SE427722B - Apparat for alstring av information, indikerande fysikaliskt tillstand hos ett levande testobjekt - Google Patents

Description

7714653-8 . 10 15 20 25 30 35 H0 Doppler-förskjutningar av ljudvàgor som reflekteras av artären.

Avståndet till artären varierar som en funktion av tryck inom de något böjliga väggarna hos artären. Vissa flermanschett-förfaranden har även använts, och naturligtvis har även ingrepps-anordningar insatts direkt i blodkärl för direkt utförande av blodtrycksmät-D ningar.

De förfaranden som är baserade på avlyssning av Korotkoff- ljud är till sin natur något onoggranna för mätning av diastoliskt tryck, eftersom den mänskliga eller elektromekaniska avlyssningen måste avgöra, när ett ljud avklingar. Vidare arbetar Korotkoff-tek- niken icke särskilt väl på nyfödda patienter eller särskilt fetlag- da patienter, och sådana patienter som lider av chock eller hyper- tension. Det förfarande som är baserat på Doppler-förskjutningar är, förutom att det erfordrar dyrbara apparater, känsligt för pla- ceringen av mätapparaten relativt artären och erfordrar en kopp- lings-gel. Ingreppsmetoderna är i viss mån smärtsamma och erfordrar medhjälp av en tränad medicinsk tekniker. Plermanschett-förfaran- dena lider av kravet pâ flera icke-standard-manschetter och är i viss mån känsliga för artefakter.

Förutom de ovannämnda förfarandena har oscillometriska förfa- randen utvecklats, i vilka en tryckomvandlare associerad med en uppblåsbar tryckmanschett åstadkommer en svängnings-signal, repre- sentativ för det pulserande tryckets fluktuation som avkännes av tryckmanschetten som en funktion av volumetriska ändringar i det omslutna blodkärlet. En typ av oscillometrisk teknik som angives i den amerikanska patentansökningen 578 047, avseende apparat och förfarande för bestämning av systoliskt tryck, och som här innefat- tas genom referens, är baserad på amplituden av svängnings-pulsa- tionerna för åstadkommande av en indikering av systoliskt och/eller diastoliskt tryck, men dessa förfaranden kan förbättras genom före- liggande uppfinning, särskilt i närvaro av olika slags artefakter.

Nyligen har en teknik för vågforms-analys av svängnings-sig- nalen utvecklats, vilken ger överlägsna resultat beträffande iden- tifiering av en patients diastoliska blodtryck. Denna teknik är när- mare beskriven i amerikanska patentet 3 903 872 som avser apparat och förfarande för alstring av sfygmometrisk information och som inkluderas här som referens. I denna teknik differentieras en pul- serande signal, som är representativ för summan av det applicerade trycket i manschetten och det avkända pulserande trycket i det om- slutna blodkärlet. Den resulterande tidsderivatasignalen utvärderas 10 15 20 25 30 35 H0 3 771l§653~8 vid en specifik tid i en puls (på blodtryckets.vågform),~och tids- derivatan befinnes då gå genom ett (negativt) maximivärde, när det applicerade manschettrycket är approximativt lika med det odis- torderade artär-trycket vid denna specifika tid i blodtrycksvågfor- men av tidsderivata-maxímet nära diastolen i varje hjärtslag visade siglnotsvara det diastoliska trycket i blodkärlet.

Under det att den teknik som angives i sistnämnda patent in- nebär ett effektivt och signifikant framsteg inom sfygmomanometrien, erfordrar den relativt dyrbara apparater för tolkning av vâgformen och förblir i viss mån känslig för störning från vissa artefakter, ehuru i mindre grad än de flesta tidigare nämnda teknikerna.

Det är därför ett huvudändamâl med uppfinningen att åstadkom- ma en apparat och ett förfarande för att pâ relativt billigt och noggrant sätt analysera oscillometriska vågformer för âstadkommande av en indikering av det fysikaliska tillståndet, och särskilt de diastoliska och/eller systoliska blodtrycken hos ett levande test- objekt.

En apparat och ett förfarande för satisfiering av ovannämnda och andra ändamål skall angivas i det följande.

Sammanfattning av uppfinningen Apparaten och förfarandet är baserade på upptäckten, att om tryck som appliceras genom en manschett invid ett blodkärl uppri- tas som en funktion av en andra tidsderivata av det observerade manschettrycket inklusive pulsationsverkningarna av det omslutna blodkärlet, så erhålles, när det applicerade manschettrycket ligger approximativt mellan de diastoliska och systoliska trycken hos blod- kärlet, en negativ spik i andra derivatan, vilken negativa spik väsentligen försvinner ungefär vid det applicerade manschettryck som motsvarar diastoliskt resp. systoliskt tryck. Vidare förminskas genom användningen av andra derivatan artefaktproblem, särskilt be- träffande lâgfrekventa artefakter till exempel från muskel-aktivitet och liknande.

Uppfínningen innefattar en apparat för alstring av informa- tion som indikerar det fysikaliska tillståndet hos ett levande test- -objekt vilken apparat innefattar organ för omvandling av en stor- het proportionell mot en summa innefattande en tidsberoende fluktu- erande komponent representativ för det pulserande trycket i ett blodkärl plus ett varierbart (selektivt förändringsbart) tryck som appliceras externt invid blodkärlet, till en representation av en andra tidsderívata av nämnda storhet, och organ för analysering av 7714653-8 10 - 15 20 25 30 35 40 4 ändringar i representationen av andra derivatan som âstadkommes genom variering (selektiv förändring) av det applicerade trycket för alstring av en utsignal som indikerar det fysikaliska tillstàn- det hos det levande test-objektet. Föredragna organ för utförande av analysen innefattar ett organ för bestämning av huruvida en ne- gativ del av andra tidsderivatan överskrider ett tröskelvärde, och ytterligare organ för identifiering av när den detekterade negativa andra tidsderivatan först och/eller sist överskrider det negativa tröskelvärdet på sådant sätt att det däremot väsentligen svarande applicerade trycket kan alstra en utsignal som indikerar det dia- stoliska eller systoliska trycket hos blodkärlet som funktion av huruvida det applicerade trycket var ökande eller minskande när ändringen i indikeringen ägde rum.

Vid den föredragna utföringsformen av uppfinningen visar sig de applicerade tryck som motsvarar diastoliskt och systoliskt tryck i blodkärlet uppträda vid de första och sista fall då andra tidsderivatan negativt överskrider en negativ tröskel av förutbe- _stämt spännings-belopp för successiva pulser uppmätta över ett om- råde av applicerat tryck som innefattar de diastoliska och systo- liska trycken. Huruvida en första negativ andra-tidsderivata som överskrider tröskeln indikerar diastoliskt tryck eller indikerar systoliskt tryck är en funktion av den riktning, i vilken det app- licerade trycket ändras. När ex.vis vid ett ökande applicerat tryck den första negativa andra-tidsderivatan överskrider tröskeln så är detta väsentligen en indikering av diastoliskt tryck, under det att den sista väsentligen är en indikering av systoliskt tryck.

Tröskeln kan bestämmas på dynamiskt sätt, vilket erfordrar lagring av realtidsdata. Den tidsriktning i vilken den efterföljande ana- lysen utföres är valfri, och ovannämnda användning av uttrycken "första" och "sista" hänför sig till erhållandet av tryckdata i realtid.

Uppfinningen innefattar vidare ett förfarande för alstring av information som indikerar det fysikaliska tillståndet hos ett levande test-objekt. Förfarandet innefattar omvandling av en stor- het proportionell mot en summa som innefattar en tidsberoende fluk- tuerande komponent representerande det pulserande trycket i ett I blodkärl, plus ett varierbart (selektivt förändringsbart) tryck som appliceras externt invid blodkärlet, till en representation av andra tidsderivatan av storheten och analysering (företrädesvis elektronisk) av ändringar i representationen av nämnda andra tids- 10 15 20 25 30 35 H0 5 77114653-8 derivata åstadkomna genom selektiv ändring av det applicerade trycket för alstring av en utsignal som indikerar det fysikaliska tillståndet hos ett levande test-objekt. Speciellt innefattar ana- lyseringstekniken identifiering av när den negativa spiken hos andra- -derivatan först eller sist negativt överskrider ett tröskelvärde, varvid det applicerade tryck som en sådan bestämning motsvarar, vä- sentligen indikerar diastoliskt eller systoliskt tryck som en funk- tion av denriktning i vilken det applicerade trycket ändras.

Vid en föredragen utföringsform av uppfinningen jämföres and- ra-derivatan med en tröskel av liten eller minimal negativ storlek för utrönande av existensen eller icke-existensen av en negativ spik som överskrider tröskeln.

Vid en annan utföringsform innefattar processen en jämförelse av andra-derivatan med ett tröskelvärde av liten eller minimal ne- gativ storlek.

Pig. 1 på ritningen visar ett blockschema âskâdliggörande apparaten och förfarandet enligt uppfinningen i kombination med en blodtrycksmätningsutrustning. __Pig. 2 visar ett vågformsdiagram åskådliggörande Pac, Pac och Pac vågformerna som funktion av manschettrycket.

Pig. 3 visar en förstorad vy av en del av de olika vågformer- na i fig. 2 åskâdliggörande övergång från ett applicerat tryck ut- över diastoliskt-systoliskt-tryck-området till ett inom detta omrâde.

Pig. 4 visar ett diagram över storleken av den negativa delen av andra-derivatan som funktion av applicerat manschettryck.

Pig. 5 visar en del av blockschemat i fig. 1 mera detaljerat.

Med hänvisning till figurerna, och särskilt först till fig. 1, kan de föredragna utföringsformerna av uppfinningen lättare förstås.

Organ för applicering av ett varierbart tryck invid ett blodkärl, vilket tryckappliceringsorgan innefattar ett blodtrycksmätningsor- gan, särskilt en manschett 3, visas i läge omkring en arm 5 som innehåller en artär 9. Manschetten 3 kan vara en typisk blodtrycks- manschett sådan som de som användes när man utnyttjar ett stetoskop för att höra Korotkoff-ljud. Vidare ingår i nämnda tryckapplicerings- organ, tillsammans med manschetten, pumpen eller tryckalstringsan~ ordningen 13, vilken kan vara en enkel kautschukkolv, eller kan va- ra en motordriven pump som verkar genom ett rör 17. Den visade an- ordningen 13 innefattar en motordriven pump, vars tryckalstrings- funktion initieras genom påverkande avstartströmställaren 12 och avslutas genom manuellt eller automatiskt påverkande av stopp- 7714653-8 10 15 20 25 30 H0 6 strömstâllaren 1H. Automatiskt pâverkande av stoppströmställaren 1% kan åstadkommas genom en signal på ledningen 15 uppträdande an- tingen vid en förutbestämd trycknivå eller, såsom i den visade ut- föringsformen, när tillräckliga data har uppsamlats för bestämning av en särskild patients diastoliska och systoliska tryck.

Det resulterande trycket i manschetten är summan av det vari- erbara tryck som tillföres genom tryckalstringsanordningen 13 och ett pulserande tryck som härrör från de tidsberoende pulserande tryckvågorna till artären, vilken summa representeras som S i fig.1.

Manschettrycket mätes genom tryckomvandlaren 21 eller genom någon annan lämplig anordning. Ehuru signalen S från omvandlaren 21 inne- fattar en summa av applicerat tryck och det pulserande trycket, bör det observeras att det applicerade trycket (betecknat Pdc) är många gånger större än det pulserande trycket (betecknat Pac) och alltså värdet av S är väsentligen lika med det tryck som tillföres genom manschetten 13.

' Utsignalen S från tryckomvandlaren 21 förförstärkes genom förförstärkaren 25 och omvandlas därefter till första resp. andra tidsderivatan genom serie-passage igenom differentieraren 31 resp. differentieraren 18. I praktiken tjänar differentieraren 31 till att bortfiltrera den applicerade tryckdelen av trycket som mätes genom omvandlaren 21, varigenom den resulterande första tidsderiva- -tan är väsentligen den första tidsderivatan av det pulserande tryck som är representativt för de tidsberoende pulserande tryckvågorna i artären, och alltå representeras som Pac (eller helt enkelt D).

Likaså resulterar dífferentieringen av signalen Pac genom den andra differentieraren 18 i andra tidsderivatan av den pulserande (Pac)- komposanten av det avkända trycket och representeras sålunda genom P . ace presentativ för lutningen av det pulserande trycket Pac. Vidare är Det bör observeras. att första-derivata-signalen Pac är re- andra tidsderivatan Pac representativ för hastigheten av lutnings- ändringen av det pulserande trycket Pac.

I fig. 2 och 3 illustreras de respektive vâgformerna P P och Pa ac c varierbara applicerade trycket hos manschetten 3. Det är väl känt, ac' som en funktion av trycksumman S, eller i huvudsak det att diastoliska och systoliska tryckmätningar kan upptagas antingen genom ökning av det på manschetten 3 applicerade trycket eller genom minskning av detta tryck från en tidigare förhöjd nivå. Sålunda vågformerna i fig. 2, om de läses från vänster till höger, korrek- ta för en minskande applicerad tryck-ramp, och om de läses från 10 15 20 25 30 35 H0 77114653-8 höger till vänster, motsvarar de en ökande applicerad tryck-ramp.

I vartdera fallet skulle patientens systolíska tryck tydligen all- tid uppträda vid ett högre applicerat tryck än för det diastoliska trycket. Genom utnyttjande av tekniken enligt uppfinningen befanns patientens systoliska tryck som visas i fig. 2 vara omkring 115 mm hg (torr) och det diastoliska trycket befanns vara omkring 75 mm Hg (torr).

Dä det genom manschetten 3 applicerade trycket minskas, befin- nes signalen Pac öka i amplitud ända till en punkt på något ställe mellan systoliskt och diastoliskt tryck, varefter den börjar mins- kas i amplitud. Viktigare är att det upptäcktes, att vâgformen Pan utvecklades eller erhöll en relativt skarp eller spetsvinklig väns- ter-flank vid det systoliska trycket, varvid den skarpa formen eller vinkeln av denna flank blir mera spetsig när mittområdet av det sys- toliska-diastoliska trycket uppnåddes och blir mindre spetsig vid närmande till det diastoliska trycket, ända tills, vid eller väsent- ligen i följd med det diastoliska trycket, den vänstra flanken av vågformen icke länge var spetsig och hade återgått till den allmänt rundade form som iakttogs före det diastoliska trycket.

Ehuru den process som resulterade i det skarpa eller spetsiga vänstra hörnet av den pulserande vågformen för varje hjärtslag inom det diastoliska-systoliska omrâdet icke har helt förstâtts, tillåter den dock en analys av dess andra tidsderivata (fåc) vilken kan re- lativt noggrant identifiera patientens systoliska och diastoliska tryck. Vid användning av tekniken enligt uppfinningen motsvarar så- lunda det bestämda systoliska trycket nästan exakt det som bestäm- mes genom det första Korotkoff-ljudet, och det diastoliska trycket bestämmes att vara något lägre än det som uppmätes genom Korotkoff- -ljudens fjärde fas och väsentligen lika med det som uppmätes genom Korotkoff-ljudens femte fas.

Ett närmare betraktande av vâgformen Pac visar, att när det applicerade trycket minskas och man närmar sig patientens systolis- ka tryck, en liten negativ spik erhålles som blir mätbart observer- bar vid det systoliska trycket och fortsätter att ökas negativt i storlek när trycket ytterligare sjunker genom det systoliska-diasto- liska området till ett maximum vid mittområdet, varefter den mins- kas i storlek till den punkt vid vilken den icke längre är mätbar, väsentligen vid det tryck som motsvarar diastoliskt tryck. Detta särdrag hos vågformen fåc erhålls på grund av det relativt skarpa hörn eller den spetsiga vinkel som uppträder inom hela det diasto- 10 15 20 25 30 35 40 7714653-8 liska-systoliska området och väsentligen börjar och slutar med det- samma. Fig. 3 som visar en förstorad och något överdriven del av fíg. 2 vid punkten av systoliskt tryck, illustrerar klarare de ovan- nämnda observationerna. De negativa spikarna eller pulserna 20 i resulterar från nedåtlutningen av PaC en negativ ändring i lutningen av vågformen Pac. En markerad änd- andra tidsderivatans vâgform Pac den bakre kanten av vågformen Ö , som i sin tur resulterar från ring i lutningen av vågformen Pac erhålls vid slutet av den systoe liska stigningen vid vilken tidpunkt lutningen antingen blir nega- tiv eller åtminstone mindre positiv. Om denna ändring i lutningen av vågformen Pac är abrupt eller ger en skarp flank,. reflekte- ras abruptheten i en brant negativ lutning av den bakre kanten av vågformen Pac som alltså ökar den negativa storleken av vågformen Pac.

För att identifiera punkterna av systoliskt och diastoliskt tryck fastställes en negativ tröskelnivâ som representeras av lin- jen 22 i fig. 2, 3 och 4. Tröskeln 22 är ett signalspänningsvärde 'eller storlek som blott är något mindre eller negativ relativt noll-baslinje-spänningen hos vågformen šåc. Speciellt kan tröskeln 22 väljas att vara en förutbestämd bråkdel av den negativa spänning- en hosdennæst negativt gående spiken 20 i serien vilken sålunda bildar en dynamisk tröskel 22. Exempelvis skulle tröskeln 22 kunna väljas att ha ett negativt spänningsvärde, som är omkring 1/7 eller 1/10 av den negativa spänning, till vilken den maximala negativt gående pulsen 20 sträcker sig. Ehuru en förutbestämd tröskel skulle kunna användas, undviker den dynamiska tröskeln problemet med en fast tröskel i närvaro av signaler Påc, som kan variera i amplitud från patient till patient eller som en funktion av den tillfälliga situationen. __ I fig. H visas ett diagram över storleken av de negativa Pac- topparna i godtyckliga enheter som funktion av manschettrycket.

Från detta diagram ser man, att den negativa storleken av Éåc-vâg- signalen för blodtryckspulserna utom det diastoliska-systoliska om- rådet har ett värde, som är väsentligen lika med noll, och att mitt- områdets negativa topp-storlekar motsvarar värdet 50. Vidare obser- veras att den negativa Éåc-toppen av den minsta icke-noll-storleken uppträder nära det systoliska trycket och har en storlek av omkring 5 enheter. Sålunda kan, genom fastställande av en dynamisk tröskel 22 vars storlek är omkring 1/10 av den maximala negativa è¿c-toppen, punkterna av diastoliskt och systoliskt tryck identifieras med god 'a 10 15 20 25 30 35 H0 7714653-8 noggrannhetsgrad.

Genom att sålunda identifiera de applicerade manschettryck, vid vilka i huvudsak èac-spikarna negativt först och sist överskri- der tröskeln 22, kan sådana tryck då utmatas som diastoliska och systoliska tryck, beroende på den riktning i vilken manschetttryc- ket ändras. De negativa Bag-topparna 20' och 20" motsvarar väsent- ligen de diastoliska resp. systoliska trycken.

Under hänvisning till fig. 1 och till fig. 5 är det tydligt att apparaten skulle kunna helt implementeras i analog form eller alternativt helt eller delvis i digital form. Vid ett föredraget arrangemang är förförstärkaren 25, differentieraren 31, och diffe- rentieraren 18 företrädesvis analoga kretsar, varvid största delen av de övriga kretsarna utom den slutliga utgångskretsen är digitala och utgör en på lämpligt sätt programmerad mikroprocessor. Följande diskussion av signalbehandlingskretsarna blir i allmänhet av en funktionell natur men implementeringen av desamma i maskinvara el- ler programvara torde vara uppenbar för en genomsnittsfackman.

Likaså angives eller underförstås kretsar för omvandling mellan analog och digital form utan att speciellt illustreras eller disku- teras. Pac-vågformen som erhålls vid differentierarens 18 utgång går via ledningen 35 till vâgformsanalyseringskretsen som generellt innefattar tröskeldetekteringsorganet 36 för bestämning av huruvida de negativa Pàc-pulserna överskrider den ovannämnda tröskeln 22, och tillståndsförändríngs- eller övergångs-detekteringskretsen 52, som reagerar för utsignalen från tröskeldetekteringskretsen 52 för att indikera vilken av en serie av äga-pulser som först och/eller sist negativt överskrider tröskeln som en funktion av variering av det applicerade trycket över ett område. Det applícerade trycket (S2e'Pdc) som motsvarar en detekterad tillståndsändring avläses där- efter och displayas genom en lämplig utgångsanordning SU.

En bättre förståelse av vissa av de följande funktionsmäs- sigt beskrivna men icke visade apparaterna kan erhållas genom ovan- nämnda amerikanska patent 3 903 872 och ovannämnda amerikanska pa- tentansökning 578 047. Signalen êac vid differentierarens 31 ut- gång användes lämpligen för tidsinställningsändamål och går genom ledaren 37 till ingången hos komparatorn 38. Den andra ingången hos komparatorn 38 är genom ledaren 39 ansluten till en nollrefe- rensspänning, såsom jordpotential. På detta sätt kvarstår kompara- torns 38 utsignal på noll så länge första-derivatan êac befinner sig under en nollreferenslinje och övergår till ett när Pac blir '7714653-8 10 15 20 25 30 35 H0 10 positiv under den systoliska stigningen av varje blodtryckspuls.

Utsignalen från komparatorn 38 som representeras av ledningen H0 går till ingången hos en tidsinställningsanordning H1, och över- gångarna från noll till ett tjänar till âterstartning av tidsin- ställningsanordningen H1.

En utsignal från tidsinställningsanordningen H1, som repre- senteras av ledningen H2, går till tröskeldetekteringskretsen 36 och övergångsdetekteringskretsen 52 för kontroll av inom- och mellan-puls-analys-tidsinställning. I typfall kan vågformen šåc som uppträder på ledningen 35 omvandlas från analog till digital form med en hastighet, som typiskt kan åstadkomma omkring 50-150 sampel av vågformen mellan successiva hjärtslag. I ändamål att mins- ka verkningarna av artefakter kan ett flertal successiva inom-puls- -sampel medelvärdesberäknas, odidetkontinuerligt uppdaterade medel- värdet kan då utnyttjas som signalen êåc som vidarebefordras på ledningen 35 till den valfria kretsen 60, som är verksam på känt sätt för sampling och förformning av det maximala negativa värde som uppnås av varje blodtryckspulsation. Detta negativa maximum per puls kan då bestämmas en gång för varje puls och utnyttjas som det representativa negativa värdet för denna puls, tills det ersättes av ett värde vid nästa puls._Genom utförande av denna funktion på detta ställe undvikes behovet att göra detsamma vid flera efterföl- jande ställen . 7 Enligt fig. 5 går de negativa maximivärdena per puls som be- stämmes genom kretsen 60, genom ledningen 61 till motsvarande in- gångar hos en sist-in-först-ut-lagringsenhet 62, komparatorn 63, komparatorn 64 och grinden 65. Grinden 65 och komparatorn 64 utnytt- jas för att dynamiskt bestämma tröskelvärdet som representeras av linjen 22 i fig. 2-H. Signalerna på ledningen 61 representeras av den under densamma visade vâgformen och har endast negativa värden, vilka värden är minimivärden eller mindre än tröskeln 22 utanför varje ände av det diastoliska-systoliska tryckområdet, och är sig- nifikanta och lika med eller överskridande tröskeln inom det dia- stoliska-systoliska tryckområdet.

Den trycknivå som representeras av linjen 22 kan vara av en storlek sam är omkring 1/10 av den negativa topp-storlek som uppvi- sas av signalerna -äga i mittområdet mellan de diastoliska och sys- toliska trycken. Vid bestämning av denna tröskelnivå styr den av ledningen 66 representerade komparatorn GH grinden 65. Grinden 65 tjänar, såsom visas av ledningen 67, till att inladda ett valt värde 10 15 20 25 30 35 H0 7714653-8 11 av pulserna -fåc i lagringsenheten 68. Värdet av den storhet som inladdas i lagringsenheten 68 tillföres till komparatorn 64, som representeras av ledningen 69. Inom komparatorn 64 jämförs lagrade preliminära tidigare representationer av det negativa maximivärde som uppnås av de olika föregående Pac-pulserna, med strömvärden av nämnda storhet vilka via ledningen 61 införs i komparatorn 64. När ett värde av storheten -ååc tillföres till komparatorn 64, via led- ningen 61, är större än den storhet som preliminärt lagrats i lag- ringsenheten 68, så aktiveras grinden 65 genom komparatorn 64 via ledningen 66, och det större negativa värdet av storheten ersätter det preliminära maximivärdet i lagríngsenheten 68.

Det preliminära maximivärdet av storheten i lagringsenheten 68 införes, ävenledes via ledningen 69, till en med tio dividerande enhet 70, där den sålunda divideras med faktorn tio. Utsignalen från enheten 70 på ledningen 71 representerar ett värde som är 1/10 av det preliminära maximum som lagrats i enheten 68. Det i enheten 68 lagrade preliminära maximet fortsätter normalt att ökas ända till ett slutligt maximum eller stationärt tillstånd på något ställe i mitten av det diastoliska-systoliska området. Likaså kommer nämn- da 1/10 maximivärde representerat av ledningen 71 att även uppnå och bibehålla ett stationärt maximum, när mitten av det diastoliska- -systoliska omrâdet uppnås.

Den tröskelsignal som representeras av ledningen 71 går till en ingång hos komparatorn 63 för jämförelse med signalerna -Éåc som uppträder på ledningen 61 vid den andra ingången hos komparatorn.

Komparatorn 63 är av den typ, vars utgång som representeras av led- ningen 51 har en logisk nollnivå sá länge som signalen pâ ledningen 61 negativt överskrider storleken av tröskelsignalen på ledningen 71. I det visade utförandet har ett ökande applicerat tryck anta- gits, och alltså kommer utsignalen från komparatorn 72 att förbli en logisk 0 i hela den undre delen av tryckrampen inkluderande det diastoliska trycket, och kommer att ändras till det logiska ett- tillståndet endast när den negativa storhet som uppträder på led- ningen 61 är av mindre storlek än tröskeln på ledningen 51, som upp- träder vid det systoliska trycket. Vid systoliskt tryck omkastas de relativa storlekarna av insignalerna på komparatorn 63, och ut- signalen pâ ledningen 72 minskas till en logisk 1, som represente- ras av tiden pá den närbelägna vâgformen, varvid det positivt gå- ende steget dâ utnyttjas för att åstadkomma en indikering av uppträ- dandet av systoliskt tryck, såsom skall närmare beskrivas i det föl- jande. 10 15 20 25 30 35 H0 7714653-8 12 Det bör observeras, att bestämningen av ett tröskelvärde på ledningen 71 vid det lägre applioerade trycket som motsvarar det diastoliska trycket, icke vid denna tidpunkt har den rätta "statio- närt tillstånd"-storleken representerad som 1/10 av det maximala negativa värde som uppnås över hela tryckområdet. Därför kan upp- sökandet av det applioerade tryck vid vilket signalen -šåc först negativt överskridit "stationärt tillstånd"-tröskeln, icke utföras förrän realtid-uppträdande av diastoliskt tryck och den slutliga bestämningen av tröskeln. Av detta skäl är det nödvändigt att lagra både signalerna -Påc uppträdande på ledningen 61 och de värden av det applicerade trycket som uppträder på ledningen 56 över hela diastoliska-systoliska tryckområdet för en efterföljande "tillbaka- blick" för bestämning av det diastoliska trycket.

Lagringsenheten 62, om den är av sist~in-först-ut-typen, kan innefatta ett startminne eller liknande. Realtidsdata uppträdande på ledning 61 införs sekventiellt i lagringsenheten 62 genom tids- inställningspulserna som uppträder på ledningen H2. Datalängden hos lagringsenheten 62 är åtminstone tillräcklig för att sträcka sig över hela diastoliska-systoliska området. I den visade utförings- formen tjänar detekterande av det systoliska trycket genom kompara- torn 63, representerat på ledningen 61, till att alstra en signal på ledningen 15 vilken går till körnings-slut-kretsen 1H för bestäm- ning av ytterligare ökning i manschettrycket och initiering av en hastig tryck-avtappning. Sålunda kommer den sista eller näst sista signal som införes i lagringsenheten 62 att innefatta den negativa P -signalen sammanfallande med en indikering av systoliskt tryck, och en signal vid "andra änden" av lagringsenheten 62 indikerar det diastoliska trycket. Vid denna punkt har naturligtvis "statio- närt tillstånd"-tröskelsignalen på 71 bestämts, och datat i lagrings- enheten 62 utläses bakåt, vilket representeras av ledningen 72, så att punkten av diastoliskt tryck nu kan bestämmas. Denna bakât-av- läsning av data i lagringsenheten 62 styrs av drivsignaler som re- presenteras av ledningen 73 och som alstras av bakåt-drivkretsen 74, som initieras av det positiva steg som uppträder på ledningen 51 hos komparatorn 63.

Utläsningen av -ê¿c från lagringsenheten 62 via ledningen 72 vidarebefordras till en ingång hos komparatorn 75, vars andra in- gång tillföres tröskelsignalen på ledningen 71. Eftersom datat från lagringsenheten 62 utläses bakåt med början kort efter realtid-upp- trädandet av det systoliska trycket som konstateras av komparatorn 10 15 20 25 30 35 H0 7714653-8 13 63, kommer det data som går till komparatorn 75 att väsentligen omedelbart utgöra den -Pac-signal som sammanfaller med det systo- liska trycket, och kommer att fortsätta bakåt i tiden genom det diastoliska-systoliska området till åtminstone den signal som mot- svarar diastoliskt tryck. Komparatorn 75 är av liknande typ som kom- paratorn 63 och förblir i logiskt nolltillstând så länge det på led- ningen 72 uppträdande datat negativt överskrider storleken av trös- kelsignalen pâ ledningen 71. Utsignalen från komparatorn 75, repre- senterad av ledningen 50, ökas ett steg till det logiska ett~till- ståndet som visas i den närbelägna vågformen, när vid diastoliskt tryck -Pac-signalen är av mindre storlek än tröskelsignalen. Det bör vidare observeras, att utgången 50 hos komparatorn 75 kan från början ha en logisk ett-nivå och omedelbart gå till den logiska nollnivån vid systoliskt tryck, särskilt om det slutliga datat som u är lagrat 1 enheten 62 något överstiger det systoliska trycket.

Emellertid, vid den visade utföringsformen, är detta icke av någon betydelse eftersom positivt gående kanter av utsignalerna från kom- paratorerna 75 och 53 utnyttjas för tidsinställning i stället för särskilda logiska nivåer.

Beträffande övergångs- eller tillståndsändnügs-detekterings- kretsen 52 så går utgångarna 50 och 51 från komparatorerna 75 resp. 63 till triggningsingångarna hos de.monostabila vipporna 76 resp. 77. Den monostabila vippen 76 reagerar för det positiva steget i utgången hos komparatorn 75 Sänuppträder vid diastoliskt tryck för alstring av en utgångspuls, som representeras av ledningen 78, för styrning av dataingång till registret 79. Likaså är den monosta- bila vippan 77 känslig för det positivt gående steget i utgången från komparatorn 63 vid det systoliska trycket för att alstra en utgångspuls, som representeras av ledningen 15, vilken icke endast avslutar ändringen i trycket hos manschetten 3 utan även styr in- gången av data till registret 80. Det bör observeras, att utgångs- pulserna från de monostabila vipporna 77 och 76 motsvarar realtid- -uppträdandet av det systoliska trycket resp. det i tiden fördröjda uppträdandet av diastoliskt tryck. Vidare bör observeras, att de positivt gående utsignalstegen från komparatorerna 75 och 53 skulle kunna användas direkt för att styra inmatningen av data till 79 och 80 och då skulle kunna betraktas som åstadkommande detekteringen av ovannämnda tillståndsändring.

Såsom ovan nämnts är, ehuru det diastoliska trycket uppträder i realtid före det systoliska trycket, databehandlingscykeln sådan 10 15 20 25 30 35 40 771¿s653-8 1H att det systoliska trycket först konstateras och det diastoliska trycket därefter konstateras. Sålunda kommer den signal, som upp- träder på ledningen 56 och är väsentligen representativ för det applicerade trycket, att gå direkt till dataingången hos registret 80 och till dataingången hos en sist-in-först-ut-lagringsenhet 81 (LIFU). Vid slutet av realtid-ökningen i applicerat tryck kommer en puls, som representeras av ledningen 15, att.alstras för tillfö- rande av det motsvarande applicerade tryckets värde till registret 80, vilket värde indikerar det systoliska trycket.

LIFO-lagringsenheten 81 arbetar på väsentligen samma sätt som lagringsenheten 62 och mottar sålunda ingångs-tidsinställningssig- naler via ledningen H2 och omkastade LIFO-drivsignaler via ledning- en 73. De i enheterna 81 lagrade data utläses på LIPO-sätt och går via ledningen 82 till dataingången hos registret 79. Sålunda kommer det applicerade tryckvärde som införts i registret 79 att motsvara det -Pga-värde som resulterade vid alstringen av styrningspulsen 78, motsvarande diastoliskt tryck.

Utsignalerna från registren 79 och 80, som representeras av ledningen 83 resp. 89, går till respektive ingångar hos utgângsan- ordningen 54 för utläsning och/eller displaying. Ehuru i det visade fallet det systoliska tryckets värde är tillgängligt före det dia- stoliska tryckets värde, kan utgången 5U styras att vänta tills det diastoliska tryckets värde är tillgängligt före displaying av båda värdena. Det bör även observeras, att en nedåt-ramp av det applice- rade manschettrycket kunde ha använts, resulterande i en motsvaran- de tidsomkastning av de kollekterade data och behandlingen av de- samma. Vidare bör observeras, att lagringsenheten 62 och 81 kunde ha eliminerats och de diastoliska och systoliska tryckbestämningar- na utförts i realtid-domänen om ett förutbestämt fast tröskelvärde användes, i stället för dynamisk bestämning av sådant värde, ehuru ett sådant arrangemang skulle vara underkastat de nackdelar som ti- digare nämnts.

Ytterligare logik- och styrnings-kännetecken som icke speci- ellt illustreras och beskrives här, kan innefattas för att ytterli- gare förbättra funktionerandet av blodtrycksövervakningsanordningen.

Om exempelvis šåc-signalerna skulle uppvisa en artefakt som, i nega- tiv storlek, faller på den "orätta" sidan av tröskeln 22, skulle det kunna resultera i en inkorrekt bestämning av den övergångspunkt i vilken tröskeln överskrides, och sålunda resultera i en felaktig bestämning av diastoliskt eller systoliskt tryck. Till stor del 10 15 20 25 15 7714653 8 minskas detta problem genom medelvärdesberäkning av data som analy- seras, men det kan vara önskvärt att analysera flera efterföljande datapunkter för att bestämma huruvida övergången verkligen var en giltig eller valid sådan. I motsvarighet därtill kan en validise- rings- eller icke-validiserings-styrsignal alstras och utnyttjas för att antingen validisera vissa beslut eller icke-validisera de- Asamma, och fortsätta analysen tills valida data uppnås.

I det fall då ramp-lutningen av det applicerade trycket är långsam (dvs omkring 2 mm Hg/s) ger de första och sista -šåc-top- parna 20' och 20" som överskrider tröskeln 22, en god indikering av de diastoliska och systoliska trycken. Om emellertid tryckramplut- ningen är signifikant brantare så att det applicerade trycket kan variera med 5-10 mm Hg eller mer per puls, kan det vara önskvärt att för förbättring av noggrannheten interpolera mellan det appli- cerade tryckets värde i motsvarighet till det närliggande lšåc där ett Pac-värde överskrider tröskeln 22 och det andra icke överskri- der densamma. Alternativt skulle de olika -Pac-värden som just över- skrider tröskeln 22 nära en övergång kunna extrapoleras till trös- keln, vilket även de sammanfallande värdena av applicerat tryck skulle kunna.

Uppfinningen kan. utföras i andra speciella former utan över- skridande av uppfinningens ram och väsentliga kännetecken- De här beskrivna utföringsformerna är därför att betrakta såsom illustra- tiva och icke restriktiva, i det att skyddsomfânget för uppfinning- en angives genom de bifogade kraven, och alla ändringar av beskriv- ningen som ligger inom kravens ekvivalensområde är därför avsedda att omfattas av desamma.

Claims (7)

16 771@653-8 Patentkrav'"*""" _

1. Apparat för alstring av information, indikerande fysikaliskt tillstånd hos ett levande testobjekt, vilken apparat innefattar organ f(3) för applicering av ett selektivt förändringsbart tryck på test- objektet invid ett blodkärl (9), samt organ (21) för mätning av en fluktuerande storhet proportionell mot en summa, vilken summa inne- fattar en tidsberoende fluktuerande komposant (Pac) representativ för det pulserande trycket i blodkärlet, plus det selektivt förändringsba- ra tryck (Päc) som appliceras externt invid blodkärlet, k ä n n e- t e c k n a d av att apparaten innefattar: organ (31, 18) för omvandling av nämnda storhet till en repre- sentation av en tidsderivata av åtminstone den fluktuerande komposanten av densamma, vilken tidsderivata är åtminstone andra tidsderivatan av nämnda fluktuerande komposant; samt organ (36, 52, 54) för analysering av ändringar i nämnda re- presentation av åtminstone andra tidsderivatan, införda genom änd- ringar av det applicerade trycket, varvid nämnda analyseringsorgan innefattar organ (36) för bestämning och representering av huruvida nämnda åtminstone andra tidsderivata åtminstone uppnår ett särskilt negativt tröskelvärde, och organ (52) reagerande för en ändring i tillståndet av nämnda representation av uppnående av tröskeln, som en funktion av nämnda applicerade tryck för alâtring av en utsignal indikerande det fysikaliska tillståndet hos det levande testobjektet.

2. Apparat enligt kravet 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda utsignal väsentligen motsvarar det applicerade tryck som resulterar i en respektive nämnd tillstândsändring, och är approxima- tivt nära lika med åtminstone ettdera av de diastoliska och systoliska trycken hos blodkärlet som bestämmas genom riktningen av nämnda till- ståndsändring som funktion av riktningen av det applicerade tryckets ändring.

3. Apparat enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a då därav, att ändringen i tillståndet av nämnda tröskel-uppnående-representa- tion till en representation av existensen av nämnda negativa värde av nämnda andra derivata resulterar i att nämnda utsignal är diastoliskt tryck, om det applicerade trycket minskas, och är systoliskt tryck om det applicerade trycket ökas, under det att motsatsen är fallet när nämnda ändring i tillståndet av tröskelvärde-uppnående-representationen är en ändring till en representation av icke-existens av nämnda nega- tiva värde av andra derivatan. 7714655-8 17

4. LAWæfiemgtMwfi3,kännetedknaddäå: att det applicerade trycket är förändringsbart över ett område som är tillräckligt för att omfatta både nämnda diastoliska och nämnda systoliska tryck hos ett blodkärl, och att utsignalen innefattar både det diastoliska och det systoliska blodtrycket.

5. Apparat enligt kravet 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda särskilda tröskelvärde är ett relativt negativt minimi- storleksvärde av nämnda andra tidsderivata.

6. Apparat enligt kravet 5, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda tröskelvärde-uppnàende-representerande organ (36) inne- fattar organ (84-70) för dynamisk bestämning av nämnda särskilda tröskelvärde som en funktion av maximal negativ storlek uppnâdd av nämnda andra-tidsderivata-representation över ett kontinuerligt om- råde av applicerade tryck, vilket innefattar de diastoliska och systoliska trycken i blodkärlet.

7. Apparat enligt kravet 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda dynamiskt bestämda tröskelvärde är väsentligen 1/10 av storleken av nämnda maximala negativa storlek uppnädd av nämnda andra-tidsderivata-representation.