DE69017892T2

DE69017892T2 - Puls-Wellen-Messgerät.

Info

Publication number: DE69017892T2
Application number: DE1990617892
Authority: DE
Inventors: Minoru Niwa
Original assignee: Colin Corp
Current assignee: Colin Corp
Priority date: 1990-04-18
Filing date: 1990-04-18
Publication date: 1995-08-03
Anticipated expiration: 2010-04-19
Also published as: DE69017892D1; EP0452578A1; EP0452578B1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Meßgerät, das die Pulswellen von einem arteriellen Gefäß einer Person feststellt

Darlegung des Standes der Technik

Es ist ein Puls-Wellen-Meßgerät bekannt, mit (1) einem Puls-Wellen-Sensor mit einer Druckoberfläche, auf der wenigstens ein Druckfühler vorgesehen ist, wobei der Puls- Wellen-Sensor gegen ein arterielles Gefäß einer Person über eine Körperoberfläche über dem arteriellen Gefäß zu drücken ist, so daß wenigstens ein Druckfühler eine von dem arteriellen Gefäß der Person erzeugte Pulswelle feststellt, (2) Andrückmitteln zum Andrücken des Puls-Wellen-Sensors über die Körperoberfläche gegen das arterielle Gefäß, während die Andrückkraft in einem vorbestimmten Kraftbereich verändert wird, und mit (3) Mitteln zur Bestimmung eines Optimums, wobei die Puls-Wellen-Sensor- Andrückkraft auf der Grundlage der Pulswelle (Pulse der Pulswelle), die durch den einen oder durch mehrere Druckfühler festgestellt wird, während die Andrückkraft verändert wird, und mit (4) Mitteln zur Erzeugung einer Pulswelle der Person durch den Puls-Wellen-Sensor, der mit der festgestellten optimalen Andrückkraft beaufschlagt wird. Das herkömmliche Gerät bestimmt als optimale Pulse-Wellen-Sensorandrückkraft eine Andrückkraft, bei der der Puls-Wellen-Sensor (einer oder mehrere Druckfühler) einen Puls der Pulswelle feststellt, dessen Amplitude maximal ist, nämlich die größte der Amplituden der von dem Puls-Wellen- Sensor im Verlauf der Änderung der Andrückkraft festgestellten Amplituden.
Jedoch fällt die auf diese Weise bestimmte optimale Andrückkraft im allgemeinen nicht auf den Mittelwert eines Andrückkraftbereichs, der die Andrückwerte abdeckt, bei denen eine Pulswelle mit einer ausreichend großen Amplitude festgestellt wird. In dem Fall, daß die Puls-Wellen- Sensorandrückkraft von der optimalen Andrückkraft zu einem größeren oder kleineren Wert aufgrund der physischen Bewegung der Person oder anderer Umstände verschoben wird, kann das herkömmliche Gerät folglich bei der Feststellung eines Pulses mit einer hinreichend großen Amplitude versagen.
Die Schrift WO-A-88/03387 offenbart ein Puls-Wellen- Feststellmittel, wie es im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben ist.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Puls-Wellen-Meßgerät zu schaffen, das in der Lage ist, eine Pulswelle mit einer hinreichend großen Amplitude unabhängig von den Anderungen der Puls-Wellen-Andrückkraft festzustellen.
Erfindungsgemäß ist ein Puls-Wellen-Meßgerät zur Messung einer Pulswelle vorgesehen, die von einem arteriellen Gefäß einer Person erzeugt wird, mit: einem Puls-Wellen-Sensor mit einer Druckoberfläche, auf der wenigstens ein Druckfühler vorgesehen ist, wobei der Puls-Wellen-Sensor gegen ein arterielles Gefäß einer Person über eine Körperoberfläche über dem arteriellen Gefäß zu drücken ist, so daß wenigstens ein Druckfühler eine von dem arteriellen Gefäß der Person erzeugte Pulswelle feststellt;
Andrückmitteln zum Andrücken des Puls-Wellen-Sensors über die Körperoberfläche gegen das arterielle Gefäß, während die Andrückkraft in einem vorbestimmten Kraftbereich verändert wird;
Amplitudenbestimmitteln, die die Amplitude eines jeden Pulses der Pulswelle ermitteln, die von dem wenigstens einfach vorgesehenen Druckfühler festgestellt wird, während die Andrückkraft der Andrückmittel verändert wird;
Minimalwert-Bestimmitteln, die einen Minimalwert eines jeden Pulses der von dem wenigstens einfach vorgesehenen Druckfühler festgestellten Pulswelle ermitteln;
einem ersten und einem zweiten Andrückkraftbereich- Bestimmittel;
einem Optimalandrückkraftbereich-Bestimmittel zur Ermittlung eines Optimaldruckes der Andrückkraft; und mit
Mitteln zur Einstellung der Andrückmittel auf den Optimalwert der Andrückkraft und zur Erzeugung einer Pulswelle der Person durch den Puls-Wellen-Sensor, der mit der optimalen Andrückkraft gegen das arterielle Gefäß gedrückt wird, wobei das Gerät dadurch gekennzeichnet ist,
daß das erste Andrückkraftbereich-Bestimmittel auf der Grundlage der von den Amplitudenbestimmitteln ermittelten Pulsamplituden einen ersten Kraftbereich der Andrückkraft bestimmt, in dem die Änderung der Pulsamplituden kleiner als ein vorbestimmter erster Wert ist, wobei der erste Kraftbereich einen Punkt enthält, bei dem ein auf die Andrückkraft bezogener Gradient der Impulsamplituden gleich Null ist;
daß das zweite Andrückkraftbereich-Bestimmittel auf der Grundlage der von den Minimalwert-Bestimmitteln ermittelten Pulsminimalwerte einen zweiten Kraftbereich der Andrückkraft bestimmt, in dem die Änderung der Puls-Minimalwerte kleiner als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, wobei der zweite Kraftbereich einen Punkt enthält, bei dem ein auf die Andrückkraft bezogener Gradient der Puls-Minimalwerte ein Minimum hat;
daß ein Bestimmittel für den optimalen Andrückkraftbereich vorgesehen ist, um einen Überlappungsabschnitt des ersten und zweiten Bereichs als einen optimalen Kraftbereich der Andrückkraft festzulegen, falls weder der erste Kraftbereich noch der zweite Kraftbereich gleich Null ist; und dadurch,
daß das Bestimmittel den Optimalwert der Andrückkraft derart ermittelt, daß dieser Optimalwert in den optimalen Kraftbereich fällt.
In dem Puls-Wellen-Meßgerät, das in der obigen Weise aufgebaut ist, wird der optimale Kraftbereich der Puls-Wellen- Sensorandrückkraft auf der Grundlage des ersten Kraftbereichs festgelegt, in dem die Pulsamplituden generell konstant sind und der eine Andrückkraft überdeckt, bei der der Puls-Wellen-Sensor einen Puls festgestellt hat, der eine maximale Amplitude aufweist, und auf der Grundlage des zweiten Kraftbereichs, in dem die Puls-Minimalwerte generell konstant sind. Solange der Puls- Wellen-Sensor mit einer Andrückkraft angedrückt wird, die in den optimalen Kraftbereich fällt, stellt der Puls-Wellen-Sensor einen Puls fest, dessen Amplitude ausreichend hoch ist und generell konstant ist. Wenn folglich in dem Falle, bei dem der Puls-Wellen-Sensor-Andrückkraft sich aufgrund physischer Bewegung der Person oder dgl. während der Puls- Wellenfeststellung ändert, stellt das vorliegende Gerät weiterhin einen Puls mit einer ausreichend großen Amplitude fest.
Die obigen und optionale Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nach Lesen der nachstehenden detaillierten Beschreibung des vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung besser verständlich, in der:
Fig. 1 eine Ansicht ist, die die Schaltung des Puls-Wellen- Meßgerätes nach der vorliegenden Erfindung darstellt;
Fig. 2 eine Ansicht eines Puls-Wellen-Sensors des von der Seite einer Körperoberfläche einer Person gesehenen Gerätes gemäß Fig. 1 ist;
Fig. 3 ein Arbeitsablaufplan ist, nach dem das Gerät gemäß Fig. 1 arbeitet; und
Fig. 4 ein Graph ist, der eine Kurve zeigt, die eine Änderung der Pulsamplituden hinsichtlich der Puls-Wellen-Sensor- Andrückkräfte repräsentiert, und eine Kurve, die die Änderung der Puls-Minimal-Werte hinsichtlich der Puls-Wellen-Sensor- Andrückkräfte darstellt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

In Fig. 1 ist ein Puls-Wellen-Meßgerät dargestellt, das die vorliegende Erfindung verkörpert. Das Bezugszeichen 10 der Figur bedeutet ein zylindrisches Gehäuse mit einem Bodenende und einem offenen Ende. Das Gehäuse 10 ist abnehmbar an einer Körperoberfläche 12 eines Handgelenks 16 einer Person lösbar mit Hilfe eines Bandes 14 aufgesetzt, wobei das offene Ende des Gehäuses der Körperoberfläche 12 gegenübersteht. Eine Membran 18 ist gegenüber Innenflächen des Gehäuses 10 abgedichtet befestigt und arbeitet mit dem Gehäuse so zusammen, daß eine wasserdichte Kammer 22 gebildet wird. Ein Puls-Wellen-Sensor 20 zur Feststellung von Pulswellen ist an der Außenfläche der Membran 18 befestigt. Eine unter Druck stehende Fluidsversorgung 24 beliefert die Druckkammer 22 mit einem Druckfluid wie Druckluft. Ein Durckregulierventil 26 reguliert die Druckluft, die die Druckkammer 22 erhält, und stellt dabei den Luftdruck P in der Druckkammer 22 ein. Da der Luftdruck P in der Druckkammer 22 größer und kleiner wird, bläht sich die Membran 18 auf oder entspannt sich, und der Puls-Wellen-Sensor 20 wird zusammen mit der Membran 18 relativ zum Gehäuse 10 bewegt, so daß der Puls- Wellen-Sensor 20 aus dem offenen Ende des Gehäuses heraus versetzt wird und gegen die Körperoberfläche 12 mit einer Andrückkraft entsprechend dem Luftdruck P in der Druckkammer 22 gedrückt wird.
Wie in Fig. 2 dargestellt, besteht der Puls-Wellen-Sensor 20 aus einem auf diesem gebildeten Halbleiterchip, beispielsweise aus einkristalligem Silizium, einer Vielzahl von Druckfühlern 29, beispielsweise 15 Druckfühldioden, die sich in einer Reihe auf der Oberfläche 28 des Halbleiterchips befinden. Auf diese Weise dient die Chipoberfläche 28 als Druckoberfläche, an der der Puls- Wellen-Sensor 20 gegen die Körperoberfläche 12 gedrückt wird. Mit dem am Handgelenk 16 befestigten Gehäuse 10 erstreckt sich die Reihe der Druckfühler 29 in einer generell senkrechten Richtung zu einer radialen Arterie 30, die angrenzend an einen Speicherknochen des Handgelenks 16 verläuft. Mit anderen Worten, der Puls-Wellen-Sensor 20 wird gegen die radiale Arterie 30 über die Körperoberfläche 12 in der Weise gedrückt, daß die Reihe der Druckfühler 29 die radiale Arterie 30 generell senkrecht überkreuzt. In dieser Situation stellt jeder Druckfühler 29 eine oszillatorische Druckwelle fest, nämlich eine Druck-Puls-Welle (nachstehend kurz "Pulswelle" genannt), die aus der radialen Arterie 30 über die Körperoberfläche 12 übertragen wird. Die Pulswelle besteht aus aufeinanderfolgenden Pulsen, und die Pulse werden von der radialen Arterie 30 synchron mit dem Herzschlag der Person erzeugt. Jeder einzelne Druckfühler 29 setzt die festgestellte Pulswelle in ein elektrisches Signal SM um (nachstehend als "Puls-Wellen-Signal" bezeichnet) und liefert das Puls-Wellen-Signal SM an eine Steuereinrichtung 32.
Die Steuereinrichtung 32 enthält einen Mikrocomputer und liefert Steuersignale SD an das Druckregulierventil 26 entsprechend einem vorgespeicherten Programm, um so den Luftdruck P in der Druckkammer 22 im Gehäuse 10 einzustellen. Die Steuereinrichtung 32 speichert Puls-Wellen-Signale SM, die aus den Druckfühlern 29 geliefert werden, während das Druckregulierventil 26 befehligt wird, den Luftdruck P auf einem konstanten, niedrigen Wert anzuheben. Auf der Grundlage der gespeicherten Puls-Wellen-Signale SM der Steuereinheit 32 wählt die Steuereinrichtung 32 einen optimalen Druckfühler 29a aus der Vielzahl der Druckfühler 29 aus und bestimmt eine optimale Andrückkraft Pa, mit der der Puls-Wellen-Sensor 20 (Optimaldruckfühler 29a) gegen die radiale Arterie 30 zu drücken ist. Mit dem Puls-Wellen-Sensor 20, der mit der optimalen Andrückkraft Pa angedrückt wird, wird die Steuereinrichtung 32 mit einem Puls-Wellen-Signal SM aus dem Optimaldruckfühler 29 A versorgt, und liefert ein Anzeige / Aufnahme-Signal SI, das die Pulswelle repräsentiert, an eine Anzeige / Aufnahmeeinrichtung 34. Auf diese Weise zeigt die Anzeige / Aufnahmeeinrichtung 34 an und zeichnet die Impulswelle auf, die von dem Optimaldruckfühler 29A mit der optimalen Andrückkraft Pa gedrückt wird.
Anhand des Arbeitsablaufplans von Fig. 3 wird nun die Arbeitsweise des Puls-Wellen-Meßgerätes beschrieben, das in der oben beschriebenen Weise aufgebaut ist.
Nach Anlegen der Stromversorgung an das vorliegende Gerät beginnt die Steuerung der Mikrocomputers der Steuereinrichtung 32 mit Schritt S1, in dem geprüft wird, ob ein EIN / AUS-Schalter (nicht dargestellt) von einer Bedienperson betätigt worden ist, nämlich in dessen EIN-Stellung. Wenn die Beurteilung in Schritt S1 negativ ist (NEIN), wird Schritt S1 in der Erwartung einer Betätigung des EIN/AUS-Schalters wiederholt. Wenn andererseits in Schritt S1 festgestellt wird, daß der EIN / AUS-Schalter in dessen EIN-Stellung gebracht ist, nämlich wenn die Entscheidung in Schritt S1 bejahend (JA) ist, schreitet die Steuerung zu Schritt S2, bei der der Luftdruck P in der Druckkammer 22 auf einen konstanten niedrigen Wert angehoben wird, und zwar langsam angehoben wird. Nach Schritt S2 folgt Schritt S3, in dem auf der Grundlage des Puls-Wellen-Signals SM geprüft wird, ob in diesem langsamen Druckerhöhungsvorgang die Druckfühler 29 eine Länge einer Pulswelle entsprechend der eines Herzschlags der Person festgestellt haben, nämlich einen Puls. Wenn die Entscheidung in Schritt S3 negativ ist, wird Schritt S3 wiederholt. Wenn zwischenzeitlich die Beurteilung in Schritt S3 bejahend ist, wenn nämlich die Druckfühler 29 einen Puls der Pulswelle festgestellt haben, speichert die Steuereinrichtung 32 Puls-Wellen-Signale SM entsprechend dem Puls zusammen mit den zugehörigen Werten des Luftdrucks P in der Druckkammer 22. Nachfolgend schreitet die Steuerung zu Schritt S3, in dem geprüft wird, ob der Luftdruck P einen vorbestimmten Druckpegel P&sub1; überschritten hat, zum Beispiel etwa 200 mmHg. Wenn die Beurteilung in Schritt S4 negativ ist, wenn nämlich der Luftdruck P den Pegel P&sub1; nicht erreicht hat, werden die Schritte S3 und S4 wiederholt, so daß die Steuereinrichtung 32 die Puls-Wellen-Signale SM entsprechend einer Vielzahl von Pulsen der Pulswelle speichert. Wenn andererseits die Beurteilung in Schritt S4 bejahend ist, schreitet die Steuerung zu Schritt S5, in dem die Druckluft in der Druckkammer 22 abgelassen wird, um den Luftdruck P auf den atmosphärischen Druck herunter zu bringen.
Nach Schritt S5 folgt Schritt S6, in dem die Steuereinrichtung 32 ein allgemein bekanntes Mittelwertfilter verwendet, eine statistische Methode, um die gespeicherten Puls- Wellensignale SM unter Berücksichtigung von beispielsweise den fünf aufeinanderfolgenden Pulsen des Signals SM zu speichern, um so dessen artifakte Störungen zu beseitigen, d. h., die Signale SM zu begradigen. Nach Schritt S6 folgt Schritt S7, in dem die Steuereinrichtung 32 einen maximalen und einen minimalen Wert eines jeden Pulses hinsichtlich jeden gefilterten Signals SM bestimmt. Nach Schritt S7 folgt Schritt S8, in dem die Steuereinrichtung 32 eine Amplitude eines jeden Pulses auf der Grundlage des Maximal-und Minimalwertes der in Schritt S7 bestimmten festlegt. Auf diese Weise arbeiten im vorliegenden Ausführungsbeispiel Schritt S7 und ein Abschnitt der Steuereinrichtung 32 zur Ausführung von Schritt S7 miteinander zusammen, um als Mittel zur Festlegung eines Minimalwertes eines jeden Pulses der Pulswelle zu dienen, die mit dem Puls- Wellensensor festgestellt wird, während Schritt S8 und ein Abschnitt der Steuereinrichtung 32 zur Ausführung von Schritt S8 miteinander zusammenarbeiten, um als Mittel zur Bestimmung einer Amplitude eines jeden Pulses der Pulswelle zu dienen, die von dem Puls-Wellen-Sensor festgestellt wird.
Danach schreitet die Steuerung zu Schritt S9, in dem die Steuereinrichtung 32 eine Maximalamplitude hinsichtlich eines jeden Pulses der Puls-Wellen-Signale SM bestimmt, nämlich zu einem jeden der Druckfühler 29. Die Maximalamplitude ist die größte Amplitude aller Amplituden des von einem jeden Druckfühler 29 festgestellten Pulses. Nach Schritt S9 folgt Schritt S10, in dem die Steuereinrichtung 32 ein en Optimaldruckfühler 29 A unter den Druckfühlern 29 auswählt, dessen Maximalamplitude die größte aller der Maximalamplituden der Druckfühler 29 ist. Nach Schritt S10 folgt Schritt S11, in dem festgestellt wird, ob einer der beiden Druckfühler, die an gegenüberliegenden Enden der Zeile der Druckfühler 29 angeordnet sind, als eines der Optimaldruckfühler 29 A ausgewählt worden sind. Wenn die Prüfung in Schritt S10 negativ ist, schreitet die Steuerung zu Schritt S13. Wenn andererseits die Prüfung bejahend ist, schreitet die Steuerung zu Schritt S12, in dem die Steuereinrichtung 32 das Druckelement ausrangiert, das als das Optimaldruckfühler 29A in Schritt S11 ausgewählt wurde, und wählt erneut als Optimaldruckfühler 29A einen anderen Druckfühler, dessen Maximalamplitude die größte nach der Maximalamplitude des ausrangierten Druckfühlers ist. Dem Schritt S12 folgt der Schritt S13.
In Schritt S13 verwendet die Steuereinrichtung 32 die Amplituden der von dem Optimaldruckfühler 29A festgestellten Pulse in dem zuvor beschriebenen langsamen Druckerhöhungsvorgang, und die zugehörigen Werte des Luftdrucks P in der Druckkammer 22 (entsprechend den Druckkräften, mit denen der Puls-Wellen- Sensor 20 gegen die radiale Arterie 30 gedrückt wird), um einen ersten Kraftbereich festzulegen, in dem die Pulsamplituden generell konstant sind. Der erste Kraftbereich schließt einen Punkt ein, bei dem die Änderungsrate der Pulsamplituden hinsichtlich der Luftdruckwerte P (entsprechend den Puls-Wellen- Fühlerkräften) Null ist. Dieser Punkt entspricht einer Druckkraft, bei der der Optimal-Puls-Wellen-Sensor 29A den Puls feststellt, der die Maximalamplitude aufweist. Der erste Kraftbereich wird derart bestimmt, daß die Differenz zwischen der Maximalpulsamplitude und einer jeden der anderen Pulsamplituden kleiner als ein beträchtlich kleiner Wert entsprechend beispielsweise 7 mmHg in Druckeinheiten. Der erste Kraftbereich ist mit Pp im Graphen von Fig. 4 bezeichnet, worin die Pulsamplituden durch eine Kurvenlinie A zum besseren Verständnis dargestellt sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel arbeiten Schritt S13 und ein Abschnitt der Steuereinrichtung 32 zur Ausführung des Schrittes S13 miteinander zusammen, um als Mittel zur Bestimmung des ersten Kraftbereichs der Puls-Wellen-Sensor- Andrückkraft zu dienen.
Dem Schritt S13 folgt Schritt S14, in dem beurteilt wird, ob ein Wert ΔPp, der durch Abziehen einer unteren Grenze Ppmin des ersten Kraftbereichs Pp von einer oberen Grenze desselben gewonnen wird, nicht Null ist, d. h., ob der erste Kraftbereich Pp irgendeine Länge aufweist, oder entlang der Achse der Abszisse des Graphen von Fig. 4 existiert. Wenn die Beurteilung in Schritt S14 negativ ist (NEIN), d. h., wenn der erste Kraftbereich Pp Null ist, das bedeutet, daß eine Position des Puls-Wellen- Sensors 20 auf der Körperoberfläche 12 in Hinsicht auf die radiale Arterie 13 nicht funktioniert, und die Steuerung geht zu Schritt S15, in dem die Steuereinrichtung 32 der Anzeige / Aufnahmeeinrichtung 34 befiehlt, eine vorbestimmte Anzeige anzuzeigen, die die Bedienperson über diese Situation informiert. Nach Schritt S15 folgt Schritt S16, in dem die Steuereinrichtung den EIN / AUS-Schalter veranlaßt, in die AUS-Stellung zu gehen, wodurch das vorliegende Gerät abgeschaltet wird, und dann kehrt die Steuerung zu Schritt S1 zuruck. Da jedoch der EIN/AUS- Schalter auf der AUS-Stellung steht, ist in Schritt S1 die Beurteilung negativ, und Schritt S1 wird in Erwartung einer anderen Operation des EIN/AUS-Schalters wiederholt.
Wenn andererseits die Beurteilung in Schritt S14 bejahend ist (JA), d. h., wenn der erste Kraftbereich Pp nicht Null ist, geht die Steuerung zu Schritt S17, in dem die Steuereinrichtung 32 die Maximalwerte der festgestellten Impulse von dem Optimaldruckfühler 20A verwendet werden, und die zugehörigen Luftdruckwerte P, um einen zweiten Kraftbereich zu bestimmen, in dem die Pulsminimalwerte generell konstant sind. Der zweite Kraftbereich enthält einen Punkt, bei dem die Änderungsrate der Puls-Minimalwerte hinsichtlich der Luftdruckwerte P minimal sind. Der zweite Kraftbereich ist derartig bestimmt, daß die Differenz zwischen einem ausgewählten Wert aus den Pulsminimalwerten und ein jeder der anderen Pulsminimalwerten kleiner als ein beachtlich kleiner Wert ist, der beispielsweise 7 mmHg in Einheiten des Drucks entspricht. Der zweite Kraftbereich ist bei Pd im Graphen von Fig. 4 gezeigt, in dem die Puls- Minimal-Werte durch eine Kurvenlinie B zum besseren Verständnis dargestellt sind. In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel arbeiten Schritt S17 und ein Abschnitt der Steuereinrichtung 32 zur Austührung des Schrittes S17 miteinander zusammen, um als Mittel zur Bestimmung des zweiten Kraftbereichs der Puls-Wellen- Sensor-Kraftstärke zu bestimmen.
Nach Schritt S17 ist folgt Schritt S18, in dem beurteilt wird, ob ein Wert ΔPd, der durch Abziehen einer unteren Grenze Pdmin des zweiten Kraftbereichs Pd von einer oberen Grenze desselbigen nicht Null ist, d. h., ob der zweite Kraftbereich Pd irgendeine Länge entlang der Achse der Abszisse des Graphen von Fig. 4 aufweist oder existiert. Wenn die Beurteilung in Schritt S17 bejahend ist (JA), d. h., wenn der zweite Kraftbereich Pd nicht Null ist, schreitet die Steuerung zu Schritt S19, indem die Steuereinrichtung 32 einen überlappenden Abschnitt Pc der ersten und zweiten Kraftbereiche Pp und Pd als einen optimalen Kraftbereich bestimmt. Nach Schritt S19 folgt Schritt S20, in dem beurteilt wird, ob ein Wert ΔPc, der durch Abziehen einer unteren Grenze Pcmin des optimalen Kraftbereichs Pc von einer oberen Grenze desselben größer ist als beispielsweise 100 mmHg. Wenn die Beurteilung in Schritt S20 negativ ist, d. h., wenn der Wert ΔPc nicht größer als 100 mmHg ist, geht die Steuerung zu Schritt S21, in dem die Steuereinrichtung 32 einen optimalen Luftdruck Pa bestimmt, der einem Optimum entspricht, wobei die Puls-Wellen- Sensor-Andrückkraft der folgenden Gleichung entspricht: Pa = Pcmin + ΔPc/2. Wenn andererseits die Beurteilung in Schritt S20 zustimmen ist, d. h., wenn der Wert ΔPc größer als 100 mmHg ist, geht die Steuerung zu Schritt S22, in dem die Steuereinrichtung 32 die optimale Andrückkraft Pa entsprechend dem folgenden Ausdruck bestimmt: Pa = Pcmin + 50 mmHg.
Wenn unterdessen die Beurteilungin Schritt S18 negativ ist, d. h., wenn der zweite Kraftbereich Pd Null ist, bestimmt die Steuereinrichtung 32 den ersten Kraftbereich Pp als den optimalen Kraftbereich, und die Steuerung geht zu Schritt S23, in dem beurteilt wird, ob ein Wert ΔPp, der durch Abziehen einer unteren Grenze Ppmin des ersten Kraftbereichs Pp (optimaler Kraftbereich) von einer oberen Grenze desselben gewonnen wird, größer ist als beispielsweise 100 mmHg. Wenn die Beurteilung in Schritt S23 negativ ist, d. h., wenn der Wert ΔPc nicht größer als 100 mmHg ist, geht die Steuerung zu Schritt S24, in dem die Steuereinrichtung 32 den optimalen Luftdruck Pa nach der folgenden Gleichung bestimmt: Pa = Ppmin + ΔPp/2. Wenn andererseits die Beurteilung in Schritt S23 bejahend ist, d. h., wenn der Wert ΔPp größer als 100 mmHg ist, geht die Steuerung zu Schritt S25, in dem die Steuereinrichtung den optimalen Luftdruck Pa entsprechend der folgenden Gleichung bestimmt: Pa = Ppmin + 50 mmHg.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel arbeiten die Schritte S18 bis S25 und ein Abschnitt der Steuereinrichtung 32 zur Ausführung der Schritte S18 bis S25 miteinander zusammen, um als Mittel zur Bestimmung eines optimalen Bereichs der Puls-Wellen- Sensor-Andrückkraft auf der Grundlage der ersten und zweiten Kraftbereiche zu dienen, und um einen optimalen Wert für die Andrückkraft in der Weise festzulegen, daß der Optimalwert in den optimalen Kraftbereich fällt.
Nach der Bestimmung des optimalen Luftdruckes Pa (optimaler Wert der Puls-Wellen-Sensor-Andrückkraft) in Schritt S21, S22 S24 oder S25, geht die Steuerung zu Schritt S26, in dem die Steuereinrichtung 32 das Druckregulierventil 26 steuert, um den Luftdruck P in der Druckkammer 22 auf den optimalen Luftdruck Pa zu bringen und den Luftdruck Pa beizubehalten. Als Ergebnis wird der Puls-Wellen-Sensor gegen die radiale Arterie 30 mit einer optimalen Andrückkraft entsprechend dem optimalen Luftdruck Pa angedrückt. Mit dem Puls-Wellen-Sensor 20, der mit der optimalen Andrückkraft (Pa) angedrückt wird, erzeugt das vorliegende Gerät eine Pulswelle einer Person durch den Optimaldruckfühler 29 A, und befielt der Anzeige / Aufnahmeeinrichtung 34, die auf diese Weise gewonnene Pulswelle anzuzeigen und aufzuzeichnen. Die Steuereinrichtung 32 kann so ausgelegt sein, daß der Blutdruck einer Person auf Grundlage der auf diese Weise gewonnenen Impulswelle bestimmt wird und der Anzeige / Aufnahmeeinrichtung 34 befohlen wird, den solchermaßen bestimmten Blutdruck anzuzeigen und aufzuzeichnen.
Als Ergebnis der vorstehenden Beschreibungen verwendet das vorliegende Impuls-Wellen-Meßgerät eine Impulswelle (deren Pulse), die von dem Optimaldruckfühler 29A als Pulswellen- Sensorandrückkraft zur Bestimmung des ersten Kraftbereichs Pp auf einen konstanten niedrigen Wert angehoben ist, in dem die Impulsamplituden generell konstant sind und der eine Andrückkraft einschließt, bei der das Optimaldruckfühler 29A den Impuls mit der maximalen Amplitude festgestellt hat. Darüber hinaus bestimmt das vorliegende Gerät den zweiten Kraftbereich Pd, in dem die Pulsminimalwerte generell konstant sind. In Schritt S19 des Arbeitsablaufplans von Fig. 3 wird der Überlappungsabschnitt Pc des ersten und zweiten Kraftbereichs Pp und Pd als optimaler Kraftbereich bestimmt. Solange der Puls-Wellen-Sensor 20 mit einer Andrückkraft angedrückt wird, die in dem optimalen Kraftbereich liegt, stellt der Puls-Wellen-Sensor 20 einen Puls fest, der eine ausreichend große Amplitude aufweist. In Schritt S21 wird der Mittelwert des Überlappungsabschnittes Pc als optimale Puls-Wellen-Sensorandrückkraft Pa bestimmt. Folglich fällt die optimale Andrückkraft Pa zwischen den Mittelwert des ersten Kraftbereichs Pp und den Mittelwert des zweiten Kraftbereichs Pd. Selbst wenn die Puls-Wellen-Sensor- Andrückkraft aufgrund von physischer Bewegung der Person oder dgl. während der Feststellung der Pulswelle verändert wird, fährt das vorliegende Gerät in dieser Weise fort, die Impulswelle festzustellen, die eine hinreichend große Amplitude aufweist.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in Schritt S20 beurteilt, ob eine Differenz ΔPc zwischen einer oberen und einer unteren Grenze des Überlappungsabschnitts Pc größer als 100 mmHg ist, und wenn die Beurteilung in Schritt S20 bejahend ist, wird ein Wert, der durch Addition von 50 mmHg zur unteren Grenze Pcmin als optimale Andrückkraft Pa verwendet. Diese optimale Andrückkraft Pa ist kleiner als der Mittelwert des Überlappungsabschnitts Pc. Im Falle, daß der Überlappungsabschnitt Pc eine beachtliche Breite aufweist, bestimmt das vorliegende Gerät auf diese Weise die optimale Andrückkraft Pa bei einem relativ niedrigen Wert und verringert dadurch die die durch das Andrücken des Puls-Wellen-Sensors 20 bedingte Unannehmlichkeit für die Person,.
Obwohl in dem Graphen von Fig. 4 der zweite Kraftbereich Pd einen oberen Abschnitt des ersten Kraftbereichs Pp überlappt, kann der zweite Kraftbereich Pd einen unteren Abschnitt des ersten Kraftbereichs Pp überdecken. Im letzteren Falle wird die optimale Andrückkraft Pa bei einem Wert bestimmt, der kleiner als eine Andrückkraft ist, mit der der Optimaldruckfühler 29 A die maximale Pulsamplitude festgestellt hat. Auf diese Weise verwendet das vorliegende Gerät die optimale Andrückkraft Pa, die kleiner als die optimale Andrückkraft ist, die normalerweise in herkömmlichen Geräten angewandt wird, bei denen die Andrückkraft zur Zeit der Feststellung der maximalen Pulsamplitude als optimale Andrückkraft benutzt wird.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird in Schritt S18 beurteilt, ob der zweite Kraftbereich Pd nicht Null ist. Dieses geschieht, weil es Fälle gibt, bei denen der zweite Kraftbereich Pd Null ist, nämlich die von dem Optimaldruckfühler 29A festgestellten Minimalwerte, die keinen Bereich haben, in dem Differenzen zwischen den Puls-Minimalwerten kleiner sind als ein vorbestimmter äußerst kleiner Wert. In solchen Fällen wird der erste Kraftbereich Pp als optimaler Kraftbereich bestimmt, und die optimale Andrückkraft Pa wird nur auf der Grundlage des ersten Kraftbereichs Pp bestimmt. Im Falle, daß der erste Kraftbereich Pp nicht Null ist, versäumt das Gerät auf diese Weise nicht, eine Pulswelle festzustellen, selbst wenn der zweite Kraftbereich Pd Null ist.
Darüber hinaus wird in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in Schritt S14 beurteilt, ob der erste Kraftbereich Pp nicht Null ist, und wenn die Beurteilung negativ ist (NEIN), nämlich wenn der erste Kraftbereich Pp Null ist, informiert die Anzeige in Schritt S15, daß die Stelle, an der der Puls-Wellen-Sensor 20 hinsichtlich der radialen Arterie 13 angedrückt wird, ungeeignet ist, was auf der Anzeige / Wiedergabeeinrichtung 34 angezeigt wird; und in Schritt S16 wird der EIN / AUS-Schalter (nicht dargestellt) in die AUS-Stellung gebracht, um das Gerät abzuschalten. Auf diese Weise beurteilt das Gerät in einfacher Art, ob der Puls-Wellen-Sensor 20 in passender Weise auf der Körperoberfläche hinsichtlich der radialen Arterie 30 positioniert ist. Mit anderen Worten, das vorliegende Gerät vermeidet, daß der Puls-Wellen-Sensor auf der Körperoberfläche an unpassenden Stellen angebracht wird, wo die Amplitude von Pulswellen, die von dem Puls-Wellen-Sensor 20 festgestellt werden, aufgrund der relativ kleinen Änderung in der Puls- Wellen-Sensor-Andrückkraft relativ starken Anderungen unterworfen sind.
Da im vorliegenden Ausführungsbeispiel die von dem Puls- Wellen-Sensor 20 (Druckfühler 29) festgestellten Impulse einer Mittelwert-Filterbehandlung unterzogen werden, wird der erste und der zweite Kraftbereich Pp und Pd mit hoher Genauigkeit bestimmt, und in gleicher Weise wird die optimale Andrückkraft Pa zuverlässig bestimmt.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand des vorliegenden bevorzugten Ausführungsbeispiels beschrieben worden ist, versteht es sich, daß die vorliegende Erfindung keineswegs auf die besonderen Einzelheiten dieses Ausführungsbeispiels beschränkt ist, sondern auch anders ausgeführt werden kann.
Im Falle, daß beispielsweise in Schritt S20 des Arbeitsablaufplans von Fig. 3 beurteilt wird, daß beispielsweise der Wert ΔPc größer als 100 mmHg ist, ist es möglich, in einem zusätzlichen Schritt zu beurteilen, ob der Wert ΔPc größer als ein anderer vorherbestimmter Wert ist, der größer als 100 rnmHg ist, und man bestimmt die optimale Andrückkraft Pa in jedem einzelnen der jeweiligen Wege gemäß der positiven oder negativen Beurteilung in dem zusätzlichen Schritt. In alternativer Weise können die Schritte S20 und S22 fortgelassen werden; es kann nämlich der Mittelwert des Überlappungsabschnitts Pc als optimale Andrückkraft Pa bestimmt werden, unabhängig von dem Wert ΔPc.
Obwohl in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel in Schritt S22 oder S25 die optimale Andrückkraft Pa durch Hinzuaddieren 50 mmHg bestimmt wird, ist es doch möglich, einen zweiten Wert von 100 mmHg zum Minimalwert Pcmin bzw. Ppmin des Überlappungsabschnitts Pc oder des ersten Kraftbereichs Pb hinzuzuaddieren, dessen Wert größer oder kleiner als 50 mmHg gegenüber dem Minimalwert Pcmin oder Ppmin ist.
Des weiteren können im Falle, daß der zweite Kraftbereich Pd Null ist, zusätzliche Schritte, genauso wie die Schritte S15 und S16, ausgeführt werden, die für den Fall vorgesehen werden, wenn der erste Kraftbereich Pp Null ist.
Obwohl in dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel die optimale Andrückkraft Pa auf der Grundlage der Puls-Wellen- Signale SM bestimmt wird, die als Luftdruck P in der Druckkammer 22 ansteigend erzeugt werden, ist es auch möglich, Puls-Wellen- signale SM zu verwenden, die als abfallender Luftdruck P erzeugt werden, um die optimale Andrückkraft Pa zu bestimmen.
Die Vielzahl der Druckfühler 29 kann ersetzt werden durch einen einzelnen Druckfühler. Darüber hinaus können die individuellen Druckfühler 29 durch verschiedene Elemente gebildet werden, die andere als Dioden oder druckempfindliche Halbleiterelemente sind.
Während in dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Puls- Wellen-Sensor so ausgelegt ist, daß er gegen die radiale Arterie 30 drückt, ist es möglich, einen Puls-Wellen-Sensor zu verwenden, der zum Andruck an ein sich sich von der radialen Arterie 30 unterscheides arterielles Gefäß gedacht ist, wie eine dorsale Fußarterie.

Claims

1. Puls-Wellen-Meßgerät zur Messung einer Pulswelle, die von einem arteriellen Gefäß einer Person erzeugt wird, mit: einem Puls-Wellen-Sensor (20) mit einer Druckoberfläche (28), auf der wenigstens ein Druckfühler (29) vorgesehen ist, wobei der Puls-Wellen-Sensor gegen ein arterielles Gefäß (30) einer Person (16) über eine Körperoberfläche (12) über dem arteriellen Gefäß zu drücken ist, so daß wenigstens ein Druckfühler eine von dem arteriellen Gefäß der Person erzeugte Pulswelle feststellt;

Andrückmitteln (10, 18, 22 bis 26, 32) zum Andrücken des Puls-Wellen-Sensors über die Körperoberfläche gegen das arterielle Gefäß, während die Andrückkraft in einem vorbestimmten Kraftbereich verändert wird;

Amplitudenbestimmitteln (32, S8), die die Amplitude eines jeden Pulses der Pulswelle ermitteln, die von dem wenigstens einfach vorgesehenen Druckfühler festgestellt wird, während die Andrückkraft der Andrückmittel verändert wird;

Minimalwert-Bestimmitteln (32, S7), die einen Minimalwert eines jeden Pulses der von dem wenigstens einfach vorgesehenen Druckfühler festgestellten Pulswelle ermitteln;

einem ersten und einem zweiten Andrückkraftbereich- Bestimmittel (32, S13, S17);

einem Optimalandrückkraftbereich-Bestimmittel (32, S20 bis S25) zur Ermittlung eines Optimaldruckes der Andrückkraft; und mit

Mitteln (32, S26) zur Einstellung der Andrückmittel auf den Optimalwert der Andrückkraft und zur Erzeugung einer Pulswelle der Person durch den Puls-Wellen-Sensor, der mit der optimalen Andrückkraft gegen das arterielle Gefäß gedrückt wird,

dadurch gekennzeichnet,

daß das erste Andrückkraftbereich-Bestimmittel (32, S9 bis S13) auf der Grundlage der von den Amplitudenbestimmitteln ermittelten Pulsamplituden einen ersten Kraftbereich (Pp) der Andrückkraft bestimmt, in dem die Änderung der Pulsamplituden kleiner als ein vorbestimmter erster Wert ist, wobei der erste Kraftbereich einen Punkt enthält, bei dem ein auf die Andrückkraft bezogener Gradient der Impulsamplituden gleich Null ist;

daß das zweite Andrückkraftbereich-Bestimmittel (32, S17) auf der Grundlage der von den Minimalwert-Bestimmitteln ermittelten Pulsminimalwerte einen zweiten Kraftbereich (Pd) der Andrückkraft bestimmt, in dem die Änderung der Puls-Minimalwerte kleiner als ein zweiter vorbestimmter Wert ist, wobei der zweite Kraftbereich einen Punkt enthält, bei dem ein auf die Andrückkraft bezogener Gradient der Puls-Minimalwerte ein Minimum hat;

daß ein Bestimmittel (32, S18, S19) für den optimalen Andrückkraftbereich vorgesehen ist, um einen Überlappungsabschnitt (Pc) des ersten und zweiten Bereichs als einen optimalen Kraftbereich (Pc, Pp) der Andrückkraft festzulegen, falls weder der erste Kraftbereich (Pp) noch der zweite Kraftbereich (Pd) gleich Null ist; und dadurch,

daß das Bestimmittel (32, S20 bis S25) den Optimalwert (Pa) der Andrückkraft derart ermittelt, daß dieser Optimalwert in den optimalen Kraftbereich fällt.

2. Gerät nach Anspruch 1, bei dem unter der Voraussetzung, daß ein durch Subtraktion der unteren Grenze Pcmin des Überlappungsabschnitts (Pc) von dessen oberer Grenze gewonnener Wert ΔPc kleiner als ein erster vorbestimmter Wert S ist, wobei das Optimalandrückkraft-Bestimmittel (32, S18 bis S25) die optimale Andrückkraft Pa gemäß der Gleichung Pa = Pcmin + ΔPc/2 ermittelt und im Falle, daß der Wert ΔPc nicht kleiner als der erste vorbestimmte Wert S ist, das Optimalandrückkraft- Bestimmittel den Optimalwert der Andrückkraft Pa nach der Gleichung Pa = Pcmin + S / 2 bestimmt.

3. Gerät nach einem der vorstehenden Anspruche, bei dem das Optimalandrückkraft-Bestimmittel (32, S18 bis S25) den ersten Kraftbereich als optimalen Kraftbereich festlegt, falls der erste Kraftbereich (Pp) nicht Null und der zweite Kraftbereich (Pd) Null ist.

4. Gerät-nach Anspruch 3, dessen Optimalandrückkraft- Bestimmittel (32, S18 bis S25) den Optimalwert Pa der Andrückkraft entsprechend der Gleichung Pa = Ppmin + ΔPp / 2 bestimmt, falls ein durch Subtraktion der unteren Grenze Ppmin des ersten Kraftbereichs von deren oberer Grenze gewonnener Wert ΔPp kleiner als ein zweiter vorbestimmter Wert T ist, und wenn der Wert ΔPp nicht kleiner als der zweite vorbestimmte Wert T ist, erfolgt die Optimalkraftbestimmung der optimalen Andrückkraft Pa nach der Gleichung Pa = Ppmin + T/2.

5. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit:

Mitteln (32, S14 bis S16), die im Falle, daß der erste Kraftbereich (Pp) Null ist, einerseits eine Bedienperson darüber informieren, daß eine Position des Puls-Wellen-Sensors (20) auf der Körperoberfläche (12) in Hinsicht auf das arterielle Gefäß (30) ungeeignet ist, und die andrerseits die Abschaltung des Puls-Wellen-Meßgerätes bewirken.

6. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dessen Andrückmittel ausgestattet sind mit:

einem Gehäuse (10);

einer Membran (18), die zur den Innenflächen des Gehäuses sicher abgedichtet ist, wobei die Membran zusammen mit dem Gehäuse eine abgedichtete Druckkammer (22) bildet, wobei der Puls-Wellen-Sensor (20) an der Außenfläche der Membran befestigt ist, so daß der Puls-Wellen-Sensor gemeinsam mit der Membran relativ zum Gehäuse beweglich ist;

Versorgungsmitteln (24) zur Beschickung der Druckkammer mit einem Druckfluid, das den Puls-Wellen-Sensor gegen das arterielle Gefäß (30) über die Körperoberfläche (12) drückt; und mit

Druckreguliermitteln (26), die das die Druckkammer beschickende Druckfluid regulieren, wodurch ein Fluiddruck in der Kammer eingestellt wird,

wobei die die Andrückkraft der den Puls-Wellen-Sensor gegen das arterielle Gefäß drückenden Andrückkraftmittel entsprechend dem Fluiddruck in der Druckkammer von den Druckreguliermitteln variiert wird.

7. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dessen Puls- Wellen-Sensor (20) zusammengesetzt ist aus:

einem Halbleiterchip (28) aus einkristalligem Silizium; und einer Vielzahl von Druckfühldioden (29), die in einer Reihe auf einer Oberfläche (28) des Halbleiterchips vorgesehen sind, wobei eine Oberfläche des Halbleiterchips als Druckoberfläche des Puls-Wellen-Sensors dient, wobei jede einzelne der Vielzahl von Druckfühldioden eine Pulswelle feststellt, die von dem arteriellen Gefäß (30) erzeugt wird.

8. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dessen wenigstens einfach vorhandener Druckfühler eine Vielzahl von Druckfühlern (29) enthält und (a) dessen Amplitudenbestimmittel (32, S8) eine Amplitude eines jeden Pulses der Pulswelle bestimmt, die von jeder einzelnen der Vielzahl von Druckfühlern festgestellt wird, während die Andrückkraft der Andrückmittel (10, 18, 22 bis 26) verändert wird, (b) dessen erstes Andrückkraftbereich-Bestimmittel (32, S9 -S13) als Optimaldruckfühler (29A) einen aus der Vielzahl von Druckfühlern aussucht, der einen Puls feststellt, desssen Amplitude die größte der von der Vielzahl der Druckfühler festgestellten Amlituden ist, und das den ersten Kraftbereich (Pp) auf der Grundlage der Amplituden der von dem Optimaldruckfühler festgestellten Amplituden festlegt, (c) dessen Minimalwert-Bestimmittel (32, S7) einen Minimalwert von einem jeden der von den Optimaldruckfühlern festgestellten Pulsen ermittelt, und (d) dessen zweites Kraftbereich-Bestimmittel (32, S17) ermittelt den zweiten Kraftbereich (Pd) auf der Grundlage der von den Minimalwert-Bestimmitteln festgestellten Pulsminimalwerte.

9. Gerät nach Anspruch 8, dessen Vielzahl von Druckfühlern wenigstens drei Druckfühler (29) in einer Reihe auf der Druckoberfläche (28) des Puls-Wellen-Sensors (20) umfasst, wobei das Gerät des weiteren aussgestattet ist mit:

Mitteln (S14 bis S16), die im Falle, daß das erste Andrückkraftbereich-Bestimmittel (32, S9 bis S13) als Optimaldruckfühler einen von zwei Druckfühlern aussucht, die sich jeweils an gegenüberliegenden Enden der Reihe befinden, die von dem ersten Andrückkraftbereich-Bestiinmittel ausgesuchten Druckfühler ausrangieren und als den Optimaldruckfühler (29A) ein anderes Druckelement neu aussuchen, das Pulse festgestellt hat, deren Amlitude die größte der Amplituden der von den wenigstens drei Druckfühlern außer dem ausrangierten Druckfühler ist.

10. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, das des weiteren aussgestattet ist mit:

Mitteln (34) zur Anzeige und zur Aufzeichnung der durch den mit der optimalen Andruckkraft angedrückten Puls-Wellen-Sensor (20) festgestellten Pulswelle.

11. Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, das des weiteren aussgestattet ist mit:

Mitteln (32) zur Feststellung des Blutdrucks einer Person auf der Grundlage der durch den mit der optimalen Andruckkraft angedrückten Puls-Wellen-Sensor (20) festgestellten Pulswelle.