-
HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
-
Gebiet der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Blutdruckmessvorrichtung
und insbesondere eine Blutdruckmessvorrichtung zum Abdrücken von Arterien
und Messen des Blutdrucks auf der Grundlage der gewonnenen Ergebnisse
der arteriellen Volumenänderungen.
-
Beschreibung
des Standes der Technik
-
Methoden
zur Messung von Blutdrucken ohne Stressbewirkung beinhalten ein
Verfahren der Feststellung verschiedener Pulsationssignale (nachfolgend
als Pulswellen bezeichnet), die von Volumenänderungen von Arterien, auf
welche Druck von außen
aufgebracht ist, im Verlauf einer allmählichen Änderung des Druckes hergeleitet
sind, und der Berechnung und Bestimmung der Blutdrucke auf der Grundlage
der festgestellten Werte (die Methode wird als oszillometrische
Methode bezeichnet). In einem dafür repräsentativen Verfahren wird Luft
oder ein Fluid in ein Abbindeband (Manschette) eingebracht, welche
um die Blutdruckmessposition gewickelt ist, wobei die Arterien an
der Messposition abgedrückt
werden. Pulswellen werden als Pulsationen des abdrückenden
Drucks, d.h., des Manschettendrucks, festgestellt, wobei diese Methode
die am weitesten verbreitete ist (nachfolgend als Manschetten-Oszillometriemethode
bezeichnet) (siehe z.B. japanische Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr. 5-31084 (1993), Beschreibung und Zeichnungen, sowie japanische
Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr. 6-133938 (1994),
Beschreibung und Zeichnungen.
-
Bei
der Manschetten-Oszillometriemethode werden Pulswellen aus den Manschettendrucksignalen
herausgezogen, und bei anderen oszillometrischen Methoden ist beispielsweise
ein weiterer Pulswellendetektor (beispielsweise photoelektrischer Sensor)
zusätzlich
installiert. Alternativ lässt
sich eine oszillometrische Methode durch Abpressen von Arterien
durch eine andere Abpressfunktion als die Manschette realisieren.
Alle diese Abwandlungen werden in der folgenden Beschreibung oszillometrische
Methode genannt.
-
Eine
Methode zur Feststellung des Blutdrucks zu einer gewissen Zeit ist
in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2000-512875, Seiten 30
bis 31, 27 und 29A bis 29C beschrieben. Bei dieser Methode werden
durch Gewinnen des arteriellen Volumensignals, wenn der Manschettendruck
gleich oder kleiner als der diastolische Druck ist, und des arteriellen
Volumensignals, wenn der Manschettendruck irgendwo zwischen dem diastolischen
Druck und dem systolischen Druck ist, die beiden gewonnenen arteriellen
Volumensignale unter Inübereinstimmungbringen
der Startzeit verglichen; der Zeitpunkt des Zusammenfallens von
Manschettendruck und arteriellem Druck ist daher bekannt.
-
Bei
der oszillometrischen Methode werden beispielsweise, wenn bei Zunahme
des Manschettendrucks, wie in 12 gezeigt,
gemessen wird, Blutdrucke (systolischer Druck und diastolischer Druck)
anhand der Einhüllenden
abgeschätzt,
die Amplitudenänderungsmuster
von Pulswellen zeigen, die sich im Verlauf eines allmählichen
Anhebens des Manschettendrucks auf einen ausreichend höheren Wert
als den maximalen Druck (systolischen Druck) ändern. In der Zeichnung ist
dies nicht gezeigt, beim Messen unter zunehmenden Manschettendruck
wird aber der Manschettendruck einmal rasch ausreichend über den
systolischen Druck angehoben und allmählich abgesenkt, bis er ausreichend
unter dem minimalen Druck (diastolischen Druck) ist, und in diesem
Vorgang werden in ähnlicher
Weise die Blutdrucke anhand der Einhül lenden von Pulswellen abgeschätzt. Bei
einer solchen Abschätzmethode
sind gemäß diesem
Prinzip ein hohes Druckniveau und eine lange Messzeit erforderlich.
Ein hohes Druckniveau bereitet einem Hypotoniepatienten oftmals
Schmerzen. Schmerz während
der Blutdruckmessung ist nicht nur unangenehm, sondern verursacht
auch ein Ansteigen des Blutdrucks und beeinträchtigt damit die Genauigkeit
der Blutdruckmessung. Außerdem sinkt,
wenn eine einzelne Messung eine lange Zeit benötigt, nicht nur die Effizienz,
sondern es dauert auch der Schmerz eine lange Zeit an, und die Genauigkeit
wird geopfert. Ferner können
plötzliche
Blutdruckschwankungen die während
einer Messung bzw. bei einer Messung während der Durchführung von Übungen oft
auftreten, nicht richtig festgestellt werden.
-
ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
-
Es
ist daher eine erste Aufgabe der Erfindung, ein Blutdruckmessgerät zu schaffen,
mit dem sich die Messzeit abkürzen
lässt.
-
Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Blutdruckmessgerät zu schaffen,
mit dem ohne Aufbringen eines hohen Drucks gemessen werden kann.
-
Gemäß einem
Aspekt der Erfindung umfasst ein Blutdruckmessgerät: Abdrückmittel
zum Abdrücken
von Blutgefäßen eines
Menschen; Abdrückdruckfeststellmittel
zum Feststellen des Abdrückdruckwerts
auf den Blutgefäßen mit
dem Abdrückmitteln; Ähnlichwellformfeststellungsmittel
zur Feststellung von Ähnlichwellenformen,
die sich ähnlich
zu Druckänderungen
in den mit den Abdrückmitteln
abgedrückten
Blutgefäßen in der
Dauer eines Herzschlags ändern;
und Blutdruckberechnungsmittel zur Bestimmung des Maßstabes
der mit den Ähnlichwellenformenfeststellungsmitteln
festgestellten Ähnlichwellenformen
und Berechnung des Blutdrucks durch Inübereinstimmungbringen des festge stellten
Maßstabs
von Ähnlichwellenformen
mit dem Maßstab von
Wellenformen, die Druckänderungen
in den Blutgefäßen wiedergeben.
-
Die
Blutdruckberechnungsmittel enthalten Niveaufeststellungsmittel zur
Feststellung des Niveaus der Ähnlichwellenformen
in einer Herzschlagperiode, und Mittel zur Bestimmung des Maßstabs der Ähnlichwellenformen
auf der Grundlage des Ähnlichkeitsverhältnisses,
das durch das Verhältnis
der Differenz von Niveaus an zwei Zeitpunkten eines Maximalniveaus
und eines Minimalniveaus, die durch die Niveaufeststellungsmittel
festgestellt sind, und der Differenz der Abdrückdruckwerte, die durch die Abdrückdruckfeststellungsmittel
in Entsprechung zu den beiden Zeitpunkten festgestellt sind, angegeben wird,
und Anpassung des bestimmten Maßstabs
von Ähnlichwellenformen
an den Maßstab
der Wellenformen, die Druckänderungen
in den Blutgefäßen wiedergeben.
-
Daher
kann der Blutdruck in kurzer Zeit gemessen werden, da der Blutdruck
unter Verwendung des Maßstabs
von Ähnlichwellenformen,
die sich ähnlich
zu den in einer Herzschlagperiode festgestellten Druckänderungen
in den Blutgefäßen ändern, berechnet
werden kann. D.h., sobald der Maßstab von Ähnlichwellenformen bestimmt
ist, lässt
sich das Ähnlichkeitsverhältnis der
Anpassung des bestimmten Maßstabs
von Ähnlichwellenformen
an den Maßstab
von Wellenformen, die Änderungen
des Drucks in den Blutgefäßen wiedergeben,
einfach durch das Verhältnis
der Differenz von Niveaus an zwei Zeitpunkten und der Differenz
von Abdrückdruckwerten,
die durch die Abdrückdruckfeststellungsmittel
in Entsprechung zu den zwei Zeitpunkten festgestellt sind, bestimmt
werden. Die Niveaus an den beiden Zeitpunkten liegen irgendwo zwischen dem
Maximalniveau und dem Minimalniveau, weshalb es möglich ist,
ohne Abdrücken
auf das Maximalniveau, d.h. den maximalen Blutdruck, zu messen.
Da es möglich
ist, durch Feststellung allein der Niveaus der beiden Zeitpunkte
und des Abdrückdruckwerts
zu messen, lässt
sich die Messzeit verkürzen.
-
Vorzugsweise
entsprechen die beiden Zeitpunkte den Startzeitpunkten des Verschließens der Blutgefäße durch
die zwei unterschiedlichen Abdrückdruckwerte
auf die Blutgefäße durch
die Abdrückmittel.
-
Der
Startzeitpunkt des Verschließens
entspricht daher dem Zeitpunkt, zu dem der Abdrückdruck und der Druck in den
Blutgefäßen ausgeglichen
sind, und durch Verwenden des Abdrückdruckwerts, wenn das Verschließen begonnen
wird, kann der Blutdruck präzise
berechnet werden.
-
Vorzugsweise
sind die Ähnlichwellenformen Wellenformen
von Pulswellen, die von Pulsationskomponenten von Volumenänderungen
der Blutgefäße, die
durch Abdrücken
mit dem Abdrückmitteln
bewirkt sind, hergeleitet sind.
-
Daher
können
Wellenformen von Pulswellen als Ähnlichwellenformen
sein.
-
Vorzugsweise
enthalten die Blutdruckberechnungsmittel Systolischdruck-Berechnungsmittel zur
Berechnung des Abdrückdruckwerts,
der dem Maximalniveau entspricht, als systolischen Druck auf der
Grundlage der Differenz zwischen dem mit den Niveaufeststellungmitteln
festgestellten Maximalniveau und dem einen der mit den Niveaufeststellungsmitteln
an den zwei Zeitpunkten festgestellten Niveaus, des mit den Abdrückdruckfeststellungsmitteln festgestellten
Abdrückdruckwerts,
der dem Zeitpunkt des einen Niveaus entspricht, und des Ähnlichkeitsverhältnisses.
-
Der
systolische Druck kann daher unter Verwendung des Maximalniveaus
von Ähnlichwellenformen,
des dem einen Niveau entsprechenden Abdrückdruckwerts und des Ähnlichkeitsverhältnisses berechnet
werden, so dass der Blutdruck gemessen werden kann, ohne das Blutgefäß auf einen
hohen Druck nahe dem systolischen Druck abzudrücken.
-
Vorzugsweise
enthalten die Blutdruckberechnungsmittel Diasto lischdruckberechnungsmittel zur
Berechnung des Abdrückdruckwerts,
der dem Minimalniveau entspricht, als diastolischen Druck auf der
Grundlage der Differenz zwischen dem mit den Niveaufeststellungsmitteln
festgestellten Minimalniveau und dem einen Niveau der mit den Niveaufeststellungsmitteln
an den zwei Zeitpunkten festgestellten Niveaus, des mit den Abdrückdruckfeststellungsmitteln
festgestellten Abdrückdruckwerts,
der dem Zeitpunkt des einen Niveaus entspricht, und des Ähnlichkeitsverhältnisses.
-
Der
diastolische Druck kann daher unter Verwendung des Minimalniveaus
von Ähnlichwellenformen,
des einen Niveaus der Niveaus an zwei Zeitpunkten, des dem einen
Niveau entsprechenden Abdrückdruckwerts
und des Ähnlichkeitsverhältnisses berechnet
werden.
-
Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung weist ein Blutdruckmessgerät auf: Abdrückmittel
zum Abdrücken
von Blutgefäßen des
menschlichen Körpers; Ähnlichformfeststellungsmittel
zur Feststellung von Ähnlichwellenformen,
die sich ähnlich
zu Druckänderungen
in den mit den Abdrückmitteln
abgedrückten
Blutgefäßen in einer
Herzschlagperiode ändern;
und Blutdruckberechnungsmittel zur Bestimmung des Maßstabs der
mit den Ähnlichwellenformfeststellungsmitteln
festgestellten Ähnlichwellenformen
und Berechnung des Blutdrucks durch Anpassung des bestimmten Maßstabs von Ähnlichwellenformen
an den Maßstab
von Wellenformen, die Druckänderungen
in den Blutgefäßen wiedergeben.
-
Die Ähnlichwellenformfeststellungsmittel enthalten
Pulswellenfeststellungsmittel zur Feststellung der Wellenformen
von Pulswellen, die von Pulsationskomponenten von Volumenänderungen
des Blutdrucks, die durch Abdrücken
mit den Abdrückmitteln
bewirkt sind, hergeleitet sind, als Ähnlichwellenformen, und die
Blutdruckberechnungsmittel enthalten: Speichermittel zur Speicherung,
in der einen Herzschlagperiode, der Niveaus von Wellenformen von
ersten, zweiten und dritten Pulswel len, die mit den Pulswellenfeststellungsmitteln
unter erstem Abdrückdruck,
der die Blutgefäße mit den
Abdrückmitteln
nicht verschließt,
und zweitem Abdrückdruck
und drittem Abdrückdruck
zum Verschließen
der Blutgefäße festgestellt
sind; Niveauspezifizierungsmittel zur Spezifizierung des zweiten
und dritten Niveaus, die den Schließbeginnzeitpunkten entsprechen,
der Wellenformen der zweiten und dritten Pulswelle, der Wellenform
der ersten Pulswelle, zeitlich angepasst an die Wellenformen der
zweiten und dritten Pulswelle, in den in den Speichermitteln gespeicherten
Inhalten; und Verarbeitungsmittel zur Bestimmung des Maßstabs der Ähnlichwellenformen
auf der Grundlage des Ähnlichkeitsverhältnisses,
das durch das Verhältnis
der Differenz des durch die Niveausspezifizierungsmittel spezifizierten
zweiten und dritten Niveaus und der Differenz des zweiten Abdrückdrucks
und des dritten Abdrückdrucks
angegeben wird, und zur Anpassung des bestimmten Maßstabs der Ähnlichwellen
an den Maßstab
der Wellenform, die die Druckänderungen
in den Blutgefäßen angibt.
-
Da
der Blutdruck unter Verwendung des Maßstabs von Ähnlichwellenformen berechnet
werden kann, die sich ähnlich
zu in einer Herzschlagperiode festgestellten Druckänderungen
in den Blutgefäßen ändern, kann
daher der Blutdruck in kurzer Zeit gemessen werden. D.h., durch
Feststellung der ersten, zweiten und dritten Pulswellen mit den
Pulswellenfeststellungsmitteln und Speicherung der Wellenformniveaus
der ersten, zweiten und dritten Pulswelle in den Speichermitteln
für eine
Herzschlagperiode wird der Maßstab
von Ähnlichwellenformen
auf der Grundlage des Ähnlichkeitsverhältnisses
durch die Verarbeitungsmittel festgestellt, und der Blutdruck kann
durch Anpassen des festgestellten Maßstabes von Ähnlichwellenformen
an den Maßstab
der Wellenformen, die Druckänderungen
in den Blutgefäßen wiedergeben,
gemessen werden.
-
Vorzugsweise
teilen die Verarbeitungsmittel eine zweite Ände rungsgröße als Änderungsgröße der Wellenform des ersten
Pulses, die der Differenz zwischen dem in den Speichermitteln gespeicherten Maximalniveau
der Form des ersten Pulses und dem zweiten Niveau entspricht, durch
eine erste Änderungsgröße als Änderungsgröße der Wellenform
der ersten Pulswelle, die der Differenz des zweiten Niveaus und
des dritten Niveaus entspricht, multiplizieren die gewonnene Größe mit der
Differenz des zweiten Abdrückdrucks
und des dritten Abdrückdrucks, addieren
den zweiten Abdrückdruck
zum Produkt und berechnen das Resultat als systolischen Druck.
-
Vorzugsweise
teilen die Verarbeitungsmittel eine zweite Änderungsgröße als Änderungsgröße der Wellenform des ersten
Pulses, die der Differenz zwischen dem in den Speichermitteln gespeicherten Maximalniveau
der Wellenform des ersten Pulses und dem dritten Niveau entspricht,
durch ein erste Änderungsgröße als Änderungsgröße der Wellenform
der ersten Pulswelle, die der Differenz des zweiten Niveaus und
des dritten Niveaus entspricht, multiplizieren die gewonnene Größe mit der
Differenz des zweiten Abdrückdrucks
und des dritten Abdrückdrucks,
subtrahieren das Produkt vom dritten Abdrückdruck und berechnen das Resultat
als diastolischen Druck.
-
Vorzugsweise
werden in dem Blutdruckmessgerät
die Wellenform von erster, zweiter und dritter Pulswelle in ihrer
zeitlichen Phase auf der Grundlage des Zeitpunkts, der den in den
Speichermitteln gespeicherten Maximalniveaus der Wellenformen entspricht,
in Übereinstimmung
gebracht.
-
Daher
kann die zeitliche Phase auf der Grundlage der in den Speichermitteln
gespeicherten Inhalte in Übereinstimmung
gebracht werden.
-
Vorzugsweise
weist das Blutdruckmessgerät ferner
elektrokardiographische Feststellungsmittel zur Feststellung elektrokardiographischer
Signale einer Person zur gleichzeitigen Messung mit der Messung des
Blutdrucks auf, wobei die Wellenformen von erster, zweiter und dritter
Pulswelle in zeitlicher Phase auf der Grundlage der mit den elektrokardiographischen
Feststellungsmitteln in einer Herschlagperiode festgestellten charakteristischen
Wellenformen in den elektrokardiographischen Signalen in Übereinstimmung
gebracht werden.
-
Die
Wellenformen können
daher in ihrer zeitlichen Phase exakt auf der Grundlage der charakteristischen
Wellenformen synchronisiert mit den Herzschlägen der elektrokardiographischen
Signale in Übereinstimmung
gebracht werden. Vorzugsweise zeigen die charakteristischen Wellenformen
die Spitze von R-Wellen. Die zeitliche Phase kann daher exakt auf
der Grundlage der Spitzen von R-Wellen, die kleine Störsignalkomponenten
aufweisen, in Übereinstimmung
gebracht werden.
-
Vorzugsweise
enthalten die Blutdruckberechnungsmittel Pulsdruckberechnungsmittel
zur Berechnung des Pulsdrucks. Daher können sowohl Blutdruck als auch
Pulsdruck gemessen werden.
-
Vorzugsweise
berechnen die Pulsdruckberechnungsmittel den Pulsdruck auf der Grundlage der
Differenz des Maximalniveaus und Minimalniveaus und des Ähnlichkeitsverhältnisses.
-
Vorzugsweise
enthalten die Blutdruckberechnungsmittel ferner Schließstartpunktfeststellungsmittel
zur Feststellung des Startzeitpunkts des Schließens der Blutgefäße, und
die Schließstartpunktfeststellungsmittel
steilen den Zeitpunkt des Schließbeginns durch Auswählen des
Kandidatenzeitpunkts, der die Maximaldifferenz zwischen dem Steigungsniveau,
das den Kandidatenzeitpunkten der Ähnlichwellenformen entspricht,
und dem Steigungsniveau, das dem unmittelbar vorhergehenden Kandidatenzeitpunkt
entspricht, zeigt, aus einer Anzahl von Kandidatenzeitpunkten vom
Endzeitpunkt der einen Herzschlagperiode bis zu dem Zeitpunkt, der
dem Maximalniveau entspricht, fest.
-
Der
Startzeitpunkt des Schließens
kann daher unter Verwendung des Steigungsniveaus von Ähnlichwellenformen
festgestellt werden.
-
Vorzugsweise
umfasst das Blutdruckmessgerät
ferner eine erste Messeinheit, die die Ählichwellenformenfeststellungsmittel
und Blutdruckberechnungsmittel enthält, und eine zweite Messeinheit zur
Messung des Blutdrucks gemäß der oszillometrischen
Methode unter allmählicher Änderung
des Abdrückens
der Blutgefäße mit den
Abdrückmitteln,
wobei eine der ersten und zweiten Messeinheit ausgewählt aktiviert
wird.
-
Durch
ausgewähltes
Aktivieren der zweiten Messeinheit ist daher auch einen Blutdruckmessung in Übereinstimmung
mit der herkömmlichen
oszillometrischen Methode realisiert.
-
KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
-
1 ist
ein Funktionskonfigurationsdiagramm eines Blutdruckmessgerätes gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
-
2 zeigt
das Aussehen des Blutdruckmessgeräts gemäß der Ausführungsform;
-
3A bis 3C sind
beschreibende Diagramme, die das Prinzip der Blutdruckmessung unter Verwendung
der Blutdruckberechnung gemäß der Ausführungsform
wiedergeben;
-
4 ist
ein Diagramm, welches ein Beispiel von in einem Speicher gespeicherten
Inhalten zeigt;
-
5 ist
ein Flussdiagramm, welches einen Gesamtvorgang der Blutdruckmessung
zeigt;
-
6 ist
ein Diagramm, welches ein weiteres Nachweisverfahren von repräsentativem
Manschettendruck zeigt;
-
7 ist
ein Diagramm, welches ein weiteres Nachweisverfahren einer zeitlichen
Lage eines Schließstartzeitpunkt
zeigt;
-
8 ist
ein Beschreibungsdiagramm eines Berechnungsvorgangs für den Blutdruck
auf der Grundlage geometrischer Information;
-
9 ist
ein Beschreibungsdiagramm eines Vorgangs der Erkennung eines Pulswellenstartzeitpunkts;
-
10 ist
ein Beschreibungsdiagramm eines Vorgangs der Erkennung des Schließstartzeitpunkts;
-
11 ist
ein Beschreibungsdiagramm eines weiteren Vorgangs der Erkennung
des Schließstartzeitpunkts;
-
12 ist
ein Diagramm, welches ein Konzept eines Blutdruckberechnungsverfahrens
gemäß einem
herkömmlichen
oszillometrischen Verfahren zeigt.
-
BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
-
Nachstehend
wird ein bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. In dieser Ausführungsform
werden, als Prinzip oszillometrischer Methode, Pulswellen (Manschettendruckpulswellen),
die den Manschettendrucksignalen überlagert sind, festgestellt,
die Pulswellen beschränken sich
aber nicht auf die Manschettendruckpulswellen, sondern die Pulswellen
können
auch gemäß einem optischen
oder elektrischen Prinzip nachgewiesen werden.
-
Vorrichtungsaufbau
-
Unter
Bezug auf 1 weist ein Blutdruckmessgerät gemäß der vorliegenden
Erfindung auf: einen um eine Arm einer Blutdruckmessposition gelegte
Manschette 1; eine Aufpumpeinheit 2, welche eine
Druckpumpe zur Aufbringung von Manschettendruck auf die Manschette 1 enthält; eine
Raschablasseinheit 3, die ein Ventil für ein rasches Absenken des
Manschettendrucks der Manschette 1 enthält; einen Manschettendruckdetektor 4,
der einen Sensor zur Feststellung des Manschet tendrucks enthält; einen
Mikroprozessor (nachstehend als MPU bezeichnet) 6 für eine zentrale
Steuerung und Überwachung des
Blutdruckmessgeräts
selbst; einen Verstärker/AD-Wandler 5 für den Erhalt
eines mit dem Manschettendruckdetektor 4 festgestellten
analogen Manschettendrucksignals, die Verstärkung, die Umwandlung in ein
digitales Signal und die Ausgabe auf die MPU 6; einen elektrokardiographischen
Detektor 7, der linke und rechte Elektrode VL und VR sowie Masseelektrode
GD anschließt;
einen Verstärker/AD-Wandler 8 für den Erhalt
eines mit dem elektrokardiographischen Detektor 7 festgestellten
analogen elektrokardiographischen Signals, die Verstärkung, die
Umwandlung in ein digitales Signal und die Ausgabe auf die MPU 6;
eine Ausgabeeinheit 9 zur Ausgabe von Information über gemessenen
Blutdruck und gemessene elektrokardiographische Wellenform; und
eine Eingabeeinheit 10 für den Erhalt von Anweisungen
oder Information.
-
Die
Raschablasseinheit 3, die Aufpumpeinheit 2 und
der Manschettendruckdetektor 4 sind mit der Manschette 1 über ein
Luftsystem 11 verbunden. Die Raschablasseinheit 3 und
die Aufpumpeinheit 2 werden durch die MPU 6 gesteuert.
Die MPU 6 hat eine Blutdruckmessfunktion durch eine zweite
Messeinheit 20 und eine erste Messeinheit 21,
und weist eine elektrokardiographische Messeinheit 63 zur Messung
des ElektroKardiogramms parallel zur Blutdruckmessung sowie einen
Speicher 64 zur Speicherung von für verschiedene Signalverarbeitungen
benötigten
Daten auf. Die zweite Messeinheit 20 hat eine Funktion
einer Messung des Blutdrucks gemäß dem herkömmlichen
oszillometrischen Verfahren durch allmähliches Erhöhen oder Absenken des Abdrückdrucks
auf die Blutgefäße mit der
Aufpumpeinheit 4 zwischen dem Bereich von diastolischem Druck
und dem Bereich von systolischem Druck. Die erste Messeinheit 21 enthält: einen
Pulswellendetektor 61 für
den Erhalt eines Manschettendrucks von dem Verstärker/AD-Wandler 5 und
die Feststellung der Pulswelle anhand des empfangenen Manschetten drucksignals;
sowie einen Blutdruckberechner 62 zur Berechnung des Blutdrucks
durch In-Übereinstimmung-Bringen
der Amplitudenänderungen
der festgestellten Pulswellen mit dem Manschettendruck. Der Blutdruckberechner 62 weist
einen Pulsdruckberechner 65 zur Berechnung des Pulsdrucks
auf.
-
2 zeigt
das Aussehen des in 1 wiedergegebenen Blutdruckmessgeräts. In 2 ist
der Abschnitt für
einen elektrokardiographischen Nachweis nicht gezeigt. Das Blutdruckmessgerät der 2 weist
auf: einen Ein/Aus-Schalter 10A als Eingabeeinheit 10;
einen Startschalter 10B, der für eine Anweisung des Messbeginns
betätigt
wird; eine Modenschalter 10C, der zur Auswahl des Blutdruckmessmodus
durch eine von erster und zweiter Messeinheit 21 und 20 betätigt wird;
eine Anzeigeeinheit 9A als Ausgabeeinheit; sowie eine Luftschlauch 11A als
Luftsystem 11. Durch Betätigen des Modenschalters 10C wird
die Blutdruckmessung mit einer der Messeinheiten aktiviert.
-
Beschreibung
des Blutdruckmessprinzips
-
Es
folgt nun eine Beschreibung des Blutdruckmessprinzips unter Verwendung
einer Berechnung des Blutdrucks gemäß der Ausführungsform. Eine Arterie, auf
die Druck durch die Manschette 1 von außen aufgebracht wird, ändert ihr
Volumen abhängig
von der Größenbeziehung
zwischen dem externen Druck, d.h., dem Manschettendruck, und dem arteriellen
Druck. Da der arterielle Druck zwischen dem systolischen Druck und
diastolischen Druck innerhalb einer Herzschlagperiode pulsiert (sich ändert), ändert sich
das arterielle Volumen entsprechend. Diese Volumenänderung
wird als Manschettendruckänderung
festgestellt, die Pulswelle genannt wird, die bei der Blutdruckberechnung
in der oszillometrischen Methode verwendet wird. Die linken Seiten
in 3A bis 3C zeigen
eine arterielle Druckwellenform 12 gemäß Manschet tendruckänderungen
in einer Herzschlagperiode, und die rechten Seiten zeigen eine arterielle
Volumenwellform 13, die Volumenänderungen infolge einer arteriellen
Druckwellenform in einer Herzschlagperiode, d.h. Wellenformen von
Pulswellen wiedergeben.
-
Wie
in 3A gezeigt, haben bei einem nicht an den systolischen
Druck heranreichenden niedrigen Manschettendruck Pc1, da die arterielle Volumenwellenform 13 und
die arterielle Druckwellenform 12 nahezu einander gleich
sind, die als Pulswellen festgestellten Manschettendruckänderungen ebenfalls ähnliche
Wellenformen.
-
Als
nächstes
wird, wie in 3B gezeigt, wenn der Manschettendruck
so weit erhöht
wird, dass er einen über
dem systolischen Druck liegenden Manschettendruck Pc2 erreicht,
der arterielle Druck niedriger als der Manschettendruck in einer
Herzschlagperiode, und das arterielle Blutgefäß wird in einer gewissen Periode
(nachfolgend als Schließperiode
bezeichnet) 14 vorübergehend
durch den Manschettendruck zusammengequetscht. Innerhalb der Sciließperiode 14 ist
die Wellenform des festgestellten Pulswellensignals ebenfalls flach,
da das arterielle Volumen stets null ist. Wenn der Manschettendruck
weiter erhöht
wird, und damit einen Manschettendruck Pc2, wie in 3C gezeigt,
erreicht, beginnt die Schließperiode 14 früher. Wenn
beispielsweise der Zeitpunkt, zu dem die Amplitudenspitze der Pulswelle
in einer Herzschlagperiode festgestellt wird, auf einen Startpunkt
gesetzt wird, beginnt die Schließperiode 14 in 3B zu
einer Zeit T1, während
bei dem höheren
Manschettendruck Pc3 in 3C sie
zu einer Zeit T2 beginnt, und die Schließperiode 14 beginnt
mit einer Zeitdifferenz ΔT,
wie sie in der Figur gezeigt ist.
-
Der
Startzeitpunkt der Schließperiode 14 (nachfolgend
als Schließstartzeitpunkt
bezeichnet) ist ein Zeitpunkt, zu dem der Manschettendruck mit dem
arteriellen Druck ausgeglichen ist. Daher kann, wenn die Änderungen
von Manschettendruck und arteriellem Druck an Schließzeitpunkten
von zwei Schließperioden 14 festgestellt
werden können,
der arterielle Druck zu einem anderen Zeitpunkt als dem Schließstartpunkt
festgestellt werden. Speziell können
der systolische Druck und diastolische Druck und ebenso der mittlere
Blutdruck berechnet werden.
-
Wie
in 3A gezeigt, geben bei einem Manschettendruck unter
dem systolischen Druck festgestellte Wellenformen von Pulswellen
(arterielle Volumenwellenformen 13), wenn man diese als
zu artiellen Druckänderungen ähnlich betrachtet,
relativ das Niveau des arteriellen Drucks zu dem Zeitpunkt in einer
Herzschlagperiode an. Im Einzelnen lassen sie auf die Relativbeziehung
von systolischem Druck, diastolischem Druck und mittlerem Druck,
die klinisch am bedeutsamsten sind, und die arteriellen Drucke zu
anderen Zeitpunkten schließen.
Die Wellenformen der Pulswellen können mittels des Scheitelpunkts
der Amplitude mit denjenigen anderer Pulswellen in Übereinstimmung
gebracht werden.
-
Auf
der Grundlage dieser Tatsachen wird bei dieser Ausführungsform
der Maßstab
von Ähnlichwellenformen
(Pulswellen-Wellenformen), die sich ähnlich den arteriellen Druckänderungen
in einer Herzschlagperiode ändern,
bestimmt, und der bestimmte Maßstab
von Ähnlichwellenformen
wird mit dem Maßstab
der Wellenformen, die arterielle Druckänderung zeigen, in Übereinstimmung
gebracht, womit der Blutdruck berechnet wird. D.h., durch Feststellen
der Schließstartpunkte
von zwei Schließperioden 14 und
der momentanen arteriellen Drucke an jedem Schließstartzeitpunkt,
wird der arterielle Druck an anderen Punkten durch die festgestellte
Information und Ähnlichwellenformen
geometrisch abgeschätzt
bzw. berechnet.
-
Im Speicher gespeicherte
Daten
-
Der
Speicher 64 speichert, in jeder Pulswelle während der
Messung zur Messung des Blutdrucks festgestellt, wie in 4 gezeigt,
eine Pulswellennummer 30 zur Spezifizierung der Pulswelle,
Pulswellenstartpunktdaten 31, die unten erwähnt werden, Repräsentativ-Manschettendruckdaten 32,
die unten erwähnt
werden, Pulswellenkomponentendaten 33, Maximalamplitudendaten 34,
Maximalamplituden-Feststellungszeitpunktdaten 35,
sowie Schließstartpunktdaten 36.
Die Pulswellenkomponentendaten 33 werden wiedergegeben,
indem man die Zeitinformation in einer Herzschlagperiode mit dem
Niveau von Pulswellen-Wellenformen, das sich in einer Herzschlagperiode ändert, in Übereinstimmung
bringt.
-
Arbeiten des
Blutdruckmessgeräts
-
Es
sei angenommen, dass die Blutdruckmessfunktion mit der ersten Messeinheit 21 durch Bedienen
des Modenschalters 10C ausgewählt aktiviert ist.
-
Gesamtvorgang
-
Unter
Bezug auf das Flussdiagramm der 5 erfolgt
nun eine Beschreibung eines Gesamtvorgangs für eine Blutdruckmessung mit
der ersten Messeinheit 21 des Blutdruckmessgeräts. Das
Programm gemäß diesem
Flussdiagramm wird vorab im Speicher 64 der MPU 6 gespeichert
und wird unter der Steuerung der MPU 6 ausgeführt.
-
Die
Manschette 1 wird um den Arm einer Person, an der gemessen
werden soll, gelegt, und linke und rechte Elektrode VL und VR sowie
Masseelektrode GD für
eine gleichzeitige elektrokardiographische Messung parallel zur
Blutdruckmessung mit der MPU 6 werden ebenfalls an Teilen
des Körpers der
Person angebracht. Wenn der Benutzer den Ein/Aus-Schalter 10A einschaltet,
wird ein Initialisierungsvorgang ausgeführt (Schritt (ST) 1a). In dem
Initialisierungsvorgang wird ein Kennzeichen FL auf einen Anfangswert
(=0) gesetzt.
-
Später, wenn
der Benutzer den Startschalter 10B einschaltet, werden
eine Blutdruckmessung und eine elektrokardiographische Messung gleichzeitig ausgeführt. Einzelheiten
des Vorgangs für
die elektrokardiographische Messung werden hier nicht beschrieben.
-
Wenn
die Blutdruckmessung beginnt, beginnt die MPU 6 mit dem
Ansteuern einer (nicht gezeigten) Pumpe der Aufpumpeinheit 2;
die Manschette 1 wird daher aufgepumpt, und der Manschettendruck
beginnt zu steigen (ST 1b). Bei steigendem Manschettendruck wird
das Manschettendrucksignal mittels Manschettendruckdetektor 4 und
Verstärker/AD-Wandler 5 auf
die MPU 6 gegeben.
-
Der
Startpunkt der Pulswelle jeder einzelnen Herzschlagperiode, d.h.
bei jedem Herzschlag, wird auf dem Manschettendrucksignal durch
Ausführen des
Pulswellenstartpunkt-Erkennungsvorgangs erkannt (ST 2). Während der
Pulswellenstartpunkt festgestellt wird, wird die Pulswelle spezifiziert
und die spezifizierte Pulswelle im Speicher 64 als Pulswellennummer 30 gespeichert,
wobei die entsprechenden Pulswellenstartpunktdaten 31 ebenfalls
gespeichert werden. Einzelheiten der Feststellung des Pulswellenstartpunkts
werden später
beschrieben. Der Manschettendruck (nachfolgend als repräsentativer
Manschettendruck bezeichnet), der einer jeden im Speicher 64 in
jedem Herzschlag gespeicherten Pulswelle entspricht, wird durch
den Manschettendruckdetektor 4 festgestellt und als Daten 32 im
Speicher 64 in Entsprechung gespeichert (ST 3). Der repräsentative
Manschettendruck kann ein Manschettendruck an irgendeinem Zeitpunkt
in einer Herzschlagperiode sein, in dieser Ausführungsform jedoch ist der repräsentative
Manschettendruck der Wert des Manschettendrucksignals, der im Startpunkt
der Pulswelle festgestellt wird.
-
Hierin
ist der repräsentative
Manschettendruck der Manschettendruck, der dem Startpunkt der Pulswelle
entspricht, tatsächlich
aber ändert
sich, wie in 6 gezeigt, der Manschettendruck
Pc wie durch die unterbrochene Linie, nicht die durchgehende Linie,
angegeben in Beziehung zur Pulswelle 72, wobei hohe Exaktheit
der Messung erzielt wird, indem der Manschettendruck PA (PB) beim
Schließstartpunkt als
der repräsentative
Manschettendruck gesetzt wird.
-
Folglich
wird bestimmt, ob das Kennzeichen FL zur Steuerung des Verarbeitungsvorgangs
null ist oder nicht (ST 4). Wenn es als null bestimmt wird, extrahiert
die MPU 6 auf der Grundlage des erkannten Pulswellenstartpunkts
die Pulswellenkomponente aus dem Manschettendrucksignal in dieser
Herzschlagperiode und speichert sie im Speicher 64 als Daten 33 (ST
5). Als nächstes
werden das Niveau der Maximalamplitude der Wellenform der Pulswelle und
der Zeitpunkt des Maximalniveaus erkannt und im Speicher 64 als
Daten 34 und 35 gespeichert (ST 6).
-
Im
nächsten
Vorgang, betreffend die im Speicher 64 gespeicherte Pulswelle
in einer Herzschlageinheit, wird der Schließstartpunkterkennungsvorgang zur
Erkennung des Schließstartpunkts
ausgeführt und
der erkannte Schließstartpunkt
im Speicher 64 als Daten 36 gespeichert (ST 7).
Einzelheiten dieses Schließstartpunkterkennungsvorgangs
werden später
beschrieben. Wenn jedoch der Manschettendruck gleich oder kleiner
als der diastolische Druck ist, gibt es keine Schließzeitdauer
in den zu verarbeitenden Pulswellen. In diesem Fall wird nur das
Ergebnis, das keine Schließzeitdauer
bestimmt ist, im Speicher 64 als Daten 36 gespeichert.
-
Wenn
der Manschettendruck, bald den systolischen Druck überschreitend,
ansteigt, bestimmt die MPU 6, dass eine Pulsperiode mit
Schließperiode das
erste Mal festgestellt worden ist (ST 8). Die Pulswelle, die dem
unmittelbar vorhergehenden Herzschlag entspricht (d.h., die als
letzte festgestellte Pulswelle unter den Pulswellen ohne Schließzeitdauer)
wird als erste Pulswelle spezifiziert, und die Pulswelle dieses
Herzschlags (d.h. die als erste festgestellte Pulswelle unter den
Pulswellen mit Schließzeitdauer)
wird als zweite Pulswelle spezifiziert, und das Kennzeichen FL wird
auf 1 aktualisiert, um zu zeigen, dass die erste und die zweite
Pulswelle spezifiziert sind (ST 9). Die erste Pulswelle beschränkt sich
nicht auf die Pulswelle des unmittelbar vorhergehenden Herzschlags,
aber die Pulswelle des unmittelbar vorhergehenden Herzschlags ist
amplitudenmäßig größer und
im Störuntergrund
kleiner, verglichen mit der Pulswelle des anderen vorhergehenden Herzschlags,
weshalb durch Verwendung der Pulswelle des unmittelbar vorhergehenden
Herzschlags eine höhere
Exaktheit der Messung gewonnen werden kann.
-
Dann,
zurück
zu ST 2, um den gleichen Vorgang für nachfolgende Herzschläge wiederholen, wird
im Vorgang ST 3 der repräsentative
Manschettendruck hinsichtlich der Pulswelle des nächsten Herzschlags
festgestellt und im Speicher 64 als Daten 32 gespeichert,
und der Vorgang geht nach ST 4 weiter. Gleichzeitig zeigt das Kennzeichen
FL 1, und als Folge der Bestimmung im Vorgang ST 4 geht der Vorgang
zum nächsten
Vorgang (ST 10) weiter.
-
Der
nächste
Vorgang besteht darin, die Differenz des im Speicher 64 in
Entsprechung zur zweiten Pulswelle gespeicherten repräsentativen
Manschettendrucks (repräsentativer
Manschettendruck Pc2) und des in Entsprechung zu der im vorliegenden
Zeitpunkt festgestellten Pulswelle gespeicherten repräsentativen
Manschettendrucks zu bestimmen, um zu bestimmen, ob sie höher als
ein spezifizierter Wert (beispielsweise 10 mm Hg) ist oder nicht
(ST 10). Nachfolgend steigt der Manschettendruck weiterhin allmählich an,
auch in der Zeitdauer in der die Differenz kleiner als der spezifizierte
Wert ist (NEIN in ST 10) und der Pulswellenstartpunkt-Erkennungsvorgang
(ST 2) und der Repräsentativmanschet tendruckspeicherungsvorgang
(ST 3) werden wiederholt ausgeführt.
Danach geht, wenn das Inkrement des repräsentativen Manschettendrucks
bezüglich
der gegenwärtig
festgestellten Pulswelle, entsprechend dem repräsentativen Manschettendruck
Pc2, einen spezifizierten Wert übersteigt
(JA in ST 10), der Vorgang zum nächsten
Schritt (ST 11) weiter. Auf diese Weise geht der Vorgang zum nächsten Schritt
weiter, nachdem eine gewisse Zeit für eine Anhebung um einen spezifizierten
Manschettendruck (beispielsweise 10 mm Hg) nach Feststellung der
zweiten Pulswelle zugelassen worden ist, dies deshalb, weil beabsichtigt
ist, die Präzision
bei der Abschätzung
bzw. Berechnung des Blutdrucks nach der geometrischen Methode, wie
später
noch beschrieben aufrechtzuerhalten.
-
Im
nächsten
Vorgang wird der aktuelle Herzschlag als dritte Pulswelle spezifiziert
(ST 11), und die dritte Pulswelle wird gemäß den Schritten ST 12 bis ST
14 verarbeitet. Diese Vorgänge
sind exakt die gleichen wie die Schritte ST 5 bis ST 7, eine Beschreibung
im Einzelnen erfolgt daher nicht.
-
Auf
diese Weise werden die Pulswellen (erste Pulswellen), die keine
Schließperiode
haben, für einen
Herzschlag erfasst (festgestellt und gespeichert), und die Pulswellen
(zweite und dritte Pulswellen), die eine Schließperiode haben, werden für zwei Herzschläge erfasst
(festgestellt und gespeichert), wonach der Blutdruck folgendermaßen auf
der Grundlage der im Speicher 64 gespeicherten Inhalte berechnet
wird.
-
Zunächst werden
betreffend die zweite und dritte Pulswelle die zeitlichen Lagen
T1 und T2 des Schließstartpunkts
beginnend vom Zeitpunkt des maximalen Niveaus der Pulswelleamplitude
(Pulswellen-Wellenform)
auf der Grundlage der im Speicher 64 gespeicherten Inhalte
berechnet (ST 15).
-
Die
Nachweismethode für
die zeitlichen Lagen T1 und T2 beschränkt sich nicht auf diese Methode
allein, und es wird beispielsweise, wie in 7 gezeigt,
der Zeitpunkt PT der in jeder Herzschlagperiode um die elektrokardiographischen
Signale 80 (R-Wellen) herum festgestellten Signale, die
aus dem elektrocardiographischen Detektor 7 mit der elektrokardiographischen
Messeinheit 63 eingegeben werden, im Speicher 64 gespeichert,
und beginnend am diesem Punkt können
die zeitlichen Lagen T1 und T2 von Schließstartpunkten berechnet werden.
-
Dann
wird unter Verwendung der Daten von ersten, zweiten und dritten
Pulswellen 1TH, 2TH und 3TH, die im Speicher 64 gespeichert
sind, der Blutdruck auf der Grundlage der geometrischen Information,
wie in 8 gezeigt, berechnet. Durch Speichern der Daten
von ersten, zweiten und dritten Pulswellen 1TH, 2TH und 3TH im
Speicher 64 wird der Maßstab der Pulswellenform unter
Verwendung der gespeicherten Daten bestimmt. Durch Anpassen des bestimmten
Maßstabs
der Pulswellenform an den Maßstab
der Wellenformen, die Druckänderungen
in den Blutgefäßen wiedergeben,
werden Blutdrucke des systolischen Drucks und diastolischen Drucks berechnet.
-
Zunächst wird
der systolische Druck SP berechnet (ST 16, ST17). Im Einzelnen werden
in 8 die erste, zweite und dritte Pulswellenform
in zeitlicher Phase in Übereinstimmung
gebracht. D.h., auf der Grundlage der Daten 33, 34 und 35 werden
die Zeitpunkte der den Maximalwert erreichenden Amplituden der zweiten
und dritten Pulswelle 2TH und 3TH in der zeitlichen
Phase auf der Basis der Achse TT des Zeitpunkts der das Maximalniveau
erreichenden Amplitude der ersten Pulswelle 1TH in Übereinstimmung
gebracht. Entsprechende Niveaus (Druckniveaus) A1 und A2 werden
an den Punkten auf den zeitlichen Lagen T1 und T2 des Schließstartpunkts entsprechend
zur Wellenform der ersten Pulswelle 1TH spezifiziert. Damit
wird die Änderungsgröße ΔA (A2 – A1) der
Pulswellenform (erste Pulswelle 1TH), die dem Verlauf der
Zeit vom Zeitpunkt T2 zu T1 entspricht, spezifiziert und der Maßstab der
Pulswellen-Wellenform bestimmt.
-
Die
Manschettendruckänderungsgröße ΔPc (= Pc3 – Pc2) wird
bezüglich
der ersten Pulswelle 1TH, die der spezifizierten Änderungsgröße (= ΔA) vom Niveau
A1 zu A2 entspricht, bestimmt. Das Verhältnis ΔA zu ΔPc ist das Ähnlichkeitsverhältnis der Wellenform
arterieller Druckänderung
und der Wellenform der Pulswelle. Die Änderungsgröße der ersten Pulswelle 1TH (=
Amax – A2)
wird zwischen Niveau A2 und Amplitudenmaximalwert Amax, der im Vorgang
ST 6 der ersten Pulswelle 1TH festgestellt wird, bestimmt.
Durch Addieren des Produkts des Verhältnisses der Änderungsgröße (= Amax – A2), dividiert
durch die Änderungsgröße ΔA (= A2 – A1) und der
Manschettendruckänderungsgröße ΔPc zum Manschettendruck
Pc3 kann der systolische Druck SP bestimmt werden. Der Vorgang dieser
Folge von Operationen ist in Formel (1) gezeigt: SP = Pc3 + (Pc3 – Pc2) × (Amax – A2)/ΔA (1)wobei die
Variablen Pc2 und Pc3 Werte des repräsentativen Manschettendrucks
der im Speicher 64 gespeicherten Daten 32, entsprechend
der zweiten und dritten Pulswelle, zeigen. In diesem Fall sollte
die dritte Pulswelle an einem höheren
Manschettendruck als die zweite Pulswelle erfasst werden, weshalb
Pc3 > Pc2 angenommen
wird. Formel (1) kann auch als SP = Pc2 + (Pc3 – Pc2) × (Amax – A1)/ΔA ausgedrückt werden. Dann wird der diastolische
Druck DP ähnlich
in Formel (2) berechnet (ST 18): DP = Pc2 – (Pc3 – Pc2) × (A1 – Amin)/ΔA (2)wobei die
Variable Pc1 der Wert des repräsentativen Manschettendrucks
ist, der durch die im Speicher 64 entsprechend der ersten
Pulswelle 1TH gespeicherten Daten 32 angegeben
wird. Die Variable Amin gibt das Mi nimalniveau der Wellenform der
ersten Pulswelle 1TH wieder, das leicht als Wellenformniveau der
Pulswelle entsprechend dem Pulswellenstartpunkt, angegeben durch
die Daten 31, in der Pulswellenkomponente, angegeben durch
die Daten 33, gewonnen werden kann. Formel (2) lässt sich
auch als DP = Pc3 – (Pc3 – Pc2) × (A2 – Amin)/ΔA ausdrücken.
-
Formel
(1) und Formel (2) zeigen, dass der Blutdruck unter Berechnung des Ähnlichkeitsverhältnisses
auf der Grundlage der geometrischen Information zu den Pulswellenformen
berechnet werden kann.
-
Nach
Berechnung sowohl des systolischen Drucks SP als auch des diastolischen
Drucks DP wird die Luft aus der Manschette 1 mit der Raschablasseinheit 3 abgelassen,
und der Manschettendruck wird weggenommen und die Blutdruckberechnungsergebnisse
werden auf der Anzeigeeinheit 9A über die Ausgabeeinheit 9 angezeigt.
Dies ist das Ende des Vorgangs (ST 19).
-
Bei
dieser Ausführungsform
wird der repräsentative
Manschettendruck über
die Pulswelle eines jeden Herzschlags als Manschettendrucksignalwert beim
Pulswellenstartpunkt ausgedrückt,
darauf beschränkt
er sich jedoch nicht. Streng genommen ist eine Zeitdifferenz zwischen
dem Pulswellenstartpunkt und dem im Blutdruckberechnungsverfahren verwendeten
Schließstartpunkt
vorhanden, und der Manschettendruck nimmt in dieser Zeitdauer weiterhin
zu. Daher wird, wenn die repräsentativen
Manschettendrucke der zweiten und dritten Pulswelle durch die am
Schließstartzeitpunkt
festgestellten Manschettendrucke ausgedrückt werden, die Präzision der
Blutdruckberechnung stark erhöht.
-
Parallel
zur Berechnung des Blutdrucks kann der Pulsdruck (Differenz von
systolischem und diastolischem Druck) ebenfalls berechnet werden.
Der Pulsdruck kann auf der Grundlage der Differenz des Maximalniveaus
Amax und Minimalniveaus Amin und des Ähnlichkeitsverhältnisses
berechnet werden.
-
Das
Folgende ist die Beschreibung zum Pulswellenstartpunkt-Erkennungsvorgang
(ST 2), Pulswellenextraktionsvorgang (ST 5, ST 12), und Schließstartpunkt-Erkennungsvorgang
(ST 7, ST 14), die im Flussdiagramm der 5 gezeigt
sind.
-
Pulswellenstartpunkt-Erkennungsvorgang
-
Das
Konzept der Pulswellenstartpunkterkennung ist in 9 gezeigt. 9 zeigt
ein Manschettendrucksignal 70 im Verlauf der Zeit T, ein
Manschettendruckdifferentialsignal 71, das durch Differenzieren
des Manschettendrucksignals 70 gewonnen ist, und ein Pulswellensignal 72,
das die aus dem Manschettendrucksignal 70 herausgezogene
Pulswelle zeigt. Das Manschettendrucksignal 70 ist ein durch
den Manschettendruckdetektor 4 herausgezogenes Signal,
und eine Pulswelle ist überlagert.
In Beziehung zum Manschettendrucksignal 70 ist ein Manschettendruck
Pc gezeigt, welcher ein durch die MPU 6 auf die Manschette 1 mittels
der Aufpumpeinheit 2 aufgegebener Druck ist. Der Pulswellenstartpunkt
kann auf verschiedene Weisen, und im Allgemeinen über das
Manschettendrucksignal 70, durch Hervorheben des Anstiegspunkts
der Pulswelle mit einer Hochpassfilterverarbeitung oder einem Differenzierprozess
durch die MPU 6 erkannt werden, und er wird als der Zeitpunkt
der Amplitude eines solchen hervorgehobenen Filterausgabesignals
oder Differentialsignals (Manschettendruckdifferentialsignal 71),
die die spezifizierte Schwelle zu überschreiten beginnt, erkannt.
Dies beruht auf dem Wissen, dass die Pulswelle in einer Herzschlagperiode
im Anfangsanstiegszeitpunkt zur Scheitelamplitude hin am steilsten
ist.
-
Pulswellenextraktionsvorgang
-
Das
Pulswellensignal 72 wird aus dem Manschettendrucksignal 70 auf
verschiedene Weisen herausgezogen. In dieser Ausführungsform
wird die Pulswellenkomponente (Pulswellensignal 72) beispielsweise
extrahiert, indem der Grundvariationspunkt des Manschettendrucks
Pc, d.h. der Abschnitt allmählicher
Zunahme, aus dem ursprünglichen Manschettendrucksignal 70 entfernt
wird.
-
Wie
in 9 gezeigt, ist dem Manschettendrucksignal 70 eine
Pulswellenkomponente überlagert,
wie sie durch die durchgehende Linie in dem Abschnitt angegeben
wird, der durch eine unterbrochene Linie eines allmählichen
Zunehmens des Manschettendrucks Pc angegeben ist. Der durch die
unterbrochene Linie angegebene Abschnitt allmählicher Zunahme des Manschettendrucks
ist der Pulswellenstartpunkt, der die benachbarten Pulswellenstartpunkte
durch eine gerade Linie nach Erkanntwerden in jedem Herzschlag verbindet.
Die Komponente allmählicher
Zunahme des Manschettendrucks der unterbrochenen Linie wird vom
ursprünglichen Manschettedrucksignal 70 abgezogen,
und die Pulswellenkomponente gewonnen. Das Pulswellensignal 72 ist
ein vergrößertes Ergebnis
einer solchen herausgezogenen Pulswellenkomponente.
-
Schließstartpunkterkennungsvorgang
-
Wie
oben erwähnt,
ist die Schließperiode
die Periode eines vollständigen
Zusammendrückens
der Arterie durch die Wirkung des Manschettendrucks. In dieser Periode
gibt es daher keine arterielle Volumenänderung, und die Pulswellen-Wellenform
ist nahezu flach. Andererseits nimmt vor der Schließperiode
das Pulswellen-Amplitudenniveau weiterhin allmählich vom Amplitudenmaximalpunkt
der Pulswelle ab (dies ist die Abnahmezeitdauer). Der Schließstartpunkt
an der Grenze von Abnahmezeitdauer und Schließperiode kann auf verschiedene
Weisen erkannt werden, wobei die Erkennung hier auf der Feststellung
des Wendepunktabschnitts der Pulswellen-Wellenform beruht, der typischerweise
am Schließstartpunkt
beobachtet wird.
-
10 zeigt
ein Konzept des Erkennungsvorgangs des Schließstartpunkts auf der Grundlage einer
Differentialwellenform durch Differenzieren der Wellenform der Pulswelle. 10 zeigt
die Wellenform des durch den Pulswellen-Extraktionsvorgang herausgezogenen
Pulswellensignals 72 sowie Wellenformen des Sekundärdifferentialsignals
D2 und Tertiärdifferentialsignals
D3 des Pulswellensignals 72 im Verlauf der Zeit T. 10 zeigt
auch die Grundlinie PL zur Angabe des Nullniveaus des sekundären Differentialsignals
D2 und tertiären
Differentialsignals D3.
-
Zunächst berechnet
die MPU 6 die Wellenformen von sekundären und tertiären Differentialsignalen
D2 und D3 bezüglich
des extrahierten Pulswellensignals 72. Beginnend vom Amplitudenscheitelpunkt
PP (Amplitudenmaximalpunkt) des Pulswellensignals 72 wird
der Punkt des Übergangs
der Wellenform des sekundären
Differentialsignals D2 aus dem Negativen ins Positive in der Verlaufsrichtung
der Zeit T festgestellt. Im Scheitelpunkt PP ist die Wellenform des
Pulssignals 72 eine konvexe Wellenform und die Wellenform
des sekundären
Differentialsignals D2 ein negativer Wert, wenn aber die Zeit T
vom Scheitelpunkt TP so weit verläuft, dass sie zum Amplitudenniveauabfallabschnitt
des Pulswellensignals 72 kommt, ändert sich die Wellenform des
sekundären Differentialsignals
D2 vom Negativen auf null und ins Positive. Im Schließstartpunkt
erreicht die Wellenform des sekundären Differentialsignals D2
den Maximalpunkt. Da verschiedene Artifakte in die Wellenform des
Pulswellensignals 72 eingemischt sind, kann es vorkommen,
dass der Schließstartpunkt falsch
erkannt wird, wenn nur die Spitze (Maximalpunkt) der Wellenform
des sekundären
Differentialsignals D2 bestimmt wird. Wenn dementsprechend die MPU 6 erkennt,
dass die Wellenform des tertiären Differentialsignals
D3 sich vom Positiven ins Negative zu der Zeit ändert, zu der die Wellenform
des sekundären
Differentialsignals D2 den Maximalpunkt erreicht (d.h., wenn der
Schnittpunkt P3 der Grundlinie PL und die Wellenform des dritten
Differentialsignals D3 festgestellt wird), wird dieses Schneiden schließlich als
der Schließstartpunkt
P1 erkannt. Mit Feststellen des Schließstartpunkts P1 nach Ablauf der
Schließperiode
wird der Pulswellen-Startpunkt P2 des nächsten Pulses festgestellt.
-
Der
Schließstartpunkt
kann auch wie in 11 gezeigt festgestellt werden. 11 zeigt
das Pulswellensignal 72 im Verlauf der Zeit T und das Steigungssignal 73,
das die Steigung des Pulswellensignals 72 wiedergibt. Der
Zeit T in Richtung (Richtung des Pfeils AR) zum Punkt PT folgend,
der der Maximalamplitude PP der Herzschlagperiode entspricht, vom
Endpunkt TE der Herzschlagperiode, definiert durch den Anstiegspunkt
(Pulswellen-Startpunkt P2), zur Maximalamplitude PP des Pulswellensignals 72 der
nächsten
Herzschlagperiode, kann unter Kandidatenpunkten Ri (i = 1, 2, 3,
..., n) mehrerer Schließstartpunkte
der Schließstartpunkt
P1 als der Kandidatenpunkt Ri bestimmt werden, der die Maximaldifferenz
zwischen dem Niveau (ungefähr
0) des Steigungssignals 73 vor dem Kandidatenpunkt R1 am
Schnittpunkt des Pulswellensignals 72 und des Steigungssignals 73 und
dem Niveau des Steigungssignals 73, das dem Kandidatenpunkt
Ri nach diesem Kandidatenpunkt R1 entspricht. In 11 wird der
Kandidatenpunkt Rn als der Schließstartpunkt R1 bestimmt.
-
Die
hierin beschrieben Ausführungsform zeigt
lediglich Beispiele und soll in keiner Weise einschränkend sein.
Der Rahmen der Erfindung ist durch die Ansprüche, nicht durch obige Erläuterung wiedergegeben,
und alle Änderungen,
die in den Bereich der Ansprüche
fallen, sollen daher von den Ansprüchen umfasst sein.