die Drückerplatte 90 des Drückerelements 76 direkt oberhalb der Pulsader 100 diese abdeckt, werden die Schritte S1 bis S7 nach dem Flußdiagramm von Fig. 5 durchgeführt, um einen maximalen und einen minimalen Wert des aktuellen Blutdrucks des lebenden Körpers mit der Manschette 10 zu messen. Danach wird die Pulswellenerfassungsroutine, die in Fig. 11 gezeigt ist, anstelle der Schritte S8 und S9 der Fig. 5 durchgeführt.
Zuerst wird der Schritt ST1 durchgeführt, um ein Antriebssignal SD zu erzeugen, damit der Druckraum 78 mit einem mit Druck beaufschlagten Fluid mit einem vorbestimmten konstanten Druck beliefert wird. Folglich wird das Drückerelement 76 relativ zu dem Hauptkörper 60 in Richtung auf die Körperoberfläche des lebenden Körpers bewegt, und schließlich wird die untere Fläche 102 der Drückerplatte 90 in einen Druckkontakt mit der Körperoberfläche gebracht. Wenn sich die Unterseite 102 in einem Druckkontakt mit der Körperoberfläche befindet, werden die Druckoszillationen oder Pulswellen, die von der Arterie 100 erzeugt werden, an die druckempfindlichen Dioden 94 übertragen, die Pulswellensignale SPT erzeugen, die die Druckoszillationen anzeigen. Der konstante Druck, mit dem die Drückerplatte 76 auf die Körperoberfläche gedrückt wird, wird in so einem Grad festgelegt, daß die Druckoszillationen der Pulswellen von den Dioden 94 erfaßt werden können.
Auf den Schritt ST1 folgt der Schritt ST2 zur Feststellung einer Amplitude A jedes der Pulswellensignale SPT, die von der Vielzahl von druckempfindlichen Dioden 94 erzeugt worden sind, die in der im wesentlichen senkrechten Richtung zu der Ausdehnungsrichtung der Arterie 100 angeordnet sind. Danach wird der Schritt ST3 durchgeführt, um eine maximale Amplitude maxA der so festgestellten Amplituden A zu ermitteln. Auf den Schritt ST3 folgt der Schritt ST4 zur Berechnung eines Bezugswertes As durch Multiplizieren der maximalen Amplitude maxA mit einem vorbestimmten Koeffizienten kl (l > kl > 0) und der Schritt ST5 zur Auswahl der Pulswellensignale SPT(A), deren Amplituden A größer als der Bezugswert As sind. Auf den Schritt ST5 folgt der Schritt ST6 zur Bestimmung eines maximalen Spitzenwertes P jedes der so ausgewählten Pulswellensignale SPT(A). Der maximale Spitzenwert P, eine Signalgröße, entspricht einem Wert des Blutdrucks in der Arterie 100 während der Zeitdauer der Systole des Herzens des lebenden Körpers. Auf den Schritt ST6 folgt der Schritt ST7 zur Feststellung, ob eine sich ändernde Entwicklungstendenz der maximalen Spitzenwerte P der Pulswellensignale SPT(A) in der Richtung, die die Arterie 100 schneidet, ein Paar von Maximalpunkten aufweist oder nicht.
Die oben aufgeführten Schritte ST2 bis ST5 sind vorgesehen, um die Pulswellensignale auszuwählen, die von den druckempfindlichen Dioden 94 erzeugt worden sind, die nahe einem Abschnitt der Körperoberfläche direkt oberhalb der Arterie 100 angeordnet sind. Genauer gesagt sind die Amplituden A der Pulswellensignale SPT, die von den sich direkt oberhalb der Arterie 100 befindenden Dioden 94 erzeugt werden, größer als die der Signale, die von den anderen Dioden 94 erzeugt werden, wenn man in die senkrecht zu der Arterie 100 verlaufende Richtung schaut, wie in Fig. 12 gezeigt ist. In dem Fall, wenn das Drückerelement 76 so auf die Körperoberfläche gedrückt wird, daß die Arterie 100 allgemein unter dem Druck, der von dem Drückerelement 76 ausgeübt wird, eingedrückt wird, werden neun Pulswellensignale SPT von den neun Dioden 94, die sich nahe dem Abschnitt der Körperoberfläche direkt oberhalb der Arterie 100 befinden, als die Signale SPT(A) ausgewählt, wie in der graphischen Darstellung (c) in Fig. 12 gezeigt ist. Der Koeffizient kl, der zur Berechnung des Bezugswertes As verwendet wird, wird so vorbestimmt, der die Pulswellensignale SPT, die von den druckempfindlichen Dioden 94 nahe dem Abschnitt der Körperoberfläche direkt oberhalb der Arterie 100 erzeugt werden, als die Signale SPT(A) ausgewählt werden können.
Die graphische Darstellung (c) nach Fig. 13 veranschaulicht eine sich ändernde Entwicklungstendenz (Trend) der maximalen Spitzenwerte P der ausgewählten Pulswellensignale SPT(A) in der Richtung, die die Arterie 100 schneidet. Ebenso weist diese graphische Darstellung einen Minimumpunkt an einer Stelle, die einem allgemein mittleren Punkt des Abschnitts der Körperoberfläche direkt oberhalb der Arterie 100 entspricht, und ein Paar von Maximalpunkten an den entgegengesetzten Enden des Abschnitts der Körperoberfläche direkt oberhalb der Arterie 100 auf. In so einem Fall ergibt die Ermittlung bei Schritt ST7 ein positives Ergebnis. Der Grund dafür liegt darin, daß die Druckoszillationen bzw. Druckwellen, die senkrecht zu dem parallelen Abschnitt der Arterienwand übertragen werden, beinahe frei von Spannungseinflüssen der Wand sind, da sich, wenn die Arterie 100 eine im allgemeinen niedergedrückte Form annimmt, ein Abschnitt der Wand der Arterie 100, der der Lage um den mittleren Punkt des Abschnitts der Körperoberfläche direkt oberhalb der Arterie 100 entspricht, in einer parallelen Beziehung zu der Drückerplatte 90 befindet, und auf der anderen Seite erfassen die Dioden 94, die nahe den entgegengesetzten Enden des Abschnitts der Körperoberfläche direkt oberhalb der Arterie 100 angeordnet sind, einen relativ hohen Druck, da Druckoszillationen, die an gebogene Abschnitte der Arterienwand übertragen werden, die sich auf beiden Seiten des parallelen Abschnitts davon befinden und den oben angegebenen entgegengesetzten Enden entsprechen, von der Spannung der Arterienwand beeinflußt werden.
Aber momentan, wenn der Druck der Druckluft, die dem Druckraum 78 zugeführt wird, relativ niedrig ist, ist die Druckkraft, mit der das Drückerelement 76 auf die Körperoberfläche des lebenden Körpers gedrückt wird, klein, und dementsprechend nimmt die Arterie 100 keine gedrückte Form an. Die graphische Darstellung (a) nach Fig. 12 zeigt diesen Zustand, d. h. einen sich ändernden Trend (Entwicklungstendenz) der Amplituden A der Pulswellensignale SPT, der einen maximalen Punkt nahe dem mittleren Punkt des Abschnitts der Körperoberfläche direkt oberhalb der Arterie 100 aufweist. Folglich werden bei Schritt ST5 ein oder mehrere Pulswellensignale SPT nahe dem mittleren Punkt als die Signale SpT(A) ausgewählt. Die graphische Darstellung (a) nach Fig. 13 zeigt einen sich ändernden Trend der maximalen Spitzenwerte P der so ausgewählten Pulswellensignale SPT(A). Da die Arterie 100 noch nicht niedergedrückt worden ist, weist die graphische Darstellung einen einzigen maximalen Punkt nahe der Mitte auf. Infolgedessen ist das Ergebnis der Feststellung bei Schritt ST7 negativ, und auf den Schritt ST7 folgt der Schritt ST8.
Der Schritt ST8 ist vorgesehen, um ein Antriebssignal SD an das Druckregelventil 82 abzugeben, um den Druck des mit Druck beaufschlagten Fluids, das dem Druckraum 78 zugeführt wird, um einen vorbestimmten Betrag zu erhöhen. Auf den Schritt ST8 folgen die Schritte ST2 und folgende zur Bestimmung eines weiteren Bezugswertes As auf der Grundlage der Pulswellensignale SPT, die neu von der Vielzahl von druckempfindlichen Dioden 94 erzeugt werden, zur Auswahl von Pulswellensignalen SPT(A), deren Amplituden A oberhalb des neu bestimmten Bezugswerts As liegen, und zur Feststellung, ob eine graphische Darstellung von maximalen Spitzenwerten P der so ausgewählten Singale SPT(A) ein Paar von maximalen Punkten aufweist oder nicht. Wenn der Druck des mit Druck beaufschlagten Fluids, das dem Druckraum 78 zugeführt wird, bei Schritt ST8 nach und nach gesteigert wird, steigt entsprechend die Druckkraft, mit der das Drückerelement 76 auf die Körperoberfläche gedrückt wird. Demgemäß wird, wenn die Durchführung des Schrittes ST8 wiederholt wird, die Arterie 100 allmählich niedergedrückt, und folglich nimmt die sich ändernde Entwicklungstendenz der Amplituden A der Pulswellensignale SPT eine Kurve der graphischen Darstellung (b) der Fig. 12 an. Auch die sich ändernde Entwicklungstendenz der maximalen Spitzenwerte P der Pulswellensignale SPT(A), die bei Schritt ST5 ausgewählt worden sind, nimmt eine Kurve gemäß der graphischen Darstellung (b) der Fig. 13 an. Wenn die sich ändernde Entwicklungstendenz der maximalen Spitzenwerte P der Signale SPT(A) ein Paar von maximalen Punkten aufweist, wie in der graphischen Darstellung (c) der Fig. 13 gezeigt ist, wird das Ergebnis der Feststellung bei Schritt S7 Ja lauten, und auf den Schritt ST7 folgt der Schritt ST9.
Der Schritt ST9 ist vorgesehen, um einen maximalen Wert maxP und einen minimalen Wert minP zu bestimmen. Der maximale Wert maxP wird als ein Durchschnittswert der maximalen Spitzenwerte P des oben genannten Paares von maximalen Punkten definiert, und der minimale Wert minP wird als ein maximaler Spitzenwert P des oben genannten Minimumpunktes definiert, der sich zwischen dem Paar von maximalen Punkten befindet. Auf den Schritt ST9 folgt der Schritt ST10, bei dem festgestellt wird, ob der minimale Wert minP kleiner als ein Wert ist, der durch Multiplikation des maximalen Wertes maxP mit einem vorbestimmten Koeffizienten k2 (l > k2 > 0) erhalten worden ist. Der Schritt ST10 ist vorgesehen, um zu sehen, ob die Arterie 100 bis zu einem derartigen Ausmaß niedergedrückt ist oder nicht, daß die Druckoszillationen bzw. Pulswellen, die von den Dioden 94 nahe der Mitte des Abschnitts der Körperoberfläche direkt oberhalb der Arterie 100 erfaßt worden sind, beinahe frei von dem Einfluß der Spannung der Wand der Arterie 100 sind. Der Koeffizient k2 wird empirisch vorbestimmt und die Elastizität der Arterie 100 wird berücksichtigt. Die Durchführung der Schritte ST8, ST2 und folgende werden wiederholt, um den Druck des mit Druck beaufschlagten Fluids zu erhöhen, das dem Druckraum 78 zugeführt wird, bis die Feststellung bei Schritt ST10 ein positives Ergebnis ergibt.
Wenn das Überprüfen bei Schritt ST10 ein positives Ergebnis bringt, folgt auf den Schritt ST10 der Schritt ST11 zur Auswahl des Pulswellensignals SPT(A) mit dem Minimumwert minP als ein Pulswellensignal SPT(P). Das so ausgewählte Pulswellensignal SPT(P) wird kontinuierlich erfaßt und gespeichert. Die Pulswellen, die von dem Signal SPT(P) mit dem Minimumwert minP dargestellt werden, sind fast frei von dem Einfluß der Spannung der Arterienwand, wie vorher bereits gesagt wurde, und weisen eine gute Annäherung im Absolutwert an die tatsächlichen Pulswellen (Druckwellen) auf, die durch die Arterie 100 übertragen werden. Auf den Schritt ST11 folgt der Schritt S10 und folgende, wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen, um einen Maximum- und einen Minimumwert jeder der Pulswellen zu bestimmen, die von dem Signal SPT(A) repräsentiert werden, und um die Korrespondenzbeziehung zwischen den Pulswellen und dem aktuellen Blutdruck in dem vorbestimmten Zeitintervall zu aktualisieren, indem die Messungen des aktuellen Blutdrucks verwendet werden, die in dem vorbestimmten Zeitintervall erhalten werden.
Demgemäß ist es bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie auch bei den vorher beschriebenen Ausführungsbeispielen, nicht notwendig, ständig einen Abschnitt des lebenden Körpers mit einem verhältnismäßig hohen Druck zu drücken, um kontinuierlich den Blutdruck des lebenden Körpers zu überwachen. Folglich ist der lebende Körper, dessen Blutdruck über einen langen Zeitraum überwacht wird, frei von Blutstauung oder merklichem Unbehagen. Außerdem sind die so erhaltenen Werte des Blutdrucks genau, da sie fast frei von Einflüssen des Atmens sind, und kontinuierlich, d. h. ein Blutdruck für jede Pulsation des arteriellen Blutgefäßes.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Druckkraft, mit der die druckempfindlichen Dioden 94 auf die Körperoberfläche gedrückt werden, so reguliert, daß der maximale Spitzenwert P des Pulswellensignals SPT von der Mitte einer Gruppe der Dioden 94, wobei sich diese Gruppe auf dem Abschnitt der Körperoberfläche direkt oberhalb der Arterie 100 befindet, niedriger ist als die der Signale SPT von den Dioden 94, die sich an den gegenüberliegenden Enden der Gruppe befinden, d. h., daß die Arterie 100 allgemein niedergedrückt wird. Somit werden die druckempfindlichen Dioden 94 mit dem angemessensten Druck ohne Rücksicht auf die persönlichen Eigenarten der lebenden Körper, die überwacht werden sollen, auf den lebenden Körper gedrückt, und die Genauigkeit bei der Erfassung der Pulswellen wird gesteigert.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sind zwar unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben worden, aber die vorliegende Erfindung kann auch andere Ausführungsformen haben.
Obwohl bei den oben beschriebenen drei Ausführungsbeispielen der Pulswellensensor 46, 58 oberhalb des Radius angeordnet werden kann, kann z. B. der Pulswellensensor 46, 58 auch oberhalb einer Halsschlagader, einer dorsalen Fußschlagader oder an anderen Stellen auf der Haut des lebenden Körpers gehalten werden, unterhalb denen sich ein arterielles Blutgefäß erstreckt und an denen deshalb die Pulswellen leicht erfaßt werden können.
Obwohl bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 der Pulswellensensor 46 mit einem vorbestimmten niedrigen Druck gegen das arterielle Blutgefäß oberhalb des Radius gedrückt wird, wobei das Band 52 um das Handgelenk des lebenden Körpers gewunden ist, kann der Pulssensor 46 so ausgelegt sein, daß er an einer Innenseite einer Manschette befestigt werden kann, die der Manschette 10 ähnlich ist, die um eine Stelle gewickelt wird, an der die Pulswellen erfaßt werden können. In diesem Fall wird die Manschette mit einem verhältnismäßig niedrigen konstanten Druck aufgeblasen, z. B. mit nicht mehr als etwa 20 mmHg, so daß der Pulswellensensor 46 mit einem konstant niedrigen Druck gegen das arterielle Blutgefäß oberhalb des Radius gedrückt wird.
Obwohl die vorher beschriebenen drei Ausführungsbeispiele die Spitzenwerte (Maximumwerte) der Pulswellen zur Bestimmung der Maximumwerte des Blutdrucks SYS verwenden können, ist es auch möglich, eine Anstiegsgeschwindigkeit jeder Pulswelle zur Bestimmung eines Maximumwertes SYS zu verwenden, die ein Zeitverlauf von einer unteren Spitze zu einer oberen Spitze jeder Pulswelle oder ein abfallender Kurvenast (Änderungsrate) eines ansteigenden Abschnitts davon ist. Es ist bekannt, daß ein maximaler Blutdruck um so höher wird, je steiler ein ansteigender Abschnitt einer Pulswelle ist.
Obwohl bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen der aktuelle Blutdruck des lebenden Körpers in regelmäßigen Zeitabständen während des Überwachens des Blutdrucks zu dem Zweck gemessen wird, die Beziehung zwischen dem aktuellen Blutdruck und den Pulswellen in regelmäßigen Abständen zu aktualisieren, ist es auch möglich, eine Messung des aktuellen Blutdrucks und eine Pulswelle zu erlangen, um eine Beziehung dazwischen zu bestimmen, bevor mit der Überwachung begonnen wird, und die so bestimmte Beziehung während des Überwachens zu verwenden, ohne diese zu aktualisieren.
Bei den vorher beschriebenen drei Ausführungsbeispielen wird die Korrespondenzbeziehung zwischen den Werten des aktuellen Blutdrucks und den Größen der Pulswellen auf der Annahme bestimmt, daß die Werte des aktuellen Blutdrucks proportional zu den Größen der Pulswellen sind.
Die Korrespondenzbeziehung kann dadurch bestimmt werden, daß aus einer Vielzahl von vorprogrammierten Datenroutinen, die verschiedene Korrespondenzbeziehungen zwischen den Werten des Blutdrucks und den Größen der Pulswellen darstellen, eine Datenroutine ausgewählt wird, die den Werten des Blutdrucks und den Größen der Pulswellen des überwachten Patienten entspricht.
Obwohl bei den vorherigen drei Ausführungsbeispielen der aktuelle Blutdruck des lebenden Körpers bei Schritt S6 durch die sogenannte "oszillometrische Methode" gemessen wird, bei der der Blutdruck auf der Grundlage der Größen der Pulswellen und während des Verlaufs des Luftablassens der Manschette 10 bestimmt wird, ist es möglich, den aktuellen Blutdruck mit der Mikrophon-Methode zu messen, bei der ein Mikrophon dazu verwendet wird, um den Korotkow-Ton wahrzunehmen, und der Blutdruck wird auf der Grundlage des Vorhandenseins oder des Fehlens des Korotkow-Tons bestimmt, oder durch ein Verfahren, bei dem Ultraschallwellen zur Erfassung der Wellenbewegungen der Wand eines arteriellen Blutgefäßes verwendet werden und der Blutdruck auf der Grundlage einer Größenänderung der Wellenbewegungen bestimmt wird. Alternativ dazu kann der aktuelle Blutdruck auch während des Aufblasens der Manschette 10 gemessen werden.
Desweiteren ist es, obwohl bei den veranschaulichten drei Ausführungsbeispielen die sukzessive bestimmten Maximum- und Minimumwerte des Blutdrucks auf der Braunschen Röhre dargestellt werden, auch möglich, die Werte des Blutdrucks gleichzeitig auf einem Diagrammblatt oder einer anderen Art von Aufzeichnungs- oder Druckblättern aufzuzeichnen. Außerdem kann anstelle dieser Anzeige- oder Aufzeichnungsmittel auch eine Vielzahl anderer Anzeige- bzw. Aufzeichnungsmittel verwendet werden.
Es ist selbstverständlich, daß die obigen Beschreibungen zur Illustration der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung vorgesehen sind, und daß die vorliegende Beschreibung durch verschiedene Änderungen modifiziert werden kann, ohne daß von ihrer Wesensart abgewichen wird.

Claims

1. Blutdrucküberwachungssystem zum kontinuierlichen Feststellen des Blutdruckwertes eines lebenden Körpers, wobei das System folgendes umfaßt:

Pulswellenerfassungsmittel (76) zum Erfassen der Druckpulswellen, die von einem einzigen arteriellen Blutgefäß (100) des lebenden Körpers synchron zu den Herzschlägen des lebenden Körpers erzeugt wird, wobei die Pulswellenerfassungsmittel eine Vielzahl von Drucksensoren (94) umfassen, die bei Benutzung auf einer Körperoberfläche des lebenden Körpers direkt oberhalb des arteriellen Blutgefäßes in einer Richtung senkrecht zu dem arteriellen Blutgefäß aufgesetzt werden, und

ein Druckmittel (72, 78, 80), das bei Benutzung die Pulswellenerfassungsmittel (76) gegen das arterielle Blutgefäß (100) durch die Körperoberfläche mit einer Druckkraft drückt, um das arterielle Blutgefäß teilweise flachzudrücken, so daß zumindest einer der Drucksensoren (94) die Pulswellen durch die flachgedrückte Wand des arteriellen Blutgefäßes erfaßt,

wobei das System dadurch gekennzeichnet ist, daß es desweiteren folgendes umfaßt:

Blutdruckmeßmittel (10, 12, 28), die eine aufblasbare Manschette (10) zu dem Zweck umfassen, periodisch einen aktuellen Blutdruckwert des lebenden Körpers dadurch zu messen, daß ein Körperabschnitt des lebenden Körpers mit der aufblasbaren Manschette (10) gedrückt wird;

Steuermittel (28) zum Bestimmen einer linearen Funktion, die eine Beziehung zwischen dem Blutdruck und der Größenordnung der Pulswellen definiert, die auf einer Größe einer Pulswelle, die von dem zumindest einen Drucksensor (94) durch die flachgedrückte Wand des arteriellen Blutgefäßes (100) erfaßt worden ist, und einem aktuellen Blutdruckwert, der von den Blutdruckmeßmitteln (10, 12, 28) gemessen worden ist, basiert, wobei die Steuermittel (28) die Blutdruckwerte kontinuierlich entsprechend der derart bestimmten linearen Funktion bestimmen, die auf den Größen der Pulswellen basiert, die von dem zumindest einen Drucksensor (94) durch die flachgedrückte Wand des arteriellen Blutgefäßes (100) erfaßt worden ist, wobei die Steuermittel (28) periodisch bewirken, daß die Blutdruckmeßmittel (10, 12, 28) aktuelle Blutdruckwerte messen, und die lineare Funktion, die auf den aktuellen Blutdruckwerten beruht, aktualisieren; und

Anzeigemittel (38) zum Anzeigen der Blutdruckwerte, die kontinuierlich von den Steuermitteln (28) festgestellt werden.

2. Blutdrucküberwachungssystem nach Anspruch 1, bei dem das Pulswellenerfassungsmittel dazu geeignet ist, bei Benutzung auf der Körperoberfläche des lebenden Körpers oberhalb einer Pulsader, einer Halsschlagader, oder einer dorsalen Fußschlagader des lebenden Körpers angeordnet zu werden.

3. Blutdrucküberwachungssystem nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Druckmittel so ausgelegt ist, daß es die Pulswellenerfassungsmittel bei Benutzung gegen das arterielle Blutgefäß des lebenden Körpers durch die Körperoberfläche mit einem vorbestimmten Druck drücken kann.

4. Blutdrucküberwachungssystem nach Anspruch 3, bei dem der an die Pulswellenerfassungsmittel angelegte Druck mit einem verhältnismäßig niedrigen, konstanten Druck von nicht mehr als etwa 20 mmhg vorher festzulegen ist.

5. Blutdrucküberwachungssystem nach Anspruch 3 oder 4, bei dem das Druckmittel (52, 66) ein Band (52, 66) umfaßt, das um einen Körperabschnitt des lebenden Körpers gewickelt werden kann.

6. Blutdrucküberwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Pulswellenerfassungsmittel einen Halbleiterspannungssensor oder ein piezoelektrisches Element umfaßt.

7. Blutdrucküberwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem die Drucksensoren (58) der Pulswellenerfassungsmittel so angeordnet sind, daß sie bei Benutzung in einer Richtung positioniert sein können, die das arterielle Blutgefäß auf der Körperoberfläche des lebenden Körpers oberhalb des arteriellen Blutgefäßes (100) schneidet, wobei jeder der Drucksensoren (58) bei Benutzung auf die Körperoberfläche gedrückt wird und ein Pulswellensignal (SPT) erzeugt, das repräsentativ für die Pulswellen ist, die von dem arteriellen Blutgefäß (100) erzeugt werden,

wobei das System desweiteren Druckkraftregelmittel (76, 78, 80, 82) zum Regulieren der Druckkraft der Druckmittel (66) umfaßt, so daß die Größe des Pulswellensignals (SPT) aus der Mitte einer Gruppe der Vielzahl von Drucksensoren (58), die sich auf einem Abschnitt der Körperoberfläche direkt oberhalb des arteriellen Blutgefäßes (100) befinden, niedriger ist als die Größen der Pulswellensignale (SPT) von den gegenüberliegenden Enden dieser Gruppe.

8. Blutdrucküberwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder nach Anspruch 7, bei dem die Vielzahl von Drucksensoren (58) eine einzige Halbleiterplatte (92) und eine Vielzahl von druckempfindlichen Dioden (94) umfaßt, die auf der einzigen Halbleiterplatte (92) ausgebildet sind, wobei die Halbleiterplatte (92) gegen das arterielle Blutgefäß (100) durch die Körperfläche mit Hilfe der Druckmittel (66) gedrückt wird, um so das arterielle Blutgefäß (100) zumindest teilweise flachzudrücken, wobei jede aus der Vielzahl von druckempfindlichen Dioden (94) eine kleinere Abmessung als ein erwarteter Durchmesser des arteriellen Blutgefäßes (100) aufweist.

9. Blutdrucküberwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 7 oder 8, bei dem das Druckmittel (66) einen Hauptkörper (60), ein im Innern des Hauptkörpers (60) vorgesehenes Drückerelement (76), eine elastisch verformbare Membran (72), die sich zwischen dem Drückerelement (76) und dem Hauptkörper (60) befindet, um einen luftdichten Druckraum (78) zu bilden und das Drückerelement (76) so zu stützen, daß das Drückerelement (76) relativ zu dem Hauptkörper (60) bewegt werden kann, und eine Zuführeinrichtung (80) für ein mit Druck beaufschlagtes Fluid umfaßt, die ein druckbeaufschlagtes Fluid zu dem Druckraum (78) führt.

10. Blutdrucküberwachungssystem nach Anspruch 7 oder einem der Ansprüche 8 oder 9, soweit diese auf Anspruch 7 rückbezogen sind, bei dem das Druckkraftregelmittel bei Benutzung gesteuert wird, um maximale Spitzenwerte der Pulswellensignale (SPT) zu bestimmen, die von der Vielzahl von Drucksensoren (58) erzeugt worden sind, und um die Druckkraft der Druckmittel (66) so zu regulieren, daß ein wechselnder Trend der maximalen Spitzenwerte in die Richtung, die das arterielle Blutgefäß (100) schneidet, ein Paar von Maximalpunkten und einen Minimalpunkt aufweist, der sich zwischen dem Paar von Maximalpunkten befindet, und daß der maximale Spitzenwert des Minimalpunktes nicht mehr als eine vorbestimmte Proportion eines Durchschnitts der maximalen Spitzenwerte der Maximalpunkte ist.

11. Blutdrucküberwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Steuermittel (28) die Beziehung speichert und die Blutdrücke gemäß der gespeicherten Beziehung auf der Grundlage von Größen der Pulswellen berechnet, die erfaßt worden sind, nachdem die Beziehung gespeichert worden ist.

12. Blutdrucküberwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Steuermittel (28) die Beziehung in vorbestimmten regelmäßigen Zeitintervallen aktualisiert, wobei es die aktuellen Blutdrücke verwendet, die von dem Blutdruckmeßmittel (12) zu den vorbestimmten regelmäßigen Zeitabständen gemessen werden.

13. Blutdrucküberwachungssystem nach Anspruch 12, bei dem das regelmäßige Zeitintervall so vorherbestimmt ist, daß es in den Bereich von etwa 5 bis 10 Minuten fällt.

14. Blutdrucküberwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Steuermittel (28) abnormale- Pulswellen-Erfassungsmittel zum Erfassen einer Abnormalität der Pulswellen umfaßt, wobei das Blutdruckmeßmittel (12) bei Feststellen dieser Abnormalität der Pulswellen den aktuellen Blutdruck des lebenden Körpers automatisch mißt, wobei das Steuermittel (28) diese Beziehung auf den neuesten Stand bringt, indem es den so gemessenen aktuellen Blutdruck und die Pulswellen verwendet, die nach der Feststellung dieser Abnormalität erfaßt worden sind.

15. Blutdrucküberwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Blutdruckmeßmittel (12) eine Manschette (10), die so ausgelegt ist, daß sie um einen Körperabschnitt des lebenden Körpers gewickelt werden kann, und eine Druckzuführeinrichtung (18) zum Zuführen eines Druckes zu der Manschette (10) umfaßt, die um den Körperabschnitt des lebenden Körpers gewickelt ist, wobei das Blutdruckmeßmittel (12) den aktuellen Blutdruck auf der Grundlage einer Größenänderung der Pulswellen des arteriellen Blutgefäßes (100) feststellt, wobei diese Änderung durch die Manschette erfaßt wird, wenn der Druck der Manschette (10) geändert wird.

16. Blutdrucküberwachungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Steuermittel (28) einen maximalen Blutdruck auf der Grundlage einer Anstiegsgeschwindigkeit der Pulswelle oder einer Änderungsrate eines ansteigenden Abschnitts der Pulswelle bestimmt.

17. Blutdrucküberwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem das Steuermittel (28) die Beziehung dadurch bestimmt, daß es aus einer Vielzahl von vorher gespeicherten Datenroutinen, die verschiedene Beziehungen zwischen Blutdruck und Pulswellengrößen darstellen, eine Datenroutine auswählt, die einer Beziehung zwischen dem aktuellen Blutdruck, der von dem Blutdruckmeßmittel gemessen worden ist, und den Pulswellen entspricht, die von den Pulswellenerfassungsmitteln erfaßt worden sind.

18. Blutdrucküberwachungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei dem das Blutdruckmeßmittel (12) aktuelle maximale und minimale Blutdrücke des lebenden Körpers mißt, wobei das Steuermittel (28) eine maximale und eine minimale Größe einer der Pulswellen bestimmt, die von dem Pulswellenerfassungsmittel erfaßt worden sind, und eine erste Beziehung zwischen dem maximalen Blutdruck und der maximalen Pulswellengröße und eine zweite Beziehung zwischen dem minimalen Blutdruck und der minimalen Pulswellengröße bestimmt, wobei die ersten und zweiten Beziehungen jeweils durch lineare Funktionen (1) und (2) ausgedrückt werden,

SYS = Kmax·Mmax (1)

DIA = Kmin·Mmin (2)

wobei SYS der maximale Blutdruck,

Kmax eine Konstante,

Mmax eine maximale Pulswellengröße

DIA ein Minimumblutdruck,

Kmin eine Konstante, und

Mmin eine Minimumpulswellengröße ist,

wobei das Steuermittel (28) die Konstanten Kmax, Kmin dadurch bestimmt, daß es die aktuellen maximalen und minimalen Blutdrücke, die von den Blutdruckmeßmitteln gemessen worden sind, jeweils durch die dadurch bestimmten maximalen und die minimalen Pulswellengrößen dividiert, wobei das Steuermittel (28) einen maximalen und einen minimalen Blutdruck des lebenden Körpers gemäß den linearen Funktionen (1), (2) auf der Grundlage einer maximalen und einer minimalen Größe jeder der Pulswellen bestimmt, die von dem Pulswellenerfassungsmittel erfaßt werden, nachdem die linearen Funktionen (1), (2) bestimmt worden sind.