NL8200104A

NL8200104A - Inrichting en werkwijze voor het meten van de bloeddruk.

Info

Publication number: NL8200104A
Application number: NL8200104A
Authority: NL
Original assignee: Bard Inc C R
Priority date: 1981-01-29
Filing date: 1982-01-13
Publication date: 1982-08-16
Also published as: FR2498440A1; DE3200368A1; BR8200355A; JPS57145641A; GB2092309A; MX152163A; IT1149714B; CA1187721A; FR2498440B1; ES509144A0; AU7964082A; IT8219200A0; GB2092309B; SE8200011L; ES8307087A1; AU552241B2

Description

............................................. .....*................".....~ ........ ' £ 4 N/ -30.5 72-dV/ f.

H

Inrichting en werkwijze voor het meten van de bloeddruk.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het meten van de bloeddruk en in het bijzonder op een dergelijke inrichting, waarbij de arteriële bloeddruk wordt gemeten door middel van oscillometrie - het detecte-5 ren van drukoscillaties, die worden opgewekt door de arteriële bloedpulsaties binnen een onder druk gebrachte luchtmanchet.

De variaties van de bloeddruk, die optreden gedurende verschillende fysiologische toestanden van een 10 patiënt zijn van groot belang in de moderne medische diagnostiek procedures. De traditionele methode voor het kenmerken van de bloeddruk bestaat uit een bepaling van de systolische en de diastolische drukwaarde. Een andere meetgrootheid, de gemiddelde arteriële druk (MAP), is even-15 eens bruikbaar gebleken als een indicatie voor de bloeddruk. De gemiddelde arteriële bloeddruk wordt gedefinieerd als het tijdgemiddelde van de momentele bloeddruk of als een gewogen gemiddelde van de systolische en de diastolische druk. Als de bloeddruk als functie van de tijd wordt gete-20 kend, wordt de gemiddelde arteriële druk gevormd door een niveau, dat zodanig is gekozen, dat het oppervlak tussen het systolische gedeelte van de kromme en het gemiddelde drukniveau gelijk is aan het oppervlak tussen het gemiddelde drukniveau en het diastolische gedeelte van de kromme.

25 Het gemiddelde arteriële drukniveau kan ruwweg worden bepaald uit de systolische en de diastolische waarde volgens de volgende formule: MAP = diastolische + 1/3 (systolische - diastolische) 30 De waarde, die uit deze vergelijking is bepaald, kan onnauwkeurig zijn in het geval van een shock, in een operatie-ruimte of wanneer bepaalde ziekten worden veroorzaakt door wijzigingen in de bloedpulsgolfvorm.

Er bestaan momenteel verscheidene methoden voor 35 het meten van de verschillende waarden van de arteriële bloeddruk, die algemeen worden toegepast. De meest nauwkeurige methode is een directe meting van de arteriële druk met behulp van een arteriële canule. Inwendige technieken 82 0 0 1 0 4 -2- t > zijn echter dikwijls lastig en kunnen een aanzienlijk ongemak voor de patiënt veroorzaken.

Er zijn dan ook een aantal niet inwendige technieken ontwikkeld. Een van de eerste algemeen gebruike-5 lijke technieken bestaat uit het afsluiten van de bloedvaten in een lichaamsdeel van een patiënt door middel van een opblaasbare manchet, die het lichaamsdeel omgeeft. De druk (gewoonlijk opgewekt door middel van lucht) in de manchet wordt vervolgens langzaam verlaagd. Wanneer de dalende druk 10 gelijk wordt aan de arteriële systolische druk, kunnen karakteristieke tonen, die algemeen bekend staan als Korotkoff-tonen, worden gehoord, indien de bloedstroom gehoormatig . wordt bewaakt. Wanneer de dalende druk in de manchet de arteriële diastolische druk bereikt, veranderen de Korotkoff-15 tonen eveneens op een karakteristieke wijze. Deze verschijnselen kunnen gemakkelijk worden gebruikt om de systolische en diastolische bloeddruk te meten door de manchetdruk waar te nemen met behulp van een gebruikelijke kwik- of aneroïde sfygmomanometer, terwijl naar de bloedstroom in de arteriën 20 wordt geluisterd. Deze techniek is tevens geautomatiseerd, doordat de Korotkoff-tonen worden gedetecteerd met behulp van microfoons of ultrageluidsomzetters in de opblaasbare manchet. Een probleem bij deze methode is, dat deze niet kan worden gebruikt om direct de gemiddelde arteriële druk 25 te meten, welke nu met behulp van de bovengenoemde formule moet worden bepaald uit de systolische en diastolische waarden. Deze formule kan onnauwkeurig zijn tengevolge van een aantal factoren, zoals een ziekte of een shock*

Een meer recent ontdekte techniek is de 30 oscillometrische methode voor het detecteren en kwantificeren van bloeddrukwaarden. Deze techniek maakt evenals de Korot-koff-techniek gebruik van een bloedvatafsluitende luchtmanchet, waarbij echter op andere wijze de bloeddrukwaarden worden gedetecteerd. Als de luchtdruk in de opblaasbare 35 luchtmanchet wordt verlaagd tot beneden de systolische bloeddruk, kunnen kleine drukoscillaties worden waargenomen boven de manchetdruk-basislijn. Deze kleine drukoscillaties worden gereflecteerd in de luchtdruk van de omringende manchet tengevolge van het uitzetten en samentrekken van de 40 arteriën door de pulserende bloedstroom. De drukoscillaties i * -3- nemen in amplitude toe en bereiken een maximum als de manchetdruk gelijk wordt aan de gemiddelde arteriële bloeddruk. De oscillaties nemen vervolgens in amplitude af tot zij geheel verdwijnen beneden een drempelwaarde van de toegevoer-5 de manchetdruk. De gemiddelde arteriële druk kan dan gemakkelijk worden gemeten door de luchtmanchetdruk te detecteren, waarbij de maximum amplitude van de drukoscillaties in de luchtmanchet optreedt. Deze meettechniek kan gemakkelijk worden geautomatiseerd en is in het bijzonder nuttig bij 10 bloeddruk-meetinrichtingen, die door een microprocessor worden bestuurd.

Een probleem bij de bekende bloeddruk-meetinrichtingen, die op basis van de oscillometrische methode werken, is echter, dat, hoewel de gemiddelde arteriële 15 druk gemakkelijk kan worden gemeten, geen eenvoudige nauwkeurige methode is ontwikkeld voor het meten van de systolische of de diastolische druk.

Dientengevolge bepalen de meeste bekende inrichtingen de systolische en diastolische druk door een 20 extrapolatie van de gemeten gemiddelde arteriële druk. Het is bijvoorbeeld waargenomen, dat de systolische en diastolische druk optreden in punten, waarin de drukoscillaties in de luchtmanchet een grootte bereiken, welke ongeveer de helft bedraagt van de grootte van de oscillaties bij de gemiddelde 25 arteriële druk. Deze methode verschaft een gemakkelijke manier- om de systolische en diastolische druk te berekenen uit de gemiddelde arteriële druk. Hierbij treden echter verschillende andere problemen op. In de eerste plaats kunnen arti-facten, die worden geïntroduceerd door een patiënbeweging of 30 uitwendige storingen, onjuiste resultaten produceren, indien zij optreden bij een manchetdrukmeting in de nabijheid van de diastolische of systolische druk. In de tweede plaats is de bovengenoemde relatie van de oscillatie-amplitude van de gemiddelde druk en de systolische/diastolische druk niet ge-35 heel juist. De systolische en de diastolische druk, die met behulp van deze techniek zijn berekend, vormen derhalve slechts een benadering van de werkelijke systolische en diastolische druk.

De uitvinding beoogt een werkwijze en 40 inrichting te verschaffen, waarmee de systolische en diasto- 82 0 0 104 -4- lische bloeddrukwaarde nauwkeuriger kan worden gemeten met een volgens de oscillometrische methode werkende bloeddruk-meetinrichting.

Voorts beoogt de uitvinding het mogelijk 5 te maken om nauwkeurige systolische en diastolische bloed-druk-metingen te verkrijgen bij aanwezigheid van ruis en andere externe storingen, alsmede in het geval van een shock, in een operatieruimte en bij ziekten.

De uitvinding beoogt voorts een betere 10 verwerping van artifacten te bereiken bij het meten van de systolische en diastolische bloeddruk.

Volgens de uitvinding wordt de inrichting voor het meten van de bloeddruk in een lichaamsdeel, die is voorzien van middelen voor het uitoefenen van een varia-15 bele en meetbare uitwendige druk op dit lichaamsdeel, zodat de bloedstroom hierin afsluitbaar is, gekenmerkt door middelen voor het variëren van deze druk in een aantal opeenvolgende stappen tussen een waar de, waarbij, de bloedstroom althans nagenoeg is afgesloten, en een waarde waarbij de 20 bloedstroom althans nagenoeg niet is afgesloten, door middel len, die in afhankelijkheid van de waarde van de druk bij elke stap een uitgangssignaal leveren, dat overeenkomt met de grootte van de oscillaties in deze druk, welke worden opgewekt door de bloedstroompulsen in het lichaamsdeel; door 25 middelen, die in afhankelijkheid van een aantal waarden van de druk, die optreden bij drukwaarden boven een verwachte systolische druk, en van het uitgangssignaal een eerste relatie afleiden tussen de oscillatiegrootten en de overeenkomstige drukwaarden; door middelen, die in afhankelijk-30 heid van een aantal waarden van de druk, die optreden bij drukwaarden beneden een verwachte systolische druk, en van het uitgangssignaal een tweede relatie afleiden tussen de oscillatiegrootten en de overeenkomstige drukwaarden; en door middelen, die in afhankelijkheid van beide relaties 35 een gemeenschappelijke waarde van de druk bepalen, die aan beide relaties voldoet en overeenkomt met een berekende waarde van de systolische bloeddruk.

Op deze wijze worden de bovengenoemde problemen opgelost en wordt een meer nauwkeurige bepaling van 40 de systolische en de diastolische drukwaarde verkregen, waar- . * « -5- bij de onjuiste resultaten, welke zouden kunnen worden veroorzaakt door artifacten, worden vermeden door de systolische en diastolische druk te berekenen uit een reeks metingen, die worden verricht bij een manchetdruk in het gebied van de 5 systolische en/of de diastolische druk inplaats van uit te gaan van slechts één enkele meting van de gemiddelde arteriële druk of van een enkele meting in de nabijheid van de systolische of de diastolische druk.

Vastgesteld werd, dat als de manchetlucht- . 10 druk in de bloedvat afsluitende manchet wordt verlaagd vanaf een waarde boven de systolische bloeddruk, de oscillaties, welke optreden in de manchetluchtdruk, langzaam in amplitude toenemen met een geleidelijke en eerst nagenoeg constante snelheid. Indien echter de manchetluchtdruk in de 15 buurt van de systolische druk komt, neemt de mate, waarin de oscillatiegrootten toenemen, scherp toe. De oscillatie-grootten nemen vervolgens toe met ongeveer de tweede constante verhoogde snelheid als de manchetluchtdruk verder wordt verlaagd, totdat de gemiddelde arteriële druk is be-20 reikt en de maximum oscillatie-amplitude optreedt. De oscillatiegrootten nemen hierna met ongeveer dezelfde snelheid af als de tweede verhoogde snelheid, totdat de diastolische druk is bereikt. Op dit punt neemt de snelheid, waarmee de oscillatiegrootte afneemt, een tweede meer geleide-25 lijke waarde aan, totdat een manchetdruk is bereikt, waarbij de oscillaties verdwijnen. Volgens de onderhavige uitvinding wordt de systolische druk bepaald door de manchetdruk te bepalen, waarbij een wijziging optreedt in de snelheid, waarmee de oscillatiegrootte toeneemt als de manchetdruk de druk 30 passeert, die overeenkomt met de systolische druk. De diastolische druk wordt vervolgens bepaald door dè manchetluchtdruk te meten bij een oscillatiegrootte, die overeenkomt met de oscillatiegrootte bij de gemeten systolische druk.

Volgens een uitvoeringsvorm van de uitvin-35 ding wordt een reeks metingen verricht tijdens het dalen van de manchetdruk. Elke meting bestaat uit de piekoscilla-tiegrootte en de bijbehorende basislijn-manchetluchtdruk. Er wordt een aantal metingen gekozen, die optreden bij manchet-drukken boven de verwachte systolische druk. Voorts worden 4Q een aantal metingen gekozen, die optreden bij manchetdruk- 82 0 0 1 0 4 -6- ken beneden de verwachte systolische druk. Met behulp van bekende methoden worden uit elk stel metingen twee relaties afgeleid, die respectievelijk overeenkomen met de wijziging van de piekamplituden van elk stel metingen als functie van 5 de wijziging van de manchetdruk. Deze relaties, die bijvoorbeeld kunnen bestaan uit vergelijkingen voor een rechte lijn, worden bewerkt ter bepaling van waarden voor de manchetdruk en de bijbehorende oscillatiegrootte, die aan beide relaties voldoen. Mathematisch uitgedrukt worden de relaties 10 aan elkaar gelijk gesteld en opgelost voor de systolische druk. Grafisch gezien stellen beide functies krommen voor (bijvoorbeeld rechte lijnen, die de piekwaarden van elk stel verbinden); deze verlengde krommen snijden elkaar bij een manchetdrukwaarde, die gelijk is aan de systolische druk.

15 De diastolische druk wordt vervolgens be paald door een manchetdruk vast te stellen, welke een oscillatiegrootte opleverde, die gelijk is aan de oscillatiegrootte bij de berekende systolische druk. Opgemerkt wordt, dat deze procedure zou kunnen worden omgekeerd; de diastoli-20 sche druk kan eerst worden bepaald, waarna hieruit de systolische druk kan worden bepaald.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van de tekening, waarin een uitvoeringsvoorbeeld is weergegeven.

25 Fig. 1 is een blokschema van een bloeddruk- meetinrichting, die volgens de uitvinding kan worden toegepast.

Fig. 2 toont een stel metingen, die met behulp van de inrichting volgens fig. 1 zijn uitgevoerd.

30 Fig. 3 is een stroomschema van de werking van de inrichting volgens fig. 1, dat is gebruikt voor het verrichten van de metingen volgens fig. 2.

Fig. 4 is een stroomschema van een programma, dat is benut voor het berekenen van de systolische en 35 diastolische druk.

In fig. 1 is een luchtmanchet 101 weergegeven, welke om een lichaamsdeel van een patiënt kan worden geplaatst, bij voorkeur om de bovenarm of het bovenbeen, ten einde de bloedvaten op controleerbare wijze te kunnen 40 afsluiten, ter voorbereiding van de meting van de arteriële 8200104 -7- bloeddruk. De manchet 101 is een algemeen bekend onderdeel, dat gewoonlijk een luchtblaas omvat met twee flexibele aan-sluitslangen 102 en 103. De luchtblaas van de manchet 101 kan worden opgeblazen met behulp van de flexibele slang 103, 5 die met een klep 104 is verbonden, via welke slang 103 de luchtblaas tevens kan leeglopen. De klep 104 wordt via een leiding 105 bestuurd door een besturingscircuit 150, zoals hierna nog zal worden beschreven, waardoor de manchet 101 kan worden opgeblazen met behulp van samengeperste lucht, 10 welke via een slang 106 afkomstig is van een luchtdrukbron (niet weergegeven). De klep 104 kan onder besturing van het besturingscircuit 150 tevens worden benut om de lucht in geleidelijke stappen uit de manchet 101 te laten ontsnappen.

De luchtblaas van de manchet 101 is voorts voorzien van een 15 tweede flexibele aansluiting 102, die is bevestigd aan een omzettereenheid 107. Met behulp van deze tweede aansluiting 102 is het mogelijk om de luchtdruk in de manchet 101 te meten zonder de luchtstroom door de slang 103 te verstoren.

De omzettereenheid 107 reageert op de luchtdruk in de man-20 chet ten opzichte van de atmosferische druk en levert een elektronisch signaal. De grootte van het elektronische signaal is evenredig met de druk in de manchet 101. Het uitgangs·*' signaal van de omzetter 107 wordt via leidingen 108 en 109 toegevoerd aan versterkers 111 en 112. De versterker 112 is 25 een gelijkstroomversterker, welke op zijn uitgang 114 een signaal levert,dat overeenkomt met de gemiddelde basisdruk in de manchet 101. De versterker 111 is een wisselstroom-gekoppelde versterker (schematisch aangeduid door een serie-schakeling van de versterker 111 met een condensator 110), 30 welke een signaal op zijn uitgang 113 levert in responsie op de oscillaties in de druk, die het gevolg zijn van de pulsatie van de bloedvaten binnen het lichaamsdeel van de patiënt. Onder besturing van het besturingscircuit 150 via een leiding 120 kan met behulp van een multiplexer 115 de uitgang .

35 113 van de versterker 111 of de uitgang 114 van de verster ker 112 worden gekozen, welke via een leiding 125 wordt doorverbonden met een analoog-digitaal convertor 130. De convertor 130 zet de door de versterkers 111 en 112 geleverde analoge signalen om in digitale signalen, welke door de 40 verwerkingsschakelingen worden gebruikt voor het berekenen 8200104 • ♦ -8- van de gemiddelde arteriële, de systolische en de diastoli-sche bloeddruk.

Het besturingscircuit 150 kan derhalve de multiplexer 115 en de analoog-digitaal convertor 130 bedie-voor 5 nen, ten einde-de versterker 112 een digitaal signaal te verkrijgen, dat overeenkomt met de basisdruk in de luchtmanchet 101 of via de versterker 111 met de amplitude van de drukoscillatie in de luchtmanchet 101, welke door de bloedstroom in de bloedvaten van de patiënt wordt veroorzaakt.

10 Zoals hierna nog nader zal worden toege- licht, bedient het besturingscircuit 150 een geheugen 140 en een rekenschakeling 160, ten einde naar keuze een aantal metingen te doen, waarbij elke meting bestaat uit een basisdruk en een bijbehorende oscillatiegrootte. Nadat een aantal 15 van dergelijke metingen is voltooid, bedient het besturingscircuit 150 het geheugen 140, zodat gekozen metingen via kanaal 141 worden overgebracht naar de rekenschakeling - 160. Vervolgens berekent het besturingscircuit 150 te zamen met de rekenschakeling 160 de gemiddelde, de systolische en de 20 diastolische bloeddruk, welke op een uitgang 161 beschikbaar komen.

Bij het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld kunnen de analoog-digitaal omzetter 130, het geheugen 140, het besturingscircuit 150 en de rekenschakeling 160 (omgeven 25 door een streeplijn 170) worden uitgevoerd als een microprocessor. Als alternatief kunnen conventionele circuits worden gebruikt voor het vormen van de functies, die hierna worden beschreven.

In fig. 2 is een stel metingen weergegeven, 30 dat met behulp van de inrichting voor fig. 1 is verricht.

Fig. 2 toont een grafiek/Waarin de horizontale as overeenkomt met de basis manchetdruk, die naar rechts toeneemt, terwijl de vertikale as overeenkomt met de oscillatiegrootte, die in bovenwaartse richting toeneemt. De punten op de grafiek 35 stellen elk een meting voor, waarbij een oscillatiegrootte en een basis manchetdruk behoren, die op de horizontale en vertikale as afleesbaar zijn. Fig. 2 zal te zamen met de fig. 3 en 4 worden gebruikt voor het beschrijven van de werkcyclus van de inrichting volgens fig. 1.

40 Het stroomschema volgens fig. 3 geeft de 82 0 0 1 0 4 -inwerking van de inrichting volgens fig. 1 weer gedurende het verrichten van metingen aan de druksignalen, die door de luchtmanchet 101 worden geproduceerd. Volgens stap 301 bedient het besturingscircuit 150 de klep 104 om de luchtman-5 chet 101 op te blazen tot een druk, die groter is dan de verwachte systolische druk. Volgens het weergegeven uitvoe-ringsvoorbeeld wordt de manchet 101 opgeblazen tot een druk van 23,3 kPa.

In stap 302 verzorgt het besturingscircuit 10 150 de vastlegging van het uitgangssignaal van de analoog- digitaal convertor 130, overeenkomende met de basismanchet-druk in het geheugen 140. In stap 303 verzorgt het besturingscircuit 150 de vastlegging van een monster van de oscil-latie-amplitude (in digitale vorm), welke wordt geleverd 15 door een convertor 130 in het geheugen 140. De oscillaties in de luchtdruk in de manchet 101 treden gewoonlijk op bij de frequentie van het impulsritme van de patiënt, welke gewoonlijk 60 - 80 Hz bedraagt. De bemonstering van de amplitude wordt echter op een veel hogere frequentie uitgevoerd, 20 zodat de variatie in de oscillatie-amplitude gedurende de bemonsteringsperiode minimaal is. In stap 304 wordt de bemonsterde amplitude op de uitgang van de convertor 130 vastgelegd in het geheugen 140.

In stap 305 wordt de oscillatie-amplitude 25 opnieuw bemonsterd. Deze bemonstering vindt plaats met vooraf bepaalde intervallen. In stap 306 worden de twee verkregen monsters met elkaar vergeleken. Als het tweede monster kleiner is dan het eerste, wordt stap 307 uitgevoerd. Als het tweede monster groter is dan het eerste, wordt de stap 310 30 uitgevoerd. Aangenomen, dat het tweede mojns-ter. kleiner is, neemt het besturingscircuit 150 in stap 307 een extra monster ' het van de oscillatie-amplitude en vergelijkt dit in stap 313 met eerder in het geheugen 140 vastgelegde monster. Als het huidige monster kleiner is dan het vastgelegde monster (het-35 geen aangeeft, dat de oscillatiegrootte nog steeds afneemt), wordt het meest recente monster vastgelegd inplaats van het eerder vastgelegde monster (stap 311) en wordt een nieuw monster genomen (stap 307). Dit proces wordt voortgezet, totdat een nieuw monster groter is dan het vastgelegde monster, 40 hetgeen aangeeft, dat de minimumwaarde van de oscillatie is " i'Pi: 82 0 0 1 0 4 -10- bereikt. In dit geval voert het besturingscircuit 150 de stap 315 uit en wijst het vastgelegde monster als minimum aan.

Vervolgens bepaalt het besturingscircuit 5 150 in stap 321 of een maximumwaarde voor de oscillatie-amplitude is bepaald. Indien dit niet het geval is, worden de stappen 310, 312, 314 en 316 uitgevoerd, volgens welke extra monsters worden genomen en worden vergeleken met een eerder vastgelegd monster, totdat een nieuw monster kleiner 10 is dan het vastgelegde monster, hetgeen aangeeft, dat een maximumwaarde is gevonden. Indien dit het geval is, wordt het maximum aangewezen in de stap 316. Aangezien in stap 320 reeds een minimum werd gevonden, gaat het besturingscircuit door met de stap 325, volgens welke de minimumwaarde wordt 15 afgetrokken van de maximumwaarde, ten einde de piek-piek-grootte van de oscillatie te bepalen. Deze waarde wordt vastgelegd volgens de stap 330 en vervolgens vergelijkt het besturingscircuit 150 de huidige oscillatiegrootte volgens stap 330 met de eerder vastgelegde oscillatiegrootte, ten 20 einde vast te stellen of de oscillatiegrootte toeneemt danwel afneemt.

Indien wordt aangenomen,dat de oscillatiegrootte toeneemt (hetgeen aangeeft, dat de gemiddelde arteriële druk nog niet is bereikt) wordt stap 345 uitgevoerd, 25 waarbij de luchtdruk in de manchet 101 met een voorafbepaald bedrag wordt verlaagd. Dit bedrag kan bijvoorbeeld in het bereik van 1,33 tot 2,67 kPa liggen. Er wordt een nieuw stel metingen verricht en het proces gaat op deze wijze voort, totdat in stap 335 wordt vastgesteld, dat de huidige oscilla-30 tiegrootte kleiner is dan de vorige waarde. In dit geval voert het besturingscircuit 150 stap 340 uit en onderzoekt of ten minste 5 van de 6 vorige vastgelegde grootten groter zijn dan de huidige grootte. Indien aan deze voorwaarde is voldaan, duidt dit erop, dat de basismanchetdruk door het 35 diastolische drukpunt is gepasseerd en dat de metingen kunnen worden beëindigd. Indien aan deze voorwaarden niet is voldaan, gaat het proces voort, totdat de basisdruk het diastolische punt passeert.

Wanneer het einde van het proces volgens 40 fig. 3 is bereikt, zal een reeks metingen, bestaande uit paren 8200104 -/ -> -11- - t meetpunten, zijn opgeslagen in het geheugen 140. Indien deze waarden op grafiekenpapier zouden worden uitgezet, wordt een grafiek volgens fig, 2 verkregen. Alvorens de berekening van de systolische en de diastolische druk te beschrijven, zullen 5 de specifieke kenmerken van de metingen volgens fig. 2 worden besproken. Indien de meetresultaten worden getekend, zoals in fig. 2 is weergegeven, wordt een "klokvormige" kromme verkregen. Zoals algemeen bekend is, is de basismanchetdruk, die overeenkomt met het maximum van de kromme (pünt B), ge-10 lijk aan de gemiddelde arteriële bloeddruk. De systolische en diastolische drukpunten liggen daar waar de oscillatie-grootte afneemt tot ongeveer de helft van de maximumwaarde.

In deze punten, bijvoorbeeld in de buurt van de punten A en C, vertoont de helling van de kromme een opvallende wijziging 15 of "breekpunt" (welke in de fig. ter verduidelijking overdreven is weergegeven).

Volgens de uitvinding wordt een berekening van het breekpunt 203 in de helling van de kromme uitgevoerd met behulp van extra gegevens- of meetpunten in de nabijheid 20 van de verwachte systolische druk, ten einde een nauwkeurige berekening van de systolische druk te verkrijgen. Meer in het bijzonder kan worden opgemerkt, dat een meting als startpunt wordt gekozen, waarbij de oscillatiegrootte ongeveer de helft van de piekamplitude bedraagt. Dit zou overeenkomen 25 met het punt 203 in fig. 2. Twee stellen van drie metingen worden om het punt 203 genomen, en wel drie metingen, waarbij de basismanchetdruk groter is dan de druk in het punt 203 en drie metingen waarbij de basismanchetdruk kleiner is dan de druk in het punt 203. In fig. 2 zijn deze groepen aange-30 duid met 201 resp. 202. Met behulp van de drie punten van groep 201 wordt een rechtlijnige benadering (aangeduid met 205) van de kromme gemaakt volgens een mathematische standaardprocedure. Op overeenkomstige wijze wordt een rechtlijnige benadering 206 gevormd met behulp van drie punten van groep 35 202. De druk, die behoort bij het snijpunt van de twee rechte lijnen (het punt D) en die overeenkomt met de manchetdruk E in fig. 2, is de berekende systolische druk. Voor het berekenen van de diastolische druk wordt een meting gekozen aan de diastolische zijde van de kromme, waarbij de grootte van de 40 oscillaties, aangeduid door de lijn 210, gelijk is aan die 82 0 0 1 0 4 -12- van de berekende systolische druk. De bijbehorende manchet-druk (punt A) is de berekende diastolische druk.

De bovenbeschreven metingen kunnen met de hand worden verricht met behulp van een grafiek, die aan de 5 hand van de met de inrichting verrichte metingen wordt getekend, waardoor fig. 2 wordt verkregen, waarna de rechte lijnen 205 en 206 worden geconstrueerd.

In fig. 4 zijn de bewerkingen weergegeven, die worden uitgevoerd door de inrichting volgens fig. 1 10 voor het berekenen van de gemiddelde, de systolische en de diastolische druk.

Nadat op de bovenbeschreven wijze metingen zijn verkregen en vastgelegd, die overeenkomen met de basismanche tdruk in een gebied, dat de verwachte systolische en 15 diastolische druk omvat, kiest het besturingscircuit 150 twee metingen, die overeenkomen met de hoogste basismanchet-druk en de op één na hoogste basismanchetdruk (metingen 215 resp. 220 in fig. 2). De grootte van de oscillaties bij deze twee metingen worden in stap 403 met elkaar vergeleken. 20 Als de laatstgelezen grootte groter is dan de direct hieraan vooraf gelezen grootte, wordt stap 402 herhaald en een volgende grootte gelezen en vergeleken met de zojuist gelezen grootte. Dit proces wordt herhaald, totdat de laatste grootte kleiner is dan de voorafgaande grootte. Dit vindt 25 plaats bij het punt B in fig. 2, dat overeenkomt met de gemiddelde arteriële druk.

Ten einde een startpunt te kiezen voor het berekenen van de systolische druk, wordt de waarde van de oscillatiegrootte in het punt B van de gemiddelde arteriële 30 druk door twee gedeeld volgens stap '404. In stap 405 wordt de bijbehorende manchetdruk bepaald. Dit zal overeenkomen met het punt 203 en de druk C in fig. 2. Als het startpunt voor de bepaling van de systolische druk is vastgesteld, leest het besturingscircuit 150 uit het geheugen 140 de 35 oscillatiegrootten en basisdrukwaarden van een aantal metingen, die voorafgaande aan de meting 203 zijn verricht.

Bij het beschreven uitvoeringsvoorbeeld worden drie metingen gekozen. Deze metingen komen overeen met de punten 202 uit fig. 2. De betreffende waarden worden ingelezen door de 40 rekenschakeling 160. Onder besturing van het besturingscir- 82 0 0 1 0 4 -13- cuit 150 bepaalt de rekenschakeling 160 een mathematische relatie, welke het beste past op de uit het geheugen 140 gelezen punten. Deze relatie kan bijvoorbeeld een vergelijking voor een rechte lijn zijn.

5 De bepaling van een dergelijke vergelij king voor een rechte lijn kan metbehulp van algemeen bekende wiskundige technieken worden verricht. Als eenvoudige benadering kan bijvoorbeeld worden aangenomen, dat één van de drie metingen samenvalt met het wiskundig gemiddelde van de drie 10 metingen. De som van de fouten wordt vervolgens geminimaliseerd, waardoor een lijn wordt verkregen met een helling, die het gemiddelde is van de hellingen van twee lijnen, die door elk van de resterende metingen loopt en een punt, dat overeenkomt met het gemiddelde van de drie metingen. Met 15 behulp van deze methode wordt een vergelijking afgeleid uit de metingen van de vorm: 0 = CM + B.

Hierin is O de oscillatiegrootte, C de basismanchetdruk en zijn M en B constanten, die gelijk zijn aan de helling van de 20 lijn en het snijpunt met de Y-as. Indien ter toelichting wordt aangenomen, dat de punten van een groep de coördinaten Οχ, Οχ,· O2, C2; 0^, borden j_n overeenstemming met de bovengenoemde benaderingsmethode de constanten M en B gegeven door de volgende vergelijking: 25 Γ(0 - O ) + (O- - Ö ) M = 1/2 (Οχ - C ) (c3 - C ) ·» -« en

B = Ö - CM

Hierin zijn Ö en C de eenvoudige gemiddelden van de coördi-30 naten, die door de volgende vergelijkingen worden bepaald: ö = Οχ + 02 + 03 3 Ü = C1 + C2 + C3 3 35 Het is ook mogelijk om de bekende "kleinste kwadraten" benade- 8200104 -14- ring smethode toe te passen. Volgens de kleinste kwadratenmethode voor het benaderen van een rechte lijn geldt voor de helling van de afgeleide vergelijking het volgende: (crc) (Oj-Ö) + (C2-C) (o2-ö) + (c3-c ) (o3-ö) 5 ^ = _ 2 — 2 — 2 (c^-cr + (c2-cr + (c3-cr

Hierin worden Ö, C en B door de voorgaande vergelijkingen bepaald. Door gebruik te maken van één van deze vergelijkingen en de coördinaten van de metingen voor de punten van 10 groep 203 wordt een benadering van een rechte lijn van de vorm: 0 = C M + B p pp p verkregen. De index p geeft aan, dat de coëfficiënten M en ΣΓ

Bp géiden voor metingen, die zijn verricht voorafgaande aan 15 de verwachte systolische druk in het punt 203.

Na het bepalen van de waarde van de coëfficiënten M en B voor het eerste stel punten in de stap 408 leest het besturingscircuit 150 vervolgens uit het geheugen 140 de oscillatiegrootte en de bijbehorende basisdruk voor 2Q drie metingen, die na het punt 203 zijn verricht (overeenkomende met het stel 201 uit fig. 2). Op basis van deze gegevens bepaalt het besturingscircuit 150 in stap 410 een tweede vergelijking, die het beste op deze waarden past. Zoals reeds werd opgemerkt, wordt een vergelijking verkregen van de vorm:

25 O = C M + B

s ss s

De index s geeft aan, dat de coëfficiënten zijn bepaald voor het stel metingen, dat na het punt 203 is verricht.

Volgens de uitvinding ligt de berekende systolische druk in het punt D in fig. 2, waarin de twee lijnen, 30 die door de bovengenoemde vergelijkingen worden bepaald, el- kaar snijden. Dit punt ligt uiteraard daar, waar de berekende oscillatiegrootten 0^ en 0g gelijk zijn (bovendien zullen de twee basismanchetdrukken in dit punt gelijk zijn - Cp = Cg = Csystolisch^ * Voor ^et bepalen van dit punt worden de twee 35 berekende vergelijkingen aan elkaar gelijk gesteld en opgelost voor de gemeenschappelijke basismanchetdruk. De berekende 8200104 -15- systolische bloeddruk wordt gegeven door de volgende vergelijking: Bs ~ Bp

Csystolisch “ ~ ΓΤ P s 5 De berekende systolische druk in fig. 2 komt overeen met het punt E. In stap 415 wordt de berekende systolische druk vastgelegd.

De bepaling van de systolische druk volgens de uitvinding resulteert in een nauwkeurige bepaling van 10 de systolische waarde. Zelfs al zou een van de metingen, die voor de benadering wordt gebruikt, onjuist zijn door een patiëntbeweging of andere externe ruis, kan nog steeds een redelijke benadering worden verkregen. Dit in tegenstelling tot de bekende methoden, zoals differentiëren, welke betrek-15 kelijk gevoelig zijn voor artifacten in het gebied van de systolische druk. Onder extreme ruisomstandigheden kan volgens de uitvinding een betere rejectie van de ruis en artifacten worden verkregen door het aantal metingen, dat voor de benadering wordt benut, te verhogen.

20 Volgens de uitvinding wordt de diastolische druk bepaald in stap 414 door eerst de oscillatiegrootte vast te stellen, die behoort bij de berekende systolische druk. Dit kan gemakkelijk worden uitgevoerd door de berekende systolische drukwaarde in te vullen in een van de afge-25 leide vergelijkingen, waardoor de bijbehorende oscillatie-grootte 0systoUsch volgt uit:

0 sb C M 4* B

systolisch systolisch s s

Volgens stap 414 .zoekt het besturingscircuit 150 vervolgens in het geheugen 140 naar metingen-in het diastolische ge-30 deelte van de oscillatiegrootte-manchetdrukkromme, om de manchetdruk te vinden, die behoort bij de zojuist berekende oscillatiegrootte (punt A in fig. 2).In stap 416 wordt de berekende diastolische druk vastgelegd.

De vastgelegde systolische en diastolische 35 druk kunnen op elke geschikte wijze worden weergegeven door middel van een op zichzelf bekend analoog of digitaal weergeef orgaan.

De uitvinding is niet beperkt tot het in het voorgaande beschreven uitvoeringsvoorbeeld, dat binnen het 82 0 0 1 0 4 -16- kader der uitvinding op verschillende manieren kan worden gevarieerd. Het is bijvoorbeeld mogelijk om eerst de diastoli-sche druk te berekenen door twee lineaire benaderingen van groepen punten in de nabijheid van de verwachte diastolische 5 druktevormen en de benaderingen aan elkaar gelijk te stellen, •zoals hierboven is beschreven voor het berekenen van de sys-tolische druk. De systolische druk kan vervolgens worden af-. geleid door de manchetdruk te bepalen,waarbij de oscillatie-amplitude even groot is als bij de diastolische druk.

10 Bovendien kunnen met behulp van bekende benaderingstechnieken andere wiskundige relaties dan vergelijkingen voor een rechte lijn worden afgeleid als benadering voor de groepen meetpunten.

8200104

Claims

1. Inrichting voor het meten van de bloeddruk in een lichaamsdeel, voorzien van middelen voor het uitoefenen van een variabele en meetbare uitwendige druk op dit lichaamsdeel,zodcit de bloedstroom hierin afsluitbaar is, 5 gekenmerkt door middelen voor het variëren van deze druk in een aantal opeenvolgende stappen tussen een waarde, waarbij de bloedstroom althans nagenoeg is afgesloten, en een waarde, waarbij de bloedstroom althans nagenoeg niet is afgesloten) door middelen, die in afhankelijkheid van de 10 waarde van de druk bij elke stap een uitgangssignaal leveren, dat overeenkomt met de grootte van de oscillaties in deze druk, welke worden opgewekt door de bloedstroompulsen in het lichaamsdeel; door middelen, die in afhankelijkheid van een aantal waarden van de druk, die optreden bij druk-15 waarden boven een verwachte systolische druk, en van het uitgangssisgnaal een eerste relatie afleiden tussen de os-cillatiegrootten en de overeenkomstige drukwaarden; door middelen, die in afhankelijkheid van een aantal waarden van de druk, die optreden bij drukwaarden beneden de verwachte 20 systolische druk en van het uitgangssignaal een tweede relatie afleiden tussen de oscillatiegrootten en de overeenkomstige drukwaarden; en door middelen, die in afhankelijkheid van de beide relaties een gemeenschappelijke waarde van de druk bepalen, die aan beide relaties voldoet en overeenkomt 25 met een berekende waarde van de systolische of de diastoli-sche bloeddruk.

2. Inrichting volgens conclusie 1, gekenmerkt door middelen, die in responsie op het genoemde uitgangssignaal de maximumgrootte van de oscillatiegrootten 30 bepalen, en door middelen, die in afhankelijkheid van deze maximum-oscillatiegrootte een drukwaarde bepalen, die overeenkomt met een oscillatiegrootte, welke gelijk is. aan de helft van de maximum oscillatiegrootte.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, m e t 35 het kenmerk, dat de genoemde eerste relatie een lineaire relatie tussen de oscillatiegrootten en de bijbehorende drukwaarden is.

4. Inrichting volgens conclusie 1, 2 of 3, 8200104 -18- met het kenmerk, dat de genoemde tweede relatie een lineaire relatie tussen de oscillatiegrootten en de bijbehorende drukwaarden is.

5. Inrichting volgens ëën der voorgaande 5 conclusies, gekenmerkt door middelen, die in afhankelijkheid van de berekende waarde van de systolische/ diastolische bloeddruk en van het genoemde uitgangssignaal de oscillatiegrootte bepalen, die behoort bij de berekende waarde van de systolische/diastolische druk en door middelen 10 die in afhankelijkheid van de drukwaarde en van het uitgangssignaal een volgende waarde voor de druk bepalen met een bijbehorende oscillatiegrootte, die gelijk is aan het uitgangssignaal van de laatstgenoemde middelen, waardoor de diastolische/systolische druk wordt berekend.

6. Werkwijze voor het niet inwendig meten van de systolische bloeddruk in een lichaamsdeel, met het kenmerk, dat A. de bloedstroom in dit lichaamsdeel wordt afgesloten door het uitoefenen van een variabele en meetbare 20 uitwendige druk op dit lichaamsdeel; B. de druk in een aantal opeenvolgende ' stappen wordt gevarieerd tussen een waarde, waarbij de bloedstroom althans nagenoeg is afgesloten, en een waarde, waarbij de bloedstroom althans nagenoeg niet is afgesloten;

25 C. de grootte van de oscillaties in de druk, welke worden veroorzaakt door de bloedstroompulsen in het lichaamsdeel, bij elk van de stappen wordt gedetecteerd; D. een eerste relatie wordt afgeleid tussen de oscillatiegrootte en de bijbehorende drukwaarde uit 30 een aantal oscillatiegrootten en bijbehorende drukwaarden, die optreden bij drukwaarden boven een verwachte systolische druk; E. een tweede relatie wordt afgeleid tussen de oscillatiegrootte en de bijbehorende drukwaarde uit 35 een aantal oscillatiegrootten en bijbehorende drukwaarden, die optreden beneden de verwachte systolische druk en F. een gemeenschappelijke waarde voor de druk wordt bepaald, die voldoet aan beide relaties en overeenkomt met een berekende waarde van de systolische bloed- 40 druk. 82 0 0 1 0 4 '£ ' -19-

7. Werkwijze volgens conclusie 6, m e t het kenmerk, dat G. het maximum van de oscillatiegrootten wordt bepaald; en

5 H. de verwachte systolische druk wordt be paald als de optredende druk, waarbij de bijbehorende oscil-latiegrootte de helft bedraagt van de maximum oscillatie-grootte.

8. Werkwijze volgens conclusie 6 of 7, m e t 10 het kenmerk, dat de eerste relatie een lineaire relatie tussen de oscillatiegrootten en de bijbehorende drukwaarden is.

9. Werkwijze volgens conclusie 6,7 of 8, met het kenmerk, dat de tweede relatie een linear- 15 re relatie tussen de oscillatiegrootten en de bijbehorende drukwaarden is.

10. Werkwijze volgens één der conclusies 6-9, met het kenmerk, dat I. de oscillatiegrootte wordt bepaald, die 20 behoort bij de berekende systolische drukwaarde? en J. een volgende waarde voor de druk wordt bepaald met een bijbehorende oscillatiegrootte, die gelijk is aan de onder I bepaalde grootte, waardoor de diastolische druk wordt berekend.

11. Werkwijze voor het bepalen van een bloeddrukwaarde, die overeenkomt met de systolische of de diasto.lische druk bij een inrichting voor het niet inwendig meten van de bloeddruk, voorzien van middelen voor het uitoefenen van een in de tijd variërende externe druk op een 30 bloedvat, welke zich uitstrekt over een drukbereik, dat de systolische en diastolische bloeddruk omvat en van middelen, die in afhankelijkheid van drukoscillaties in een gedeeltelijk, afgesloten bloedvat de piek-piekgrootte van deze oscillaties bepalen bij voorafbepaalde waarden van de externe druk, 35 met het kenmerk, dat A, een verwachte waarde van de bloeddruk wordt bepaald; B. een eerste relatie wordt afgeleid tussen oscillatiegrootten en bijbehorende waarden van de externe 40 druk van een aantal oscillatiegrootten en bijbehorende druk- 82 0 0 1 0 4 «► -20- waarden, die optreden bij waarden van de externe druk boven de verwachte druk; C. een tweede relatie wordt afgeleid tussen oscillatiegrootten en bijbehorende drukwaarden van een aan- 5 tal oscillatiegrootten en bijbehorende drukwaarden, die optreden bij waarden van de externe druk beneden de verwachte waarde; en D. een gemeenschappelijke drukwaarde wordt bepaald, die aan beide relaties voldoet en overeenkomt met een 10 berekende waarde van de systolische bloeddruk. 12:- Werkwijze volgens conclusie 11, me t het kenmerk, dat E. het maximum van de oscillatiegrootten wordt bepaald; en

15 F. de systolische druk wordt bepaald, die op treedt bij een druk, waarbij de bijbehorende oscillatiegroot-te de helft bedraagt van de maximum oscillatiegrootte.

13. Werkwijze volgens conclusie 11 of 12, met het kennrerk, dat de eerste relatie een lineaire re- 20 latie tussen de oscillatiegrootten en de bijbehorende drukwaarden is.

14. Werkwijze volgens conclusie 11, 12 of 13, met het kenmer k,dat de tweede relatie, een lineaire relatie tussen de oscillatiegrootten en de bijbehorende druk- 25 waarden is.

15. Werkwijze volgens één der conclusies 11-14, met het kenmerk, dat G. de oscillatiegrootte wordt bepaald, die behoort bij de berekenende waarde van de systolische druk; en

30 H. een tweede waarde voor deze druk wordt be paald met een bijbehorende oscillatiegrootte, die gelijk is aan de onder G bepaalde grootte, waardoor de diastolische druk wordt berekend.

16. Werkwijze volgens ëén der conclusies 11-15, 35 met het kenmerk, dat de eerste relatie wordt afgeleid aan de hand van tenminste drie stellen drukwaarden en bijbehorende oscillatiegrootten.

17. Werkwijze volgens ëén der conclusies 11-16, met het kenmerk, dat de tweede relatie wordt af- 40 geleid aan de hand van tenminste drie stellen drukwaarden en 8200104 -21- 'V£"“........ - V ; bijbehorende oscillatiegrootten.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, met het kenmerk, dat de gebruikte stellen druk-waarden en bijbehorende oscillatiegrootten in de tijd direct 5 op elkaar volgen.

19. Werkwijze voor het kwantitatief bepalen van de systolische of de diastolische bloeddruk bij een inrichting voor het niet inwendig meten van de bloeddruk, voorzien van middelen voor het uitoefenen van een variabele 10 uitwendige druk op een arterie en volgens de oscillometri-sche methode reageert op pulsvormige golven, die optreden in een gedeeltelijk afgesloten arterie, met het kenmerk, dat A. een in de tijd variërende uitwendige 15 druk op de arterie wordt uitgeoefend, welke zich. uitstrekt over een bereik, dat de verwachte systolische en diastolische druk omvat; B. de piekamplitude van elke door de inrichting gedetecteerde pulsvormige golf wordt bepaald als 20 de uitwendige druk wordt gewijzigd tussen een waarde, die groter is dan de verwachte systolische druk en een waarde die kleiner is dan de verwachte diastolische druk; C. respectieve functies aan weerszijden van een van de verwachte drukken worden bepaald in een zone 25 van het uitwendige drukbereik, dat de verwachte druk omvat, welke functies overeenkomen met de respectieve snelheden, waarmee de piekamplituden zich aan weerszijden wijzigen als functie van de externe druk ; D. de externe druk wordt bepaald, waar— 30 bij deze twee functies althans nagenoeg gelijk zijn, waarbij de genoemde verwachte druk gelijk is aan deze externe druk. 2Q. Werkwijze voor het kwantitatief bepalen van de systolische of de diastolische bloeddruk bij een inrichting voor het niet inwendig meten van de bloeddruk, 35 voorzien van middelen voor het uitoefenen van een variabele uitwendige druk op een arterie en volgens de oscillometri-sche methode reageert op de pulsvormige golyen^ die optreden in een gedeeltelijk afgesloten arterie, met het kenmerk, dat 4Q A. een in de tijd variërende uitwendige 82 0 0 1 0 4 -22- druk wordt uitgeoefend op de arterie, welke zich uitstrekt over een bereik, dat·" dé „verwachte systolische en diastolische druk omvat, B. de piekamplitude van elke door de in- 5 richting gedetecteerde pulsvormige golf wordt bepaald als de uitwendige druk wordt gewijzigd tussen een waarde, die groter is dan de verwachte systolische druk en een waarde, die kleiner is dan de verwachte diastolische druk., C. in een zone van het uitwendige drukbe- 10 reik, dat de verwachte diastolische of ;systolische druk omvat, een eerste functie wordt bepaald, die overeenkomt met de snelheid, waarmee de. piekamplituden zich wijzigen als functie van de uitwendige druk voor ten minste twee golven, welke optreden bij een uitwendige druk, die ligt nabij doch. 15 groter is dan de gekozen verwachte druk, D. een tweede functie wordt .bepaald, die overeenkomt met de snelheid, waarmee de piekamplituden zich. wijzigen als functie van de uitwendige druk voor ten minste twee golven, die optreden bij een uitwendige druk, welke ligt 20 nabij doch kleiner is dan de gekozen druk en E. de genoemde gekozen druk kwantitatief wordt vastgesteld gelijk te zijn aan die uitwendige druk, waarbij de eerste en de tweede functies aan elkaar gelijk zijn.

21. Werkwijze volgens conclusie 20., met het kenmerk, dat voor het bepalen van de systolische bloeddruk de uitwendige druk wordt gewijzigd van een waarde, die groter is dan de verwachte, systolische druk tot een waarde, die kleiner is dan de verwachte systolische druk,

22. Werkwijze volgens conclusie 20. of 21, met het kenmerk, dat voor het bepalen van de eerste en de tweede functie de piekamplituden yan twee of meer opeenvolgende en aangrenzende golven worden benut,

23. Werkwijze volgens conclusie 20, 21 of 35 22,met het kenmerk, dat voor het bepalen yan de eerste en de tweede functie de piekamplituden van drie opeenvolgende en aangrenzende golven worden benut, 82 0 0 1 0 4