DE69304748T2

DE69304748T2 - Elektronischer Blutdruckmesser

Info

Publication number: DE69304748T2
Application number: DE69304748T
Authority: DE
Inventors: Toru Fujii; Katuyuki Inage; Yumi Saito; Osamu Shirasaki; Zhang Zhimming
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Healthcare Co Ltd
Priority date: 1992-03-09
Filing date: 1993-03-09
Publication date: 1997-05-07
Anticipated expiration: 2013-03-10
Also published as: US5316006A; EP0560300B1; DE69304748D1; EP0560300A1; JPH05245120A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung bezieht sich auf ein elektronisches Blutdruckmeßgerät, und insbesondere auf ein verbessertes elektronisches Blutdruckmeßgerät mit Mitteln zur Bestimmung eines auf eine Manschette auf zubringenden Unterdrucksetzungsumfang.
2. Diskussion des Standes der Technik
Es ist ein elektronisches Blutdruckmeßgerät bekannt, welches eine Manschette aufbläst, um einen Körperteil zur Messung unter Druck zu setzen, den Manschettendruck nach Erreichen einer bestimmten Unterdrucksetzungsreferenz durch den Manschettendruck allmählich absenkt, ein Blutgefäßgeräusch (K-Geräusch) oder eine Pulswellenkomponente feststellt, und einen systolischen Druck und einen diastolischen Druck im Hinblick auf das Gefäßgeräusch und den Manschettendruck oder die Pulswellenkomponente und den Manschettendruck bestimmt. Das elektronische Blutdruckmeßgerät erfordert eine Unterdrucksetzungsreferenz, die um einen bestimmten Druck (nachfolgend Unterdrucksetzungsabstand) höher als ein systolischer Druck ist, um die Feststellung des Gefäßgeräuschs oder der Pulswellenkomponente in einem Manschettendruckabsenkvorgang sicherzustellen.
Demgemäß ist ein elektronisches Blutdruckmeßgerät vorgeschlagen worden, welches in einem Manschettendruckerhöhungsvorgang ein Gefäßgeräusch oder einen Puls auf dem Manschettendruck auffindet, um den Aufpumpumfang für eine Manschette durch Abschätzen eines systolischen Drucks einzustellen.
Das elektronische Blutdruckmeßgerät, welches einen systolischen Druckwert durch einen Manschettendruck und eine Pulswellenamplitude in einem Unterdrucksetzungsvorgang abschätzt und den Unterdrucksetzungsumfang beruhend auf dem abgeschätzten systolischen Druckwert bestimmt, fordert große Fehler heraus, als Folge von ungewöhnlichen Amplituden, die durch Periodenschwankungen im Falle von plötzlich lang oder kurz werdenden Pulsperioden, wie bei Patienten mit unregelmäßigem Puls, bewirkt sind, weil die Pulsamplitude in einem solchen Fall groß in einer langen Pulsperiode und klein in einer kurzen Pulsperiode wird und die Aufpumpgeschwindigkeit relativ hoch ausgelegt sein muß, um die Meßzeit zu verkürzen, was zu wenigen gewinnbaren Pulswellendaten führt. Der mit einem solchen Schätzwert berechnete Unterdrucksetzungsumfang kann keine geeignete Unterdrucksetzung herbeiführen und fordert das Problem heraus, daß ein unzureichender Druck oder ein Überdruck passiert, was ein Wiederaufpumpen und eine Verlängerung der Meßzeit durch ein solches Wiederaufpumpen erfordert, mit der Folge eines unnötigen Aufpumpens bei Personen, an denen eine Messung vorzunehmen ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Hauptaufgabe der Erfindung, ein verbessertes elektronisches Blutdruckmeßgerät zu schaffen, welches in der Lage ist, einen geeigneten Unterdrucksetzungsumfang auch bei Patienten mit unregelmäßigem Puls einzustellen.
Gemäß dieser Erfindung ist ein elektronisches Blutdruckmeßgerät, wie im Anspruch 1 definiert, vorgesehen.
Das elektronische Blutdruckmeßgerät stellt im Falle eines Patienten mit unregelmäßiger Pulswelle, bei dem plötzlich eine Pulswellenperiodenstreuung oder eine Pulswellenamplitudenstreuung auftritt, einen Streugrad der Streuung mit den Pulswellenkomponenten-Streugradnachweismitteln fest und setzt einen großen Unterdrucksetzungsabstand mit den Unterdrucksetzungsumfang-Steuermitteln, um eine exakte Blutdruckmeßung ohne Wiederunterdrucksetzung oder Neumessung durchzuführen. Im Falle einer Person, die selten unregelmäßige Pulse hat, wird der Unterdrucksetzungsabstand auf ein notwendiges Minimum gesetzt, so daß die Meßzeit ohne Abnahme der Genauigkeit verkürzt wird.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den folgenden Figuren deutlicher werden, von welchen
Fig. 1 ein schematisches Blockschaltbild eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts in einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist,
Fig. 2 ein Flußdiagramm eines Gesamtvorgngs des elektronischen Blutdruckmeßgeräts der Fig. 1 ist,
Fig. 3 ein Flußdiagramm zur Berechnung eines Blutdruckwerts im Vorgang der Fig. 2 ist.
Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild eines Abschnitts des elektornischen Blutdruckmeßgeräts zur Veranschaulichung einer Funktion des Einstellens des Unterdrucksetzungsumfangs ist,
Fig. 5 ein Flußdiagramm ist, welches eine Unterdrucksetzungsumfang- Einstel lrout ine im elektronischen Blutdruckmeßgerät zeigt,
Fig. 6 ein Flußdiagramm ist, welches einen Gesamtvorgang bei einem elektronischen Blutdruckmeßgerät als einer zweiten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht.
Fig. 7 ein Graph ist, welcher Kenngrößen und Pulswellen im elektronischen Blutdruckmeßgerät der zweiten Ausführungsform zeigt,
Fig. 8 Zugehörigkeitsfunktionen beim Vordersatz eines Fuzzy-Schlußfolgerungsabschnitts des elektronischen Blutdruckmeßgeräts der Fig. 7 zeigt,
Fig. 9 Zugehörigkeitsfunktionen beim Hintersatz des Fuzzy- Schlußfolgerungabschnitts des elektronischen Blutdruckmeßgeräts der Fig. 7 zeigt,
Fig. 10 Fuzzy-Schlußfolgerungsregeln des elektronischen Blutdruckmeßgeräts der Fig. 7 zeigt,
Fig. 11 ein schematisches Blockschaltbild eines Unterdrucksetzungsumfang-Einstellabschnitts des elektronischen Blutdruckmeßgeräts der zweiten Ausführungsform zeigt,
Fig. 12 ein Flußdiagramm ist, welches einen Vorgang des Unterdrucksetzungsumfang-Einstellabschnitts der Fig. 11 veranschaulicht,
Fig. 13 ein Flußdiagramm ist, welches einen Gesamtvorgang eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts in einer dritten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
Fig. 14 ein Flußdiagramm ist, welches einen Vorgang zur Berechnung eines Steigungsverhältnisses von Pulswellenamplituden und eines Mittelwerts von Pulswellenamplituden von rückwärtigen und vorderen drei Pulsen veranschaulicht.
Fig. 15 ein schematisches Blockschaltbild eines Abschnitts des elektronischen Blutdruckmeßgeräts der dritten Ausführungsform zur Einstellung eines Unterdrucksetzungsumfanges ist,
Fig. 16 ein Graph ist, welcher einen Maximalpunkt einer Pulswellenamplitude veranschaulicht,
Fig. 17 ein Graph ist, welcher die Berechnung eines Steigerungsverhältnisses von Pulswellenamplituden vor und nach einem Maximum veranschaulicht,
Fig. 18 ein Graph ist, welcher ein Pulswellenamplitudenverhältnis unmittelbar vor einem systolischen Druck veranschaulicht,
Fig. 19 ein Graph ist, welcher ein Pulswellenamplitudenverhältnis unmittelbar nach einem systolischen Druck veranschaulicht und
Fig. 20 ein Flußdiagramm ist, welches eine Unterdrucksetzungsumfang-Einstellroutine in dem elektronischen Blutdruckmeßgerät veranschaulicht.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 ist ein schematisches Blockschaltbild eines elektronischen Blutdruckmeßgeräts in einer ersten Ausführungsform der Erfindung gezeigt. Diese Erfindung ist auf ein Blutdruckmeßgerät des Oszillationsmethodentyps und insbesondere auf die Abschätzung eines systolischen Drucks beim Aufpumpen einer Manschette angewandt.
Das elektronische Blutdruckmeßgerät der Fig. 1 enthält eine Manschette 1, eine Pumpe 2 zum Aufpumpen, ein Raschablaßventil 3, ein Langsamablaßventil 4, einen Drucksensor 5, ein Tiefpaßfilter 6, einen A/D-Wandler 7, eine MPU (Mikroprozessoreinheit) 8 und eine Anzeige 9. Die Pumpe 2 ist so konstruiert, daß ein Aufpumpumfang unter der Steuerung der MPU 8 eingestellt werden kann. Eine Ausgabe des Drucksensors 5 wird auf den A/D-Wandler 7 über das Tiefpaßfilter 6 gegeben, welches so eingerichtet ist, daß es Druckgeräusche, die vom Aufpumpen mit der Pumpe 2 herrühren, filtert. Ein mit dem A/D-Wandler 7 in ein Digitalsignal umgewandeltes Drucksignal wird auf die MPU 8 gegeben. Die MPU 8 extrahiert das Drucksignal des Wandlers 7 und eine dem Drucksignal überlagerte Pulswellenkomponente zur Durchführung einer später noch beschriebenen Blutdruckbestimmung. Die MPU 8 ist so konstruiert, daß sie den Manschettendruck in der Manschette 2 durch Steuerung der Pumpe 2, des Raschablaßventils 3 und des Langsamablaßventils 4 steuert, und gibt das Meßergebnis zur Anzeige auf eine Anzeigevorrichtung 9. Bei dem elektronischen Blutdruckmeßgerät dieser Ausführungsform kann der Unterdrucksetzungsabstand automatisch auf vier Schritte eingestellt werden. Die folgenden Vorgänge erfolgen durch ein in der MPU 8 gespeichertes Programm. Die folgenden Vorgänge (2), (3) und (5) sind in dieser Ausführungsform charakteristisch.
(1) Pulswellenextraktion: Eine Pulswelle wird durch ein Filter (HPF) von einem Manschettensignal getrennt und extrahiert.
(2) Pulswellenperiodenberechnung: Zur Berechnung der Pulswellenperiode wird das Pulswellensignal in der Pulswelle für jeden Puls festgestellt.
(3) Berechnung der Pulswellenperiodenstreuung: Die Streuung der mit obigem Vorgang (2) berechneten Pulswellenperiode wird berechnet.
(4) Abschätzung des systolischen Drucks beim Aufpumpen:
Durch Berechnen von Pulswelle und Manschettendruck, die beim Aufpumpen gewonnen werden, wird ein systolischer Druckwert abgeschätzt.
(5) Einstellen des Aufpumpumfangs: Der beste Aufpumpumfang wird durch Verwenden der im Vorgang (3) berechneten Pulswellenperiodenstreuung und der im Vorgang (4) berechneten abgeschätzten systolischen Druckwerte berechnet.
(6) Druckmessung bei abnehmendem Druck: Systolischer und diastolsicher Druck wird im Hinblick auf Pulswellen und Manschettendrucke, die bei abnehmendem Manschettendruck gewonnen werden, berechnet.
Unter Bezug auf das Flußdiagramm der Fig. 2 wird der Gesamtvorgang beim elektronischen Blutdruckmeßgerät dieser Ausführungsform nachfoglend beschrieben: Mit Ingangsetzen des Vorgangs durch Einschalten eines Startschalters steuert die MPU 8 die Pumpe 2 an, um die Druckerhöhung bzw. das Aufpumpen in einem Schritt 1 (nachfolgend als ST1 bezeichnet) zu beginnen. In ST2 wird eine Pulswellenkomponente aus Manschettendruckdaten durch einen Pulswellenextraktionsvorgang, der ein durch das oben erwähnte Programm realisiertes Hochpaßfilter ist, herausgezogen. Die Pulswelle wird abgetrennt und wenn zwei oder mehr Pulse in der Pulswelle festgestellt werden, werden die Intervalle oder Perioden zur Speicherung in einem Speicher für jeden Puls in ST3 berechnet. In ST4 weren in ST3 gespeicherte Perioden ausgelesen, um den Maximal- und den Minimalwert für eine Bereichsbreite (Maximalwert - Minimalwert) von Perioden zu finden. In ST5 wird beurteilt, ob eine Abschätzung eines systolischen Drucks verfügbar ist. Wenn sie verfügbar ist, geht die Folge nach ST6 weiter, und, wenn nicht, kehrt sie nach ST2 zurück und die Folge ST2 nach ST5 wird wiederholt. In ST6 wird beispielsweise eine Unterdrucksetzung, die der Hälfte des Maximalwerts der Pulswellenamplituden auf der Seite höheren Drucks entspricht, als systolischer Druckwert abgeschätzt, und die Folge geht nach ST7 weiter.
In ST7 wird ein Unterdrucksetzungsumfang bzw. gewünschter Unterdrucksetzungswert unter Verwendung der in ST4 berechneten Bereichsbreite und des in ST6 berechneten Abschätzwerts für den systolischen Druck eingestellt. Dieser Vorgang wird später im einzelnen beschrieben.
In ST8 wird ein aktueller Manschettendruck mit dem in ST7 eingestellten gewünschten Unterdrucksetzungswert verglichen. Wenn er den gewünschten Wert erreicht, geht die Folge nach ST9 weiter. Wenn er ihn nicht erreicht, kehrt die Folge nach ST2 zurück und die Folge von ST2 und ST8 wird wiederholt. In ST9 beendet die MPU 8 die Unterdrucksetzung und beginnt mit einem allmählichen Ablassen bzw. Druckabsenken.
Nach Beginn der Druckabsenkung wird der Vorgang für eine Blutdruckmessung durchgeführt. In ST10 wird ein Manschettendrucksignal stets abgelesen und in Stll ein Pulswellenextraktionsvorgang, ähnlich dem Vorgang beim Unterdrucksetzungsvorgang, durchgeführt. In ST12 wird abgefragt, ob ein Abtrennpunkt der Pulswelle festgestellt wird. Eine Ja-Antwort aus ST12 wird auf ST13 gegeben und eine Nein-Antwort kehrt zu ST10 zurück, und die Folge von ST10 bis ST12 wird wiederholt.
Wenn die Folge nach ST13 weitergeht, wird eine Blutdruckmeßung durchgeführt. Ihre detaillierte Erläuterung hinsichtlich der Blutdruckbestimmung wird später beschrieben. In ST14 wird abgefragt, ob sowohl der systolische Druck SP als auch der diastolische Druck DP berechnet worden sind. Wenn beide Drucke berechnet worden sind, geht die Folge nach ST15, wenn aber nicht, kehrt sie nach ST10 zurück, um die Folge von ST10 nach ST14 zu wiederholen.
Wenn als Ergebnis von ST14 SP und DP aufgefunden sind, betätigt die MPU 8 das Raschablaßventil 3, um den Druck in der Manschette 1 abzulassen (ST15), und es wird das Meßergebnis durch die Anzeige 9 wiedergegeben (ST16), um den gesamten Vorgang abzuschließen.
Mit Blick auf das Flußdiagramm der Fig. 3 wird die Blutdruckberechnung in ST14 im einzelnen erläutert. Es sei angenommen, daß ein Abtrennpunkt der Pulswelle im Pulswellennachweisvorgang gefunden worden ist, und daß Pulswellennummer n, systolischer Druck SP und diastolischer Druck DP auf "0" initialisiert sind.
Wenn eine Pulswellennummer n um "1" inkrementiert wird (ST21), wird eine Pulswellenamplitude AMP(n) und ihr Gegenstück- Manschettendruck Pc (n) berechnet (ST22). AMP(n) wird mit Amax verglichen (ST23). Amax ist eine Variable, die den größten Wert der bis zu diesem Zeitpunkt festgestellten Pulswellenamplituden darstellt. Wenn AMP(n) > Amax, geht die Folge nach ST31 weiter unter der Annahme, daß eine Einhüllende eines Pulswellenamplitudenverlaufs noch nicht den Maximalpunkt erreicht, und Amax wird durch den Wert AMP(n) zur Rückkehr ersetzt. Wenn AMP(n) ≤ Amax in ST23 ist, wird die Einhüllende des Pulswellenamplitudenverlaufs dahingehend angesehen, daß sie bereits den Maximalpunkt durchlaufen hat und in einem Abnahmevorgang ist, und die Folge bewegt sich nach ST24, in welchem abgefragt wird, ob eine Variable SP des systolischen Drucks "0" ist. Wenn SP = 0, wird eine SP-Berechnung, die aus den Schritten von ST25 bis ST28 besteht, bei der Annahme durchgeführt, daß SP nicht bestimmt ist. Wenn SP bereits bestimmt ist, bewegt sich die Folge nach ST29.
In ST25 wird ein Zähler j für eine Pulswelle auf die aktuelle Pulswellennummer n gesetzt und in ST26 der Zähler j um "1" dekrementiert, um die mit j bezeichnete Pulswellenamplitude AMP (j) mit dem Maximalwert Amax zu vergleichen. Wenn AMP(j) ≤ Amax x 0,5 (ST27), wird der entsprechende Manschettendruck PC(j) auf den systolischen Druck SP zur Rückkehr gesetzt.
In ST29 und ST30 wird die Berechnung des Diastoldrucks (diastolischer Druck) durchgeführt. In ST29 wird abgefragt, ob die Pulswellenamplitude AMP(n) auf den DP-Berechnungsschwellenwert (hier wird Amax x 0,7 definiert) oder weniger abgenommen hat. Wenn AMP(n) ≤ Amax x 0,7, wird der Manschettendruck Pc(n) auf einen diastolischen Druck DP zur Rückkehr gesetzt (ST30).
Als nächstes wird das Einstellen des Aufpump- bzw. Unterdrucksetzungsumfangs, das für diese Ausführungsform am charakteristischsten ist, erläuertert. Fig. 4 zeigt einen Funktionsaufbau der Unterdrucksetzungsumfang-Einstellmittel, welche Mittel 31 zum Lesen der Zeit der Pulswellenerzeugung aus einem Datenspeicher, Mittel 32 zum Berechnen der Pulswellenperiode, Mittel 33 zum Berechnen eines Pulswellenperiodenbereichs anhand der Pulswellenperioden, und Mittel 34 zum Einstellen eines Unterdrucksetzungsumfangs gemäß dem berechneten Pulswellenperiodenbereich aufweisen.
Mit Blick auf das Flußdiagramm der Fig. 5 wird der Vorgang der Unterdrucksetzungsumfangeinstellung im Schritt ST7 der Fig. 2 im einzelnen erläutert. In der folgenden Beschreibung sind RANGE ein Periodenbereich, DEL_P ein Spielraum- bzw. Abstandsumfang (normalerweise ist 30 - 40 mmHg Standard), der zu einem abgeschätzten Wert des systolischen Drucks zu addieren ist, P VAL ein Aufpumpumfang (gewünschter Aufpumpwert), P_SP ein abgeschätzter Wert für den systolischen Druck, TH_1, TH_2, TH_3 Schwellenwerte zu einem Periodenbereich.
Mit Starten der Unterdrucksetzungsumfangeinstellroutine wird der Pulswellenperiodenbereich RANGE mit dem Schwellenwert TH_1 in ST41 verglichen. Wenn er unter dem Schwellenwert liegt, ist ein Normalstatus aufgefunden, und der Unterdrucksetzungsabstand DEL_P wird auf den Standardabstand 30 mmHg gesetzt (ST42). Wenn der Periodenbereich RANGE größer als der Schwellenwert TH_1 in ST41 ist, wird er mit dem nächsten Schwellenwert TH 2 verglichen (ST43). In der gleichen Weise wie derjenigen von ST41 wird, wenn RANGE unter dem Schwellenwert TH_2 liegt, dies als ein verhältnismäßig ungewöhnlicher Zustand betrachtet und der Aufpumpabstand mit 40 mmHg etwas höher als der Abstand im Normalzustand eingestellt (ST44). Wenn der Periodenbereich RANGE größer als der Schwellenwert TH_2 in ST43 ist, wird er mit dem Schwellenwert TH_3 verglichen (ST43). Wenn er unter dem Wert TH 3 liegt, wird ein stärker erhöhter Unterdrucksetzungsabstand von 50 mmHg als ungewöhnlicher Status eingestellt.
Wenn der Periodenbereich RANGE größer als der Schwellenwert TH_3 in ST45 ist, wird ein noch höherer Aufpumpspielraum von 60 mmHg eingstellt (ST47). Wenn also das Einstellen des Aufpumpabstands DEL_P im Schritt ST41 - ST 47 abgeschlossen ist, werden der abgeschätzte systolische Druckwert D_SP und der Unterdrucksetzungsabstand DEL_P addiert, um den Unterdrucksetzungsumfang (gewünschter Unterdrucksetzungswert) P_VAL (ST48) zum Abschließen des Vorgangs der Unterdrucksetzungsumfangeinstellung für die Rückkehr zu gewinnen.
Als nächstes wird eine zweite Ausführungsform dieser Erfindung nachfolgend beschrieben. Der schematische Hardware-Aufbau des elektronischen Blutdruckmeßgeräts ist der gleiche wie derjenige der Fig. 1. Diese zweite Ausführungsform ist durch eine Fuzzy-Schlußfolgerung verwendende Berechnung des Unterdrucksetzungsumfangs gekennzeichnet.
Bei dem elektronischen Blutdruckmeßgerät dieser zweiten Ausführungsform werden die folgenden Vorgänge mit einem Programm der MPU 8 durchgeführt.
(1) Pulswellenextrahierung: Gleich wie bei der ersten Ausführungsform.
(2) Pulswellenperiodenberechnung: Gleich wie bei der ersten Ausführungsform.
(3) Berechnung der Pulswellenperiodenkenngröße: Eine im Vorgang (2) berechnete Kenngröße wird berechnet.
(4) Berechnung des unüblichen Ausmaßes: Die mit dem Vorgang
(3) berechnete Kenngröße wird durch Fuzzy-Schlußfolgerung als Eingabe derselben zur Erzeugung eines unüblichen Ausmaßes berechnet.
(5) Abschätzung des systolischen Drucks beim Unterdrucksetzen: Ein systolischer Druck wird anhand von beim Aufpumpen erzeugten Pulswellendaten berechnet.
(6) Unterdrucksetzungseinstellung: Ein Unterdrucksetzungsumfang wird mit dem ungewöhnlichen Ausmaß, das im Vorgang (4) gewonnen wird, und dem im Vorgang (5) gewonnenen systolischen Druck berechnet.
(7) Blutdruckmessung bei abnehmendem Druck: Ein systohscher Druck wird anhand der bei abnehmendem Druck gewonnenen Pulswelle berechnet.
Die besonderen Merkmale dieser Ausführungsform sind die Vorgänge (2), (3), (4) und (6).
Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 6 wird nachfolgend der Gesamtvorgang dieser Ausführungsform beschrieben. Mit Beginn des Vorgangs durch Drehen eines Startschalters steuert die MPU 8 die Pumpe aufpumpend an (ST1) und extrahiert eine Pulswellenkomponente aus Manschettendruckdaten durch einen Pulswellenextraktionsvorgang (ST2). Wenn zwei oder mehr Pulse in der Pulswelle festgestellt sind, wird ein Intervall oder eine Periode zur Speicherung in einem Speicher für jeden Puls berechnet (ST3)
In ST4 wird abgefragt, ob die Abschätzung eines systolischen Drucks möglich ist. Wenn sie nicht möglich ist, kehrt die Folge nach ST2 zurück, und die Folge von ST2 zu ST3 wird wiederholt. Die Vorgänge von ST4 und STS sind die gleichen wie diejenigen der Fig. 2. In ST6 wird eine Kenngröße, beruhend auf einer Anzahl von bis dahin gespeicherten Pulswellenperioden, berechnet und in ST7 dazu verwendet, ein unübliches Ausmaß einer Pulswellenamplitude in Fuzzy-Schlußfolgerung zu berechnen, was später noch im Detail beschrieben wird.
Mit Berechnung des ungewöhnlichen Ausmaßes wird ein Aufpumpumfang unter Verwendung des abgeschätzten systolischen Drucks und des ungewöhnlichen Ausmaßes eingestellt (ST8). In ST9 wird ein aktueller Manschettendruck mit einem gewünschten berechneten Aufpumpwert verglichen. Wenn der Manschettendruck den gewünschten Wert erreicht, geht die Folge nach ST10, um mit der Druckabsenkung unter der Annahme zu beginnen, daß das Aufpumpen bzw. Unterdrucksetzen abgeschlossen ist. Wenn der Wert nicht erreicht ist, kehrt die Folge nach ST2 zurück und die Folge von ST2 bis ST8 wird wiederholt. Die Folge von ST10 bis ST17 ist die gleiche wie die von ST9 bis ST16.
Die Kenngröße ist eine Streuung einer periodischen Abweichung PI_VAR, eine periodische Abweichung des Maximalpunkts PI VAR, eine periodische Abweichung des Maximalpunkts PI_PEAK, eine periodische Abweichung des Abschätzungspunkts des systolischen Drucks PI_SP, eine periodische Abweichung PI_SP2 einer Pulswelle nachfolgend auf Pulswellen, die den Abschätzungspunkt für den systolischen Druck zwischen sich nehmen. Unter Bezug auf Fig. 7 wird eine Berechnung zu PI_VAR = ei/Grundperiode, j (1 bis Nummer von periodischen Daten), PI_PEAK = PI_PEAK_A/Grundperiode, PI_SP = PI_SP_A (eine Periode des Punkts des systolischen Druckpunkts durch proportionale Verteilung von Perioden A und B), und PI_SP2 = PI_SP2/Grundperiode.
Die Berechnung des ungewöhnlichen Ausmaßes in ST7 wird durch Fuzzy-Schlußfolgerung durchgeführt, die die anhand von Pulswellenperioden berechnete, oben erwähnte Kenngröße als ihre Eingabe erhält. Gemäß der Fuzzy-Schlußfolgerung dieser Ausführungsform ist die Schlußfolgerungsmethode eine MAX_ MIN-Operation, die Affirmativoperationsmethode ist ein gewichtetes Mittel, bei welchem die Hintersatz-Zugehörigkeitsfunktion MF ein Singleton ist und der Relevanzgrad einer jeden Regel Gewicht ist.
Fig. 8 zeigt eine Zugehörigkeitsfunktion MF des Vordersatzes, Fig. 9 eine Zugehörigkeitsfunktion des Hintersatzes und Fig. 10 Fuzzy-Schlußfolgerungsregeln. Im Vordersatz bedeutet S klein, M mittel und B groß. Im Hintersatz bedeutet H hohes ungewöhnliches Ausmaß, M mittleres ungewöhnliches Ausmaß und L niedriges, ungewöhnliches Ausmaß.
Fig. 11 zeigt einen Funktionsaufbau zur Einstellung eines Aufpumpumfangs in Fig. 8, welcher einen Datenleseabschnitt 41 zum Lesen einer Pulswellenerzeugungszeit in Daten, einen Periodenberechnungsabschnitt 42 zur Berechnung eines Zeitintervalls (einer Periode) der Pulswellenerzeugung beruhend auf der gelesenen Zeit, einen Kenngrößenberechnungsabschnitt 43 zum Berechnen einer Kenngröße durch Verwenden von Perioden, einen Berechnungsabschnitt für ungewöhnliches Ausmaß 44 zur Berechnung eines ungewöhnlichen Ausmaßes einer Pulswellenamplitudenlinie anhand der Kenngröße, und einen Aufpumpumfangeinstellabschnitt 45 zur Bestimmung eines Aufpumpumfangs durch Verwenden des ungewöhnlichen Ausmaßes und des Abschätzwerts für den systolischen Druck.
In Fig. 12 ist ein tatsächliches Flußdiagramm für die Bestimmung des Unterdrucksetzungsumfangs gezeigt. In ST82 wird ein Aufpumpspielraum DEL_P bestimmt. Der Spielraum ist normalerweise 30-40 mmHg, wird aber bei einem hohen ungewöhnlichen Ausmaß erhöht. Bei dieser Ausführungsform werden 30 mmHg für den Normalzustand und 90 mmHg für das schlimmste, ungewöhnliche Ausmaß eingestellt. In ST83 wird der Unterdrucksetzungsabstand DEL_P zum Abschätzwert für den systolischen Druck P zur Erzeugung eines Unterdrucksetzungsumfangs (gewünschter Aufpumpwert) P_VAL für den Abschluß des Vorgangs addiert.
Ein elektronisches Blutdruckmeßgerät in einer dritten Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend beschrieben. Der Hardware-Aufbau des elektronischen Blutdruckmeßgeräts dieser Ausführungsform ist der gleiche wie derjenige der Fig. 1. Diese Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß sie einen Streugrad (ungewöhnliches Ausmaß) einer Pulswelle beruhend auf der Kenngröße der Pulswellenamplitude beim Unterdrucksetzungsvorgang gewinnt, um einen Unterdrucksetzungsumfang (gewünschter Aufpumpwert) einzustellen.
Bei dem elektronischen Blutdruckmeßgerät dieser Ausführungsform werden die folgenden Vorgänge durch ein Programm der MPU 8 ausgeführt.
(1) Pulswellenextraktion: Eine Filterung (HPF) zum Abtren nen und Extrahieren einer Pulswelle aus einem Manschettendrucksignal.
(2) Berechnungsvorgang für ein Steigungsverhältnis der Pulswellenamplitude und einen Mittelwert einer Pulswellenamplitude: Eine Pulswelle wird auf der Grundlage eines Pulswellensignals für jeden Puls festgestellt, ein Steigungsverhältnis von Pulswellenamplituden von drei Rückwärts- und Vorwartsimpulsen sowie ein Mittelwert der Pulswellenamplituden werden berechnet, und der Maximalwert derselben wird als Mittelwert von Pulswellenamplituden betrachtet.
(3) Abschätzung des systolischen Drucks: Ein Schätzwert des systolischen Werts wird berechnet.
(4) Berechnen eines charakteristischen Umfangs zu Maximalpunkt und systolischem Druck: Steigungsverhältnis von Amplituden vor und nach dem Maximalpunkt, Verhältnis von Steigung von Pulswertamplitude unmittelbar vor dem systolischen Druck, und Verhältnis von Steigung von Pulswertamplitude unmittelbar nach dem systolischen Druck.
(5) Unterdrucksetzungsumfangeinstellung: Berechnen eines Unterdrucksetzungsumfangs nach Maßgabe der Kenngröße von Amplituden einer Pulswellenlinie.
(6) Berechnungsvorgang von systolischen und diastolischen Druckwerten.
Die Vorgänge (2), (4) und (5) sind in dieser Ausführungsform spezifisch.
Unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 13 wird ein Gesamtvorgang des elektronischen Blutdruckmeßgeräts beschrieben.
Mit Ingangsetzen des Vorgangs durch Einschalten eines Startschalters steuert die MPU 8 die Pumpe 2 an, um das Aufpumpen zu beginnen (ST1).
In einem Pulswellenextraktionsvorgang (ST2) wird eine Pulswellenkomonente aus Manschettendruckdaten extrahiert. Dies bietet ein durch ein Programm durchgeführtes Hochpaßfilter Wenn zwei oder mehr Pulswellenpulse festgestellt sind, wird ein Verhältnis der Amplituden und ein Mittelwert der Amplituden berechnet und in einem Speicher für jeden Puls gespeichert (ST3 und ST4)
In STS wird abgefragt, ob eine Blutdruckabschätzung (systolischer Druck) möglich ist. Wenn sie möglich ist, wird ein Abschätzvorgang für den systolischen Druck durchgeführt (ST6). Wenn sie nicht möglich ist, kehrt die Folge nach ST2 zurück und die Folge von ST2 bis ST4 wird wiederholt.
Mit Fortschreiten nach ST7 berechnet die MPU 8 eine Kenngröße, die sich auf den Maximalpunkt und systolischen Druck, die bis zu diesem Zeitpunkt gespeichert sind, bezieht, nämlich ein Steigungsverhältnis von Amplituden vor und nach dem Maximalpunkt, ein Amplitudenneigungsverhältnis unmittelbar vor dem systolischen Druck und ein Amplitudensteigungsverhältnis unmittelbar nach dem systolischen Druck bezieht.
Wie in Fig. 16 gezeigt, entspricht der Pulswellenamplituden-Maximalpunkt einem Maximalwert, der nach Nummern geordneten Pulswellenamplituden, welche in einem Varuerungsvorgang eines Manschettendrucks extrahiert werden. Ein Amplitudensteigungsverhältnis vor und nach einem Maximalpunkt RATIO_PEAK wird durch die nachfolgenden Gleichungen ausgedrückt:
RATIO_PEAK = γ/δ (wenn δ nicht 0 ist), oder
-10 (wenn δ 0 ist)
wobei
γ = [AMP(n+1)-AMP(n)]/[Pc(n+1)-PC(n)]
δ = [AMP(n+1)-AMP(n+2)]/[Pc(n+2)-Pc(n+1)]
Wie in Fig. 17 gezeigt, ist γ die Steigung zwischen dem Maximalpunkt und einer Amplitude eines Pulses unmittelbar vor dem Punkt und δ die Steigung zwischen dem Maximalpunkt und einer Amplitude eines Pulses unmittelbar nach dem Punkt.
Ein Pulswellenamplituden-Steigungsverhältnis unmittelbar vor dem systolischen Druck RATIO_SP_BF ist nachfolgend ausgedrückt:
RATIO_PEAK = η/θ (wenn θ nicht 0 ist), oder
-10 (wenn θ 0 ist)
wobei
η = [AMP(n)-AMP(n+1)]/[Pc(n)-Pc(n+1)]
θ = [AMP(n+1)-AMP(n+2)]/[Pc(n+2)-Pc(n+1)]
Wie in Fig. 18 gezeigt, ist 77 eine Steigung zwischen zwei Pulswellenamplituden vor dem systolischen Druck und θ eine Steigung zwischen Amplituden eines Pulses vor und eines Pulses nach dem systolischen Druck.
Ein Pulswellenamplitudensteigungsverhältnis unmittelbar vor dem systolischen Druck RATIO_SP_AF ist unten ausgedrückt.
RATIO_PEAK = θ/ (wenn nicht 0 ist), oder
-10 (wenn 0 ist)
wobei
θ =[AMP(n+1)-AMP(n+2)]/[Pc(n+1)-Pc(n+2)]
=[AMP(n+2)-AMP(n+3)]/[Pc(n+2)-Pc(n+3)]
Wie in Fig. 19 gezeigt, ist θ eine Steigung zwischen Pulswellenamplituden eines Impulses vor und eines Impulses nach dem systolischen Druck und eine Steigung zwischen Amplituden von zwei Pulswellen nach dem systolischen Druck.
In ST8 wird der richtige Unterdrucksetzungsumfang durch eine vorgegebene Gleichung bestimmt, welche eine Anzahl von in ST4 und ST7 berechneten Kenngrößen verwendet.
In ST9 werden ein in ST8 berechneter Unterdrucksetzungsumfang (gewünschter Aufpumpwert) und ein Manschettendruck an dem entsprechenden Zeitpunkt verglichen. Wenn der Manschettendruck den gewünschten Wert erreicht, bewegt sich die Folge nach ST10, wenn er ihn nicht erreicht, kehrt sie nach ST2 zurück und die Folge von ST2 bis ST9 wird wiederholt.
In ST10 beendet die MPU das Aufpumpen und beginnt mit einem allmählichen Ablassen mit einer voreingestellten Druckabsenkgeschwindigkeit durch Steuerung des Ablaßventiles 4. Da der Vorgang nach ST10 der gleiche wie der von ST9 bis ST 16 ist, wird seine Erläuterung weggelassen.
Als nächstes wird das Berechnen der Kenngröße und Einstellen des Unterdrucksetzungsumfangs, die bei dieser Ausführungsform wichtig sind, nachfolgend beschrieben. Wie in Fig. 15 gezeigt, enthält ein Funktionsaufbau zur Einstellung eines Unterdrucksetzungsumfangs Mittel 51 zum Auslesen der Zeit der Pulswellenerzeugung und des Manschettendruckes aus einem Datenspeicher, Mittel 52 zur Berechnung einer Kenngröße aus Pulswellenamplitudendaten und Mittel 53 zur Einstellung eines Aufpumpumfangs anhand der berechneten Kenngröße.
Unter Bezugnahme auf das Diagramm der Fig. 14 wird ein Berechnungsvorgang zur Kenngröße beschrieben. n ist eine Pulswellennummer, R ein Pulswellenamplitudensteigungsverhältnis, Rmax ein Maximalwert von Steigungsverhältnissen der maximalen Pulswellenamplitude, AV ein Mittelwert von Pulswellenamplituden von drei Vor-und Nachimpulsen, AVmax ein Mittelwert von Pulswellenamplituden der maximalen drei Vor- und Nachpulse in einer Pulswellenlinie, Dmax die maximale Pulswellenamplitude, RATIO PEAK ein Verhältnis vom Amplituden vor und nach dem Maximalpunkt, RATIO_SP_BF ein Pulswellenamplitudenverhältnis unmittelbar vor dem systolischen Druck und Ratio_SP_AF ein Pulswellenamplitudenverhältnis unmittelbar nach dem systolischen Druck.
Mit Rücksetzen der Pulswellennummer n (ST51) wird die Pulswellennummer n um "1" inkrementiert (ST52), und es wird abgefragt, ob n drei oder mehr ist (ST53). Wenn es nicht drei oder mehr ist, kehrt die Folge nach ST52 zurück und n wird um "1" erhöht. Wenn n drei oder mehr ist, bewegt sich die Folge nach ST54, wo ein Differenzwert S1 zwischen der vorletzten Pulswellenamplitude Amp(n-2) und der früheren Pulswellenamplitude Amp(n-1) sowie ein Differenzwert S2 zwischen einer aktuellen Pulswellenamplitude Amp(n) und der früheren Pulswellenamplitude Amp(n-1) zum Vergleich von S1 und S2 berechnet werden (SD55). Wenn S1 größer als S2 ist, wird R=S1/52 berechnet (ST56). Wenn S1 kleiner als S2 ist, wird R=S2/S1 berechnet (ST57). In ST58 wird abgefragt, ob der Verhältniswert R größer als Rmax ist. Wenn der Verhältniswert R größer als Rmax ist, wird der Verhältniswert R auf Rmax revidiert (ST59). Wenn der Verhältniswert R kleiner als Rmax ist, springt die Folge von ST59 auf ST60. In ST60 wird ein Mittelwert AV von Pulsamplituden von drei Pulsen aus dem aktuellen, früheren und vorletzten Puls berechnet. In ST61 wird abgefragt, ob der Mittelwert AV größer als AVmax ist. Wenn AV größer als AVmax ist, wird AV auf AVmax revidiert (ST 62). Wenn AV kleiner als AVmax ist, springt die Folge ST62 auf ST63. In ST63 wird abgefragt, ob es die letzte Pulswelle ist. Die Folge ST60 bis ST63 wird wiederholt, bis die letzte Pulswelle aufgefunden ist. Wenn die letzte Pulswelle aufgefunden ist, wird AVmax durch AVmax/Dmax als neues AVmax revidiert (ST 64). In ST65 werden RATIO_PEAK, RATIO_SP_BF sowie RATIO_SP_AF berechnet.
Fig. 20 zeigt ein detailliertes Flußdiagramm zur Einstellung eines Aufpumpumfangs mit der Kenngröße in ST8. In der folgenden Erläuterung ist TH_2 ein Schwellenwert eines Mittelwerts von Pulswellenamplituden, TH_3 ein Schwellenwert eines Steigungsverhältnisses von Amplituden vor und nach dem Maximalpunkt, TH_4 ein Schwellenwert eines Steigungsverhältnisses einer Pulswellenamplitude unmittelbar vor dem systolischen Druck und TH_5 ein Schwellenwert eines Pulswellenamplitudensteigungsverhältnisses unmittelbar nach dem systolischen Druck.
Mit Eintritt in die Unterdrucksetzungsumfang-Einstellroutine wird abgefragt, ob ein Verhältnis Rmax der Steigung der Maximalpulswellenamplitude größer als TH_1 ist (ST71). Wenn es nicht größer ist, wird abgefragt, ob das Mittel AVmax von Pulswellenamplituden größer als der Schwellenwert TH_2 ist (ST72). Wenn er im ST72 nicht größer ist, wird die Pulswelle als Normalwelle beurteilt und die Abstandsgröße DEL_P auf 30 eingestellt (ST73). Wenn in einem der Schritte ST71 oder ST72 eine JA-Antwort erhalten wird, wird abgefragt, ob das Verhältnis RATIO_PEAK der Steigung von Amplituden vor und nach dem Maximalpunkt größer als der Schwellenwert TH_3 ist (ST74). Wenn er nicht größer ist, wird die Abstandsgröße DEL_P auf 40 eingestellt (ST75).
Wenn aus ST74 eine JA-Antwort generiert wird, wird abgefragt, ob die Pulswellenamplitudensteigung RATIO_SP_BF unmittelbaüvor dem systolischen Druck größer als der Schwellenwert TH 4 ist (ST76). Wenn es nicht größer ist, wird die Abstandsgröße DEL_P auf 50 gesetzt (ST77). Wenn aus ST76 eine JA-Antwort generiert wird, wird abgefragt, ob das Pulswellenamplitudenverhältnis unmittelbar nach dem systolischen Druck RATIO_SP_AF größer als der Schwellenwert TH_5 ist (ST78). Wenn es nicht größer ist, wird die Abstandsgröße DEL_P auf 60 gesetzt (ST 80). Wenn das Verhältnis größer als der Schwellenwert ist, wird bestimmt, daß das ungewöhnliche Ausmaß der Pulswellenamplitude sehr groß ist, und die Abstandsgröße DEL_P wird auf 70 gesetzt (ST79). Wenn die Abstandsgröße DEL_P gesetzt ist, wird die Abstandsgröße zum abgeschätzten Wert für den systolischen Druck P_SP addiert und ein Unterdrucksetzungsumfang P_VAL berechnet (ST81).
Gemäß dieser Erfindung wird eine Streuung der Pulswellenkomponente in einem Erhöhungsvorgang festgestellt und der Unterdrucksetzungsumfang nach Maßgabe des Streugrads gesteuert, so daß bei einem Patienten mit unregelmäßigem Puls eine exakte Blutdruckmeßung ohne Wiederaufpumpen und Neumessen durchgeführt werden kann, indem ein starkes Unterdrucksetzen eingestellt wird. Im Falle einer Person mit wenig unregelmäßigem Puls kann die Meßzeit ohne Verminderung der Meßgenauigkeit vermindert werden, indem ein nur notwendiger minimaler Unterdrucksetzungsspielraum eingestellt wird.
Es versteht sich, daß obige Beschreibung nur zur Veranschaulichung der Erfindung dient und daß viele Änderungen und Abwandlungen vom Fachmann vorgenommen werden können, ohne daß der Bereich der beigefügten Ansprüche verlassen wird.

Claims

1. Elektronisches Blutdruckmeßgerat mit

einer Manschette (1),

Unterdrucksetzungsmitteln zum Unterdrucksetzen der Manschette (2),

Druckabfühlmitteln (5) zum Abfühlen eines Fluiddrucks innerhalb der Manschette,

Pulswellennachweismitteln zum Nachweisen einer Pulswellenkomponente anhand von durch Manschettendaten dargestellter Blutgefäßinformation,

Systolischblutdruck-Abschätzungsmitteln (8) zum Abschätzen eines systolischen Blutdruckwerts anhand von Pulswellen- und Manschettendruckdaten, die während des Unterdrucksetzungsprozesses festgestellt werden,

Unterdrucksetzungsumfang-Berechnungsmitteln (8) zum Berechnen des Unterdrucksetzungsumfangs der Manschette (1) auf der Grundlage des abgeschätzten systolischen Blutdruckwertes,

Druckabsenkmitteln zum Absenken des Manschettendrucks nach Erreichen des Unterdrucksetzungsumfangs, auf welche die Manschette (1) unter Druck gesetzt worden ist,

Blutdruckwertbestimmungsmitteln (8) zum Bestimmen von systolischen und diastolischen Blutdruckwerten beruhend auf der Blutgefäßinformation und den Manschettendruckdaten, die während des Manschettendruckabsenkvorgangs festgestellt werden, gekennzeichnet durch

Pulswellenkomponenten-Streugradnachweismittel (8) zum Feststellen eines Streugrads der im Unterdrucksetzungsvorgang gewonnenen Pulswellenkomponenten, und

Unterdrucksetzungsumfang-Steuermittel (8) zum Steuern des berechneten Unterdrucksetzungsumfangs nach Maßgabe der festgestellten Streuung.

2. Elektronisches Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 1, wobei die Pulswellenkomponenten-Streugradnachweismittel Mittel zum Feststellen des Streugrades mehrerer Pulswellenperioden aufweisen und die Unterdrucksetzungsumfang-Steuermittel Mittel zum Steuern des berechneten Unterdrucksetzungsumfangs nach Maßgabe des festgestellten Streugrades der mehreren Pulswellenperioden aufweisen.

3. Elektronisches Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 1, wobei die Pulswellenkomponenten-Streugradnachweismittel Mittel zum Festellen des Streugrades von Pulswellenamplituden um einen ausgewählten Pulswellenamplitudenwert herum während des Unterdrucksetzungsvorgangs aufweisen und die Unterdrucksetzungsumfang-Steuermittel Mittel zum Steuern des berechneten Unterdrucksetzungsumfangs nach Maßgabe des festgestellten Streugrades von Pulswellenamplituden aufweisen.