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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Pulswellenmessvorrichtung
vom Drucktyp zur Messung der Pulswelle durch Drücken eines druckempfindlichen
Teils gegen einen lebenden Organismus, oder insbesondere auf eine
Pulswellenmessvorrichtung vom Drucktyp, welche ein Fixiergestell zur
Fixierung des lebenden Organismus in Stellung aufweist.
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Beschreibung des Standes der
Technik
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Eine
Druckmessvorrichtung vom Drucktyp zur Messung des Berührdrucks
mit einem Messobjekt durch Drücken
des Messobjekts ist allgemein bekannt. Eine Anwendung der Druckmessvorrichtung vom
Drucktyp ist eine Pulswellenmessvorrichtung. Bei der Pulswellenmessvorrichtung
wird die Pulswelle, die von einer verhältnismäßig dicht unter der Haut eines
lebenden Organismus angeordneten Arterie erzeugt wird, durch Drücken eines
druckempfindlichen Teils gegen die Oberfläche des lebenden Organismus
gemessen. Die Pulswellenmessvorrichtung vom Drucktyp umfasst eine
Anzahl von Halbleiterdrucksensoren, die einen Dehnungsmessstreifen oder
eine Membran als druckempfindlichen Teil verwenden. Messen der Pulswelle
eines Subjekts unter Verwendung der Pulswellenmessvorrichtung dieser Art
ist entscheidend für
die Kenntnis des Gesundheitszustands des Subjekts.
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Allgemein
umfasst die Pulswellenmessvorrichtung vom Drucktyp den oben beschriebenen druckempfindlichen
Teil, einen Druckteil zum Drücken
eines druckempfindlichen Teils gegen einen lebenden Organismus,
eine Signalverarbeitungseinheit zur Verarbeitung des vom druck empfindlichen Teil
ausgegebenen Signals sowie eine Druckteilsteuereinheit zur Steuerung
des Druckteils. Der druckempfindliche Teil, der Druckteil und ein
Teil der Signalverarbeitungseinheit sind an einer Sensoreinheit angeordnet,
die lösbar
am lebenden Organismus angebracht ist, während die Druckteilsteuereinheit
und der verbleibende Teil der Signalverarbeitungseinheit am Grundkörper eines
PC (Personal Computer) oder dergleichen angebracht ist, der mit
der Sensoreinheit über
ein Signalkabel verbunden ist.
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Beim
Druckteil gibt es zwei Arten. Die eine ist ein Druckmechanismus
zum Drücken
des druckempfindlichen Teils gegen einen lebenden Organismus durch
direktes Bewegen des druckempfindlichen Teils nach oben und unten
unter Verwendung eines Antriebsmotors, und die andere ist ein Druckmechanismus
zum Drücken
des druckempfindlichen Teils gegen den lebenden Organismus durch
Aufweiten oder Zusammenziehen einer direkt oberhalb des druckempfindlichen
Teils angeordneten Druckmanschette und Bewegen des druckempfindlichen
Teils nach oben und unten unter Verwendung eines Aufweitungs/Zusammenziehungsteils.
Ersterer Mechanismus enthält
einen Druckteil, wie etwa einen Antriebsmotor, in der Sensoreinheit,
während
letzterer Mechanismus eine Druckmanschette in der Sensoreinheit
und einen Aufweitungs/Zusammenziehungsteil in einer unabhängigen Druckquelle
enthält,
die einerseits mit der Sensoreinheit über einen Luftschlauch und
andererseits mit dem PC über
ein Signalkabel verbunden ist.
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Die
Pulswellenmessvorrichtung, die den obigen Aufbau hat, bei welchem
das Signalkabel und der Luftschlauch zwischen der Sensoreinheit,
dem PC und der Druckquelle gelegt sind, lässt sich nicht einfach handhaben
oder transportieren, womit gleichzeitig die Bewegung des Subjekts
eingeschränkt
ist. Im Hinblick auf dieses Problem ist eine kompakte, integrierte
Vorrichtung in Entwicklung, die die Bequemlichkeit für den Benutzer
berücksichtigt.
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JP-U-S64-43905
beschreibt eine Blutdruckmessvorrichtung welche einen Druckteil
als Druckmechanismus zum Bewegen eines druckempfindlichen Teils
nach oben und unten unter direkter Verwendung eines Antriebsmotors
aufweist, wobei ein druckempfindlicher Teil, ein Druckteil, eine
Signalverarbeitungseinheit und eine Druckteilsteuereinheit an einer
Sensoreinheit angeordnet sind. Dies eliminiert den PC und verwirklicht
eine Größenverminderung und
Integration der Vorrichtung.
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JP-U-S64-43905
schlägt
auch eine Blutdruckmessvorrichtung vor, welche eine Druckmanschette,
die als Druckteil verwendet wird, und einen Druckmechanismus zur
Bewegung des druckempfindlichen Teils nach oben und unten durch
Aufweiten/Zusammenziehen der Druckmanschette aufweist, wobei in
einer Sensoreinheit der druckempfindliche Teil, der Druckteil, die
Signalverarbeitungseinheit und die Druckteilsteuereinheit angeordnet sind.
Dies beseitigt die Notwendigkeit des PC und der Druckquelle, wodurch
eine Größenverminderung
und Integration der Vorrichtung möglich werden.
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Andererseits
beschreibt JP-U-H03-67605, die die Grundlage für den Oberbegriff des Anspruchs 1
bildet, eine Pulswellenmessvorrichtung, die die Pulswelle genau
und in stabiler Weise messen kann, indem ein lebender Organismus
in Stellung fixiert wird. Die in dieser Veröffentlichung beschriebene Pulswellenmessvorrichtung
enthält
eine Fixiervorrichtung zum Fixieren des Handgelenks in Stellung und
hat einen solchen Aufbau, dass die Sensoreinheit angebracht wird,
nachdem das Handgelenk des Subjekts unter Verwendung der Fixiervorrichtung
in Stellung fixiert ist. Die Verwendung dieser Fixiervorrichtung
kann das Handgelenk in stabiler Weise in Stellung fixieren, weshalb
die Sensoreinheit genauer direkt oberhalb der Arterie angebracht
werden kann, wodurch es möglich
wird, die Pulswelle genau in stabiler Weise zu messen.
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Bei
der in der oben angegebenen JP-U-S64-43905 beschriebenen Blutdruckmessvorrichtung,
die den Antriebsmotor verwendet, ist jedoch der Druckteil kompliziert,
und die Tatsache, dass der Antriebsmotor, der eine Spannungsquelle
vorsieht, in der Nähe
der Signalverarbeitungseinheit angeordnet ist, bietet das Problem,
dass der Signalverarbeitungseinheit ein Störsignal überlagert ist und es schwierig
ist, den Blutdruck genau und in stabiler Weise zu messen. Der den
Antriebsmotor enthaltende Druckmechanismus bietet andererseits das
Problem, dass es, da die Richtung, in der der druckempfindliche
Teil nach oben und unten bewegt wird, eindeutig bestimmt ist, schwierig
ist, die Sensoroberfläche
gleichförmig
gegen den Körper
eines lebenden Organismus mit einer gekrümmten Oberfläche zu drücken, wodurch
es schwierig wird, den Blutdruck genau und in stabiler Weise zu
messen.
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Bei
der in JP-U-S64-43905 vorgeschlagenen Blutdruckmessvorrichtung,
die eine Druckmanschette verwendet, kann die Sensoroberfläche gleichförmig gegen
die Körperoberfläche eines
lebenden Organismus gedrückt
und, verglichen mit der einen Antriebsmotor verwendenden Blutdruckmessvorrichtung,
die Pulswelle genau und in stabiler Weise gemessen werden. Bei dem
die Druckmanschette verwendenden Druckmechanismus ist jedoch der
Aufweitungs/Zusammenzeihungsteil, wie oben erläutert, unverzichtbar. Der Aufweitungs/Zusammenziehungsteil
enthält
eine Druckpumpe, eine Saugpumpe und ein Schaltventil zum Schalten
der Verbindung der Pumpe mit der Druckmanschette. Wenn diese Komponenten
in einer lösbar
an einem lebenden Organismus angebrachten Sensoreinheit angeordnet sind,
wird die Sensoreinheit sperrig und schwer und lässt sich nicht in stabiler
Weise an dem lebenden Organismus anbringen. Infolgedessen kann der
Blutdruck mit dieser Vorrichtung nicht genau und in stabiler Weise
gemessen werden.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist es
eine Aufgabe der Erfindung, die oben beschriebenen Problempunkte
zu lösen
und eine kompakte und praktische Pulswellenmessvorrichtung mit integriertem
Aufbau zu schaffen, die in der Lage ist, die Pulswelle genau und
in stabiler Weise zu messen.
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Gemäß der Erfindung
ist eine Pulswellenmessvorrichtung, wie sie in Anspruch 1 definiert
ist, vorgesehen.
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Die
Verwendung des Fixiergestells macht es möglich, den lebenden Organismus
sicher in Stellung zu fixieren, wodurch es möglich wird, die Pulswelle genau
und in stabiler Weise zu messen. Auch vermindert das Vorsehen der
Druckteilsteuereinheit im Fixiergestell Größe und Gewicht der Sensoreinheit, die
also in stabiler Weise an dem lebenden Organismus angebracht werden
kann. Auch integriert das Vorsehen der Druckteilsteuereinheit im
Fixiergestell die Vorrichtung und verbessert daher die Praktikabilität, darin
eingeschlossen, die Einfachheit der Bedienung und die Tragbarkeit
der Vorrichtung.
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Vorzugsweise
umfasst die Pulswellenmessvorrichtung gemäß der Erfindung ferner einen A/D-Wandler
zur Umwandlung der analogen Signalausgabe des druckempfindlichen
Teils in ein digitales Signal, wobei der Wandler im Fixiergestell
angebracht ist.
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Wie
oben beschrieben, verhindert das Vorsehen des A/D-Wandlers, der einen
Teil der Signalverarbeitungseinheit bildet, im Fixiergestell, dass durch
Betätigen
des Druckteils Störsignale
dem A/D-Wandler überlagert
werden, weshalb eine genaue und stabile Pulswellenmessung möglich wird. Diese
Wirkung ist besonders dann deutlich, wenn ein Antriebsmotor als
Druckteil verwendet wird. Auch ist, da die Sensoreinheit und das
Fixiergestell in relativer Nähe
zueinander angeordnet werden können,
die Länge
des Signalkabels, das zur Verbindung des druckempfindlichen Teils
und des A/D-Wandlers erforderlich ist, verkürzt. Infolgedessen werden in
geringerem Ausmaß Störsignale
dem Signalkabel überlagert,
wodurch die Pulswelle genau und in stabiler Weise gemessen werden
kann. Auch wird die Bewegung des Subjekts durch das Signalkabel
nicht eingeschränkt.
Ferner integriert das Vorsehen des A/D-Wandlers im Fixiergestell
die Vorrichtung und verbessert daher die Praktikabilität, darin
eingeschlossen die Einfachheit der Bedienung und die Tragbarkeit
der Vorrichtung.
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Vorzugsweise
enthält
bei der Pulswellenmessvorrichtung gemäß der Erfindung die Sensoreinheit
eine Anzahl von druckempfindlichen Teilen in regelmäßiger Anordnung
sowie eine Signalherauszieheinheit für ein Zeitmultiplexen der Signalausgabe der
Anzahl der druckempfindlichen Teile.
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Wie
oben beschrieben, kann im Hinblick auf die Tatsache, dass die einen
Teil der Signalverarbeitungseinheit bildende Signalherauszieheinheit
in der Sensoreinheit angeordnet ist, die Anzahl der Signalkabel,
die die Sensoreinheit und das Fixiergestell verbinden, vermindert
werden, womit die Wahrscheinlichkeit einer Einschränkung der
Bewegung des Subjekts durch die Signalkabel beseitigt wird.
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Vorzugsweise
enthält
bei der Pulswellenmessvorrichtung gemäß der Erfindung der Druckteil eine
aufweitbare Druckmanschette und die Druckteilsteuereinheit einen
Aufweitungsteil zum Aufweiten/Zusammenziehen der Druckmanschette
durch Einfüllen/Abgeben
eines Fluids in die bzw. aus der Druckmanschette und eine Aufweitungsteilsteuereinheit
zur Steuerung des Aufweitungsteils.
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Wenn
die Druckmanschette als der Druckteil verwendet wird, kann die druckempfindliche
Oberfläche
gleichförmig
gegen den lebenden Organismus gedrückt werden. In einem solchen
Fall sind jedoch der Aufweitungsteil und die Aufweitungsteilsteuereinheit
erforderlich. Durch Anordnen des Aufweitungsteils und der Aufweitungsteilsteuereinheit
im Fixiergestell wird eine kompakte integrierte Vorrichtung möglich, wo durch
zu einer verbesserten Bedienbarkeit und Tragbarkeit der Vorrichtung
beigetragen wird. Auch kann, da die Sensoreinheit und das Fixiergestell
relativ nahe zueinander konfiguriert werden können, die Länge des Schlauchs, der den
Druckteil und den Aufweitungsteil verbindet, vermindert werden.
Infolgedessen ist die Bewegung des Subjekts nicht eingeschränkt.
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Vorzugsweise
umfasst die Pulswellenmessvorrichtung gemäß der Erfindung ferner eine
Rechenoperationsverarbeitungseinheit zur rechnerischen Verarbeitung
der Signalausgabe des A/D-Wandlers, eine Anzeigeeinheit zur Ausgabe
des von der Rechenoperationseinheit gewonnenen Ergebnisses der Rechenoperation
und eine Bedienungseinheit für den
Empfang einer Eingabe von einer externen Quelle, wobei die Rechenverarbeitungseinheit,
die Anzeigeeinheit und die Bedienungseinheit im Fixiergestell angeordnet
sind.
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Durch
Anordnen der Rechenoperationseinheit, der Anzeigeeinheit und der
Betätigungseinheit im
Fixiergestell wird im Sinne einer höheren Integration der Vorrichtung
die Größe stärker vermindert.
Infolgedessen ist die Praktikabilität, darin eingeschlossen die
Bedienbarkeit und die Tragbarkeit der Vorrichtung deutlich verbessert.
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Vorzugsweise
umfasst die Pulswellenmessvorrichtung gemäß der Erfindung ferner eine
Rechenoperationsverarbeitungseinheit zur rechnerischen Verarbeitung
der Signalausgabe des A/D-Wandlers, eine Anzeigeeinheit zur Ausgabe
des Ergebnisses der von der Rechenoperationseinheit gewonnenen Rechenoperation
sowie eine Bedienungseinheit für den
Empfang einer Eingabe von einer externen Quelle, wobei die Rechenverarbeitungseinheit
im Fixiergestell angeordnet ist und die Anzeigeeinheit sowie die
Bedienungseinheit an der Sensoreinheit angeordnet sind.
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Wie
oben beschreiben, machen das Vorsehen der Rechenoperationseinheit
im Fixiergestell und das Vorsehen der Anzeigeeinheit und der Bedienungseinheit
an der Sensoreinheit sowohl eine weitere Größenverminderung und Integration
der Vorrichtung möglich.
Infolgedessen sind die Praktikabilität, darin eingeschlossen die
Bedienbarkeit und die Tragbarkeit der Vorrichtung deutlich verbessert.
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Vorzugsweise
umfasst die Pulswellenmessvorrichtung gemäß der Erfindung ferner eine
Rechenoperationsverarbeitungseinheit zur rechnerischen Verarbeitung
der Signalausgabe des A/D-Wandlers, eine Anzeigeeinheit zur Ausgabe
des mit der Rechenoperationsverarbeitungseinheit gewonnenen Ergebnisses
der Rechenoperation sowie eine Bedienungseinheit für einen
Empfang einer Eingabe von einer externen Quelle, wobei die Rechenoperationsverarbeitungseinheit,
die Anzeigeeinheit und die Bedienungseinheit an der Sensoreinheit
angeordnet sind.
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Wie
oben beschrieben macht das Vorsehen der Rechenoperationsverarbeitungseinheit,
der Anzeigeeinheit und der Bedienungseinheit an der Sensoreinheit
sowohl eine weitere Größenverminderung als
auch Integration der Vorrichtung möglich. Infolgedessen sind die
Praktikabilität,
darin eingeschlossen die Bedienbarkeit und die Tragbarkeit der Vorrichtung deutlich
verbessert.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht des Aufbaus einer Pulswellenmessvorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung.
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2 zeigt
ein Funktionsblockschaltbild des Aufbaus einer Pulswellenmessvorrichtung
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung.
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3 zeigt
eine schematische Schnittansicht eines Zustands, in welchem die
Pulswellenmessvorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform der
Erfindung an einem lebenden Organismus angebracht ist.
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4 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht eines Zustands, in welchem
die Pulswellenmessvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
der Erfindung an einem lebenden Organismus angebracht ist.
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5 zeigt
ein Flussdiagramm der Verarbeitung des in der Pulswellenmessvorrichtung
gemäß der ersten
Ausführungsform
der Erfindung festgestellten Signals.
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6 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht des Aufbaus einer Pulswellenmessvorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung.
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7 zeigt
ein Funktionsblockdiagramm des Aufbaus einer Pulswellenmessvorrichtung
gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Erfindung.
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8 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht des Aufbaus einer Pulswellenmessvorrichtung
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung.
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9 zeigt
ein Funktionsblockdiagramm des Aufbaus einer Pulswellenmessvorrichtung
gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung.
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10 zeigt
ein Funktionsblockdiagramm des Aufbaus einer Pulswellenmessvorrichtung
gemäß einer
vierten Ausführungsform
der Erfindung.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ausführungsformen
der Erfindung werden nachstehend unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
erläutert.
Diese Ausführungsformen
stellen eine Pulswellenmessvorrichtung dar, die das Handgelenk als
einen Zielabschnitt eines Subjekts verwendet, an welchem die Pulswelle
gemessen wird.
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Erste Ausführungsform
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Aufbau einer Pulswellenmessvorrichtung
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung zeigt. 2 ist ein Funktionsblockdiagramm,
welches eine Konfiguration der Pulswellenmessvorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform zeigt. 3 und 4 sind
eine Schnittansicht bzw. perspektivische Ansicht, die schematisch
einen Zustand zeigen, in welchem die Pulswellenmessvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
an einem lebenden Organismus angebracht ist. 5 ist ein Flussdiagramm,
welches die Verarbeitungsschritte der Messung der Pulswelle in der
Pulswellenmessvorrichtung gemäß der ersten
Ausführungsform zeigt.
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Zunächst wird
der äußere Aufbau
der Pulswellenmessvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
unter Bezug auf 1 erläutert. Wie in 1 gezeigt,
umfasst die Pulswellenmessvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
eine Sensoreinheit 20 mit einem Halbleiterdrucksensor 6 (2 und 3),
der einen druckempfindlichen Teil bildet, ein Fixiergestell 30 zur
Fixierung eines lebenden Organismus in Stellung und einen nicht
gezeigten PC 40. Das Fixiergestell 30 wirkt als
Lebendorganismusfixiervorrichtung zur Fixierung des lebenden Subjekts mit
später
beschriebenen Fixierbändern.
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Die
Sensoreinheit 20 enthält
ein Gehäuse 21 mit
dem Halbleiterdrucksensor 6 darin sowie eine Basis 22 zur
verschiebbaren Halterung des Gehäuses 21.
In dem Gehäuse 21 ist
eine (nicht gezeigte) Druckmanschette als Druckteil eingebaut. Ein
Halbleiterchip mit den in einer regelmäßigen Anordnung ausgebildeten
Halbleiterdrucksensoren 6 ist an der Unterseite der Druckmanschette
angebracht. Die Druckmanschette kontrahiert/expandiert, so dass sich
der Halbleiterchip in einer solchen Weise nach oben/unten bewegt,
dass die Halbleiterdrucksensoren 6 beim Messen gegen die
Oberfläche
des Handgelenks gedrückt
werden.
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Das
Fixiergestell 30 ist eine kastenartige Auflage, die an
der Oberseite eine Einsenkung 31 aufweist, in welcher der
sich vom Ellbogen zum Handgelenk des Subjekts erstreckende Arm angeordnet
werden kann. Das Fixiergestell 30 enthält eine Druckpumpe 2,
eine Saugpumpe 3 sowie ein Schaltventil 4 als
Aufweitungsteil 14 (2). Ferner
ist eine Steuerplatte 18 im Fixiergestell 30 angebracht.
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An
der Frontfläche
des Fixiergestells 30 ist ein Eingangs/Ausgangs-Anschluss
angeordnet. Die Steuerplatte 18 im Fixiergestell 30 und
ein PC 40 sind in kommunizierbarer Weise über ein
USB-(universal serial bus) Kabel miteinander verbunden. Die Sensoreinheit 20 und
das Fixiergestell 30 sind miteinander über ein Signalkabel 42 und
einen Luftschlauch 44 verbunden. Die Sensoreinheit 20 und
das Fixiergestell 30 sind auch durch die flexiblen Befestigungsbänder 36 miteinander
verbunden (3 und 4).
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Unter
Bezug auf 2 werden die Funktionsblöcke der
Pulswellenmessvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
erläutert.
Wie in 2 gezeigt, enthält die Sensoreinheit 20 eine
Anzahl der Halbleiterdrucksensoren 6 mit einer Membran
und einer Widerstandsbrückenschaltung
zur Feststellung des Pulsdrucks, einen Multiplexer 7, der
eine Signalextraktionseinheit zum ausgewählten Herausziehen einer Anzahl
von von der Anzahl der Halbleiterdrucksensoren 6 ausgegebenen
Spannungssignale durch Zeitmultiplex bildet, und eine Druckmanschette 1,
die unter Druck so eingestellt ist, dass sie die Halbleiterdrucksensoren 6 gegen
das Handgelenk drückt.
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Das
Fixiergestell 30 enthält
eine Druckpumpe 2 zur Erzeugung eines Innendrucks (nachfolgend als
Manschettendruck bezeichnet) der Druckmanschette 1, eine
Saugpumpe 3 zur Verminderung des Drucks, ein Schaltventil 4 zum
ausgewählten
Schalten der Verbindung der Druckpumpe 2 und der Saugpumpe 3,
eine eine Aufweitungsteilsteuereinheit bildende Steuerschaltung 5 zur
Steuerung der Druckpumpe 2, der Saugpumpe 3 und
des Schaltventils 4 sowie einen A/D-Wandler 8 zur
Umwandlung der Ausgangssignals des Sensoreinheit 20 in
digitale Daten. Von diesen Komponenten sind die Steuerschaltung 5 und
der A/D-Wandler 8 auf der Steuerplatte 18 im Fixiergestell 30 ausgebildet
oder angeordnet. Gemäß dieser
Ausführungsform
bilden die Saugpumpe 3 und das Schaltventil 4,
die den Aufweitungsteil 14 aufbauen, und die Steuerschaltung 5,
die die Aufweitungsteilsteuereinheit aufbaut, eine Druckteilsteuereinheit 16 zur
Steuerung des Druckteils.
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Der
PC 40 enthält
eine CPU (central processing unit) 9 als Rechenoperationsverarbeitungseinheit
zur Ausführung
der verschiedenen Rechenoperationen, darin eingeschlossen die Berechnungen zur
zentralen Steuerung der Pulswellenmessvorrichtung, einen ROM (read-only
memory) 10 und einen RAM (random access memory) 11 zur
Speicherung der Daten und des Programms zur Steuerung der Pulswellenmessvorrichtung,
eine Bedienungseinheit 12, die zur Eingabe verschiedener
Information von außen
betätigt
werden kann, und eine Anzeigeeinheit 13 mit einer LCD oder
dergleichen zur Ausgabe verschiedener Information, darin eingeschlossen
das Ergebnis der Pulswellenmessung, nach außen.
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Unter
Bezug auf 3 und 4 werden nachstehend
die Schritte erläutert,
mit denen das Subjekt die obigen Aufbau aufweisende Pulswellenmessvorrichtung
anbringt. Zunächst
wird der sich vom Ellenbogen zum Handgelenk erstreckende Arm in
der in der Oberseite des Fixiergestells 30 ausgebildeten
Einsenkung 31 angeordnet. Bei diesem Vorgang wird, wie
in 3 und 4 gezeigt, darauf geachtet,
dass das Handgelenk des Subjekts in einer Position angeordnet wird,
die dem aus dem Fixiergestell 30 herausgeleiteten Befestigungsband 36 entspricht.
Auf diese Weise wird das Handgelenk des Subjekts durch das Fixiergestell 30 sicher
in Stellung fixiert.
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Als
Nächstes
wird das Befestigungsband 36 des Fixiergestells 30 in
einem bestimmten Ausmaß herausgeleitet
und die Sensoreinheit 20 so angeordnet, dass sie in eine
Stellung unmittelbar oberhalb des Handgelenks des Subjekts kommt.
Dabei wird der Ort der Speichenarterie durch Berührung oder dergleichen überprüft und die
Sensoreinheit 20 in einer solchen Weise positioniert, dass
die Mitte einer in der Basis 22 ausgebildeten Öffnung 24 unmittelbar über die
Speicherarterie kommt.
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Das
Vorderende des beweglichen der Befestigungsbänder wird an der von der Seitenfläche des Fixiergestells 30 fernen
Seitenfläche
des Fixiergestells angebracht, wodurch das bewegliche der Befestigungsbänder 36 herausgezogen
wird. Über
die oben genannten Schritte wird der Anbringungszustand der Vorrichtung,
wie in 3 und 4 gezeigt, realisiert.
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Bei
der tatsächlichen
Messung der Pulswelle wird das Gehäuse 21 der Sensoreinheit 20 in
eine solche Stellung geschoben, dass die Öffnung 24 der Basis 22 verschlossen
wird. Durch Einstellen des Manschettendrucks der über den
Halbleiterdrucksensoren 6 angeordneten Druckmanschette
werden die Halbleiterdrucksensoren 6 durch die Öffnung 24 hindurch
nach unten zum Handgelenk bewegt, um damit Druck zu verleihen. Infolgedessen
kann die Pulswelle durch die Halbleiterdrucksensoren 6 festgestellt
werden.
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Die
Verarbeitungsschritte zur Messung der Pulswelle mit der Pulswellenmessvorrichtung
gemäß dieser
Ausführungsform
werden unter Bezug auf das Flussdiagramm der 5 erläutert. Das
Programm gemäß diesem
Flussdiagramm und die Daten auf die bei der Ausführung des Programms zugegriffen
wird, werden vorab in ROM 10 und im RAM 11 gespeichert.
Die geeignet auf die Daten zugreifende CPU 9 liest das Programm
und führt
es aus. Auf diese Weise wird der Vorgang der Messung der Pulswelle
ausgeführt.
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Zunächst betätigt der
Benutzer einen (nicht gezeigten) Einschalter. Die CPU 9 weist
die Steuerschaltung 5 an, die Saugpumpe 3 zu betätigen. In Übereinstimmung
mit dieser Anweisung schaltet die Steuerschaltung 5 das
Schaltventil auf die Seite der Saugpumpe 3 und steuert
die Saugpumpe 3 an (S1).
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Die
Saugpumpe 3 arbeitet, sobald sie angesteuert ist, dahingehend,
den Manschettendruck über
das Schaltventil 4 auf einen Wert zu reduzieren, der ausreichend
niedriger als der Atmosphärendruck ist.
Damit werden die Halbleiterdrucksensoren 6 in der Sensoreinheit 20 nach
oben bewegt. Infolgedessen ist verhindert, dass die Halbleiterdrucksensoren 6 unnötigerweise
herausragen und damit eine Fehlfunktion oder einen Ausfall bewirken.
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Danach
bringt der Benutzer die Sensoreinheit 20 am Handgelenk,
beispielsweise wie in 4 gezeigt, an und betätigt einen
(nicht gezeigten) Startknopf. Die CPU 9 bestimmt dann,
ob sich die Halbleiterdrucksensoren 6 bewegt haben oder
nicht, d. h., ob sich das Gehäuse 21 der
Sensoreinheit 20 längs einer
Gleitnut in eine Position über
der Oberfläche des
Handgelenks verschoben hat (S2). Ein nicht gezeigter Mirkoschalter
zur Feststellung der Gleitbewegung ist in dem Gehäuse der
Sensoreinheit 20 angeordnet, und beruhend auf dem Nachweissignal
des Mikroschalters stellt die CPU 9 fest, ob sich die Halbleiterdrucksensoren 6 bewegt
haben oder nicht.
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Solange
nicht festgestellt ist, ob sich die Halbleiterdrucksensoren 6 bewegt
haben oder nicht (NEIN in S2), wird der Vorgang des Schritts S1
wiederholt. Sobald jedoch festgestellt ist, dass sich die Halbleiterdrucksensoren 6 bewegt
haben (JA in S2), weist die CPU 9 die Steuereinheit 5 an,
die Druckpumpe 2 anzusteuern. In Übereinstimmung mit diesem Befehl
schaltet die Steuerschaltung 5 das Schaltventil 4 auf
die Seite der Druckpumpe 2 und steuert die Druckpumpe 2 an
(S3). Infolgedessen nimmt der Manschettendruck zu und die Halbleiterdrucksensoren 6 bewegen
sich zum Handgelenk hin nach unten und werden gegen die Handgelenkoberfläche gedrückt.
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Sobald
die Halbleiterdrucksensoren 6 gegen die Handgelenkoberfläche gedrückt sind,
wird die Druckinformation in Form eines Spannungssignals der Halbleiterdrucksensoren 6 über einen
Multiplexer 7 ausgeleitet und nach Umwandlung in digitale
Information durch den A/D-Wandler 8 auf die CPU 9 gegeben.
Unter Verwendung dieser digitalen Information erzeugt die CPU 9 ein
Tonogramm und zeigt dieses auf der Anzeigeeinheit 13 an
(S4).
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Als
Nächstes
berechnet die CPU 9 zur Feststellung der Pulswelle beruhend
auf der von den Halbleiterdrucksensoren 6 eingegebenen
Druckinformation die Größe der Änderung
des Druckwerts infolge der Druckmanschette 1 und vergleicht
die berechnete Änderung
mit einer bestimmten Änderung,
für welche
die Pulswelle festgestellt werden kann (S5). Wenn der Vergleich
zeigt, dass die berechnete Änderung
durch die bestimmte Änderung
abgedeckt wird, wird bestimmt, dass die Manschettendruckbedingungen
für die
Pulswellenfeststellung erfüllt
sind (JA in Schritt S6). Anderenfalls wird durch die Druckpumpe 2 der
Druckmanschette 1 weiterhin Druck verliehen, während die
Schritte S5 und S6 wiederholt werden, bis die Manschettendruckbedingungen
erfüllt
sind.
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Sobald
die Manschettendruckbedingungen erfüllt sind (JA in S6), wird die
Druckpumpe 2 in einer solchen Weise eingestellt, dass den
Halbleiterdrucksensoren 6 dank der Druckmanschette 11 das
optimale Druckniveau zur Pulswellenfeststellung verliehen wird (S7).
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Während der
Druck auf das optimale Niveau für
die Druckmanschette 1 eingestellt wird, wird die von den
Halbleiterdrucksensoren 6 ausgegebene Druckinformation,
d. h., werden die Pulswellendaten der Speichenarterie über den
Multiplexer 7 und den A/D-Wandler 8 auf die CPU 9 übertragen
(S8).
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Die
CPU 9 empfängt
die Wellenformdaten und stellt beruhend auf diesen Daten die Pulswelle fest.
Vor Bestimmung nach Erhalt der Wellenformdaten, dass die bestimmten
Bedingungen für
den Abschluss der Pulswellenfeststellung erfüllt sind, wird der Pulswellendatentransfer
im Schritt S8 wiederholt. Der Vorgang zur Pulswellenfeststellung
beruhend auf den empfangenen Wellenformdaten wird in bekannter Weise
ausgeführt,
weshalb er nicht im Einzelnen beschrieben wird.
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Sobald
die bestimmten Bedingungen für
den Abschluss der Pulswellenfeststellung erfüllt sind (JA in S9), steuert
die CPU 9 die Saugpumpe 3 über das Schaltventil 4 an
(S10). Infolgedessen wird das Handgelenk vom Druck der Halbleiterdrucksensoren 6 befreit,
womit die Folge des Pulswellenfeststellungsvorgangs abgeschlossen
ist.
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Die
CPU 9 gibt die festgestellte Pulswelleninformation über die
Anzeigeeinheit 13, etc. aus. Alternativ kann die Pulswelleninformation
zur Berechnung des AI (augmentation index; Erhöhungsindex) und Ausgabe des
berechneten AI verwendet werden.
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Mit
der Pulswellenmessvorrichtung, die den oben beschriebenen Aufbau
hat, wird der lebende Organismus durch Verwendung des Fixiergestells 30 in
Stellung fixiert. Die Pulswelle kann daher genau in stabiler Weise
gemessen werden. Dabei reduziert das Vorsehen der Druckpumpe 2,
der Saugpumpe 3, des Schaltventils 4 und der Steuerschaltung 5 im
Fixiergestell 30 Größe und Gewicht
der Sensoreinheit 20. Die Sensoreinheit 20 kann
daher sicher am lebenden Organismus angebracht werden. Da der A/D-Wandler 8 im
Fixiergestell 30 angeordnet ist, sind auch die dem A/D-Wandler 8 überlagerten
Störsignale
reduziert, wodurch es möglich
wird, die Pulswelle genau in stabiler Weise zu messen. Ferner kann
in diesem Aufbau die Vorrichtung in der Größe reduziert und integriert
werden, was zu einer Verbesserung der Praktikabilität, wie einer
einfachen Handhabung und Tragbarkeit beiträgt.
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Außerdem kann
der Abstand zwischen der Sensoreinheit 20 und dem Fixiergestell 30 vergleichsweise
klein gehalten werden. Daher ist die Länge des die Halbleiterdrucksensoren 6 und
den A/D-Wandler 8 verbindenden Signalkabels 42 vermindert,
was auch für
die Länge
des die Druckmanschette 1 und das Schaltventil 4 verbindenden
Luftschlauchs 4 gilt. Infolgedessen ist die Bewegung des Subjekts
durch das Signalkabel 42 oder den Luftschlauch 4 nicht
eingeschränkt.
Ferner sind die dem Signalkabel 42 überlagerten Störsignale
deutlich reduziert, weshalb die Pulswelle genau gemessen werden
kann.
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Ferner
reduziert der vorgenannte Aufbau die Anzahl der die Sensoreinheit 20 und
das Fixiergestell 30 verbindenden Signalkabel 42.
Die Bewegung des Subjekts ist daher durch die Signalkabel 42 nicht
eingeschränkt.
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Zweite Ausführungsform
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6 ist
eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Aufbau einer Pulswellenmessvorrichtung
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt. 7 ist ein Funktionsblockdiagramm,
welches die Konfiguration der Pulswellenmessvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform zeigt.
Bei dieser Ausführungsform
sind die Komponenten, die identisch mit oder ähnlich zu den entsprechenden
Komponenten der ersten Ausführungsform sind,
mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und werden nicht erneut
beschrieben.
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Zunächst wird
unter Bezug auf 6 der äußere Aufbau der Pulswellenmessvorrichtung
gemäß dieser
Ausführungsform
erläutert.
Wie in 6 gezeigt, umfasst die Pulswellenmessvorrichtung
gemäß dieser
Ausführungsform
nur eine Sensoreinheit 20 und ein Fixiergestell 30 und,
anders als die erste Ausführungsform,
keinen PC. Auch sind bei der Pulswellenmessvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
eine Bedienungseinheit 12 und eine Anzeigeeinheit 13 an
der Seitenfläche
des Fixiergestells angeordnet.
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Als
Nächstes
werden unter Bezug auf 7 die Funktionsblöcke der
Pulswellenmessvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
erläutert.
Wie in 7 gezeigt, enthält die Sensoreinheit 20 eine
Anzahl von Halbleiterdrucksensoren 6, einen Multiplexer 7 zum
Zeitmultiplexen einer Anzahl von von den Halbleiterdrucksensoren 6 ausgegebenen
Spannungssignale und eine Druckmanschette 1 zum Drücken des
Halbleiterdrucksensors 6 gegen das Handgelenk.
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Das
Fixiergestell 30 enthält
eine Druckpumpe 2 zum Verleihen des Manschettendrucks,
eine Saugpumpe 3 zum Reduzieren des Drucks, ein Schaltventil 4 zum
ausgewählten
Schalten der Verbindung der Druckpumpe 2 und der Saugpumpe 3 mit
dem Luftschlauch 44, eine Steuerschaltung 5 zur Steuerung
der Druckpumpe 2, der Saugpumpe 3 und des Schaltventils 4 sowie
einen A/D-Wandler 8 zur Umwandlung des Ausgangssignals
der Sensoreinheit 20 in digitale Daten, eine CPU 9 zur
Ausführung verschiedener
Verarbeitungsvorgänge,
darin eingeschlossen die Rechenoperation zur zentralen Steuerung
der Pulswellenmessvorrichtung, einen ROM 10 und einen RAM 11 zur
Speicherung der Daten und des Programms zur Steuerung der Pulswellenmessvorrichtung,
eine Bedienungseinheit 12, die so eingerichtet ist, dass
sie von außen
zur Eingabe verschiedener Information betätigt werden kann, sowie eine Anzeigeeinheit 13 mit
einer LCD etc. zur externen Ausgabe verschiedener Information, wie
etwa des Ergebnisses des Pulswellennachweises. Von diesen Komponenten
sind die Steuerschaltung 5, der A/D-Wandler 8,
die CPU 9, der ROM 10 und der RAM 11 auf
einer im Fixiergestell 30 angeordneten Steuerplatte 18 ausgebildet
oder angeordnet (6).
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Dieser
Aufbau bringt die oben beschriebene Wirkung der ersten Ausführungsform
hervor, während
gleichzeitig die Notwendigkeit für
einen PC beseitigt ist, weshalb die Vorrichtung in ihrer Größe vermindert
ist und integriert werden kann. Dadurch sind die Einfachheit der
Handhabung und die Tragbarkeit der Vorrichtung deutlich verbessert.
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Dritte Ausführungsform
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8 ist
eine perspektivische Ansicht, die schematisch den Aufbau einer Pulswellenmessvorrichtung
gemäß einer
dritten Ausführungsform
der Erfindung zeigt. 9 ist ein Funktionsblockdiagramm,
welches die Konfiguration einer Pulswellenmessvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform zeigt.
Bei dieser Ausführungsform
sind die Komponenten, die identisch mit oder ähnlich zu den Komponenten der
ersten Ausführungsform
sind, in den Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet
und werden nicht erneut beschrieben.
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Zunächst wird
unter Bezug auf 8 der äußere Aufbau der Pulswellenmessvorrichtung
gemäß dieser
Ausführungsform
erläutert.
Wie in 8 gezeigt, umfasst die Pulswellenmessvorrichtung
gemäß dieser
Ausführungsform
nur eine Sensoreinheit 20 und ein Fixiergestell 30,
aber, anders als die erste Ausführungsform,
keinen PC. Auch enthält
bei der Pulswellenmessvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
die Sensoreinheit eine Bedienungseinheit 12 und eine Anzeigeeinheit 13.
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Als
Nächstes
werden unter Bezug auf 9 die Funktionsblöcke der
Pulswellenmessvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
erläutert.
Wie in 9 gezeigt, enthält die Sensoreinheit 20 eine
Anzahl von Halbleiterdrucksensoren 6, einen Multiplexer 7 zum
Zeitmultiplexen einer Anzahl von von den Halbleiterdrucksensoren 6 ausgegebenen
Spannungssignale, eine Druckmanschette 1 zum Drücken der
Halbleiterdrucksensoren 6 gegen das Handgelenk sowie die
Bedienungseinheit 12, die so eingerichtet ist, dass sie
von außen
zur Eingabe verschiedener Information betätigt werden kann, sowie die Anzeigeeinheit 13 mit
einer LCD oder dergleichen zur externen Ausgabe verschiedener Information,
wie etwa des Ergebnisses des Pulswellennachweises.
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Das
Fixiergestell 30 enthält
eine Druckpumpe 2 zum Verleihen des Manschettendrucks,
einer Saugpumpe 3 zur Reduzierung des Drucks, ein Schaltventil 4 zum
ausgewählten
Schalten der Verbindung der Druckpumpe 2 und der Saugpumpe 3 mit
dem Luftschlauch 44, eine Steuerschaltung 5 zur Steuerung
der Druckpumpe 2, der Saugpumpe 3 und des Schaltventils 4 sowie
einen A/D-Wandler 8 zur Umwandlung des Ausgangssignals
der Sensoreinheit 20 in digitale Daten, eine CPU 9 zur
Ausführung verschiedener
Verarbeitungsoperationen, darin eingeschlossen die Rechenoperation
zur zentralen Steuerung der Pulswellenmessvorrichtung, und einen
ROM 10 und einen RAM 11 zur Speicherung der Daten
und des Programms zur Steuerung der Pulswellenmessvorrichtung. Von
diesen Komponenten sind die Steuerschaltung 5, der A/D-Wandler 8,
die CPU 9, der ROM 10 und der RAM 11 auf
einer Steuerplatte 18 (6) im Fixiergestell 30 ausgebildet oder
angeordnet.
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Diese
Konfiguration bringt die oben beschriebene Wirkung der ersten Ausführungsform
hervor, während
gleichzeitig die Notwendigkeit für
den PC beseitigt ist, weshalb die Vorrichtung weiter in der Größe reduziert
und integriert ist. Dadurch sind die Einfachheit der Handhabung
und die Tragbarkeit der Vorrichtung deutlich verbessert.
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Vierte Ausführungsform
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10 ist
ein Funktionsblockdiagramm, welches die Konfiguration einer Pulswellenmessvorrichtung
gemäß einer
vierten Ausführungsform
zeigt. Bei dieser Ausführungsform
sind die Komponenten, die identisch mit oder ähnlich zu den Komponenten der ersten
Ausführungsform
sind, in den Zeichnungen mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet
und werden nicht erneut beschrieben.
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Unter
Bezug auf 10 werden die Funktionsblöcke der
Pulswellenmessvorrichtung gemäß dieser
Ausführungsform
erläutert.
Wie in 10 gezeigt, enthält die Sensoreinheit 20 eine
Anzahl von Halbleiterdrucksensoren 6, einen Multiplexer 7 zum Zeitmultiplexen
einer Anzahl von von den Halbleiterdrucksensoren 6 ausgegebenen
Spannungssignale, eine Druckmanschette 1, die zum Drücken der
Halbleiterdrucksensoren 6 gegen das Handgelenk eingerichtet
ist, einen A/D-Wandler 8 zur Umwandlung des Ausgangssignals
der Sensoreinheit in Digitaldaten, eine CPU 9 zur Ausführung verschiedener
Verarbeitungsvorgänge,
darin eingeschlossen der Rechenvorgang zur zentralen Steuerung der
Pulswellenmessvorrichtung, einen ROM 10 und einen RAM 11 zur
Speicherung der Daten und des Programms zur Steuerung der Pulswellenmessvorrichtung,
eine Bedienungseinheit 12, die so eingerichtet ist, dass
sie extern zur Eingabe verschiedener Information betätigt werden
kann, und eine Anzeigeeinheit 13, wie etwa eine LCD, zur
externen Ausgabe verschiedener Information, darin eingeschlossen
das Ergebnis der Pulswellenfeststellung.
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Das
Fixiergestell 30 enthält
eine Druckpumpe 2 zur Verleihung des Manschettendrucks,
eine Saugpumpe 3 zur Reduzierung des Drucks, ein Schaltventil 4 zum
ausgewählten
Schalten der Verbindung der Druckpumpe 2 und der Saugpumpe 3 mit
dem Luftschlauch 4 und eine Steuereinheit 5 zur Steuerung
der Druckpumpe 2, der Saugpumpe 3 und des Schaltventils 4.
Von diesen Komponenten ist die Steuerschaltung 5 auf einer
in dem Fixiergestell 30 angeordneten Steuerplatte 18 (8)
ausgebildet.
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Der
externe Aufbau der Pulswellenmessvorrichtung gemäß dieser Ausführungsform
ist ähnlich demjenigen
der Pulswellenmessvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform.
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Dieser
Aufbau bringt die oben beschriebene Wirkung der ersten Ausführungsform
hervor, während
gleichzeitig die Notwendigkeit für
den PC beseitigt ist, weshalb die Vorrichtung in der Größe weiter reduziert
und integriert ist. Infolgedessen sind die Einfachheit und die Handhabung
und die Tragbarkeit der Vorrichtung deutlich verbessert.
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Bei
den oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsformen wird der Manschettendruck als
der Druckteil verwendet. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht speziell
auf einen solchen Druckteil, sondern sie ist natürlich auch auf die Pulswellenmessvorrichtung
anwendbar, die einen Antriebsmotor als Druckteil verwendet.
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Auch
ist in den oben beschriebenen ersten bis vierten Ausführungsformen
eine Pulswellenmessvorrichtung, die das Handgelenk als Zielabschnitt verwendet,
veranschaulicht. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf eine
solche Pulswellenmessvorrichtung, sondern ist mit gleicher Wirkung natürlich auch
auf eine Pulswellenmessvorrichtung anwendbar, welche den Oberarm
oder einen Finger als Zielabschnitt verwendet.
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Jede
oben beschriebene Ausführungsform ist
in allen Punkten beispielmäßig, nicht
aber einschränkend.
Der technische Umfang dieser Erfindung wird durch die beigefügten Ansprüche definiert und
enthält
alle Modifikationen, mit denen nicht der Umfang und Grundgedanke
der Erfindung verlassen wird.
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Es
versteht sich also aus der vorstehenden Beschreibung das gemäß der Erfindung
eine Pulswellenmessvorrichtung geschaffen wird, die einerseits in
der Lage ist, die Pulswelle genau in stabiler Weise zu messen, und
die andererseits in der Größe vermindert
und integriert werden kann.