DE69416667T2

DE69416667T2 - Puls-Wellen-Messgerät

Info

Publication number: DE69416667T2
Application number: DE1994616667
Authority: DE
Inventors: Hideo Nishibayashi; Masami Takaya
Original assignee: Colin Corp
Current assignee: Colin Medical Technology Corp
Priority date: 1994-03-09
Filing date: 1994-03-09
Publication date: 1999-10-14
Anticipated expiration: 2014-03-10
Also published as: EP0671144A1; EP0671144B1; DE69416667D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Pulswellenerfassungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, welche einen Pulswellensensor über eine Körperoberfläche über der Arterie gegen ein Arteriengefäß eines lebenden Körpers oder Wesens drückt und eine von der Arterie erzeugte Druck-Pulswelle erfaßt.

Stand der Technik

Bekannt ist eine Pulswellenerfassungsvorrichtung mit (a) einem Pulswellensensor mit einer Druckoberfläche und einer Mehrzahl von druckerfassenden Elementen (PS-Elementen), welche in einer oder mehreren Gruppen in der Druckoberfläche vorgesehen sind, wobei der Pulswellensensor dazu ausgelegt ist, derart über eine Körperoberfläche eines Wesens gegen ein Arteriengefäß des Lebewesens gedrückt zu werden, daß eine Richtung der Gruppe oder Gruppen von PS- Elementen eine Ausdehnungsrichtung der Arterie kreuzt, so daß jedes der druckerfassenden Elemente eine von der Arterie erzeugte Druck-Pulswelle erfaßt und ein die erfaßte Pulswelle darstellendes Pulswellensignal erzeugt, (b) einer Druckausübungsvorrichtung, welche eine Druckkraft erzeugt, um die Druckoberfläche des Pulswellensensors über die Körperoberfläche gegen die Arterie zu drücken, und (c) einer Regeleinrichtung zum kontinuierlichen Ändern der auf den Pulswellensensor ausgeübten Druckkraft der Druckausübungsvorrichtung, zum Bestimmen eines Optimalwerts der Druckkraft auf der Grundlage von einem oder mehreren der von den PS-Elementen erzeugten Pulswellensignale und zum Halten der Druckkraft der Druckausübungsvorrichtung an dem derart be stimmten Optimalwert. Die Vorrichtung im Stand der Technik liest das oder die von einem oder mehreren der mit der Optimaldruckkraft angedrückten PS-Elemente gelieferte Pulswellensignal oder -signale ein und erhält die Druck-Pulswelle des Wesens auf der Grundlage des oder der Pulswellensignals oder -signale. Die Vorrichtung im Stand der Technik ist beispielsweise in der zu Prüfungszwecken offengelegten Japanischen Patentanmeldung unter Veröffentlichungs-Nr. 1(1989)-285244 offenbart.
Bei der Pulswellenerfassungsvorrichtung im Stand der Technik kann sich jedoch der Druckzustand des Pulswellensensors gegen die Körperoberfläche (beispielsweise die Berührungsweise des ersteren mit der letzteren) beispielsweise aufgrund einer Bewegung des Wesens (beispielsweise einer Bewegung seines oder ihres Handgelenks, an welchem der Sensor getragen wird) ändern. In diesem Fall wird das Lesen oder die erfaßte Amplitude der Pulswelle nachteilig beeinträchtigt. Die erfaßte Pulswelle kann sowohl eine Änderung aufgrund einer natürlichen Änderung des Blutdrucks des Wesens als auch eine Änderung aufgrund einer künstlichen Änderung des Druckzustands eines Pulswellensensors enthalten. Somit ist die Erfassungsgenauigkeit der Vorrichtung im Stand der Technik nicht zufriedenstellend.
Die Druckschrift EP-A-0401382 offenbart eine Pulswellenerfassungsvorrichtung mit einem Pulswellensensor, einer Druckausübungsvorrichtung mit einer Membran, einer Druckkammer, einer Druckregelwelle und einer Pumpe und einer Regeleinrichtung in Form einer CPU. Diese offenbarte Vorrichtung bestimmt eine Schwankung der Minimalwerte der Pulswellen, welche von dem optimaldruckerfassenden Element erhalten werden, während die an dem optimaldruckerfassenden Element ausgeübte Druckkraft, das heißt, ein Druck PM in einer Druckkammer 38, geändert wird, bevor eine Optimaldruckkraft bestimmt wird und die Druckkraft der Druckausübungsvorrichtung an dem Optimalwert gehalten wird.
Die Druckschrift US-A-5005581 offenbart eine Vorrichtung zum Erfassen von Bewegungsartefakten. Diese Bewegungsartefakte basieren auf einer Änderung der vergangenen Druckausgaben. Die Vorrichtung beinhaltet die Schritte eines Überwachens der Amplitude einer Pulswellenform von einem ersten Puls zu einem nächsten nachfolgenden Puls und eines Bestimmens, ob sich das Ausgangssignal um mehr als einen vorbestimmten Prozentsatz ändert, also einen Bewegungszustand anzeigt.

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Pulswellenerfassungsvorrichtung zu schaffen, welche kontinuierlich eine Druck-Pulswelle eines Lebewesens mit hoher Genauigkeit erfaßt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Die Anmelder haben eine ausführliche Untersuchung vorgenommen, um die oben genannte Aufgabe zu lösen, und herausgefunden, daß die Schwankung (das heißt, die Verteilung oder das Muster) der jeweiligen Minimalamplituden der durch die druckerfassenden Elemente erfaßten Pulswellen bezüglich der Gruppe von druckerfassenden Elementen, wobei der Pulswellensensor mit der Optimaldruckkraft angedrückt wird, eng mit dem Druckzustand des Pulswellensensors gegen die Körperoberfläche des Wesens verbunden ist. Die vorliegende Erfindung ist auf der Grundlage dieser Entdeckung entwickelt worden.
Die oben genannte Aufgabe wurde durch die vorliegende Erfindung gelöst, welche eine Pulswellenerfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Pulswelle von einem Lebewesen schafft, wobei die Pulswelle eine Mehrzahl von Pulsen auf weist, die von einem Arteriengefäß des Wesens synchron zu einem Herzschlag des Wesens erzeugt werden, die (a) einen Pulswellensensor, der eine Druckoberfläche aufweist und mindestens eine Gruppe von druckerfassenden Elementen beinhaltet, die in der Druckoberfläche vorgesehen sind, wobei die Druckoberfläche des Pulswellensensors dazu ausgelegt ist, derart über eine Körperoberfläche des Wesens gegen das Arteriengefäß des Lebewesens gepreßt zu werden, daß eine Richtung der Gruppe von druckerfassenden Elementen eine Ausdehnungsrichtung des Arteriengefäßes kreuzt, so daß jedes druckerfassende Element die von dem Arteriengefäß erzeugte Pulswelle erfaßt und ein die erfaßte Pulswelle darstellendes Pulswellensignal erzeugt, (b) eine Druckausübungsvorrichtung, welche eine Druckkraft erzeugt, um die Druckoberfläche des Pulswellensensors über die Körperoberfläche gegen das Arteriengefäß zu drücken, (c) eine Regeleinrichtung zum Ändern der an dem Pulswellensensor ausgeübten Druckkraft der Druckausübungsvorrichtung, zum Bestimmen eines Optimalwerts der Druckkraft auf der Grundlage von mindestens einem der von den druckerfassenden Elementen erzeugten Pulswellensignale und zum Halten der Druckkraft der Druckausübungsvorrichtung an dem derart bestimmten Optimalwert, (d) eine Minimalamplitudenverteilungs-Bestimmungseinrichtung zum Bestimmen einer Minimalamplitude von mindestens einem Puls von jeder Pulswelle, die durch die jeweiligen Pulswellensignale von den druckerfassenden Elementen dargestellt werden, wobei die Minimalamplitudenverteilungs- Bestimmungseinrichtung iterativ eine Verteilung der jeweiligen Minimalamplituden der Pulswellen bezüglich der Gruppe von druckerfassenden Elementen bestimmt, nachdem die Druckkraft der Druckausübungsvorrichtung an dem Optimalwert gehalten wird, und (e) eine Entscheidungseinrichtung zum Entscheiden, ob ein Druckzustand des Pulswellensensors auf der Körperoberfläche stabil ist, auf der Grundlage einer Änderung der Minimalamplitudenverteilungen, die von der Minimalamplitudenverteilungs-Bestimmungseinrichtung bestimmt werden, aufweist.
Bei der wie oben beschrieben aufgebauten Pulswellenerfassungsvorrichtung bestimmt die Minimalamplituden-Bestimmungseinrichtung iterativ eine Verteilung oder Schwankung der jeweiligen Minimalamplituden der Pulswellen bezüglich der Gruppe von druckerfassenden Elementen, nachdem die Druckkraft der Druckausübungsvorrichtung an dem Optimalwert gehalten wird, und die Entscheidungseinrichtung entscheidet, ob ein Druckzustand des Pulswellensensors auf der Körperoberfläche stabil ist, auf der Grundlage einer Änderung der Minimalamplitudenverteilungen, die von der Minimalamplitudenverteilungs-Bestimmungseinrichtung bestimmt werden. Wenn die Entscheidungseinrichtung eine negative Entscheidung liefert, daß der Druckzustand des Pulswellensensors auf der Körperoberfläche nicht stabil ist, das heißt, sich geändert hat, kann die Regeleinrichtung zum Aktualisieren der Optimaldruckkraft der Druckausübungsvorrichtung betätigt werden, wodurch sich der Druckzustand des Pulswellensensors ändert. Alternativ kann die vorliegende Vorrichtung ferner eine Informationsvorrichtung aufweisen, welche einen Bediener oder Benutzer über die negative Entscheidung informiert, so daß der Bediener oder Benutzer erkennen kann, daß sich der Druckzustand des Pulswellensensors geändert hat. Daher wird die Erfassungsgenauigkeit der vorliegenden Vorrichtung verbessert.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Die oben genannten und optionale Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung, bei Betrachtung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung klarer, in welcher:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Pulswellenerfassungsvorrichtung zeigt, welche die vorliegende Erfindung verkörpert;
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines in die Vorrichtung von Fig. 1 eingebauten Pulswellensensors zeigt, wie er von einer Person gesehen wird, die der Druckoberfläche des Sensors zugewandt ist, wobei in dieser Oberfläche eine Gruppe von druckerfassenden Elementen vorgesehen ist;
Fig. 3(a) und 3(b) Flußdiagramme zeigen, welche jeweilige Teile des von der Vorrichtung von Fig. 1 verwendeten Steuerprogramms darstellen;
Fig. 4(a) und 4(b) Flußdiagramme zeigen, welche weitere Teile des von der Vorrichtung von Fig. 1 verwendeten Steuerprogramms darstellen;
Fig. 5 eine Ansicht einer Referenz-Minimaltonogrammkurve, MTCs, und einer nachfolgenden Minimaltonogrammkurve, MTC, zeigen, wobei jede bei Schritt S9 des Flußdiagramms von Fig. 3 bestimmt wird;
Fig. 6 eine Ansicht (a) einer Referenzkurve MTCs und (b) einer nachfolgenden Kurve MTC zeigt, die derart parallel verschoben sind, daß die zwei Kurven MTCs, MTC einen identischen Wert bezüglich eines optimaldruckerfassenden Elements des Pulswellensensors von Fig. 2 annehmen;
Fig. 7(a) bis 7(j) Ansichten verschiedener Änderungsmuster einer nachfolgenden Kurve MTC von einer Referenzkurve MTCs zeigen, wobei jedes Muster zu einer ersten Gruppe I von Mustern gehört, welche anzeigen, daß der Druckzustand des Pulswellensensors stabil ist;
Fig. 8(a) bis 8(l) Ansichten verschiedener Änderungsmuster einer nachfolgenden Kurve MTC von einer Referenzkurve MTCs zeigen, wobei jedes Muster zu einer zweiten Gruppe II von Mustern gehört, welche anzeigen, daß der Druckzustand des Pulswellensensors nicht stabil ist; und
Fig. 9(a) bis 9(d) Ansichten verschiedener Änderungsmuster einer nachfolgenden Kurve MTC von einer Referenzkurve MTCs zeigen, wobei jedes Muster zu einer dritten Gruppe II von Mustern gehört, welche anzeigen, daß der Druckzustand des Pulswellensensors nicht stabil ist.
In den oben genannten Figuren ist die Minimalamplitude der Pulswelle als "untere Spitzenamplitude" bezeichnet.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

In Fig. 1 ist eine Pulswellenerfassungsvorrichtung dargestellt, welche die vorliegende Erfindung verkörpert. In der Figur bezeichnet ein Bezugszeichen 10 ein behälterartiges Gehäuse. Das Gehäuse 10 weist ein wandloses Ende auf, welches durch einen Pulswellensensor (PW-Sensor) 20 und eine Membran 18 geschlossen wird. Die vorliegende Vorrichtung wird abnehmbar mit Anlegebändern 14, 14 derart an ein Handgelenk 16 eines Lebewesens angelegt, daß das wandlose Ende des Gehäuses 10 in Berührung mit der Körperoberfläche des Wesens 16 gehalten wird. Die Membran 18 ist hinreichend biegsam, um dem PW-Sensor 20 ein Verschieben relativ zu dem Gehäuse 10 und ein Heraustreten aus dem wandlosen Ende des Gehäuses 10 zu ermöglichen. Das Gehäuse 10, die Membran 18 und der PW-Sensor 20 wirken zusammen, um eine Druckkammer 22 zu definieren, welche mit einem Druckfluid, wie zum Beispiel Druckluft, von einer Fluidversorgungsvorrichtung 24 über ein Druckregelventil 26 versorgt wird. Ein Drucksensor 42 erfaßt den Fluiddruck in der Druckkammer 22 (im folgenden als der "Kammerdruck P" bezeichnet) und erzeugt ein elektrisches Signal, welches den erfaßten Kammerdruck P darstellt. Der PW-Sensor 20 wird mit einer Druckkraft, welche dem Kammerdruck P entspricht, auf die Körperoberfläche 12 gedrückt. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wirken das Gehäuse 10, die Membran 18, die Fluidversorgung 24 und der Druckregler 26 zusammen, um als Druckausübungsvorrichtung zum Drücken des PW-Sensors 20 gegen die Körperoberfläche 12 zu dienen.
Wie es in Fig. 2 dargestellt ist, weist der PW-Sensor 20 eine Druckoberfläche 28 auf, welche durch einen Halbleiterchip, beispielsweise aus einkristallinem Silizium, definiert ist. Eine einzige Gruppe von druckerfassenden Elementen (PS-Elementen) 31 (beispielsweise dreißig PS-Dioden) ist gerade in der Druckoberfläche 28 vorgesehen. Die PS- Elemente 31 können jedoch in zwei oder mehr Gruppen angeordnet werden. Der PW-Sensor 20 wird derart über die Körperoberfläche 12 gegen eine Pulsader 30 gedrückt, daß die Richtung der Gruppe von PS-Elementen 31 die Ausdehnungsrichtung der Pulsader 30 im allgemeinen senkrecht kreuzt, so daß jedes der PS-Elemente 31 eine oszillierende Druckwelle oder Druck-Pulswelle erfaßt, welche von der Pulsader 30 erzeugt wird und sich zur Körperoberfläche 12 fortpflanzt. Eine Druck-Pulswelle enthält eine Mehrzahl von Pulsen, welche von einem Arteriengefäß eines Lebewesens synchron zu einem Herzschlag des Wesens erzeugt werden. Die PS-Elemente 21 sind mit gleichen Abständen voneinander in der Druckoberfläche 28 vorgesehen und der Abstand zwischen den PS-Elementen 31 wird bei einem hinreichend kleinen Wert im voraus ausgewählt, welcher es einer hinreichend großen Anzahl von PS-Elementen 31 ermöglicht, direkt über der Pulsader 30 aufzusitzen. Ferner wird die Gesamtlänge der Gruppe von PS-Elementen 31 bei einem größeren Wert als dem Lumen oder Durchmesser der Pulsader 30 im voraus ausgewählt. Jedes der PS-Elemente 31 erzeugt ein elektrisches Signal, das heißt, ein Pulswellensignal, SM, welches die von ihm von der Pulsader 30 erfaßte Druck-Pulswelle darstellt, und die von allen PS-Elementen 31 erzeugten Pulswellensignale SM werden einer Steuervorrichtung 32 zugeführt. Ebenso empfängt die Steuervorrichtung 32 von dem Drucksensor 42 das Drucksignal, welches den Kammerdruck P darstellt.
Die Steuervorrichtung 32 ist im wesentlichen aus einem Mikrocomputer mit einer zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) 34, einem Nur-Lese-Speicher (ROM) 36 und einem Direktzugriffsspeicher (RAM) gebildet. Die CPU 34 verarbeitet Eingangssignale gemäß Steuerprogrammen, welche im voraus in dem ROM 36 gespeichert werden, unter Verwendung einer Datenzwischenspeicherfunktion des RAM 38. Genauer gesagt bestimmt die CPU 34 gemäß bekannten Steuerprogrammen eine an dem PW-Sensor 20 auszuübende Optimaldruckkraft (bei der vorliegenden Erfindung einen Optimalkammerdruck, Pa) und wählt ein Optimal-PS-Element 31a aus der Gruppe von PS-Elementen 31 auf der Grundlage der von den PS-Elementen 31 gelieferten Pulswellensignale SM aus, während der Kammerdruck P geändert wird. Die CPU 34 liefert ein Steuersignal, SD, an den Druckregler 26, um den Kammerdruck P an dem derart bestimmten Optimalwert Pa zu halten. Nachdem der Kammerdruck P an dem Optimalwert Pa gehalten wird, wird die Druck-Pulswelle in der Form des von dem Optimal-PS-Element 31a gelieferten Pulswellensignals SM von der CPU 34 eingelesen und in dem RAM 38 gespeichert, und diese liefert ein Steuersignal, SI, an eine Anzeige- und Aufzeichnungsvorrichtung 40, um die derart erhaltene Pulswelle, welche herzschlagsynchrone Pulse enthält, anzuzeigen und aufzuzeichnen. Inzwischen bestimmt die CPU 34 eine Minimalamplitude von einem oder mehreren Pulsen der Pulswelle, welche durch das von jedem der PS-Elemente 31 gelieferte Pulswellensignal SM dargestellt wird. Die CPU 34 bestimmt eine Verteilung, MTC (Fig. 5), der Minimalamplituden der Pulswellen bezüglich der Gruppe von PS-Elementen 31 in jedem von periodischen Zyklen, nachdem der Kammerdruck P an dem Optimalwert Pa gehalten wird. Die CPU 34 entscheidet, ob der Druckzustand des PW-Sensors 20 auf die Körperoberfläche 12 stabil ist oder nicht, auf der Grundlage einer zeitlichen Änderung der Pulswellen-Minimalamplitudenverteilung, welche in den periodischen Zyklen bestimmt wird. In dem Fall, daß die CPU 34 entscheidet, daß der Druckzustand des PW-Sensors 20 nicht stabil ist, das heißt, sich aufgrund beispielsweise einer Bewegung des Handgelenks 16 geändert hat, aktualisiert die CPU 34 den Optimalkammerdruck Pa und hält den Kammerdruck P an dem aktualisierten Optimaldruck Pa. Somit fährt die vorliegende Vorrichtung damit fort, den PW-Sensor 20 derart unter dem stabilen Zustand gegen die Körperoberfläche 12 zu drücken, daß das Optimal-PS-Element 31a damit fortfährt, die Druck-Pulswelle (das heißt, das Pulswellensignal SM) mit hoher Genauigkeit zu erfassen. In der folgenden Beschreibung wird die Minimalamplitudenverteilung, welche durch die CPU 34 in jedem Bestimmungszyklus bestimmt wird, als die "Minimaltonogrammkurve MTC" bezeichnet. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel bestimmt die CPU 34 keine "buchstäbliche" Kurve MTC, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Mit steigender Anzahl der verwendeten PS- Elemente 31 nähert sich jedoch die bestimmte Pulswellen-Minimalamplitudenverteilung der Kurve MTC an.
Im folgenden wird die Wirkungsweise der wie oben aufgebauten Pulswellenerfassungsvorrichtung unter Bezugnahme auf die Flußdiagramme der Fig. 3(a), 3(b), 4(a) und 4(b) beschrieben.
Nach einem Anlegen von elektrischer Leistung an die vorliegende Vorrichtung wird eine Initialisierung der Vorrichtung in einem (nicht dargestellten) Schritt ausgeführt, in welchem ein Merker, F, und Zähler, C&sub1; und C&sub2; (später beschrieben), alle auf Null zurückgesetzt werden. Nachfolgend beginnt, wenn ein (nicht dargestellter) Start- und Stoppschalter zu seinem "EIN"-Zustand betätigt wird, das Steuern der CPU 34 mit Schritt S1 zum derartigen Betätigen des Druckreglers 26, daß ein Entleeren eines Fluids aus der Druckkammer 22 ermöglicht und anschließend der Kammer 22 das von der Versorgungsvorrichtung 24 gelieferte Druckfluid zugeführt wird. Genauer gesagt wird mit dem Zuführen des Druckfluids der Kammerdruck P langsam und allmählich bis auf einen vorbestimmten Pegel, beispielsweise ungefähr 250 mmHg, erhöht. Während dieses Erhöhungsvorgangs des Kammerdrucks P empfängt die CPU 34 das Pulswellensignal SM von jedem der PS-Elemente 31 und das Drucksignal von dem Drucksensor 42, wobei das Signal den Kammerdruck P, welcher gegenwärtig erhöht wird, darstellt. Die CPU 34 bestimmt die Amplitude (das heißt, eine Differenz zwischen den oberen und unteren Spitzenamplituden oder zwischen den Maximal- und Minimalamplituden) von jedem Puls des Pulswellensignals SM von jedem der PS-Elemente 31 und wählt als das Optimal- PS-Element 31a eines der PS-Elemente 31 aus, welches einen Maximalpuls mit einer Maximalamplitude geliefert hat. Ferner bestimmt die CPU 34 als den Optimaldruck Pa den Kammerdruck P zur Zeit eines Erfassens (oder Empfangens) des Maximalpulses von dem Optimal-PS-Element 31a.
Auf Schritt S1 folgt Schritt S2 zum Halten des Kammerdrucks P an dem bei Schritt S1 bestimmten Optimaldruck Pa. In dieser Situation wird die Wand der Pulsader 30 unter der Druckoberfläche 28 des PW-Sensors 20 teilweise abgeflacht, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wirken der Drucksensor 42, die Schritte S1 und 52 von Fig. 3(a) und ein Abschnitt der Steuervorrichtung 32 zum Ausführen dieser Schritte zusammen, um als Regeleinrichtung zum derartigen Regeln der Druckkraft der Druckausübungsvorrichtung 18, 22, 24, 26 zu dienen, daß der PW-Sensor 20 mit der Optimaldruckkraft Pa angedrückt wird.
Bei dem folgenden Schritt, Schritt S3, liest die CPU 34 ein einem Puls entsprechendes Signal SM von jedem der PS- Elemente 31 ein und speichert die Ein-Puls-Signale SM von allen PS-Elementen 31 in einem geeigneten Bereich des RAM 38. Auf Schritt S3 folgt Schritt S4 zum derartigen Betätigen der Anzeige/Aufzeichnungsvorrichtung 40, daß diese das Ein-Puls-Signal SM, welches von dem Optimal-PS-Element 31a geliefert und in dem RAM 38 gespeichert wird, anzeigt und aufzeichnet. Bei dem folgenden Schritt, Schritt S5, entscheidet die CPU 34, ob der Inhalt eines Merkers F 1 ist (das heißt, F = 1). Da ein Merker F zum Zeitpunkt der Initialisierung auf 0 zurückgesetzt wird (das heißt, F = 0), wird eine negative Entscheidung bei Schritt S5 im gegenwärtigen Steuerzyklus getroffen. Daher fährt das Steuern der CPU 34 mit Schritt S6 fort.
Bei Schritt S6 entscheidet die CPU 34, ob die CPU 34 insgesamt acht Pulse von jedem PS-Element 31 eingelesen hat, nachdem der Kammerdruck P an dem Optimaldruck Pa gehalten wird, welcher erstmals nach dem Betätigen des Start/Stop-Schalters zu dem "EIN"-Zustand bestimmt worden ist. Solange eine negative Entscheidung bei Schritt S6 getroffen wird, werden Schritte S3 bis S6 wiederholt. Inzwischen geht, wenn eine positive Entscheidung bei Schritt S6 getroffen wird, das Steuern der CPU 34 zu Schritt S7 zum Bestimmen der Minimalamplitude von jedem der letzten acht von jedem PS-Element 31 gelieferten und in dem RAM 38 gespeicherten Pulse. Auf Schritt S7 folgt Schritt S8 zum Bestimmen eines Mittelwerts der derart bestimmten acht Minimalamplituden bezüglich jedes der PS-Elemente 31.
Anschließend bestimmt die CPU 34 bei Schritt S9 eine gegenwärtige Minimaltonogrammkurve MTC, wie sie mit der durchgezogenen Linie in dem zweidimensionalen Koordinaten- System von Fig. 5 gezeigt ist. Dieses Koordinatensystem weist eine Abszissenachse 50, welche die jedem PS-Element 31 des PW-Sensors 20 zugewiesene laufende Nummer (Nr.) anzeigt, und eine Ordinatenachse 52 auf, welche die Minimalamplitude der Pulswelle (das heißt, des Pulswellensignals SM) in Einheiten von mmHg anzeigt. Die gegenwärtige Kurve MTC wird durch Auftragen eines Punkts, welcher die mittlere Minimalamplitude von jedem PS-Element 31 darstellt, und Verbinden der aufgetragenen Punkte durch eine Linie erhalten. Laufende Nummern (Nrn.) werden den jeweiligen PS-Elementen 31 in der Reihenfolge ihrer Lage in der Gruppe, welche in der Druckoberfläche 28 des PW-Sensors 20 vorgesehen ist, zugewiesen. Auf Schritt S9 folgt Schritt S10 zum Setzen eines Merkers auf F = 1, was anzeigt, daß eine Kurve MTC bei Schritt S9 bestimmt worden ist. Anschließend entscheidet die CPU 34 bei Schritt S11, ob die bei Schritt S9 in dem gegenwärtigen Steuerzyklus bestimmte Kurve MTC die erste ist, welche nach dem letzten Halten des Kammerdrucks P an dem Optimaldruck Pa bestimmt wird. Sofort nach Beginn eines Betätigens der Vorrichtung wird eine positive Entscheidung bei Schritt S11 getroffen, so daß das Steuern der CPU 34 zu Schritt S12 geht. Im folgenden wird die Kurve MTC, welche sofort nach dem letzten Halten des Kammerdrucks P an dem Optimaldruck Pa bestimmt wird, als "Referenzkurve MTCs" bezeichnet.
Bei Schritt S12 entscheidet die CPU 34, ob nach dem Bestimmen einer Kurve MTC (Referenzkurve MTCs, für den gegenwärtigen Steuerzyklus) bei Schritt S9 fünfzehn Sekunden vergangen sind. Wird eine negative Entscheidung bei Schritt S12 getroffen, so werden die Schritte S3-S5 und S12 wiederholt, um jeweilige Pulse der Pulswelle von dem Optimal- PS-Element 31a zu erfassen, zu speichern, anzuzeigen und aufzuzeichnen. Inzwischen geht, wenn eine positive Entscheidung bei Schritt S12 getroffen wird, das Steuern der CPU 34 zu Schritt S14 zum Zurücksetzen eines Merkers F auf F = 0 und anschließend geht das Steuern der CPU 34 zurück zu Schritt S5. Da der Merker F gerade bei Schritt S13 auf F = 0 zurückgesetzt worden ist, wird eine negative Entscheidung bei Schritt S5 getroffen. Da die CPU 34 bei Schritt S6 immer ein positives Ergebnis erhält, nachdem diese einmal eine positive Entscheidung bei diesem Schritt erhalten hat, geht das Steuern der CPU 34 zu Schritten S7-S9, um eine gegenwärtige Minimaltonogrammkurve MTC zu bestimmen, wie es mit einer gestrichelten Linie in Fig. 5 gezeigt ist. Danach setzt die CPU 34 bei Schritt S10 einen Merker F auf F = 1 und anschließend geht das Steuern der CPU 34 zu Schritt S11. Zu dieser Zeit wird eine negative Entscheidung bei Schritt S11 getroffen, weshalb das Steuern der CPU 34 zu Schritt S14 und den folgenden Schritten geht. Somit wird nach dem Bestimmen der Referenzkurve MTCs eine gegenwärtige Kurve MTC in regelmäßigen Zeitabständen von 15 Sekunden bestimmt.
Bei Schritt S14 berechnet die CPU 34 eine Erstendfläche, SL, eine Optimalabschnittsfläche, SM, und eine Zweitendfläche, SR, (Fig. 5), um ein Änderungsmuster der gegenwärtigen Kurve MTC von der Referenzkurve MTCs zu bestimmen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Erstendfläche SL durch Summieren der Werte berechnet oder angenähert, die durch Subtrahieren der jeweiligen Werte auf der Referenzkurve MTCs von den entsprechenden Werten auf der gegenwärtigen Kurve MTC bezüglich jedes der drei PS- Elemente 31, welche an einem (das heißt, dem linken Ende in Fig. 5) von gegenüberliegenden Enden der Gruppe von PS-Elementen 31 des PW-Sensors 20 angeordnet sind, erhalten werden. In ähnlicher Weise wird die Zweitendfläche durch Summieren der Werte angenähert, welche durch Subtrahieren der jeweiligen Werte auf der Referenzkurve MTCs von den entsprechenden Werten auf der gegenwärtigen Kurve MTC bezüglich jedes der drei PS-Elemente 31, welche an dem anderen Ende (das heißt, dem rechten Ende in Fig. 5) der Gruppe von PS-Elementen 31 angeordnet sind, erhalten werden. Die Optimalabschnittsfläche SM wird durch Summieren der Werte angenähert, welche durch Subtrahieren der jeweiligen Werte auf der Referenzkurve MTCs von den entsprechenden Werten auf der gegenwärtigen Kurve bezüglich jedes der drei PS-Elemente 31, welche aus dem Optimal-PS-Element 31a und zwei angrenzenden PS-Elementen 31 bestehen, welche auf beiden Seiten des Elements 31a in der Gruppe von PS-Elementen 31 angeordnet sind, erhalten werden.
Auf Schritt 14 folgt Schritt S15 zum Berechnen eines Gesamtänderungswerts, S, der gegenwärtigen Kurve MTC von der Referenzkurve MTCs, gemäß dem folgenden Ausdruck (1):
wobei i: die laufende Nummer (Nr.), welche jedem PS- Element 31 zugewiesen wird;
MTC (i): der Wert auf der Kurve MTC bezüglich des mit "i" numerierten Elements 31; und
diff: der Wert, welcher durch Subtrahieren des Werts auf der Kurve MTCs von dem entsprechenden Wert auf der Kurve MTC bezüglich des Optimal-PS- Elements 31a erhalten wird, ist.
Der Änderungswert S nähert die Änderungsfläche an, welche von (a) der Referenzkurve MTCs und (b) der gegenwärtigen Kurve MTC, parallel verschoben längs der Ordinatenachse 52 durch Subtrahieren des Werts, diff, von den jeweiligen Werten auf der Kurve MTC bezüglich aller PS-Elemente 31a, umhüllt wird, wie es in Fig. 6 dargestellt ist. In dem Koordinatensystem von Fig. 6 nehmen die zwei Kurven MTCs, MTC einen identischen Wert bezüglich des Optimal-PS-Elements an.
Bei dem folgenden Schritt, S16, in Fig. 4(a) entscheidet die CPU 34, ob die Änderungsfläche S nicht größer als ein erster Referenzwert, beispielsweise 80, ist. Eine positive Entscheidung bei Schritt S16, daß die Änderungsfläche S nicht größer als 80 ist, zeigt an, daß sich die Änderung der Pulswellen (bzw. Pulswellensignale SM), welche durch die Änderungsfläche S dargestellt wird, aus einer natürlichen Änderung eines Blutdrucks des Wesens 16 ergab, und daher, daß der Druckzustand des PW-Sensors 20 gegen die Körperoberfläche 12 stabil ist. Daher geht das Steuern der CPU 34 zu Schritt S17, um erste und zweite Zähler C&sub1;, C&sub2; jeweils auf Null zurückzustetzen (C&sub1; = 0, C&sub2; = 0). Danach geht das Steuern der CPU 34 zurück zu Schritt S3, um damit fortzufahren, die Druck-Pulswelle durch das Optimal-PS-Ele ment 31a zu erfassen. Demgegenüber geht, wenn eine negative Entscheidung bei Schritt S16 getroffen wird, das Steuern der CPU 34 zu Schritt S18 um zu entscheiden, ob die Änderungsfläche größer ist als ein zweiter Referenzwert, beispielsweise 400, welcher größer als der erste Referenzwert ist, welcher bei Schritt S16 verwendet wird. Eine positive Entscheidung bei Schritt S18, daß die Änderungsfläche größer als 400 ist, zeigt an, daß sich die Änderung der Druck- Pulswelle, welche durch die Änderungsfläche S dargestellt wird, nicht aus einer künstlichen Änderung des Blutdrucks des Wesens ergab, und daher, daß der Druckzustand des PW- Sensors 20 gegen die Körperoberfläche 12 nichtstabil ist. Daher geht das Steuern der CPU 34 zu Schritt S9, um erste und zweite Zähler C&sub1;, C&sub2; auf C&sub1; = 0 bzw. C&sub2; = 0 zurückzusetzen. Danach geht das Steuern der CPU 34 zurück zu Schritt S1, um den Optimalkammerdruck Pa neu zu bestimmen oder zu aktualisieren, das Optimal-PS-Element 31a neu auszuwählen oder zu aktualisieren, den Kammerdruck P an dem aktualisierten Optimaldruck Pa zu halten und ein Erfassen der Druck-Pulswelle des Wesens durch das aktualisierte Optimal-PS-Element 31a wiederaufzunehmen.
Demgegenüber geht, wenn eine negative Entscheidung bei Schritt S18 getroffen wird, das heißt, wenn die Änderungsfläche in den Bereich 80 < S ≤ 400 fällt, das Steuern der CPU 34 zu Schritt S20, um zu entscheiden, ob die Erstendfläche SL gleich der Optimalabschnittsfläche SM und zugleich die Optimalabschnittsfläche SM gleich der Zweitendfläche SR ist. Wird eine positive Entscheidung bei Schritt S20 getroffen, geht das Steuern zu Schritt S21, um darauf zu schließen, daß das Änderungsmuster der gegenwärtigen Kurve MTC von der Referenzkurve MTCs einer ersten Gruppe von Mustern, I, genauer gesagt, einem der in den Fig. 7(a), 7(b) dargestellten Muster, entspricht. Dieses Ergebnis zeigt an, daß der Druckzustand des PW-Sensors 20 auf der Körperoberfläche 12 stabil ist. Daher geht das Steuern der CPU 34 zu Schritt S17, um Zähler C&sub1;, C&sub2; auf C&sub1; = 0 bzw. C&sub2; = 0 zurückzusetzen, und anschließend zurück zu Schritt S3, um mit dem Erfassen der Druck-Pulswelle des Wesens 16 fortzufahren.
Demgegenüber geht, wenn eine negative Entscheidung bei Schritt S20 getroffen wird, das Steuern der CPU 34 zu Schritt S22, um zu entscheiden, ob der Absolutwert der Erstendfläche SL kleiner ist als der Absolutwert der Optimalabschnittsfläche SM und zugleich der Absolutwert der Optimalabschnittsfläche SM größer ist als der Absolutwert der Zweitendfläche SR. Wird eine positive Entscheidung bei Schritt S22 getroffen, geht das Steuern zu Schritt S21, um darauf zu schließen, daß das Änderungsmuster der gegenwärtigen Kurve MTC von der Referenzkurve MTCs dem ersten Muster I, genauer gesagt, einem der in den Fig. 7(c) bis 7(j) dargestellten Muster, entspricht, wobei sich beide Endabschnitte der gegenwärtigen Kurve MTC nicht von den entsprechenden Abschnitten der Referenzkurve MTCs geändert haben. Dieses Ergebnis zeigt an, daß sich die Änderung der Druck-Pulswelle, welche durch die Änderungsfläche S dargestellt wird, aus der Änderung des Blutdrucks des Wesens ergab und daß der Druckzustand des PW-Sensors 20 auf die Körperoberfläche 12 stabil ist. Daher geht das Steuern der CPU 34 zu Schritt S17, um Zähler C&sub1;, C&sub2; auf C&sub1; = 0 bzw. C&sub2; = 0 zurückzusetzen und anschließend zurück zu Schritt S3, um mit dem Erfassen der Druck-Pulswelle des Wesens 16 fortzufahren.
Demgegenüber geht, wenn eine negative Entscheidung bei Schritt S22 getroffen wird, das Steuern der CPU 34 zu Schritt S23, um zu entscheiden, ob der Absolutwert der Erstendfläche SL größer ist als der Absolutwert der Optimalabschnittsfläche SM und zugleich der Absolutwert der Optimalabschnittsfläche SM kleiner ist als der Absolutwert der Zweitendfläche SR. Wird eine positive Entscheidung bei Schritt S23 getroffen, geht das Steuern zu Schritt S24, um zu entscheiden, ob das Produkt der Erstendfläche SL und der Zweitendfläche SR negativ ist, das heißt, um zu entscheiden, ob eine der zwei Flächen SL, SR negativ ist und die andere Fläche SL, SR positiv ist.
Wird eine positive Entscheidung bei Schritt S24 getroffen, geht das Steuern zu Schritt S25, um darauf zu schließen, daß das Änderungsmuster der gegenwärtigen Kurve MTC von der Referenzkurve MTCs einer zweiten Gruppe von Mustern, II, genauer gesagt, einem der in den Fig. 8(i) bis 8(l) dargestellten Mustern, entspricht, wobei beide Endabschnitte der gegenwärtigen Kurve MTC stark von den entsprechenden Abschnitten der Referenzkurve MTCs geändert sind. Dieses Ergebnis legt nahe, daß sich die Änderung der Druck-Pulswelle, welche durch die Änderungsfläche S dargestellt wird, nicht aus der Änderung eines Blutdrucks des Wesens ergab und daß der Druckzustand des PW-Sensors 20 nicht stabil ist, das heißt, sich geändert hat. Anschließend geht das Steuern der CPU 34 zu Schritt S26, um zu entscheiden, ob die Änderungsfläche S größer ist als ein dritter Referenzwert, beispielsweise 150, welcher größer ist als der erste bei Schritt S16 verwendete Referenzwert und kleiner ist als der zweite bei Schritt S18 verwendete Referenzwert. Eine positive Entscheidung bei Schritt S26, daß die Änderungsfläche S größer ist als 150, zeigt an, daß sich der Druckzustand des PW-Sensors 20 gegen die Körperoberfläche 12 nicht geändert hat, das heißt, stabil bleibt. Daher geht das Steuern der CPU 34 zurück zu Schritt S27, um einen Zähler C&sub2; auf C&sub2; = 0 zurückzusetzen. Dann geht das Steuern der CPU 34 zurück zu Schritt S3, um ein Erfassen der gegenwärtigen Druck-Pulswelle des Wesens 16 fortzusetzen.
Demgegenüber geht, wenn eine positive Entscheidung bei Schritt S26 getroffen wird, das Steuern der CPU 34 zu Schritt S28, um Eins zu dem Inhalt eines zweiten Zählers C&sub2; zu addieren Der Inhalt eines zweiten Zählers C&sub2; zeigt die Anzahl einer positiven Entscheidung oder von positiven Ent scheidungen an, welche bei Schritt S26 getroffen werden. Anschließend geht das Steuern zu Schritt S29, um zu entscheiden, ob der Inhalt von Zähler C&sub2; zwei (das heißt, C&sub2; = 2) ist. Wird eine negative Entscheidung bei Schritt S29 getroffen, das heißt, ist der Inhalt von Zähler C&sub2; gleich C&sub2; = 1, kann nicht sogleich darauf geschlossen werden, daß sich der Druckzustand des PW-Sensors 20 gegen die Körperoberfläche 12 geändert hat, das heißt, der Druckzustand kann stabil bleiben. Daher geht das Steuern zurück zu Schritt S3. Demgegenüber kann, wenn eine positive Entscheidung bei Schritt S29 getroffen wird, darauf geschlossen werden, daß sich der Druckzustand des PW-Sensors 20 geändert hat. Daher geht das Steuern zu Schritt S30, um den Inhalt von Zähler C&sub2; auf C&sub2; = 0 zurückzusetzen, und anschließend zurück zu Schritt S1, um den Optimalkammerdruck Pa und das Optimal-PS-Element 31a zu aktualisieren, den Kammerdruck P auf dem aktualisierten Optimaldruck Pa zu halten und das Erfassen der Druck-Pulswelle des Wesens 16 durch das aktualisierte Optimal-PS-Element 31a wiederaufzunehmen.
Inzwischen geht, wenn eine negative Entscheidung bei Schritt S23 getroffen wird, das Steuern der CPU 34 zu Schritt S25, um darauf zu schließen, daß das Änderungsmuster der Kurve MTC von der Kurve MTCs dem zweiten Muster, II, genauer gesagt, einem der in den Fig. 8(a) bis 8(h) dargestellten Muster, entspricht, wobei einer der Endabschnitte der gegenwärtigen Kurve MTC stark von dem entsprechenden Abschnitt der Referenzkurve MTCs geändert ist. Dieses Ergebnis legt nahe, daß sich die Änderung der Druck- Pulswelle, welche durch die Änderungsfläche S dargestellt wird, nicht aus der Änderung des Blutdrucks des Wesens ergab und daß sich der Druckzustand des PW-Sensors 20 geändert hat.
Wenn eine negative Entscheidung bei Schritt S24 getroffen wird, das heißt, wenn die Erstendfläche SL und die Zweitendfläche SR beide positiv oder beide negativ sind, geht das Steuern der CPU 34 zu Schritt S31, um darauf zu schließen, daß das Änderungsmuster der gegenwärtigen Kurve MTC von der Referenzkurve MTCs einem dritten Muster, III, das heißt, einem der Muster, welche in den Fig. 9(a) bis 9(d) dargestellt sind, entspricht, wobei sich beide Endabschnitte der gegenwärtigen Kurve stark von den entsprechenden Abschnitten der Referenzkurve MTCs geändert haben. Dieses Ergebnis legt nahe, daß sich die Änderung der Druck-Pulswelle, welche durch die Änderungsfläche S dargestellt wird, nicht aus der Änderung eines Blutdrucks des Wesens ergab und daß sich der Druckzustand des PW-Sensors 20 geändert hat. Auf Schritt S31 folgt Schritt S32, um zu entscheiden, ob die Änderungsfläche S größer ist als beispielsweise 80. Eine negative Entscheidung bei Schritt S32 zeigt an, daß sich der Druckzustand des PW-Sensors 20 nicht geändert hat, das heißt, stabil bleibt. Daher geht das Steuern der CPU 34 zu Schritt S33, um den Inhalt eines ersten Zählers C&sub1; auf C&sub1; = 0 zurückzusetzen und anschließend zurück zu Schritt S3, um ein Erfassen der Druck-Pulswelle des Wesens 16 fortzusetzen.
Demgegenüber geht, wenn eine positive Entscheidung bei Schritt S32 getroffen wird, das Steuern der CPU 34 zu Schritt S34, um Eins zu dem Inhalt eines ersten Zählers C&sub1; zu addieren und anschließend zu Schritt S35, um zu entscheiden, ob der Inhalt von Zähler C&sub1; zwei (das heißt, C&sub1; = 2) ist. Der Zähler C&sub1; zählt die Anzahl einer positiven Entscheidung oder von positiven Entscheidungen bei Schritt S35, das heißt, wenn der Inhalt von Zähler C&sub1; gleich C&sub1; = 1 ist, kann nicht sogleich darauf geschlossen werden, daß sich der Druckzustand des PW-Sensors 20 gegen die Körperoberfläche 12 geändert hat, das heißt, daß dieser stabil bleiben kann. Daher geht das Steuern zurück zu Schritt S3. Demgegenüber kann, wenn eine positive Entscheidung bei Schritt S35 getroffen wird, darauf geschlossen werden, daß sich der Druckzustand des PW-Sensors 20 gegen die Körperoberfläche 12 geändert hat. Daher geht das Steuern zu Schritt S36, um den Inhalt eines ersten Zählers C&sub1; auf C&sub1; = 0 zurückzusetzen und anschließend zurück zu Schritt S1 und folgenden Schritten, um den Optimalkammerdruck Pa und das Optimal-PS-Element 31a zu aktualisieren, den Kammerdruck P an dem aktualisierten Optimaldruck Pa zu halten und ein Erfassen der Druck-Pulswelle des Wesens 16 durch das aktualisierte Optimal-PS-Element 31a wiederaufzunehmen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wirken Schritte S14-S36 und ein Abschnitt der Steuervorrichtung 32, um jene Schritte auszuführen, zusammen, um als Entscheidungseinrichtung zum Entscheiden, ob der Druckzustand des PW-Sensors 20 auf der Körperoberfläche 12 stabil ist, auf der Grundlage der Änderungswerts S der gegenwärtigen Kurve MTC von der Referenzkurve MTCs zu dienen.
Wie es aus der vorangehenden Beschreibung ersichtlich ist, entscheidet die vorliegende Vorrichtung nach dem Beginnen der Pulswellenerfassung mit dem bei der Optimaldruckkraft Pa angedrückten PW-Sensor 20 (das heißt, dem Optimal-PS-Element 31a) periodisch, ob der Druckzustand des PW-Sensors 20 gegen die Körperoberfläche 12 stabil bleibt, auf der Grundlage des Änderungswerts S und/oder eines Änderungsmusters SL, SM, SR von jeder nachfolgenden Kurve MTC von der Referenzkurve MTCs, welche sofort nach dem Halten des PW-Sensors 20 an dem Optimaldruck Pa unter dem stabilen Druckzustand des PW-Sensors 20 erhalten wird. Wird eine negative Entscheidung getroffen, beginnt die Vorrichtung die Pulswellenerfassung von neuem nach dem Neubestimmen der Optimaldruckkraft Pa. Daher wird der Druckzustand des PW-Sensors 20 bezüglich der Körperoberfläche 12 eingestellt und deshalb erfaßt die Vorrichtung kontinuierlich die Druck- Pulswelle mit hoher Genauigkeit.
Obgleich die vorliegende Erfindung bei deren bevorzugtem Ausführungsbeispiel beschrieben wurde, kann die Erfindung in anderer Weise ausgeführt werden.
Obgleich bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel sowohl (a) die Änderungsfläche S, welche den Änderungswert der gegenwärtigen Kurve MTC von der Referenzkurve MTCs darstellt, als auch (b) die drei Teilflächen SL, SM, SR, welche zum Erkennen des Änderungsmusters der Kurve MTC von der Referenzkurve MTCs verwendet werden, zum Entscheiden verwendet werden, ob der Druckzustand des PW-Sensors 20 gegen die Körperoberfläche 12 stabil ist, ist es möglich, lediglich einen der zwei Parameter (a) und (b) für den gleichen Zweck zu verwenden.
Obwohl bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel die gegenwärtige Kurve MTC derart parallel verschoben wird, daß die jeweiligen Werte der gegenwärtigen und Referenzkurven MTC, MTCs bezüglich des Optimal-PS-Elements 31a miteinander übereinstimmen, ist es möglich, die Kurve MTC derart parallel zu verschieben, daß die jeweiligen Werte der zwei Kurven MTC, MTCs bezüglich eines vorbestimmten Referenz-PS- Elements 31 (beispielsweise eines mittleren in der Gruppe) in dem Koordinatensystem von Fig. 5 miteinander übereinstimmen.
Obgleich bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel eine Kurve MTC, welche sofort nach dem Halten des Kammerdrucks P an dem Optimaldruck Pa bestimmt wird, als die Referenzkurve MTCs verwendet wird, ist es möglich, als Referenzkurve MTCs eine vorangehende Kurve MTC zu verwenden, welche in einem Steuerzyklus bestimmt wird, welcher einem gegenwärtigen Steuerzyklus, in dem eine gegenwärtige Kurve MTC bestimmt wird, vorangeht. Auch in diesem Fall entscheidet die Vorrichtung, ob der Druckzustand des PW-Sensors 20 stabil ist, auf der Grundlage einer Änderung der gegenwärtigen Kurve von der Referenzkurve MTCs, das heißt, der vorangehenden Kurve MTC.
Obwohl bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel die Vorrichtung mit Schritt S1 von Fig. 3(a) neu beginnt, wenn sie entscheidet, daß der Druckzustand des PW-Sensors 20 nicht stabil ist, ist es alternativ möglich, die Anzeige/Aufzeichnungsvorrichtung 40 anzuweisen, eine Anzeige anzuzeigen, daß sich der Druckzustand des PW-Sensors 20 geändert hat, und danach den gegenwärtigen Pulswellenerfassungsvorgang zu beenden. Die Vorrichtung kann mit einer Alarmvorrichtung versehen sein, welche in dem gleichen Fall einen Alarmton ausgibt.
Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel können die Schritte S21, S25 und S31 aus dem Flußdiagramm der Fig. 4(a) und 4(b) weggelassen werden.
Obgleich bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel eine Kurve MTC in regelmäßigen Zeitabständen von 15 Sekunden auf der Grundlage eines Mittelwerts von jeweiligen Minimalamplituden von acht Pulsen des Pulswellensignals SM von jedem der PS-Elemente 31 iterativ bestimmt wird, ist es alternativ möglich, eine Kurve MTC auf der Grundlage einer Minimalamplitude eines einzigen Pulses des Signals SM von jedem PS-Element 31 entweder in regelmäßigen Zeitabständen oder bei jedem Puls des Signals SM (das heißt, der Druck- Pulswelle des Wesens 16) iterativ zu bestimmen.
Die erläuterte Pulswellenerfassungsvorrichtung kann ferner eine Verschiebungsvorrichtung enthalten, wie sie in dem U. S.-Patent Nr. 4 901 733 offenbart ist. Die Verschiebungsvorrichtung beinhaltet einen Motor und eine Vorschubspindel und wird vorteilhaft zum Anordnen des PW-Sensors 20 in einer Richtung, welche die Ausdehnungsrichtung der Pulsader 30 kreuzt, verwendet. Entscheidet die Vorrichtung, daß der Druckzustand des PW-Sensors 20 nicht stabil ist, kann die Vorrichtung durch Betätigen der Verschiebungsvorrichtung den PW-Sensor 20 relativ zu der Pulsader neu anordnen, bevor mit Schritt S1 von Fig. 3(a) neu begonnen wird.
Obgleich bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel die Anzeige/Aufzeichnungsvorrichtung 40 die Druck-Pulswelle anzeigt und aufzeichnet, welche durch das Optimal-PS-Element 31a erfaßt wird, kann die Vorrichtung ferner eine Blutdruckmeßvorrichtung mit einer aufblasbaren Manschette zum Messen eines tatsächlichen Blutdruckwerts oder von tatsächlichen Blutdruckwerten des Wesens enthalten. In diesem Fall kann die Vorrichtung mit einer Einrichtung zum Bestimmen, anstelle von oder zusätzlich zu den Pulswellenanzeige- und der Aufzeichnungsfunktionen, einer Beziehung zwischen Blutdruck (BP) und Pulswellenamplitude (PW) auf der Grundlage (a) des gemessenen BP-Werts oder der gemessenen BP-Werte und (b) der PW-Amplitude oder den PW-Amplituden, welche durch den PW-Sensor 20 (das heißt, ein Optimal-PS-Element 31a) erfaßt werden, versehen sein und den BP-Wert oder die BP-Werte des Wesens 16 für jeden Puls der Pulswelle des Wesens 16 gemäß der bestimmten BP-PW-Beziehung kontinuierlich bestimmen. Dieser Vorgang ist beispielsweise in dem U. S.- Patent Nr. 5 099 853 detailliert beschrieben.
Es versteht sich, daß die vorliegende Erfindung mit weiteren Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen ausgeführt werden kann, welche Fachleuten in den Sinn kommen können, ohne den in den beigefügten Ansprüchen definierten Umfang der Erfindung zu verlassen.

Claims

1. Pulswellenerfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Pulswelle von einem Lebewesen, wobei die Pulswelle eine Mehrzahl von Pulsen aufweist, die von einem Arteriengefäß des Wesens synchron zu einem Herzschlag des Wesens erzeugt werden, die aufweist:

einen Pulswellensensor (20), der eine Druckoberfläche (28) aufweist und mindestens eine Gruppe von druckerfassenden Elementen (31) beinhaltet, die in der Druckoberfläche vorgesehen sind, wobei die Druckoberfläche des Druckwellensensors dazu ausgelegt ist, derart über eine Körperoberfläche (12) des Wesens gegen das Arteriengefäß des Lebewesens gepreßt zu werden, daß eine Richtung der Gruppe von druckerfassenden Elementen eine Ausdehnungsrichtung des Arteriengefäßes kreuzt, so daß jedes druckerfassende Element eine von dem Arteriengefäß erzeugte Druckwelle erfaßt und ein die erfaßte Pulswelle darstellendes Pulswellensignal (SM) erzeugt;

eine Druckausübungsvorrichtung (18, 22, 24, 26), welche eine Druckkraft erzeugt, um die Druckoberfläche des Druckwellensensors über die Körperoberfläche gegen das Arteriengefäß zu drücken; und

eine Regeleinrichtung (32, S1, S2) zum Ändern der an dem Pulswellensensor ausgeübten Druckkraft der Druckausübungsvorrichtung, zum Bestimmen eines Optimalwerts der Druckkraft auf der Grundlage von mindestens einem der von den druckerfassenden Elementen erzeugten Pulswellensignale und zum Halten der Druckkraft der Druckausübungsvorrichtung an dem derart bestimmten Optimalwert;

wobei die Druckwellenerfassungsvorrichtung dadurch ge kennzeichnet ist, daß sie aufweist:

eine Minimalamplitudenverteilungs-Bestimmungseinrichtung (32, S7 bis S9) zum Bestimmen einer Minimalamplitude von mindestens einem Puls von jeder Pulswelle, die durch die jeweiligen Pulswellensignale von den druckerfassenden Elementen dargestellt werden, wobei die Minimalamplitudenverteilungs-Bestimmungseinrichtung iterativ eine Verteilung der jeweiligen Minimalamplituden der Pulswellen bezüglich der Gruppe von druckerfassenden Elementen bestimmt, nachdem die Druckkraft der Druckausübungsvorrichtung an dem Optimalwert gehalten wird; und

eine Entscheidungseinrichtung (32, S16, S18, S22 bis S24, S26, S29, S32, S35) zum Entscheiden, ob ein Druckzustand des Pulswellensensors auf der Körperoberfläche stabil ist, auf der Grundlage von Änderungen der Minimalamplitudenverteilungen, die von der Minimalamplitudenverteilungs-Bestimmungseinrichtung bestimmt werden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die weiterhin ein Steuereinrichtung (32, S19, S30) zum Steuern der Regeleinrichtung (32, S1, S2) aufweist, um den Optimalwert der Druckkraft zu aktualisieren und die Druckkraft an dem derart aktualisierten Optimalwert zu halten, wenn die Entscheidungseinrichtung (32, S16, S18, S20, S22 bis S24, S26, S29, S32, S35) eine negative Entscheidung liefert, daß der Druckzustand des Pulswellensensors nicht stabil ist.

3, Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Regeleinrichtung (32, S1) durch Ändern der Druckkraft der Druckausübungsvorrichtung (18, 22, 24, 26) eine Amplitude von jedem Puls des mindestens einen der Pulswel lensignale (SM) von den druckerfassenden Elementen (31) bestimmt, einen eine Maximalamplitude aufweisenden Maximalpuls aus den Pulsen des mindestens einen Pulswellensignals auswählt und eine Druckkraft der Druckausübungsvorrichtung zu einer Zeit eines Erfassens des Maximalpulses als den Optimalwert bestimmt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der die Regeleinrichtung (32, S1) eine Amplitude von jedem Puls von jedem Druckwellensignal (SM) von den druckerfassenden Elementen (31) bestimmt, während sie die Druckkraft der Druckausübungsvorrichtung (18, 22, 24, 26) ändert, einen eine Maximalamplitude aufweisenden Maximalpuls aus den Pulsen von jedem Druckwellensignal auswählt und eines der druckerfassenden Elemente, welches den Maximalpuls erfaßt hat, als ein optimaldruckerfassendes Element (31a) bestimmt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, die weiterhin eine Ausgabevorrichtung (40) aufweist, die mindestens entweder (a) eine Anzeige (40), welche eine Wellenform der Pulswelle anzeigt, die durch das Pulswellensignal (SM) dargestellt wird, das von dem optimaldruckerfassenden Element (31) geliefert wird, oder (b) eine Aufzeichungsvorrichtung (40) aufweist, welche eine Wellenform der Pulswelle aufzeichnet, die durch das Pulswellensignal dargestellt wird, das von dem optimaldruckerfassenden Element geliefert wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Regeleinrichtung (32, S2) die Druckkraft der Druckausübungsvorrichtung (18, 22, 24, 26) derart an dem Optimalwert hält, daß die Druckoberfläche (28) des Pulswellensensors (20) teilweise eine Wand des Arterienge fäßes (30) abflacht, und die druckerfassenden Elemente (31) die Pulswelle durch die abgeflachte Wand des Arteriengefäßes erfassen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der die Minimalamplitudenverteilungs-Bestimmungseinrichtung (32, S7 bis S9) eine Minimalamplitude von jedem einer vorbestimmten Anzahl von Pulsen von jedem Pulswellensignal (SM) von den druckerfassenden Elementen (31) in jedem Bestimmungszyklus bestimmt, wobei die Minimalamplitudenverteilungs-Bestimmungseinrichtung einen Mittelwert der vorbestimmten Anzahl von Minimalamplituden von jedem Pulswellensignal bestimmt und eine Verteilung der jeweiligen Mittelwerte der Pulswellensignale bezüglich der Gruppe von druckerfassenden Elementen (31) in jedem Zyklus bestimmt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der die Minimalamplitudenverteilungs-Bestimmungseinrichtung (32, S9, S11, S12) aufweist:

eine Einrichtung (S9, S11) zum Bestimmen einer Verteilung von jeweiligen Minimalamplituden der Pulswellen bezüglich der Gruppe von druckerfassenden Elementen (31) in einem Bestimmungszyklus als eine Referenzverteilung; und

eine Einrichtung (S9, S12) zum Bestimmen einer Verteilung von jeweiligen Minimalamplituden der Pulswellen bezüglich der Gruppe von druckerfassenden Elementen in einem gegenwärtigen Zyklus, der dem einen Zyklus nachfolgt, als eine gegenwärtige Verteilung.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der die Entscheidungs einrichtung (32, S15 bis S17) aufweist:

eine erste Einrichtung (S15) zum Bestimmen einer Differenz zwischen einer Minimalamplitude von mindestens einem Puls der Pulswelle von einem (31a) der druckerfassenden Elemente (31), die in dem einen Zyklus bestimmt wird, und einer Minimalamplitude von mindestens einem Puls der Pulswelle von dem einen druckerfassenden Element, die in dem gegenwärtigen Zyklus bestimmt wird, zum Erzielen einen neuen Minimalamplitude durch Subtrahieren der Differenz von jeder der jeweiligen Minimalamplituden der Pulswellen von den druckerfassenden Elementen, die in dem gegenwärtigen Zyklus bestimmt werden, und zum Erzielen eines Gesamthöhe einer Änderung der gegenwärtigen Verteilung aus der Referenzverteilung durch Summieren jeweiliger Werte, die durch Subtrahieren der jeweiligen neuen Minimalamplituden von entsprechenden Minimalamplituden der Pulswellen von den druckerfassenden Elementen erzielt werden, die in dem einen Zyklus bestimmt werden;

eine zweite Einrichtung (S16) zum Vergleichen der Gesamthöhe der Änderung mit einem ersten Referenzwert; und

eine dritte Einrichtung (S17) zum Entscheiden, daß der Druckzustand des Pulswellensensors (20) stabil ist, wenn die Gesamthöhe der Änderung kleiner als der erste Referenzwert ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Entscheidungseinrichtung (32, S18, S19) weiterhin aufweist:

eine vierte Einrichtung (S18) zum Vergleichen der Gesamthöhe der Änderung mit einem zweiten Referenzwert, der größer als der erste Referenzwert ist; und

eine fünfte Einrichtung zum Entscheiden, daß der Druckzustand des Pulswellensensors (20) nicht stabil ist, wenn die Gesamthöhe der Änderung größer als der zweite Referenzwert ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei der die Entscheidungseinrichtung (32, S14, S20, S22 bis S24, S27, S29, S30, S33, S35, S36) aufweist:

eine erste Einrichtung (S14) zum Bestimmen einer Differenz zwischen einer Minimalamplitude von mindestens einem Puls der Pulswelle von jedem einer ersten Gruppe von druckerfassenden Elementen (31), die in dem einen Zyklus bestimmt wird, und einer Minimalamplitude von mindestens einem Puls der Pulswelle von jedem druckerfassenden Element der ersten Gruppe, die in dem gegenwärtigen Zyklus bestimmt wird, und zum Erzielen einer ersten Höhe einer Änderung (SL) durch Summieren der jeweiligen Differenzen, die für die druckerfassenden Elemente der ersten Gruppe bestimmt werden;

eine zweite Einrichtung (S14) zum Bestimmen einer Differenz zwischen einer Minimalamplitude von mindestens einem Puls der Pulswelle von jedem einer zweiten Gruppe von druckerfassenden Elementen (31), die in dem einen Zyklus bestimmt wird, und einer Minimalamplitude von mindestens einem Puls der Pulswelle von jedem druckerfassenden Element der zweiten Gruppe, die in dem gegenwärtigen Zyklus bestimmt wird, und zum Erzielen einer zweiten Höhe einer Änderung (SM) durch Summieren der jeweiligen Differenzen, die für die druckerfassenden Elemente der zweiten Gruppe bestimmt werden;

eine dritte Einrichtung (S14) zum Bestimmen einer Differenz zwischen einer Minimalamplitude von mindestens einem Puls der Pulswelle von jedem einer dritten Gruppe von druckerfassenden Elementen (31), die in dem einen Zyklus bestimmt werden, und einer Minimalamplitude von mindestens einem Puls der Pulswelle von jedem druckerfassenden Element der dritten Gruppe, die in dem gegenwärtigen Zyklus erzielt wird, und zum Erzielen einer dritten Höhe einer Änderung (SR) durch Summieren der jeweiligen Differenzen, die für die druckerfassenden Elemente der dritten Gruppe bestimmt werden;

wobei die Gruppe von druckerfassenden Elementen (31) die ersten, zweiten und dritten Gruppen von druckerfassenden Elementen derart beinhaltet, daß die ersten, zweiten und dritten Gruppen einander in der Gruppe nicht überlappen;

eine vierte Einrichtung (S20, S22 bis S24) zum miteinander Vergleichen der ersten, zweiten und dritten Höhen einer Änderung; und

eine fünfte Einrichtung (S27, S29, S30, S33, S35, S36) zum Entscheiden, ob der Druckzustand des Pulswellensensors (20) stabil ist, auf der Grundlage der Vergleichsergebnisse, die von der vierten Einrichtung erzielt werden.