DE69226362T2

DE69226362T2 - Elektronischer blutdruckmesser und verfahren zur überwachung der funktion

Info

Publication number: DE69226362T2
Application number: DE69226362T
Authority: DE
Inventors: Masashi Omron Inst. Of Life Science Inc. Shimogyo-Ku Kyoto-Shi Kyoto 600 Fukura; Yoshinori Omron Inst. Life Scienceinc. Shimogyo-Ku Kyoto-Shi Kyoto 600 Miyawaki; Teruya Omron Inst. Of Life Scienceinc. Shimogyo-Ku Kyoto-Shi Kyoto 600 Nishina; Osamu Omron Inst. Life Science Inc Shimogyo-Ku Kyoto-Shi Kyoto 600 Shirasaki
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 1991-05-01
Filing date: 1992-04-30
Publication date: 1999-04-29
Anticipated expiration: 2012-05-01
Also published as: DE69226362D1; EP0585460A4; EP0585460A1; AU1687192A; EP0585460B1; WO1992019171A1

Description

Technisches Gebiet

Diese Erfindung bezieht sich auf ein oszillometrisches elektronisches Blutdruckmeßgerät und ein Verfahren zur Steuerung seines Arbeitens.

Stand der Technik

Bei einem oszillometrischen elektronischen Blutdruckmeßgerät wird der Druck in einer Manschette (einer Armbinde, einem Gummisack oder einer eigentlichen Manschette) zum Aufbringen von Druck auf einen Teil eines Lebewesens (die Manschette wird im allgemeinen um einen Oberarm des menschlichen Körpers gelegt) auf einen Druck oberhalb des maximalen Blutdrucks (systolischer Druck SP) angehoben, wonach die Manschette allmählich drucklos gemacht wird. Während des Drucklosmachungsvorgangs wird eine Druckschwankung, die in einer Form dem Manschettendruck überlagert synchron mit dem Herzschlag erscheint, als Pulswelle aufgefangen. Die Blutdruckwerte (der Maximal- und der Minimaldruck) werden durch Beobachtung einer Änderung der Amplitude der Pulswelle bestimmt.
Fig. 8 veranschaulicht eine Änderung des Manschettendrucks und eine Änderung der Amplitude der Pulswelle mit der Zeit in einem Blutdruckmeßvorgang. Die mit dem Herzschlag synchrone Druckschwankung ist zwar dem Manschettendruck, wie oben erwähnt, überlagert, der Graph des Manschettendrucks der Fig. 8 ist jedoch ohne Wiedergabe dieser Druckschwankung gezeichnet. Der Graph der Amplitude der Pulswelle ist eine auf der Zeitachse genommene Einhüllende der Wellenform dieser Druckschwankung.
Nachdem der Manschettendruck über den systolischen Druck (maximalen Blutdruck) angehoben worden ist, wird die Manschette allmählich drucklos gemacht. Sobald die Manschette unter den diastolischen Druck (minimalen Blutdruck) fällt, wird die Manschette rasch drucklos gemacht (d.h., die Luft wird mit hoher Geschwindigkeit abgelassen). Die Amplitude der Pulswelle ist klein, wenn der Manschettendruck höher als der systolische Druck (maximale Blutdruck) ist, nimmt zu, wenn der Druck in der Manschette abgelassen wird, und erreicht ihren Maximalwert, etwas bevor der Manschettendruck gleich dem diastolischen Druck (minimalen Blutdruck) wird (der Manschettendruck zu dieser Zeit ist ungefähr gleich dem mittleren Blutdruck). Wenn der Manschettendruck weiter abgesenkt wird, nimmt die Amplitude der Pulswelle ebenfalls ab. In dem Graph der Einhüllenden der Pulswellenamplitude stellt S eine Stelle dar, die dem systolischen Druck entspricht, D eine Stelle, die dem diastolischen Druck entspricht, und P den Punkt, an dem die Pulswelle ihren Scheitelwert hat.
Bei der oszillometrischen Methode werden der systolische und der diastolische Druck aufgefunden, indem der Scheitelpunkt P dazu verwendet wird, den S- und den D-Punkt, die dem systolischen Druck bzw. dem diastolischen Druck entsprechen, auf der Einhüllenden der Pulswellenamplitude zu bestimmen. Im einzelnen werden der S- und der D-Punkt als Punkte bestimmt, an welchen die Amplitude der Pulswelle ein bestimmter Prozentsatz des Maximalwerts (des P-Punkts) ist. Beispielsweise wird der S-Punkt als Punkt entschieden, an dem die Amplitude der Pulswelle 50% des maximalen Amplitudenwerts ist, und der D-Punkt als der Punkt, an dem die Amplitude der Pulswelle 70% des maximalen Amplitudenwerts ist.
Da der Manschettendruck zunächst auf einen bestimmten Druckwert angehoben und dann allmählich reduziert wird, geht die Amplitude der Pulswelle in der erwähnten Reihenfolge durch den S-Punkt, P-Punkt und D-Punkt. Gemäß der oben beschriebenen Methode der Bestimmung des S-Punkts, kann der S- Punkt erst abgefühlt werden, wenn der P-Punkt durchlaufen worden ist. Dementsprechend ist, wenn der auf die Manschette aufgebrachte Druck nicht einen dem S-Punkt entsprechenden Manschettendruck erreicht hat, der Manschettendruck, der der Amplitude der Pulswelle am S-Punkt entspricht, unbekannt, weshalb es unmöglich ist, den maximalen Blutdruck zu messen. Dies stellt ein unzureichendes Aufpumpen dar. Da jedoch das unzureichende Aufpumpen erst in dem Zeitpunkt ermittelt ist, in dem der P-Punkt festgestellt wird, ist die Tatsache eines unzureichenden Aufpumpens (d.h. die Tatsache, daß die Messung des maximale Blutdrucks nicht möglich ist) erst zu diesem Zeitpunkt bekannt. Da der mittlere Blutdruck (welcher, wie oben erwähnt, im wesentlichen dem P-Punkt entspricht) ziemlich nahe am minimalen Blutdruck liegt, läßt sich die Tatsache, daß die Messung des maximalen Blutdrucks unmöglich ist, erst unmittelbar vor dem Ende der Messung des Blutdrucks ermitteln.
Aus diesem Grund ist erforderlich, daß der Benutzer des oszillometrischen Blutdruckmeßgeräts beim Aufpumpen der Manschette den maximeln Blutdruck abschätzt und als Zielwert für das Aufpumpen einen Druck einstellt, der ausreichend höher als der maximale Blutdruck ist. Dies ist jedoch in einem Fall eines gewöhnlichen Benutzers oder eines überempfindlichen Individuums, dessen Blutdruck zu Schwankungen neigt, schwierig, und es ist Tatsache, daß ein unzureichendes Aufpumpen häufig auftritt. Da ferner die Unzureichendheit des Aufpumpens erst unmittelbar vor dem Ende der Blutdruckmessung feststeht, muß die Messung des Blutdrucks im wesentlichen erneut durchgeführt werden. Ein Problem, das auftritt, besteht darin, daß dies eine Auswirkung auf die Durchführbarkeit und Geschwindigkeit der Messung des Blutdrucks und auch auf die Meßgenauigkeit hat.
Zur Lösung dieses Problems wurde bereits ein Verfahren (eine Vorrichtung) vorgeschlagen, bei welchem nach dem Aufpumpen der Manschette die Amplitude der Anfangspulswelle, die im Augenblick des Übergangs auf den Drucklosmachungsvor gang festgestellt wird, mit einem voreingestellten Referenzwert verglichen und beurteilt wird, daß das Aufpumpen unzureichend ist, wenn die Amplitude der Pulswelle größer als der Referenzwert ist (siehe JP-U-61-130202, die die Grundlage für die Oberbegriffe der Ansprüche 1 und 4 bildet), und ebenso ein Verfahren (eine Vorrichtung), bei welchem ein Schwellenwert beruhend auf dem Manschettendruck, der am Ende des Aufpumpens der Manschette vorliegt, eingestellt wird, die Amplitude der zuerst am Beginn des Drucklosmachens festgestellten Pulswelle mit dem eingestellten Schwellenwert verglichen wird, und das Aufpumpen als unzureichend beurteilt wird, wenn die Amplitude der Pulswelle größer als der Schwellenwert ist (siehe JP-A-62-47337).
Bei ersterem Verfahren wird jedoch der Referenzwert vorab im Blutdruckmeßgerät festgelegt, wobei die Tatsache absolut unberücksichtigt bleibt, daß ein Unterschied in den Amplituden der Pulswelle von einem Individuum zum anderen gegeben ist. Folglich ist die Beurteilung, ob das Aufpumpen unzureichend ist, nicht stets korrekt.
Letzteres Verfahren nutzt die Tatsache aus, daß eine Proportionalbeziehung zwischen dem Maximalwert des Blutdrucks und der Amplitude der Pulswelle besteht. Der Schwellenwert wird am Ende des Aufpumpens der Manschette, nämlich auf der Grundlage des Aufpumpzielwerts, eingestellt; je größer der Aufpumpzielwert ist, desto höher wird der Schwellenwert gemacht. Dementsprechend wird ein verhältnismäßig hoher Schwellenwert für ein hypertonisches Individuum mit großer Pulswellenamplitude und ein verhältnismäßig niedriger Schwellenwert für ein hypotonisches Individuum mit kleiner Pulswellenamplitude eingestellt. Es werden also Unterschiede zwischen Individuen hinsichtlich der Amplitude der Pulswelle berücksichtigt. Da jedoch der Aufpumpzielwert des Manschettendrucks durch den Benutzer eingestellt wird, wird der Zielwert nicht stets korrekt eingestellt. Der Wert des maxi malen Blutdrucks unterscheidet sich nicht nur zwischen Individuen, sondern schwankt auch abhängig vom körperlichen Zustand ein und desselben Individuums zum Zeitpunkt der Blutdruckmessung. Der Aufpumpzielwert muß so eingestellt werden, daß er geeignet eine solche Schwankung des Werts des maximalen Blutdrucks wiederspiegelt. Außer wenn der Aufpumpzielwert geeignet eingestellt wird, besteht die Gefahr, daß die Beurteilung, ob das Aufpumpen unzureichend ist, fehlerhaft ist.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung schafft ein elektronisches Blutdruckmeßgerät sowie ein Verfahren zur Steuerung des Arbeitens desselben, bei welchen die Tatsache, daß die Amplitude der Pulswelle in Abhängigkeit von individuellen Unterschieden und dem körperlichen Zustand schwankt, berücksichtigt wird, so daß ein unzureichendes Aufpumpen stets korrekt beurteilt werden kann.
Die vorliegende Erfindung schafft ein elektronisches Blutdruckmeßgerät, wie es in Anspruch 1 definiert ist. Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Steuerung des Arbeitens eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts, wie es in Anspruch 4 definiert ist.
Wenn festgestellt worden ist, daß das Aufpumpen der Manschette unzureichend ist, wird ein neuer Zieldruckwert, der größer als der oben erwähnte vorgegebene Zieldruckwert ist, eingestellt, das Drucklosmachen der Manschette unterbrochen und die Manschette erneut auf den neuen Zieldruckwert aufgepumpt. Wenn festgestellt worden ist, daß das Aufpumpen der Manschette nicht unzureichend ist, nämlich daß das Aufpumpen der Manschette ausreichend ist, setzt sich der Drucklosmachungsvorgang fort, und die Messung des Blutdrucks schreitet fort.
Der oben erwähnte Schwellenwert wird als ein Wert bestimmt, der einer Pulswellenamplitude äquivalent ist, die dem systolischen Druck (maximalem Blutdruck) entspricht, der beim Festsetzen des Blutdrucks im Zuge der Drucklosmachung bestimmt werden würde.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Pulswellenamplitude des Individuums, das sich der Messung unterzieht, tatsächlich im Verlauf des Aufpumpens festgestellt, und der Schwellenwert zum Zwecke der Beurteilung eines unzureichenden Aufpumpens beruhend auf der maximalen Pulswellenamplitude entschieden, die im Verlauf des Aufpumpens vorliegt. Dementsprechend kann unter exakt den gleichen Bedingungen wie denjenigen, die bei der Messung des Blutdrucks vorliegen, festgestellt werden, ob das Aufpumpen unzureichend ist oder nicht. Mit anderen Worten wird gemäß der vorliegenden Erfindung, auch wenn die Amplitude der Pulswelle sich abhängig von individuellen Unterschieden oder dem körperlichen Zustand ändert, der Schwellenwert auf der Grundlage der tatsächlichen Pulswellenamplitude entschieden, die die Änderung durchgemacht hat. Dies macht es möglich, ein unzureichendes Aufpumpen stets korrekt zu beurteilen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches den elektrischen Aufbau eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts zeigt;
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, welches die Gesamtheit der Blutdruckmessungsverarbeitung bei dem elektronischen Blutdruckmeßgerät zeigt;
Fig. 3 veranschaulicht eine Tabelle, die gemessene oder berechnete Pulswellenamplituden und Manschettendrucke speichert;
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, welches die Einzelheiten der Verarbeitung für die Beurteilung eines unzureichenden Aufpumpens veranschaulicht;
Fig. 5 ist ein Graph, welcher Änderungen des Manschettendrucks und der Pulswellenamplitude bei Aufpump- und Drucklosmachungsvorgängen zeigt;
Fig. 6 ist ein Korrelationsgraph, bei welchem eine große Anzahl von Meßbeispielen in Bezug auf die Beziehung zwischen maximaler Pulswellenamplitude im Verlauf des Drucklosmachens und maximaler Pulswellenamplitude im Verlauf des Aufpumpens aufgetragen sind;
Fig. 7 ist ein Flußdiagramm, welches die Einzelheiten der Verarbeitung für die Berechnung von Blutdruck zeigt; und
Fig. 8 ist ein Graph zur Beschreibung eines Konzepts für die Blutdruckmessung bei einem oszillometrischen Blutdruckmeßgerät.

Beste Weise der Ausführung der Erfindung

Fig. 1 ist ein Blockschaltbild, welches den elektrischen Aufbau einer Ausführungsform eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt. Das pneumatische System des elektronischen Blutdruckmeßgeräts setzt sich aus einer Manschette 1, einer Druckpumpe 2 zum Einführen von Luft in die Manschette 1 zum Aufpumpen derselben und einem Steuerventil (einer Kombination aus einem Raschablaßventil und einem Langsamablaßventil) 3 zur Verminderung des Drucks in der Manschette durch Ablassen von Luft aus der Manschette 1 zusammen. Diese Komponenten sind über Luftleitungen 10 miteinander verbunden. Die Druckpumpe 2 und das Steuerventil 3 sind, wie später noch beschrieben, elektrisch mit einer CPU 8, die diese steuert, verbunden.
Ein Drucksensor 4 ist innerhalb der Luftleitungen 10 vorgesehen. Der Drucksensor 4 ist etwa durch einen einen Dehnungsmeßstreifen verwendenden Membranwandler, einen Halbleiter-Druckgeber etc. gebildet. Ein analoges Ausgangssignal des Drucksensors 4 wird durch einen Verstärker 5 verstärkt und dann auf einen A/D-Wandler 7 über ein Tiefpaßfilter 6 gegeben. Dieses Signal wird in dem A/D-Wandler 7 in digitale Daten umgewandelt. Das Tiefpaßfilter 6 dient der Elimination von Druckrauschen, welches durch die Druckpumpe 2 erzeugt wird und in das Manschettendrucksignal eingemischt wird. Das Filter ist insbesondere von Nutzen, wenn eine Pulswelle im Verlauf des Aufpumpens festgestellt wird. Die rauschgefilterten Digitaldaten, die die Nachweisausgabe des Drucksensors 4 darstellen, werden von der CPU 8 mit einer festen Periode angenommen.
Die CPU 8 hat eine Pulswellen-Herausziehfunktion (eine Funktion des Herausziehens von eine Pulswelle darstellenden Daten, aus den Manschettendruckdaten), eine Pulswellenamplitudenberechnungsfunktion [eine Funktion der Erkennung von Anfangs- und Endpunkten einer Pulswelle für jeden Herzschlag und der Berechnung der Amplitude (Scheitelwert) der Pulswelle] sowie eine Blutdruckberechnungsfunktion (eine Funktion der Berechnung von Maximal- und Minimalwerten des Blutdrucks beruhend auf einer Anzahl von gewonnenen Pulswellenamplituden, d.h. einer Einhüllenden der Pulswellen). Ferner hat die CPU 8 eine Funktion der Berechnung eines Schwellenwerts beruhend auf der maximalen Pulswellenamplitude, die aus dem Manschettendruck im Verlauf des Aufpumpens gewonnen ist (der Schwellenwert ist ein Wert zur Beurteilung, ob das Aufpumpen der Manschette unzureichend ist; bei dieser Ausführungsform wird der Schwellenwert auf 50% des Maximalwerts Amax der Pulswellenamplitude festgelegt) und eine Funktion der Feststellung einer Unzureichendheit des Manschettenaufpumpens zum Vergleichen der Pulswellenamplitude, die nach dem Übergang zum Manschettendruckablaßvorgang vorliegt (d.h., die beim ersten Herzschlag, der auf das Ende des Aufpumpens der Manschette folgt, vorliegt) mit dem Schwellenwert, Beurteilen, daß das Aufpumpen unzureichend ist, wenn die Pulswellenamplitude am ersten Herzschlag kleiner als der Schwellenwert ist, und Beurteilen, daß das Aufpumpen unzureichend ist (d.h., daß keine Daten zum Entscheiden des maximalen Blutdrucks vorhanden sind), wenn die Pulswellenamplitude beim ersten Herzschlag größer als der Schwellenwert ist. Wenn beurteilt wird, daß das Aufpumpen der Manschette unzureichend ist, pumpt die CPU 8 die Manschette automatisch erneut auf (liefert sie ein zusätzliches Aufpumpen). Ferner bewirkt die CPU 8, daß die festgestellten Maximal- und Minimalwerte des Blutdrucks auf einer Flüssigkristallanzeigeeinheit 9 angezeigt werden.
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, welches den spezifischen Verarbeitungsvorgang des elektronischen Blutdruckmeßgeräts zeigt. Diese Verarbeitung wird in erster Linie durch die CPU 8 ausgeführt.
Wenn ein Netzschalter und Aufpumpschalter eingeschaltet werden, beginnt das Aufpumpen der Manschette 1 (Schritt 11). Im einzelnen wird das Steuerventil 3 geschlossen und die Druckpumpe 2 angesteuert. Ein Aufpumpzielwert wird vorab nach Belieben des Benutzers unter Verwendung eines manuellen Schalters eingestellt.
Ein Ausgangssignal des Drucksensors 4, das Manschettendruck darstellt, wird durch die CPU 8 mit einer festen Periode (Abtastperiode) als digitale Daten auch während des Aufpumpvorgangs angenommen. Es versteht sich von selbst, daß die Abtastperiode ausreichend kleiner als die Periode der Pulswelle ist. Aus den im Verlaufe des Aufpumpens gewonnenen Manschettendruckdaten werden Pulswellenkomponentendaten herausgezogen (Schritt 12). Dies geschieht durch eine Hochpaßfilterfunktion, die durch ein Programm verwirklicht ist. Wenn die Abschneidfrequenz des Hochpaßfilters zu 0,7 Hz gemacht wird, dann kann die Einschwingansprechzeit am Beginn des Aufpumpens bei etwa einer Sekunde gehalten und die Erkennung der Pulswelle schneller begonnen werden. Die Ampli tude der Pulswelle bei jedem Herzschlag wird beruhend auf den so gewonnenen Pulswellenkomponentendaten berechnet (Schritt 13). Aus den während des Aufpumpens aufgefangenen Pulswellen, wird diejenige mit der maximalen Amplitude identifiziert und der Wert dieser Amplitude in einem Speicher 17 gespeichert (Schritt 14). Im einzelnen wird jedesmal, wenn die Pulswellenamplitude eines Herzschlags gewonnen ist, der Wert dieser Amplitude mit dem gespeicherten Wert der Maximalamplitude verglichen. Wenn der aktuell vorliegende Amplitudenwert größer als der maximale Amplitudenwert ist, der bis zum unmittelbar vorhergehenden Zyklus vorlag, dann wird der aktuell vorliegende Amplitudenwert als der maximale Amplitudenwert gespeichert, womit der maximale Amplitudenwert aktualisiert wird.
Die Verarbeitung der Schritte 12 bis 14 wird so ausgeführt, daß die Pulswelle eines Herzschlags als Ausführungseinheit dient. Auf diese Verarbeitung folgt die Beurteilung, ob der Manschettendruck den vorher eingestellten Aufpumpzielwert erreicht hat (Schritt 15). Wenn der Manschettendruck den Aufpumpzielwert nicht erreicht hat, kehrt das Programm nach Schritt 12 zurück. Die Verarbeitung der Schritte 12 bis 14 wird wiederholt, bis der Manschettendruck den Aufpumpzielwert erreicht.
Sobald der Manschettendruck den Aufpumpzielwert erreicht, wird das Aufpumpen gestoppt (Unterbrechung des Druckpumpenantriebs im Schritt 16) und gleichzeitig wird das langsame Ablassen begonnen (Öffnen des Langsamablaßventils im Schritt 17), um einen Übergang zu einer Blutdruckmessung zu machen.
Die Verarbeitung (Schritt 18) zum Herausziehen von Pulswellenkomponentendaten und die Verarbeitung (Schritt 19) zum Berechnen einer Pulswellenamplitude unter Verwendung der gewonnenen Pulswellenkomponentendaten werden auch im Verlauf des langsamen Ablassens (Drucklosmachens), wie im Fall des oben beschriebenen Aufpumpprozesses, ausgeführt.
Wenn die oben beschriebene Verarbeitung betreffend die Pulswelle eines Herzschlags endet, erfolgt eine Überprüfung, um festzustellen, ob die Pulswelle, die Gegenstand der Verarbeitung ist, diejenige des ersten Herzschlags ist, der auf den Beginn des Drucklosmachens folgt (Schritt 20). Wenn die Pulswelle diejenige des ersten Herzschlags ist, geht das Programm zum Schritt der Verarbeitung zur Beurteilung eines Unzureichendseins des Manschettenaufpumpens (Schritt 21). Der Vorgang zur Beurteilung des Unzureichendseins des Aufpumpens der Manschette wird später in größeren Einzelheiten beschrieben.
Wenn bei der Verarbeitung zur Beurteilung des Unzureichendseins des Manschettenaufpumpens beurteilt wird, daß das Aufpumpen unzureichend ist (JA in Schritt 22), wird der Aufpumpzielwert geändert (Schritt 23). Ein Wert, der durch Addieren eines bestimmten Druckwerts (30 mmHg beispielsweise) zum Anfangs-Aufpumpzielwert gewonnen ist, wird als neuer Aufpumpzielwert eingestellt. Als nächstes wird das Drucklosmachen gestoppt und das Aufpumpen erneut begonnen (Schritt 24). Das Programm kehrt dann nach Schritt 15 zurück, so daß ein Aufpumpen bis hinauf zum neuen Aufpumpzielwert ausgeführt wird. Es kann dabei eine Anordnung vorgesehen werden, bei welcher das Programm von Schritt 24 zu Schritt 12 zurückkehrt, so daß eine Verarbeitung zur Feststellung der Maximalamplitude im Verlauf des Aufpumpens durchgeführt werden kann.
Das Programm schreitet zur Verarbeitung für die Berechnung des Blutdruckes (Schritt 25) in einem Fall fort, wo der Herzschlag nicht der erste auf den Beginn des Drucklosmachens folgende Herzschlag ist (NEIN in Schritt 20), und auch in einem Fall, wo das Aufpumpen nicht unzureichend ist (NEIN im Schritt 22), auch wenn der Herzschlag der erste Herzschlag ist. Die Einzelheiten der Verarbeitung zur Berechnung von Blutdruck werden ebenfalls später beschrieben.
Die Verarbeitung der Schritte 18, 19 und 25 wird jedesmal wiederholt, wenn ein Schlag einer Pulswelle festgestellt wird. Jedesmal wenn ein Schlag einer Pulswelle bei der Verarbeitung der Schritte 18 und 19 festgestellt wird, werden die Nummer n der Pulswelle (die Nummer wird in der Reihenfolge des Erscheinens der Pulswellen beginnend mit dem Zeitpunkt, zu dem der Übergang zum Druckablaßvorgang erfolgt, inkrementiert), die Pulswellenamplitude Amp(n) festgestellt und der Manschettendruck Pc(n), der zu einer solchen Zeit vorliegt (dies ist der Wert, der vom Drucksensor 4 gewonnen ist und vorzugsweise von Pulswellenkomponenten befreit worden ist) in Form einer Tabelle in dem Speicher der CPU 8, wie in Fig. 3 veranschaulicht, gespeichert. Die Verarbeitung zur Berechnung des Blutdrucks wird unter Verwendung dieser Tabelle durchgeführt.
Wenn der diastolische Druck (minimale Blutdruck) (DP) bei der Blutdruckberechnungsverarbeitung bestimmt wird (JA im Schritt 26), geht das Programm von einer wiederholten Ausführung der Schritte 18, 19 und 25 weg, und es wird ein rasches Ablassen durchgeführt (Öffnen des Raschablaßventils) (Schritt 27). Die Werte des maximalen und minimalen Blutdrucks, die bei der Blutdruckberechnungsverarbeitung bestimmt werden, werden auf der Anzeigeeinheit 9 angezeigt.
Fig. 4 veranschaulicht die Einzelheiten der Verarbeitung (Schritt 21 in Fig. 2) zur Beurteilung eines Unzureichendseins des Aufpumpens.
Es wird ein Schwellenwert TH zur Beurteilung eines Unzureichendseins des Manschettenaufpumpens berechnet (Schritt 31). Beispielsweise wird der Schwellenwert TH durch Multiplizieren der maximalen Pulswellenamplitude, die beim Aufpumpvorgang festgestellt worden ist, mit zwei Koeffizienten K&sub1; und K&sub2; berechnet.
Schwellenwert TH = (maximale Pulswellenamplitude beim Aufpumpvorgang) · K&sub1; · K&sub2; (1)
Hierbei ist K&sub1; ein Koeffizient, der von den Eigenschaften eines Filters zum Herausziehen einer Pulswellenkomponente abhängt. Das Filter zur Durchführung einer Pulswellenextraktion im Verlauf des Aufpumpens kann das gleiche wie dasjenige sein, das zur Messung von Blutdruck im Verlauf des Drucklosmachens verwendet wird (in welchem Fall der Koeffizient K&sub1; gleich 1 ist). Im allgemeinen wird jedoch ein Einschwingverhalten der Filterausgabe für mehrere Sekunden folgend auf den Beginn des Aufpumpens erzeugt, wodurch die Feststellung der Pulswelle behindert wird. Um die Einschwingzeit verkürzen zu können, wird daher bevorzugt, von einem Filter Gebrauch zu machen, welches eine höhere Abschneidfrequenz hat. In einem solchen Fall wird, da verhältnismäßig niederfrequente Komponenten der Pulswelle ebenfalls eliminiert werden, die Amplitude der Pulswelle mit einem im wesentlichen konstanten Betrag komprimiert. Die maximale Pulswellenamplitude wird mit K&sub1; multipliziert, um dies zu korrigieren.
Der Koeffizient K&sub2; andererseits ist das (hier als 0,5 angenommene) Verhältnis der Pulswellenamplitude zur maximalen Pulswellenamplitude zum Zwecke der Berechnung des systolischen Drucks (maximalen Blutdrucks).
Die Methode der Feststellung des Koeffizienten K&sub1; wird nun beschrieben. Fig. 5 veranschaulicht eine Pulswellenamplitudeneinhüllende d im Verlauf des Drucklosmachens und eine Pulswellenamplitudeneinhüllende i im Verlauf des Aufpumpens. Die maximale Pulswellenamplitude Amaxi im Verlauf des Aufpumpens ist aus weiter oben dargelegten Gründen um ein bestimmtes Verhältnis kleiner als die maximale Pulswellenamplitude Amaxd im Verlauf des Drucklosmachens. Der Kehrwert dieses Verhältnisses ist der Koeffizient K&sub1;. Dieses Verhältnis kann anhand einer großen Anzahl von Meßbeispielen der in Fig. 6 gezeigten Art bestimmt werden.
Fig. 6 ist ein Auftrag von 599 Meßpunkten, wobei die maximale Pulswellenamplitude Amaxd im Verlauf des Drucklosmachens längs der horizontalen Achse und die maximale Pulswellenamplitude Amaxi im Verlauf des Aufpumpens längs der vertikalen Achse genommen ist. Es existiert eine lineare Funktionskorrelation zwischen der maximalen Pulswellenamplitude im Verlauf des Drucklosmachens und der maximalen Pulswellenamplitude im Verlauf des Aufpumpens. Lasse L diese lineare Korrelation darstellen. Soll ferner x die maximale Pulswellenamplitude im Verlauf des Drucklosmachens, y die maximale Pulswellenamplitude im Verlauf des Aufpumpens darstellen und sei grob angenommen, daß die Gerade L durch den Ursprung verläuft, dann stehen diese durch den Ausdruck y = ax zueinander in Beziehung. In den in Fig. 6 gezeigten Meßbeispielen haben wir ungefähr a = 2/3. Dementsprechend wird bei einem Blutdruckmeßgerät, das auf den in Fig. 6 veranschaulichten Meßbeispielen beruht, die Einstellung K&sub1; = 1,5 vorgenommen.
In Übereinstimmung mit dem oben beschriebenen Beispiel wird daher der Schwellenwert TH der Gleichung (1) folgendermaßen ausgedrückt:
Schwellenwert TH = Amaxi · 1,5 · 0,5 (2)
Es wird beurteilt, ob die Amplitude der Pulswelle [die Amplitude der Pulswelle des ersten Herzschlags bei der in Fig. 2 gezeigten Verarbeitung; sei diese Amplitude durch Amp(1) dargestellt] unmittelbar nach dem Beginn der Blutdruckmessung, d.h., unmittelbar nach dem Übergang zum Drucklosmachungsvorgang, kleiner als der oben erwähnte Schwellenwert TH ist (Schritt 32).
Wenn Amp(1) größer als der Schwellenwert TH ist, bedeutet dies, daß der Manschettendruck niedriger als der maxima le Blutdruck (der dem S-Punkt in Fig. 8 entsprechende Manschettendruck) ist. Mit anderen Worten wird beurteilt, daß das Aufpumpen unzureichend ist (Schritt 34). Wenn Amp(1) kleiner als der Schwellenwert TH ist, dann ist die Messung des maximalen Blutdrucks möglich und es wird beurteilt, daß das Aufpumpen zureichend ist (Schritt 33).
Strenggenommen schneidet die Gerade L im Graph der Fig. 6 die Y-Achse, weshalb die Gerade L durch y = ax + b dargestellt wird. Wenn dies berücksichtigt wird, kann der Schwellenwert unter Verwendung der folgenden Gleichung genauer berechnet werden:
Schwellenwert = [Amaxi · K&sub3; + K&sub4;] · K&sub2; (3)
Es versteht sich von selbst, daß die Beurteilung betreffend das Unzureichendsein des Aufpumpens unter Verwendung dieses Schwellenwerts TH durchgeführt werden kann.
Wenn der Schwellenwert TH in konkreten Ausdrücken unter Verwendung der in Fig. 6 gezeigten Meßbeispiele gewonnen wird, haben wir folgendes:
Die anhand der Meßbeispiele der Fig. 6 gefundene Gerade L wird durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
y = ax + b = 0,5321x + 0,1965 (4)
Dies wird folgendermaßen ausgedrückt, wenn Amaxi, Amaxd verwendet werden:
Amaxi = a · Amaxd + b (5)
Lösen von Gleichung (5) in Bezug auf Amaxd gibt uns
Amax(d) = (1/a)Amaxi - (b/a) (6)
Andererseits ist der Schwellenwert TH durch die folgende Gleichung gegeben:
Schwellenwert TH = (maximale Pulswellenamplitude Amaxd im Drucklosmachungsvorgang) · K&sub2; (7)
Einsetzen von Gleichung (6) in Gleichung (7) gibt uns daher
Schwellenwert TH = [(1/a)Amaxi - (b/a)] · K&sub2; = (K&sub3; · Amaxi - K&sub4;) · K&sub2; (8)
wobei
K&sub3; = 1/a = 1/0,5321 = 1,88 (9)
K&sub4; = b/a = 0,1965/0,5321 = 0,37 (10)
Fig. 7 veranschaulicht die Einzelheiten der Verarbeitung (Schritt 25 in Fig. 2) zur Berechnung des Blutdrucks.
Bei der Verarbeitung zur Berechnung des Blutdrucks wird von der in Fig. 3 gezeigten Tabelle Gebrauch gemacht, der Daten jedesmal hinzugefügt werden, wenn eine Pulswelle im Verlauf des Drucklosmachens festgestellt wird. Die CPU 8 ist mit einem Zähler zum Zählen der Nummer n der Pulswelle und Registern (oder Speicherbereichen des Speichers) zur Speicherung des systolischen Drucks SP bzw. des diastolischen Drucks DP, die bestimmt worden sind, versehen. Diese Register werden vor der Verarbeitung zur Blutdruckmessung auf 0 initialisiert.
Zunächst wird die Feststellung der maximalen Pulswellenamplitude (die Amaxd in Fig. 5 entspricht) im Drucklosmachungsvorgang durchgeführt. Zu diesem Zweck wird ein Register (oder ein Speicherbereich im Speicher) zur Speicherung des Maximalwerts Amax der Pulswellenamplitude in jedem Ver arbeitungszeitpunkt erstellt (der Anfangswert von Amax ist 0). Jedesmal wenn ein Übergang zur Verarbeitungsroutine für die Berechnung von Blutdruck erfolgt, wird der Zählwert im Pulswellennummernzähler inkrementiert (Schritt 41), die Amplitude Amp(n) der Pulswelle der durch die Zählung des Pulswellennummernzählers bezeichneten Nummer (diese Amplitude ist diejenige, die in den unmittelbar vorhergehenden Schritten 18, 19 berechnet worden ist) mit dem bis zu diesem Zeitpunkt im Register gespeicherten Maximalwert Amax der Pulswellenamplitude verglichen (Schritt 42) und der Maximalwert Amax mit Amp(n) aktualisiert (Schritt 43), wenn Amp(n) größer als Amax ist.
Wenn die festgestellte Pulswellenamplitude Amp(n) das erste Mal unter den gespeicherten Maximalwert Amax der Pulswelle fällt, wird beurteilt, daß der Scheitelpunkt auf der Einhüllenden der Pulswellenamplitude überschritten worden ist (NEIN in Schritt 42). Wenn der Inhalt des Registers zur Speicherung des systolischen Drucks (maximalen Blutdrucks) SP gleich 0 ist, dann bedeutet dies, daß der systolische Druck SP noch nicht bestimmt worden ist, weshalb das Programm zur Verarbeitung zur Bestimmung des systolischen Drucks SP weiterschreitet (JA in Schritt 44).
Um den systolischen Druck SP zu entscheiden, werden die bis dahin gewonnenen Daten in der in Fig. 3 gezeigten Tabelle aufeinanderfolgend zurückverfolgt, um die Pulswellenamplitude zu finden, deren Größer 50% der festgestellten maximalen Pulswellenamplitude Amax ist. Hierzu wird die Pulswellennummer n im Zähler zu diesem Zeitpunkt in einen Hilfszähler (sei j die Zählung im Hilfszähler) gesetzt (Schritt 45) und der Wert j der Zählung im Hilfszähler jedesmal um eine Zählung dekrementiert (Schritt 46). Während der Hilfszähler dekrementiert wird, wird die Pulswellenamplitude Amp(j) der in der Tabelle (Fig. 3) durch diesen Wert j der Zählung bezeichneten Pulswellennummer mit Amax · 0,5 verglichen (Schritt 47). Wenn die Pulswellenamplitude Amp(j) kleiner oder gleich Amax · 0,5 geworden ist (JA in Schritt 47), wird der in Korrelation zur Pulswellenamplitude Amp(j) gespeicherte Manschettendruck Pc(j) als systolischer Druck (maximaler Blutdruck) SP angenommen (Schritt 48).
In einem Fall, wo der systolische Druck bereits entschieden worden ist (NEIN in Schritt 44), geht das Programm zur Verarbeitung für die Berechnung des diastolischen Drucks (minimalen Blutdrucks) DP weiter. Es wird eine Prüfung durchgeführt, um zu bestimmen, ob die durch die Zählung n des Pulswellennummernzählers bezeichnete Pulswellenamplitude Amp(n) 70% der maximalen Pulswellenamplitude Amax ist (Schritt 49). Wenn die Pulswellenamplitude Amp(n) kleiner oder gleich Amax · 0,7 ist, wird der in Korrelation zu dieser Pulswellenamplitude Amp(n) gespeicherte Manschettendruck PC(n) als diastolischer Druck (minimaler Blutdruck) DP angenommen (Schritt 50).

Gewerbliche Anwendbarkeit

Elektronische Blutdruckmeßgeräte werden in der Medizingeräteindustrie hergestellt und vertrieben und finden Anwendung in medizinischen Einrichtungen sowie als Heimgeräte.

Claims

1. Elektronisches Blutdruckmeßgerät mit Aufpumpmitteln (2) zum Aufpumpen einer Manschette (1) auf einen vorgeschriebenen Zieldruckwert, Drucklosmachungsmitteln (3) zum allmählichen Drucklosmachen der Manschette nach Aufpumpen der Manschette auf den vorgeschriebenen Zieldruckwert durch die Aufpumpmittel, Druckfeststellungsmittel (4) zum Feststellen von Fluiddruck innerhalb der Manschette, Pulswellenextrahiermitteln (6, 7, 8) zum Herausziehen, aus einem mit den Druckfeststellungsmitteln gewonnenen Manschettendrucksignal, eines herzschlagsynchronen Pulswellenkomponentensignals, welches dem Manschettendrucksignal überlagert ist, Pulswellenamplitudenfeststellungsmitteln (8) zum Feststellen der Amplitude einer mit den Pulswellenextrahiermitteln herausgezogenen Pulswelle für jeden Herzschlag, und Blutdruckbestimmungsmitteln (8) zur Bestimmung eines Blutdruckwerts beruhend auf einem Amplitudensignal der Pulswellenamplitudenfeststellungsmittel und eines Drucksignals der Druckfeststellungsmittel im Verlauf des Drucklosmachens der Manschette mit den Drucklosmachungsmitteln, gekennzeichnet durch

Maximalpulswellenamplitudenfeststellungsmittel (8) zur Feststellung des Maximalwerts von mit den Pulswellenamplitudenfeststellungsmitteln gewonnenen Pulswellenamplituden im Verlauf des Aufpumpens der Manschette mit den Aufpumpmitteln;

Schwellenwertfestlegungsmittel (8) zur Festlegung eines Schwellenwerts als Funktion des mit den Maximalpulswellenamplitudenfeststellungsmitteln festgestellten Maximalwerts der Pulswellenamplitude; und

Manschettenaufpump-Unzureichendheitbeurteilungsmittel (8) zum Vergleichen der mit den Pulswellenamplitudenfest stellungsmitteln am Beginn des Drucklosmachens der Manschette mit den Drucklosmachungsmitteln gewonnenen Pulswellenamplitude mit dem mit den Schwellenwertfestlegungsmitteln festgelegten Schwellenwert, und Beurteilen, daß das Aufpumpen der Manschette unzureichend ist, wenn die Pulswellenamplitude größer als der Schwellenwert ist.

2. Elektronisches Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 1, wobei der Schwellenwert als ein Wert festgelegt wird, der einer Pulswellenamplitude äquivalent ist, die dem systolischen Blutdruck im Verlauf des Drucklosmachens entspricht.

3. Elektronisches Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 1, welches ferner aufweist:

Manschettenwiederaufpumpsteuermittel (8), welche, wenn bestimmt worden ist, daß das Aufpumpen der Manschette unzureichend ist, eine Steuerung so durchführt, daß ein neuer Zieldruckwert eingestellt wird, der größer als der vorgeschriebene Zieldruckwert ist, das Drucklosmachen der Manschette mit den Drucklosmachungsmitteln unterbrochen wird und die Manschette mit den Aufpumpmitteln erneut auf den neuen Zieldruckwert aufgepumpt wird.

4. Verfahren zur Steuerung eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts, bei welchem eine Manschette (1) auf einen vorgeschriebenen Zieldruckwert aufgepumpt und dann allmählich drucklos gemacht wird, der Druck innerhalb der Manschette festgestellt wird und die Amplitude einer dem Manschettendruck überlagerten herzschlagsynchronen Pulswellenkomponente für jeden Herzschlag im Verlauf des Drucklosmachens der Manschette festgestellt wird, und ein Blutdruckwert beruhend auf Manschettendruck und Pulswellenamplitude, die im Verlauf des Drucklosmachens der Manschette festgestellt werden, bestimmt wird, gekennzeichnet durch die fol genden Verfahrensschritte:

Feststellen (12, 13, 14) der Amplitude der Pulswellenkomponente für jeden Herzschlag und Feststellen des Maximalwerts der festgestellten Pulswellenamplituden im Verlauf der Unterdrucksetzung zum Aufpumpen der Manschette auf den vorgeschriebenen Zieldruckwert;

Festlegen (21, 31) eines Schwellenwerts als Funktion des Maximalwerts der festgestellten Pulswellenamplitude; und

Vergleichen (22, 32, 34) der Pulswellenamplitude, die am Beginn des Manschettendrucklosmachens gewonnen ist, die beginnt, nachdem die Manschette auf den vorgeschriebenen Zieldruckwert aufgepumpt worden ist, mit dem Schwellenwert, und Beurteilen, daß das Aufpumpen der Manschette unzureichend ist, wenn die Pulswellenamplitude größer als der Schwellenwert ist.

5. Verfahren zur Steuerung eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts nach Anspruch 4, wobei die mit dem Schwellenwert verglichene Pulswellenamplitude die Amplitude einer Pulswelle eines ersten Herzschlags (20) ist, die im Verlauf des Drucklosmachens der Manschette gewonnen ist.

6. Verfahren zur Steuerung eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts nach Anspruch 4, wobei der Schwellenwert ein Wert ist, der einer Pulswellenamplitude äquivalent ist, die dem systolischen Druck im Verlauf des Drucklosmachens entspricht.

7. Verfahren zur Steuerung eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts nach Anspruch 4, wobei, wenn bestimmt worden ist, daß das Aufpumpen der Manschette unzureichend ist, ein neuer Zieldruckwert, der größer als der vorgeschriebene Zieldruckwert ist, eingestellt wird, das Drucklosmachen unterbrochen wird und die Manschette erneut auf den neuen Zieldruckwert aufgepumpt wird (23, 24).