FI84691C - Foerfarande foer identifiering av en blodtrycksmaetares mansettyp. - Google Patents

Description

1 84691 VERENPAINEMITTARIN MANSETTITYYPIN TUNNISTUSMENETELMÄ

Keksinnön kohteena on noninvasiivisen automaattisen verenpainemittarin mansettityypin tunnistusmenetelmä, jossa menetelmässä käytetään paine- tai äänipulssia 5 hyväksi.

Eräissä laitteissa aikuisille ja vastasyntyneille tarkoitettujen mansettien valinta tapahtuu laitteessa olevan valintakytkimen avulla. Valintakytkimestä siis 10 valitaan manuaalisesti laitteen toiminta sen mukaan, onko kyseessä aikuinen vai vastasyntynyt. Vaarana on kuitenkin mahdollisuus unohtaa vaihtaa valintakytkimen asento vaihdettaessa esim. aikuisten mansetti vastasyntyneille tarkoitettuun mansettiin. Tällaisesta unohduksesta voisi 15 koitua vastasyntyneille vakaviakin vahinkoja.

Mansettikoon automaattista tunnistamista varten on kehitetty menetelmä, joka on esitetty EP-patentti-hakemuksessa nro 122123. Mansettiin pumpataan tietty 20 paine, jonka jälkeen mansetin paineen laskemiseksi venttiili avataan. Venttiilin aukaisu aiheuttaa ääni-pulssin, joka kulkee letkua pitkin mansettiin ja sieltä edelleen tunnistimelle, joka laskee ajan venttiilin aukaisusta äänipulssin saapumiseen tunnistimelle.

25 Äänipulssin saapumisaika tunnistimelle muuttuu mansetin koon mukaan. Tätä äänipulssin viipymisaikaa voidaan vielä muuttaa lyhentämällä vastasyntyneiden lasten mansettiin johtavaa letkua aikuisten mansettiin johtavan letkun pituuteen verrattuna. Äänipulssin viipymisaikaa voidaan 30 edelleenkin vähentää liittämällä venttiilistä vastasyntyneille lapsille tarkoitettuun mansettiin johtavaan letkuun sivuletku suoraan mansetista tunnistimeen johtavaan letkuun. Mikroprosessori havaitsee äänipulssin viipymisajan perusteella onko kyseessä aikuisten vai 35 vastasyntyneiden mansetti.

2 84691

Kyseisessä EP-patenttihakemuksessa äänipulssiin perustuvan ratkaisun eräänä ongelmana on se, että mielivaltaisen pituisia paineensiirtojärjestelmästä mansettiin 5 johtavia letkuja ei ole mahdollista käyttää, sillä tämän systeemin mukaisessa ohjelmassa mitataan pulssin kulku-aika, jolle on asetettu puolestaan tietyt hyväksyntä-rajat. Eräissä käytännön tapauksissa tarvitaan kuitenkin letkuja, joiden pituuden tulisi olla joko olennaisesti 10 lyhyempiä tai pitempiä kuin kyseisen keksinnön mukaisen systeemin yhteydessä käytetyt letkut. Aikuisille ja lapsille tarkoitettujen mansettien yhteydessä ei voida turvallisesti käyttää saman pituisia letkuja, koska mansettikoon tunnistus saattaa vaikeutua.

1 5

Ongelmia lisää myös se, että haluttaessa vaihtaa erikokoiseen mansettiin täytyy myös vaihtaa samalla koko pitkä letku. Lyhyen adapterin käyttö ei onnistu.

20 Tunnetaan myös menetelmä, jossa mansettiin pumpataan tietty paine, jonka saavuttamisen jälkeen mitataan paineen laskemiseen kulunut aika. Tämä idea perustuu siihen, että ilman ulosvirtaus on riippuvainen mansetin koosta. Mitä pitempi aika ulosvirtaukseen kuluu sitä 25 suurempi mansetti on käytössä. Tämän ratkaisun ongelmana on mansetin tai mansetin letkun tukkeutuminen, mikä pahimmassa tapauksessa voi johtaa virheelliseen mansetin koon tunnistukseen. Letkun tukkeutuminen voi pidentää merkittävästi mansetin tyhjentymiseen kuluvaa aikaa.

' .20

Mansettikoon automaattinen tunnistaminen voi tapahtua myös mittaamalla aika, joka kuluu kun pumpataan mansettiin jokin tietty paine. Siten pumppausaika suuremman mansetin yhteydessä on pitempi kuin pienemmän mansetin 35 tapauksessa. Tällaisen ratkaisun ongelmina ovat sähkö- 3 84691 verkon häiriöt ja pumpun ominaisuuksien vaihtelu, josta syystä mansetin tunnistuksessa voi tapahtua vakavia virheitä.

5 Tämän keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut ongelmat. Tarkoituksena on siis aikaansaada luotettava pumpun ominaisuuksien vaihteluista ja sähköverkon häiriöistä riippumaton mansetin automaattinen tunnistusmenetelmä, jonka yhteydessä voidaan käyttää 10 mielivaltaisen pituisia letkuja, joita ei tarvitse välttämättä vaihtaa vaihdettaessa erikokoiseen mansettiin. Tarkoituksena on myös aikaansaada mansettityypin tunnistustesti, joka voidaan tehdä nopeasti potilaan liikeartefaktoista vapaana hetkenä. Edelleen on tarkoi-15 tuksena aikaansaada paineenmittausjärjestelmä, joka voimistaa havaittavia mansettiin kohdistuvia paine- pulsseja.

Keksinnön mukaisen mansettityypin tunnistusmenetelmän 20 tunnusomaiset piirteet on annettu oheisissa patenttivaatimuksissa.

Mansettityypin tunnistusta koskeva keksintö perustuu siihen, että tutkitaan nopeasti avautuvan ja sulkeutuvan 25 venttiilin kautta lähetetyn edullisesti mahdollisimman kapean paine- tai äänipulssin leveyttä painetta tunnustelevalla elimellä, joka toimii samalla mikrofonina.

Pulssin leveyteen voidaan vaikuttaa muuttamalla pulssi-vastetta venttiilin ja painetta tunnustelevan elimen 30 välillä.

Edullisimpaan tulokseen päästään suurentamalla painetta tunnustelevalla elimellä havaittavaa pulssinleveyttä enemmän pienempää mansettia käytettäessä kuin suurempaa 35 mansettia käytettäessä. Käytännössä tämä voi tapahtua 4 84691 edullisesti esim. sijoittamalla pulssivastetta muuttava elin lasten mansettien yhteyteen ja toisaalta jättämällä se aikuisten mansetin tunnistuksen yhteydessä kokonaan pois. Tietysti päinvastoin voidaan myös menetellä.

5

Nopeasti avautuvan ja sulkeutuvan venttiilin kautta lähetetty pulssi kulkeutuu siis joko suoraan tai pulssi-vastetta muuttavan elimen kautta painetta tunnustelevalle elimelle. Matkalla painetta tunnustelevalle elimelle 10 pulssi voi kulkea mansetin läpi tai sen ohittaen.

Automaattista tunnistusta suorittavalle ohjauselimelle annetaan jokin tietty pulssin leveyden arvo esim suuremman ja pienemmän mansetin käytön yhteydessä 15 saatujen pulssin leveyden arvojen välistä, johon sitten verrataan mittauksessa saatuja pulssin leveyden arvoja. Pulssin leveyden ollessa tätä kynnysarvoa suurempi, tunnistaa ohjauselin käytetyn mansetin pienemmäksi, ja vastaavasti suuremmaksi mansetiksi pulssin leveyden 20 ollessa kynnysarvoa kapeampi. Tässä tapauksessa on siis pulssivastetta muuttavaa elintä, joka aiheuttaa painetta tunnustelevalla elimellä havaittavan pulssin levenemisen, käytetty pienemmän mansetin yhteydessä.

25 Seuraavassa keksintöä kuvataan tarkemmin viittaamalla oheisiin patenttipiirustuksiin, joissa kuvio 1 esittää kaaviokuvan keksinnön mukaisessa mansettityypin tunnistusmenetelmässä käytetystä laitteistosta, johon on liitetty vastasyntyneille 30 tarkoitettu mansetti, kuvio 2 esittää kuvion 1 mukaisessa mansettityypin tunnistuksessa käytettävää mansettiin johtavaan letkuun liitettävää erästä edullista erillistä välikappaletta halkaistuna, 5 84691 kuvio 3 esittää kaaviokuvan keksinnön mukaisessa mansettityypin tunnistusmenetelmässä käytetystä laitteistosta, johon on liitetty aikuisille tarkoitettu mansetti, 5 kuviot 4a ja 4b esittävät keksinnön mukaisen tunnistusmenetelmän periaatteen kahden erityyppisen mansetin erottamiseksi toisistaan.

Kuviossa 1 on esitetty kaaviokuva mansettityypin 10 tunnistusmenetelmässä käytetystä laitteistosta. Tässä kuviossa esitetyssä tapauksessa verenpainetta mitataan vastasyntyneeltä. Pumpusta 1 johtaa nopeasti toimivaan auki-kiinni venttiiliin 2 letku 3. Sopivia auki-kiinni venttiilejä ovat esim. solenoidiventtiili, piezosähköinen 15 venttiili ja magnetostriktiivinen venttiili. Venttiilistä 2 johtaa edelleen letku 4 välikappaleeseen 5, jossa on pulssivastetta muuttava elin 6. Välikappaleesta on yhteys * letkun 7 välityksellä mansettiin 8. Auki-kiinni venttii listä 2 välikappaleeseen 5 johtavaan letkuun on edul-20 lisesti yhteydessä myös poistoventtiili 9. Mansetista puolestaan kulkee letku 10 välikappaleeseen 5 ja siitä edelleen letku 11 painetta tunnustelevaan elimeen 12. Painetta tunnustelevasta elimestä saatu signaali kulkee AC/DC-signaalierottimen 13 ja suodattimien 14 ja 15 25 kautta ohjauselimelle 16, mikä kykenee tunnistamaan mansettityypin saadun signaalin perusteella. Venttiilien 2 ja 9 sekä pumpun 1 toimintaa ohjaa myös ohjauselin 16, joka on edullisesti mikroprosessori.

30 Välikappale 5 on esitetty tarkemmin halkaistuna pitkittäissuunnassa kuviossa 2. Välikappaleen 5 letku 17 liitetään siis tavanomaiseen venttiilistä 2 mansettiin 8 johtavaan letkuun 4 kiinnityselimellä 18 tai 19. Välikappaleen 5 letkun 17 toiseen päähän liitetään 35 vapaana olevalla kiinnityselimellä 19 tai 18 mansetti « 84691 letkun 7 välityksellä. Mansetista 8 painetta tunnustelevalle elimelle 12 johtavien letkujen 10 ja 11 väliin on välikappaleessa 5 myös letku 20. Välikappaleen letkun 17 sisällä on pulssivastetta muuttava elin 6, jossa on aukko 5 21, jonka läpi paine- tai äänipulssi kulkeutuu. Tämä elin on edullisesti rakenteeltaan putkimainen. Pulssivastetta muuttavan elimen halkaisija voi olla sitä suurempi mitä pitempi elin 6 on ja tietysti päinvastoin. Elimen 6 tulee siis riittävästi leventää pulssia, jotta ohjauselin 16 10 kykenisi painetta tunnustelevasta elimestä 12 saatujen mittausarvojen perusteella riittävän selvästi eroittamaan suuremman ja pienemmän mansetin toisistaan.

Kuviossa 3 on esitetty kaaviokuva mansettikoon 15 tunnistusmenetelmässä käytetystä laitteistosta, kun kyseessä on aikuisten verenpaineen mittaus. Ainoa poikkeus kuvioon 1 verrattuna on se, että välikappale 5 on korvattu mansettiin 22 tulevia letkuja yhdistävällä yhdyskappaleella 23. Kyseisessä yhdyskappaleessa pulssi-20 vastetta muuttavana elimenä 24 on yksinkertaisesti yhdysputki 25, joka yhdistää auki-kiinni venttiilistä 2 mansettiin 22 johtavan letkun 4 ja mansetista painetta tunnustelevalle elimelle 12 johtavan letkun 11. Yhdysputken 25 tarkoituksena on kaventaa painetta 25 tunnustelevalla elimellä 12 havaittavaa pulssia. Tässä tapauksessa pulssivastetta muuttava elin 24 toimii päinvastoin kuin kuviossa 1 esitetyssä tapauksessa.

Kuviossa 4a ja 4b on esitetty painetta tunnustelevalta 30 elimeltä 12 saaduista signaaleista AC/DC-signaali- erottimella 13 erotetut AC-komponentit paine (P) ajan (t) funktiona. AC-komponentti on nopea ja korkeataajuinen signaali. Poissuodatettu DC-komponentti on puolestaan hidas signaali. Kuvio 4a esittää kuvion 1 ja kuvio 4b 35 kuvion 3 mukaisella laitteella saatua signaalia.

7 84691

Ennenkuin mansetti on tunnistettu, aloitetaan pumppaus pumpulla 1 ylipaineen aikaansaamiseksi, jonka jälkeen auki-kiinni venttiili 2 avataan lyhyeksi esim 10 ms:n 5 ajaksi. Paine- tai äänipulssi kulkeutuu joko mansetin 8 tai 22 läpi tai sen ohittaen painetta tunnustelevalle elimelle 12, joka toimii myös mikrofonina. Painetta tunnustelevalta elimeltä lähetetyn signaalin perusteella ohjauselin laskee pulssin leveyden. Ohjauselimelle 16 on 10 syötetty tietty pulssinleveyden eli pulssin esiintymis-ajan kynnysarvo, johonka vertaamalla ohjauselin kykenee tunnistamaan suuremman ja pienemmän mansetin toisistaan mitatun pulssinleveyden asetuttua jommalle kummalle puolelle kynnysarvoa. Jos pulssin leveys ylittää ohjaus-15 elimelle asetetun kynnysarvon kuten kuviossa 4a, tunnistaa ohjauselin sen pieneksi mansetiksi, koska juuri sen yhteydessä käytetään tässä tapauksessa pulssivastetta ' muuttavaa elintä 6, joka hidastaa pulssin etenemistä.

Saadun tiedon perusteella ohjauselin mukauttaa laitteen 20 toiminnat pienen mansetin 8 mukaisiksi. On edullista ottaa huomioon mansetin koko myös laskettaessa painetta pois mansetista.

Jos auki-kiinni venttiilillä annettu painepulssi on 10 25 ms:n mittainen, niin painetta tunnustelevalla elimellä havaittu painepulssin leveys on noin 170 ms, kun pulssi-vastetta muuttava elin 6, joka siis leventää havaittavaa pulssia, on paikoillaan. Tämä tulos on tietysti hyvin paljon riippuvainen esim.käytetyn pulssivastetta muut-30 tavan elimen 6 ominaisuuksista.

Jos taas pulssin leveys alittaa kynnysarvon kuten kuviossa 4b, tunnistaa ohjauselin käytetyn mansetin suureksi, sillä mitään sellaisia pulssivastetta muuttavia 35 elimiä 6, jotka leventävät pulssia, ei ole. Kun auki- 8 84691 kiinni venttiilillä annettu painepulssi on 10 ms:n mittainen, niin painetta tunnustelevalla elimellä havaittu pulssin leveys on noin 35 ms pitkä. Myös tämä arvo on monista tekijöistä riippuvainen.

5

Yksi painepulssi on riittävä, mutta täyden varmuuden saamiseksi käytetystä mansettityypistä, on edullista suorittaa kaksi tai mieluummin kolme kertaa mansetti-tyypin testaus. Tunnistus voidaan suorittaa edullisimmin 10 heti, kun mansettia aletaan täyttää. Kuitenkin tunnistus voidaan tehdä vielä kesken mansetin täytönkin keskeyttämällä virtaus pieneksi hetkeksi sulkemalla auki-kiinni venttiili 2 ja jälleen avaamalla se pieneksi hetkeksi. Mansettityypin tunnistus on edullista tehdä joka kerta 15 ennen seuraavaa verenpaineen mittausta, jos mittaukset eivät ole aivan peräkkäin.

Jotta välikappaleeseen 5 ei tulisi vahingossa liitettyä isompaa mansettia, on edullista varustaa välikappale 5 20 sellaisella liitännällä, joka on yhteensopiva ainoastaan pienten mansettien kanssa. Edelleen olisi edullista, jos pienempää mansettia ei voisi liittää suoraan letkuihin 4 ja 11 ilman pulssivastetta muuttavalla elimellä 6, joka siis leventää pulssia, varustettua välikappaletta 5. Myös 25 yhdyskappale 23 tulisi varustaa liitännällä, joka estää sen yhdistämisen pienempään mansettiin.

Keksintö ei mitenkään rajoitu edellä esitettyihin sovel-lutusmuotoihin, vaan patenttivaatimusten puitteissa 30 keksinnön eri yksityiskohtia voidaan muunnella. Mansettityypin tunnistus on mahdollista suorittaa päinvastoin kuin edellä on mainittu eli muutetaan venttiilin 2 ja painetta tunnustelevan elimen 12 välissä vallitsevaa pulssivastetta siten, että pulssin leveys kasvaa, kun 35 kyseessä on suuremman mansetin tunnistus. Tällöin 9 84691 pienemmän mansetin tunnistuksessa pulssivastetta muuttavaa elintä ei tarvittaisi ollenkaan, tai jos sellaista käytetään tulisi sen päinvastoin kaventaa painetta tunnustelevalla elimellä havaittavaa pulssia.

5 Välikappaleessa oleva pulssivastetta muuttava elin 6, joka leventää havaittavaa pulssia, voi tietysti poiketa huomattavastikin kuviossa 2 esitetyn kaltaisesta ratkaisusta. Yhden putken tai letkun sijasta voi olla 10 useampiakin putkia tai letkuja joko rinnakkain tai peräkkäin. Myös esim reitetty levy, jossa on siis yksi tai useampi aukko, on sopiva pulssivastetta muuttava elin. Mahdollisesti pulssivastetta muuttava elin 6 voi koostua pelkästään aukkoon 21 tai putkiin 4, 5 tai 7 15 asetetuista esteistä kuten liuskoista. Tässä on esitetty eräitä ratkaisumalleja, mutta muitakin mahdollisia ratkaisuja on olemassa. Pääasia on kuitenkin kyky muuttaa pulssivastetta venttiilin ja painetta tunnustelevan elimen välillä.

20

Erillinen välikappale 5 ei ole myöskään välttämätön, sillä pulssivastetta muuttava elin 6 voidaan myös sijoittaa mansettiin 8 johtavaan letkuun 7 tai jopa itse mansettiin 8 tai myös letkuun 4. Pulssivastetta muuttavan 25 putken tai letkun ei välttämättä tarvitse olla minkään letkun esim välikappaleen sisällä, vaan se voi olla osa pumpusta tai venttiilistä mansettiin johtavaa letkua. Välttämättä erillisiä pulssivastetta muuttavia elimiä ei tarvita, vaan vaadittava ero painetta tunnustelevalla 30 elimellä havaittavassa pulssinleveydessä saadaan käyttämällä letkuja, joiden sisähalkaisijat muuttuvat mansettityypin mukaan.

Aikuisten mansetin yhteydessä kuviossa 3 käytetty letkuja 35 yhdistävä yhdyskappale 23 ja siinä oleva pulssivastetta

Claims (13)

1. Verenpainemittarin mansetin automaattinen tunnistusmenetelmä, tunnettu siitä, että 35 ylipainetta hyväksikäyttäen laukaistaan pulssi 11 84691 venttiililtä (2) painetta tunnustelevalle elimelle (12), ja mitataan havaitun pulssin leveys, ja verrataan mitattua pulssin leveyttä ennalta määrättyyn pulssin leveyden kynnysarvoon, ja erotetaan suoritetun vertailun 5 perusteella suurempi ja pienempi mansetti toisistaan, kun mitattu pulssinleveys osoittaa käytössä olevan mansettikokoon.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, t u n - 10. e t t u siitä, että venttiililtä (2) laukaistu pulssi on äänipulssi tai painepulssi.

3. Patenttivaatimusten 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että venttiililtä (2) laukaistu 15 pulssi kulkee painetta tunnustelevalle elimelle (12) joko mansetin (8 tai 22) läpi tai sen ohittaen.

4. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että painetta 20 tunnusteleva elin (12) toimii myös mikrofonina.

5. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ylipaine aikaansaadaan pumpulla (1). 25

6. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että venttiili (2) on nopeasti toimiva auki-kiinni venttiili.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tun nettu siitä, että auki-kiinni venttiili on solenoidiventtiili tai piezosähköinen venttiili tai magnetostriktiivinen venttiili. i2 84691

8. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suurempi mansetti (22) eroitetaan pienemmästä mansetista (8) venttiilin (2) ja painetta tunnustelevan elimen (12) välillä 5 vallitsevien pulssivasteeseen vaikuttavien tekijöiden erilaisuudella.

9. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suurempi ja 10 pienempi mansetti (8,22) eroitetaan toisistaan käyttämällä näistä toisen tunnistuksen yhteydessä pulssivastetta muuttavaa elintä (6 tai 24) venttiilin (2) ja painetta tunnustelevalle elimen (12) välissä.

10. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että venttiililtä (2) laukaistu pulssi kulkee painetta tunnustelevalle elimelle (12) pulssivastetta muuttavan elimen (6) läpi, kun tunnistetaan pienempää mansettia (8). 20

11. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suuremman mansetin tunnistuksen yhteydessä lähetettävä pulssi kulkee venttiililtä (2) mansettiin (22) johtavasta 25 letkusta (4) yhdysputkea (24) pitkin mansetilta (22) painetta tunnustelevalle elimelle (12) johtavaan letkuun (11) ja sieltä edelleen painetta tunnustelevalle elimelle.

12. Jonkin edellisen patenttivaatimuksen 1-10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että suuremman mansetin tunnistuksen yhteydessä lähetetty pulssi kulkee venttiililtä (2) letkua (4) pitkin mansetille (22) ja sen läpi letkua (11) pitkin painetta tunnustelevalle elimelle 35 (12). i3 84691

13. Verenpainemittarin mansetin automaattinen tunnistusmenetelmä, tunnettu siitä, että 5 ylipainetta hyväksikäyttäen laukaistaan pulssi venttiililtä (2) joko mansetin (8 tai 22) läpi tai sen ohittaen painetta tunnustelevalle elimelle (12) ja mitataan havaitun pulssin leveys, joka riippuu venttiilin (2) ja painetta tunnustelevan elimen (12) välillä 10 vallitsevista pulssivastetta muuttavista ominaisuuksista, ja verrataan mitattua pulssin leveyttä annettuun pulssin leveyden kynnysarvoon ja erotetaan suoritetun vertailun perusteella suurempi ja pienempi mansetti toisistaan, kun tietyssä määrin pulssivasteeseen vaikuttava ominaisuus on 15 sidottu tiettyyn mansettikokoon. i4 84691