DE60202982T2

DE60202982T2 - Vorrichtung zur Messung des Blutdruckes unter Verwendung eines linearvariierenden Luftdruckes

Info

Publication number: DE60202982T2
Application number: DE60202982T
Authority: DE
Inventors: Jong-Youn Lee; Gil-Won Yoon
Original assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Current assignee: Samsung Electronics Co Ltd
Priority date: 2001-08-21
Filing date: 2002-05-24
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2022-05-25
Also published as: EP1285626A2; DE60202982D1; JP3898980B2; KR100745747B1; EP1285626A3; US20030060720A1; JP2003061920A; RU2002113642A; EP1285626B1; US6719702B2; RU2257140C2; KR20030017693A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Messung des Blutdrucks, und insbesondere ein Gerät zum Messen des Blutdrucks unter Verwendung eines linearvariierenden Luftdruckes.
Unter einer Reihe von Indices für die Gesundheit eines Menschen ist der Blutdruck der nützlichste, leicht zu messende Index. Der Blutdruck wird als Index zur Diagnose von Störungen des Kreislaufsystems mit dem Herzen und den Blutgefäßen verwendet. Auch sind, wenn der Blutdruck über einem normalen Bereich liegt, insbesondere medizinische Behandlungen für eine Weile notwendig.
Der arterielle Blutdruck schwankt aufgrund des Herzschlags. Der Blutdruck in einer Zeitspanne, während der aufgrund der Kontraktion des Herzventrikels Blut in die Arterie abgegeben wird, wird „systolischer Blutdruck" genannt, und der Blutdruck in einer Zeitspanne, während der aufgrund der Erweiterung des Ventrikels kein Blut in die Arterie abgegeben wird, wo aber aufgrund der Elastizität des arteriellen Blutgefäßes der Blutdruck über null gehalten ist, wird „diastolischer Blutdruck" genannt.
Beim Messen des Blutdrucks in einem Krankenhaus tritt, wegen der Stressbelastung beim Patienten, oft ein falscher Hochdruck auf. Der Blutdruck schwankt wegen vieler Faktoren, deshalb ist es schwierig, den Blutdruck durch eine einzige Messung genau zu messen. Blutdruck, der am Morgen vor dem Frühstück gemessen wird, wird als „basaler Blutdruck" bezeichnet. Der basale Blutdruck ist für diagnostische Zwecke kritisch, aber er ist unter idealen Bedingungen schwierig zu messen. Um den basalen Blutdruck so genau wie möglich zu messen, unter nahezu idealen Bedingungen, muss der Blutdruck zu Hause gemessen werden.
Um diese Anforderung zu erfüllen, besteht zunehmender Bedarf an einem elektronischen Blutdrucküberwachungsgerät, das es einer Person ermöglicht, den Blutdruck zu Hause regelmäßig zu messen.
Es wurden Forschungsarbeiten in einer Reihe von Aspekten durchgeführt, um Leuten zu ermöglichen, ihren Blutdruck zu Hause genau zu bestimmen. Insbesondere aufgrund der Fortschritte in der Elektronikindustrie wurden automatische Blutdrucküberwachungsgeräte verfügbar, mit denen der Blutdruck des Menschen indirekt gemessen werden kann. Ein derzeit verwendetes automatisches Blutdrucküberwachungsgerät beruht auf einem Volumenoszillometrieverfahren, das keinen speziellen Wandler oder Mikrofon benötigt.
Es wird angenommen, dass es ein bestimmtes charakteristisches Verhältnis zwischen den Manschettenoszillationshöhen bei systolischen und diastolischen Zyklen in Bezug auf die maximale Oszillationshöhe der Manschette gibt. Bei einem herkömmlichen Blutdruckmessverfahren unter Verwendung eines Pulsationsmessgerätes für arteriellen Blutdruck wurde über Versuche, die an Hunden und Menschen durchgeführt wurden, der unter Manschettenoszillationsbedingungen gemessene Blutdruck, der ungefähr 50% der maximalen Manschettenoszillationshöhe induziert, als der „systolische Blutdruck" angenommen und der unter der Manschettenoszillationsbedingung gemessene Blutdruck, der ungefähr 50–80% der maximalen Manschettenoszillationshöhe induziert, als der „diastolische Blutdruck" angenommen.
1 ist ein Schaubild, das ein Drucksignal der Manschette und ein Volumenoszillometriesignal zeigt, in dem das Drucksignal durch die unterbrochene Linie angegeben ist und das Volumenoszillometriesignal durch die durchgezogene Linie angegeben ist.
Das Drucksignal von 1 erscheint, wenn der Druck der Manschette linear reduziert wird. Das Volumenoszillometriesignal von 1 wird dadurch erhalten, dass das Drucksignal durch einen 0,5 Hz Passfilter geführt wird und das gefilterte Drucksignal verstärkt wird. Wenn der Druck der Manschette mit einer konstanten Rate reduziert wird, tritt die maximale Amplitude 10 des Volumenoszillometriesignals am Manschettendruck für den durchschnittlichen Blutdruck auf. Die systolische Amplitude 12, die 50% der maximalen Amplitude 10 entspricht, wird als der systolische Blutdruck abgelesen. Die diastolische Amplitude 14, die 75% der maximalen Amplitude 10 entspricht, wird als der diastolische Blutdruck abgelesen. Die Verhältnisse der systolischen Amplitude 12 und der diastolischen Amplitude 14 zur maximalen Amplitude 10 werden als die „charakteristischen Verhältnisse" bezeichnet. Diese charakteristischen Verhältnisse weisen eine Schwankung von 10–20% auf, die von der gemessenen Person abhängen und beträchtlich durch die Erscheinungsform und die Elastizität der Manschette, die Form und Amplitude der Arteriendruckwellenform und einer Reihe von dynamischen Vitalfaktoren beeinflusst werden, wie den Druckübertragungseigenschaften der Arterie, dem Arm und der Manschette, und den Viskoelastizitätseigenschaften des arteriellen Blutgefäßes.
Die meisten derzeit verwendeten Blutdruckmessgeräte messen Blutdruck am Oberarm. Dementsprechend stellt sich für eine Person, die ihren/seinen Blutdruck messen möchte, die Unbequemlichkeit, die Jacke auszuziehen. Ebenso wird einige Male während der Messung des Blutdrucks ein relativ hoher Druck angewendet, was für die Person unangenehm sein kann.
Luftdruckventile weisen nicht lineare Ablasscharakteristiken auf, speziell eine Fingermanschette mit einem Luftsack geringer Kapazität, wo die Ablasscharakteristik zu noch stärkerer Nichtlinearität neigt. Wenn der Luftdruck in der Manschette nicht linear reduziert wird, dann wird die maximale Oszillation beeinflusst. Deshalb kann ein solches herkömmliches Blutdruckmessgerät den Blutdruck nicht genau messen.
Bei einem herkömmlichen Blutdruckmessverfahren, das in der US-Patentanmeldung Nr. 5,579,776 mit dem Titel „Oscillometric blood pressure monitor with enhanced cuff pressure control" offenbart ist, wird um einen ungewollten leichten Anstieg oder Abfall des Drucks der Manschette beim Erhöhen oder Senken des Drucks der Manschette beim Messen des Blutdrucks zu verhindern, die Manschette zusätzlich für einen kurzen Zeitraum aufgeblasen oder abgelassen, um den Manschettendruck auf eine gewünschte Höhe zurückzuführen. Dieses herkömmliche Verfahren weist jedoch das Problem auf, dass die Luftpumpe für eine Weile betrieben werden muss, selbst wenn der Druck der Manschette reduziert wird.
US-Patentanmeldung Nr. 5,660,182 mit dem Titel „Inflatable cuff used for blood pressure measurement and automatic blood pressure measuring apparatus including inflatable cuff" offenbart ein anderes herkömmliches Blutdruckmessverfahren. Bei diesem Verfahren wird der Blutdruck unter Verwendung einer Manschette gemessen, die einen flexiblen Luftsack und einen Druckanzeiger aufweist. Während der Luftsack der Manschette auf die Armarterie gelegt ist, wird der Luftsack aufgeblasen und abgelassen, um den Blutdruck zu messen. Dieses Verfahren weist jedoch ein Problem auf, dass das Volumen des Luftsacks von Hand eingestellt wird.
Noch ein anderes herkömmliches Blutdruckmessverfahren ist in der koreanischen Patentanmeldung Nr. 1996-003683 mit dem Titel „A sphygmomanometer having exhaust control function and a method for manufacturing the sphygmomanometer" offenbart. Bei diesem Verfahren wird das ein/aus eines Solenoidventils unter Verwendung eines Steuersignals von einer Mikrosteuerung gesteuert, um die Luft im Schlauch extern abzulassen. Gemäß diesem Verfahren ist das ein/aus des Solenoidventils einfach gesteuert, so dass es schwierig ist, Lineardruckcharakteristiken in einem System zum Messen des Blutdrucks unter Verwendung eines geringen Luftvolumens, wie einem Fingerblutdrucküberwachungsgerät zu implementieren.
US 4,889,132 beschreibt ein automatisches Blutdrucküberwachungsgerät und -verfahren. Manschettenaufblasdruck und Ablassrate sind vom Benutzer programmierbar. Ein Schallwandler misst Schall und diese Information wird zur Bestimmung des Blutdrucks verwendet.
Gemäß der Erfindung wird ein Gerät zur Messung des Blutdrucks wie in Anspruch 1 angegeben zur Verfügung gestellt.
Die Erfindung stellt auf diese Weise ein Blutdruckmessgerät zur Verfügung, das in der Lage ist, Blutdruck unter Verwendung von linearvariierendem Luftdruck zu messen, und das zweckmäßig beim Benutzer zum Messen von Blutdruck unter Verwendung des Blutdruckmessgeräts angewendet wird.
Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden besser ersichtlich aus einer ausführlichen Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen, in denen:
1 ein Schaubild ist, das ein Drucksignal in der Manschette und ein Volumenoszillometriesignal zeigt;
2 ein Blockdiagramm eines Blutdruckmessgeräts unter Verwendung eines linearvariierenden Luftdruckes gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
3 das Erscheinungsbild einer bevorzugten Ausführungsform einer Kompressionseinheit des Blutdruckmessgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
4 ein Fließbild ist, das ein Blutdruckmessverfahren unter Verwendung eines linearvariierenden Luftdruckes gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;
5 ein Schaubild ist, das nicht lineare Druckabfallcharakteristiken darstellt; und
6 ein Schaubild ist, das lineare Druckabfallcharakteristiken darstellt.
Die Struktur und Funktionsweise eines Blutdruckmessgeräts unter Verwendung eines linearvariierenden Luftdruckes gemäß der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
2 ist ein Blockdiagramm eines Blutdruckmessgeräts unter Verwendung eines linearvariierenden Luftdruckes gemäß der vorliegenden Erfindung. Das Blutdruckmessgerät beinhaltet eine Kompressionseinheit 40, einen Drucksensor 42, einen Analog-Digital-Wandler (ADC) 44, eine Steuerung 46, einen Digital-Analog-Wandler (DAC) 48, ein Proportionalregelventil 50 und eine Luftpumpe 52.
Die Kompressionseinheit 40 von 2 ist aufblasbar und ablassbar und wird so angelegt, dass sie eine bestimmte Stelle am Körper des zu Untersuchenden umgibt. Die bestimmte Stelle des Körpers kann ein Finger, ein Arm, ein Bein, eine Zehe usw. sein. Die Struktur und Funktionsweise einer bevorzugten Ausführungsform der Kompressionseinheit 40 gemäß der vorliegenden Erfindung wird ausführlicher mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
3 zeigt das Erscheinungsbild einer bevorzugten Ausführungsform 40A der Kompressionseinheit 40 von 2 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Kompressionseinheit 40A beinhaltet einen Luftsack 72, ein Auslassrohr 74 und ein Einlassrohr 76. Mit Bezug zu 3 ermöglicht das Einlassrohr 76 der Kompressionseinheit 40A, dass Luft, die von der Luftpumpe 52 eintritt, in den Luftsack 72 strömt, wie es durch die nach oben weisenden Pfeile gezeigt ist, und ein Auslassrohr 74 lässt die Luft im Luftsack 72 in das Proportionalsteuerventil 50, wie es durch die nach unten weisenden Pfeile gezeigt ist. Der Luftsack 72, der so angelegt werden soll, dass er eine bestimmte Stelle des Körpers umgibt, ist mit dem Einlassrohr 76 und dem Auslassrohr 74 verbunden, so dass Luft in den Luftsack 72 hinein und aus ihm heraus strömen kann. Der Luftsack 72 kann in einem flexiblen aufblasbaren und ablassbaren Material ausgeführt sein, wie Kautschuk. Die Außenschicht 70 des Luftsacks 72 kann in einem zylindrischen starren Material ausgeführt sein.
Im Gegensatz zur in 3 gezeigten Ausführungsform kann in einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Kompressionseinheit 40 so ausgeführt sein, dass sein ein einziges Rohr (nicht gezeigt) aufweist, durch das Luft von der Luftpumpe 52 eintritt und in das Proportionalsteuerventil 50 austritt. Mit anderen Worten, das Einlassrohr 76 und das Auslassrohr 74, die in 3 als voneinander getrennt dargestellt sind, können wenn es nötig ist in ein einziges Rohr kombiniert sein, durch das Lufteinströmung und Luftausströmung erfolgt.
Die Zeit, die erforderlich ist, damit die Kompressionseinheit 40A einen bestimmten Referenzdruckwert erreicht, schwankt entsprechend dem Umfang des Luftsacks 72, der sich entsprechend dem Umfang einer bestimmten Körperstelle verändert. Der Umfang des Luftsacks 72 schwankt in Abhängigkeit von der Menge an Luft, die von der Luftpumpe 52 eintritt oder der Menge an Luft, die in das Proportionalregelventil 50 abgelassen wird. Hier muss die Kompressionseinheit 40A, die zylindrisch ist, groß genug sein, dass eine bestimmte Stelle des zu messenden Körpers umgeben wird.
Die Luftpumpe 52 von 2 wirkt zum Einblasen von Luft in die Kompressionseinheit 40 in Reaktion auf ein erstes Steuersignal C1, das von der Steuerung 46 eingegeben wird. Hier misst der Drucksensor 42 den Druck der Kompressionseinheit 40 und gibt das Messergebnis an den ADC 44. Der ADC 44 wandelt das Ergebnis der Messung, das in analoger Form vorliegt und vom Kompressionssensor 42 eingegeben ist, in digitale Form um, und gibt das Ergebnis der Umwandlung an die Steuerung 46 als Drucksignal.
Die Steuerung 46 berechnet einen momentanen Druckwert P_c der Kompressionseinheit 40 aus dem vom ADC 44 eingegebenen digitalen Drucksignal, berechnet einen Lineardruck P(i) mit Linearabfall für den berechneten momentanen Druckwert P_c der Kompressionseinheit 40 unter Verwendung der Formel (1) unten, und erzeugt ein erstes Steuerungssignal C1 in Reaktion auf den berechneten momentanen Druckwert P_c:
wo P_max und P_min bestimmte Maximal- bzw. Minimaldrücke der Kompressionseinheit 40 bezeichnen, f_s eine bestimmte Probennahmefrequenz des ADC 44 bezeichnet, t eine bestimmte Zeitspanne bezeichnet, die erforderlich ist, bis der Maximaldruck P_max auf den Minimaldruck P_min fällt und i die Ordnung des Eingangsdrucksignals vom ADC 44 im Bereich von 0 ≤ i ≤ f_s·t bezeichnet.
Die Steuerung 46 kann einen Zähler (nicht gezeigt) beinhalten, der in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge von null bis f_s·t herauf oder herunter zählt und das Ergebnis der Zählung als Variable i ausgibt. Die Steuerung 46 erzeugt ein zweites Steuerungssignal C2 aus dem Ergebnis eines Vergleichs des momentanen Druckwerts P_c und des Line ardrucks P(i) und gibt das zweite Steuerungssignal C2 an den DAC 48 aus. Die Steuerung 46 misst den Blutdruck des zu Untersuchenden aus dem momentanen Druckwert P_c und gibt den gemessenen Blutdruck durch einen Ausgangsport AUS. Die Steuerung 46 kann einen zusätzlichen Speicher (nicht gezeigt) beinhalten, um den momentanen Druckwert P_c zu speichern, der aus den Drucksignalen berechnet wurde, die nacheinander vom ADC 44 eingegeben wurden. In diesem Fall liest die Steuerung 46 den im Speicher gespeicherten momentanen Druckwert P_c aus und bestimmt den Druckwert des zu Untersuchenden aus dem momentanen Druckwert P_c.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Steuerung 46 die erforderliche Zeit messen, bis der Luftdruck der Kompressionseinheit 40 einen bestimmten Wert erreicht, wobei das vom ADC 44 eingegebene Drucksignal verwendet wird, und bestimmt den Blutdruck unter Verwendung der gemessenen Zeit und dem momentanen Druckwert P_c, der aus den Drucksignalen berechnet wurde, die nacheinander vom ADC 44 eingegeben wurden und im Speicher gespeichert ist. Die Steuerung 46 misst indirekt den Umfang der Kompressionseinheit 40 unter Verwendung der erforderlichen Zeit, bis der Luftdruck der Kompressionseinheit den bestimmten Wert erreicht, und reflektiert die gemessene Zeit auf das oben beschriebene charakteristische Verhältnis beim Messen des Blutdrucks unter Verwendung eines Oszillometrieverfahrens.
Der DAC 48 wandelt das zweite Steuerungssignal C1, das von der Steuerung 46 eingegeben ist, in eine analoge Form um und gibt das Ergebnis der Umwandlung an das Proportionalregelventil 50 als ein Auslasssteuerungssignal. Das Proportionalregelventil 50 steuert die Menge an Luft, die aus der Kompressionseinheit 40 in Reaktion auf das vom DAC 48 eingegebene Auslasssteuerungssignal ausgelassen werden soll.
Nachfolgend wird ein Blutdruckmessverfahren durchgeführt mit dem in 2 gezeigten Blutdruckmessgerät unter Verwendung von linearvariierendem Luftdruck gemäß der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen beschrieben.
4 ist ein Fließbild, das eine Ausführungsform des Blutdruckmessverfahrens unter Verwendung eines linearvariierenden Luftdruckes darstellt, wie es im Gerät gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Das Blutdruckmessverfahren von 4 umfasst Einblasen von Luft in die Kompressionseinheit 40 (Schritte 100 bis 108), Berechnen des momentanen Druckwerts P_c und des Lineardrucks P(i) der Kompressionseinheit 40 (Schritte 110 bis 114), Einstellen einer Rate des Druckabfalls der Kompressionseinheit 40 gemäß der Differenz zwischen dem berechneten momentanen Druckwert P_c und dem Lineardruck P(i) (Schritte 116 bis 120) und Verändern der Variable i in Abhängigkeit von der Anzahl der momentanen Druckwerte P_c, die zum Bestimmen des Blutdrucks berechnet wurden (Schritte 122 bis 126).
Beim Blutdruckmessverfahren wird die erste Kompressionseinheit 40 mit dem Luftsack 72, der Luft unter Atmosphärendruck enthält, so angelegt, dass sie eine bestimmte Stelle des Körpers umgibt, und Luft wird in die Kompressionseinheit 40 auf einen bestimmten Referenzdruckwert unter Verwendung der Luftpumpe 52 eingeführt (Schritte 100 bis 108). Insbesondere bläst die Luftpumpe 52 Luft in die Kompressionseinheit 40 ein (Schritt 100). Nach Schritt 100 misst der Kompressionssensor 42 den Luftdruck der Kompressionseinheit 40 und gibt das Ergebnis der Messung an den ADC 44 (Schritt 102). Nach Schritt 102 wandelt der ADC 44 das Ergebnis der Messung vom Drucksensor 42 in digitale Form um, um ein Drucksignal zu erhalten (Schritt 104). Nach Schritt 104 bestimmt die Steuerung 46, ob der Luftdruck der Kompressionseinheit 40 den Referenzdruckwert vom Drucksignal erreicht, das vom ADC 44 eingegeben wurde (Schritt 106). Wenn der Luftdruck der Kompressionseinheit 40 so bestimmt wurde, dass er den Referenzdruckwert nicht erreicht, dann geht der Prozess weiter zu Schritt 100. Mit anderen Worten, wenn der Luftdruck der Kompressionseinheit 40 so bestimmt ist, dass er den Referenzdruckwert nicht erreicht, dann erzeugt die Steuerung 46 ein erstes Steuerungssignal C1, das die Luftpumpe 52 so steuert, dass die Luftpumpe 52 weiter Luft an die Kompressionseinheit 40 zuführt. Wenn hingegen aus dem Drucksignal bestimmt ist, dass der Luftdruck der Kompressionseinheit 40 den Referenzdruckwert erreicht hat, dann stoppt die Steuerung 46 die Luftpumpe 52, die Luft zur Kompressionseinheit 40 zuführt, unter Verwendung des ersten Steuerungssignals C1 (Schritt 108).
Sobald der Luftdruck der Kompressionseinheit 40 den Referenzdruckwert erreicht und Einführen von Luft von der Luftpumpe 52 zur Kompressionseinheit 40 gestoppt ist, beginnt die Kompressionseinheit 40 Luft abzulassen. Nach Schritt 108 berechnet die Steuerung 46 den momentanen Druckwert P_c der Kompressionseinheit 40 und den Lineardruck P(i) für den momentanen Druckwert P_c unter Verwendung der obigen Formel (1) (Schritte 110 bis 114). Insbesondere misst nach Schritt 108 der Kompressionssensor 42 den Luftdruck der Kompressionseinheit 40, der vom Maximaldruck P_max abfällt, wenn Luft aus der Kompressionseinheit 40 abgelassen wird (Schritt 110). Nach Schritt 110 wandelt der ADC 44 das Ergebnis der Messung vom Drucksensor 42 in digitale Form, um ein Drucksignal zu erhalten (Schritt 112). Nach Schritt 112 berechnet die Steuerung 46 den momentanen Druckwert P_c unter Verwendung des vom ADC 44 eingegebenen Drucksignals und den Lineardruck P(i) für den momentanen Druckwert P_c (Schritt 114).
Nach Schritt 114 bestimmt die Steuerung 46, ob der momentane Druckwert P_c höher ist als der Lineardruck P(i) (Schritt 116). Wenn der bestimmte momentane Druckwert P_c nicht höher ist als der Lineardruck P(i), reduziert die Steuerung 46 die Rate des Druckabfalls der Kompres sionseinheit 40 (Schritt 118). Hierzu erzeugt, wenn der bestimmte momentane Druckwert P_c nicht höher ist als der Lineardruck P(i), die Steuerung 46 ein zweites Steuerungssignal C2, das die Öffnung des Proportionalregelventils 50 so steuert, dass sie kleiner wird, so dass die Menge an aus der Kompressionseinheit 40 abgelassener Luft mit dem Proportionalregelventil 50 abnimmt. Wenn hingegen der bestimmte momentane Druckwert P_c höher ist als der Lineardruck P(i), erhöht die Steuerung 46 die Rate des Druckabfalls aus der Kompressionseinheit 40 (Schritt 120). Hierzu erzeugt, wenn der bestimmte momentane Druckwert P_c höher ist als der Lineardruck P(i), die Steuerung 46 ein zweites Steuerungssignal C2, das die Öffnung des Proportionalregelventils 50 so steuert, dass sie größer wird, so dass die Menge an aus der Kompressionseinheit 40 abgelassener Luft mit dem Proportionalregelventil 50 zunimmt.
Nach Schritt 118 oder Schritt 120 bestimmt die Steuerung 46, ob die Anzahl der berechneten momentanen Druckwerte P_c gleich f_s·t ist (Schritt 122). Wenn der oben beschriebene Zähler ein Aufzählen durchführt, bestimmt die Steuerung 46, ob i = f_s·t. Wenn der oben beschriebene Zähler ein Abzählen durchführt, bestimmt die Steuerung 46, ob i = 0.
Wenn die Anzahl der berechneten momentanen Druckwerte P_c mit weniger als f_s·t bestimmt ist, erhöht (oder mindert) die Steuerung 46 die Variable i um 1 und geht weiter zu Schritt 110 (Schritt 124). Wenn zum Beispiel der Lineardruck P(i) in Schritt 114 beginnend mit i = 0 berechnet wird, das heißt, wenn der für die Steuerung 46 vorgesehene Zähler ein Aufzählen durchführt, erhöht die Steuerung 46 die Variable i um 1. Wenn hingegen der Lineardruck P(i) in Schritt 114 beginnend mit i = f_s·t berechnet wird, das heißt, wenn der für die Steuerung 46 vorgesehene Zähler ein Herunterzählen durchführt, mindert die Steuerung 46 die Variable i um 1.
Wenn die Anzahl der berechneten momentanen Druckwerte P_c als gleich f_s·t bestimmt ist, misst die Steuerung 46 den Blutdruck unter Verwendung der im Speicher gespeicherten momentanen Druckwerte P_c und eine Größe gleich f_s·t (Schritt 126).
Nicht lineare und lineare Druckabfallcharakteristiken der Kompressionseinheit 40 von 2 werden mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen miteinander verglichen.
5 ist ein Schaubild, das nicht lineare Druckabfallcharakteristiken der Kompressionseinheit 40 darstellt. In 5 stellt die vertikale Achse die Spannung dar und die horizontale Achse stellt die Zeit dar. Ein Drucksignal ist durch die unterbrochene Linie bezeichnet und ein Volumenoszillometriesignal ist durch die durchgezogene Linie bezeichnet.
6 ist ein Schaubild, das lineare Druckabfallcharakteristiken der Kompressionseinheit 40 darstellt. In 6 stellt die vertikale Achse die Spannung dar und die horizontale Achse stellt die Zeit dar.
Wie in 5 gezeigt ist es, wenn der Luftdruck der Kompressionseinheit 40 nicht linear abfällt, schwer den Maximal- und Minimaldruck der Kompressionseinheit 40 zu identifizieren. Inzwischen können, wenn der Luftdruck der Kompressionseinheit 40 linear abfällt, wie in 6 gezeigt, mit dem Blutdruckmessgerät und Verfahren gemäß der Erfindung, der Maximal- und Minimaldruck der Kompressionseinheit 40 klar identifiziert werden.
Der Blutdruck wurde bei 8 zu untersuchenden Menschen 10 Mal unter Verwendung des Blutdruckmessgeräts gemäß der Erfindung und eines herkömmlichen Abhörverfahrens gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

SBP: systolischer Blutdruck;
DBP: diastolischer Blutdruck;
SD: Standardabweichung;
MSD: Mittlere Standardabweichung

Der mittlere Fehler des systolischen Blutdrucks (SBP) bezeichnet die Differenz zwischen den mittleren SBP-Werten, die unter Verwendung des Blutdruckmessgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung und des Abhörverfahrens gemessen wurden. Der mittlere Fehler des diastolischen Blutdrucks (DBP) bezeichnet die Differenz zwischen den mittleren DBP-Werten, die unter Verwendung des Blutdruckmessgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung und des Abhörverfahrens gemessen wurden. Wie aus der Tabelle ersichtlich ist, erfüllte das Blutdruckmessgerät gemäß der vorliegenden Erfindung einen geforderten mittleren Fehler von < 5 mm Hg für medizinische Elektronikgeräte wie es von der Koreanischen Food and Drug Administration (Behörde für Nahrungsmittel und Arzneistoffe) vorgeschlagen ist.
Wie oben beschrieben kann beim Gerät mit linearvariierendem Luftdruck zum Messen des Blutdrucks gemäß der vorliegenden Erfindung die Manschette an irgendeiner Stelle des Körpers angelegt werden, wie einem Finger, außer an der Armarterie. Dementsprechend ist es nicht notwendig, dass der/die zu Untersuchende seine/ihre Jacke auszieht, so dass die Person den Blutdruck bequem mehrmals messen kann. Außerdem kann, weil der Luftdruck der Kompressionseinheit, nachdem sie mit Luft aufgeblasen ist, linear abfallen kann, ohne dass die maximale Oszillation beeinflusst wird, der Blutdruck des zu Untersuchenden genau gemessen werden.
Während diese Erfindung insbesondere mit Bezug zu bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde, versteht es sich für die Fachleute, dass verschiedene Änderungen in Form und Details hieran vorgenommen werden können, ohne vom Rahmen der Erfindung abzuweichen, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Vorrichtung zur Messung des Blutdrucks unter Verwendung eines linearvariierenden Luftdruckes, wobei die Vorrichtung umfasst: eine Kompressionseinheit (40), die so angewendet wird, dass sie eine bestimmte Stelle des Körpers des zu Untersuchenden umgibt, wobei die Kompressionseinheit aufblasbar und ablassbar ist; eine Luftpumpe (52), die in Reaktion auf ein erstes Steuerungssignal Luft in die Kompressionseinheit einführt; einen Drucksensor (42), der den Luftdruck der Kompressionseinheit misst und das Ergebnis der Messung ausgibt; einen Analog-Digital-Wandler (ADC) (44), der das Ergebnis der Messung in einer analogen Form in eine digitale Form umwandelt und das Ergebnis der Umwandlung als Drucksignal ausgibt; eine Steuerung (46), die einen momentanen Druckwert der Kompressionseinheit aus dem Drucksignal berechnet und ein Lineardruck der Kompressionseinheit, der entsprechend dem momentanen Druckwert linear abfällt, erzeugt das erste Steuerungssignal in Reaktion auf den momentanen Druckwert und ein zweites Steuerungssignal aus dem Ergebnis eines Vergleichs des momentanen Druckwerts und des Lineardrucks zum Messen des Blutdrucks des zu Untersuchenden; einen Digital-Analog-Wandler (48), der das zweite Steuerungssignal in eine analoge Form umwandelt und das Ergebnis der Umwandlung als Ablasssteuerungssignal ausgibt; und ein Proportionalsteuerventil (50), das in Reaktion auf das Ablasssteuerungssignal Luft aus der Kompressionseinheit ablässt; worin die Steuerung (46) geeignet ist, das erste Steuerungssignal zu erzeugen, um die Rate des Druckabfalls zu erhöhen, wenn der momentane Druckwert höher ist als der Lineardruck, und die Rate des Druckabfalls zu senken, wenn der momentane Druckwert nicht höher ist als der Lineardruck; dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (46) geeignet ist, zu bestimmen, ob die berechnete Zahl der momentanen Druckwerte gleich f_s·t ist, wo f_s eine Probennahmefrequenz des Analog-Digital-Wandlers bezeichnet und t eine Zeitspanne bezeichnet, die erforderlich ist, bis der Maximaldruck P_max der Kompressionseinheit auf den Minimaldruck P_min fällt; wenn die bestimmte Anzahl der momentanen Druckwerte weniger als f_s·t beträgt, Verändern einer Variable i, die die Ordnung des Drucksignals vom Analog-Digital-Wandler bezeichnet und Fortgang zur Berechnung des nächsten momentanen Druckwertes der Kompressionseinheit; und wenn die bestimmte Anzahl der momentanen Druckwerte gleich f_s·t beträgt, Bestimmen des Ausgabeblutdrucks unter Verwendung der momentanen Druckwerte in einer Menge gleich f_s·t.
Vorrichtung nach Anspruch 1, worin die bestimmte Stelle des Körpers eines zu Untersuchenden ein Finger ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, worin die Kompressionseinheit (40) umfasst: ein Einlassrohr (76), durch das Luft von der Luftpumpe in die Kompressionseinheit eintritt; ein Auslassrohr (74), durch das Luft aus der Kompressionseinheit abgelassen wird; einen Luftsack (70), der aufblasbar oder ablassbar ist, so angeordnet, dass er um die bestimmte Stelle des Körpers des zu Untersuchenden angelegt werden kann, und mit dem Einlassrohr verbunden ist, das Luft aufnimmt und dem Auslassrohr, das Luft ablässt, worin die Zeit, die erforderlich ist, damit der Luftsack einen Referenzdruckwert erreicht, in Abhängigkeit vom Umfang des Luftsacks schwankt, der sich gemäß dem Umfang der bestimmten Stelle verändert.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Kompressionseinheit umfasst: ein Rohr, durch das Luft von der Luftpumpe in die Kompressionseinheit eintritt oder Luft aus der Kompressionseinheit in das Proportionalsteuerventil abgelassen wird; und einen Luftsack (70), der aufblasbar oder ablassbar ist, der so angelegt ist, dass er die bestimmte Stelle des Körpers des zu Untersuchenden umgibt, und mit dem Einlassrohr verbunden ist, das Luft aufnimmt und dem Auslassrohr, das Luft ablässt, worin die Zeit, die erforderlich ist, damit der Luftsack einen Referenzdruckwert erreicht, in Abhängigkeit vom Umfang des Luftsacks schwankt, der sich gemäß dem Umfang der bestimmten Stelle verändert.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Steuerung (50) den Lineardruck P(i) unter Verwendung der folgenden Formel berechnet:
wo P_max und P_min bestimmte Maximal- bzw. Minimaldrücke der Kompressionseinheit bezeichnen, f_s eine bestimmte Probennahmefrequenz des Analog-Digital-Wandlers bezeichnet, t eine Zeitspanne bezeichnet, die erforderlich ist, bis der Maximaldruck P_max auf den Minimaldruck P_min fällt und i die Ordnung des Eingangsdrucksignals vom Analog-Digital-Wandler im Bereich von 0 ≤ i ≤ f_s·t bezeichnet.