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C.R.BARD, INC.C.R.BARD, INC.
Murray Hill, N.J., USAMurray Hill, N.J., USA
Verfahren und Vorrichtung zum Messen des BlutdruckesMethod and device for measuring blood pressure
Die Erfindung betrifft allgemein eine Blutdruckmeßvorrichtung und speziell ein Blutdruckmeßgerät, mit dem der arterielleBlutdruck durch Oszillometrie (Schwingungsmessung) gemessen wird - Beobachtung der Druckschwankungen oder-schwingungen, die durch die Pulsation des arteriellen Blutes in einer Druckluftmanschette hervorgerufen werden.The invention relates generally to a blood pressure measuring device and, more particularly, to a blood pressure measuring device with which the arterialBlood pressure is measured by oscillometry (vibration measurement) - observing the pressure fluctuations or- vibrations caused by the pulsation of arterial blood in a compressed air cuff.
Die Schwankungen des Blutdruckes, die während verschiedener physiologischer Zustände eines Patienten auftreten,sind für moderne medizinische Diagnosevorgänge von großer Bedeutung. Die traditionelle Methode der Blutdruckangabeist eine Bestimmung von systolischen und diastolischen Druckwerten. Es wurde auch eine andere Meßvariable, dermittlere arterielle Druck (MAP) als brauchbar für die Anzeige des Blutdruckes bestimmt. Der mittlere arterielle Blutdruckist definiert als der zeitliche Durchschnitt des Augenblicksblutdruckesoder als ein gewichteter Durchschnitt aus systolischem und diastolischem Druck. Wenn genauer gesagtder Blutdruck in seinem zeitlichen Auftreten aufgezeichnet wird, ist der MAP ein Pegelwert, der so gewähltist, daß der Flächenbereich zwischen dem systolischen Abschnittder Kurve und dem MAP-Pegel dem Flächenbereich zwisehendem MAP-Pegel und dem diastolischen Abschnitt der Kurve gleich ist. Der MAP-Pegel kann grob aus dem systolischenund dem diastolischen Wert gemäß folgender Gleichung bestimmt werden:The fluctuations in blood pressure that occur during various physiological states of a patient,are of great importance for modern medical diagnostic processes. The traditional method of measuring blood pressureis a determination of systolic and diastolic pressure values. There was also another measurement variable, theMean arterial pressure (MAP) determined as useful for indicating blood pressure. The mean arterial blood pressureis defined as the time average of the instantaneous blood pressureor as a weighted average of systolic and diastolic pressures. If more preciselythe blood pressure is recorded in its temporal occurrence, the MAP is a level value that is selected in this wayis that the area between the systolic sectionthe curve and the MAP level between the areaequals the MAP level and the diastolic portion of the curve. The MAP level can be roughly derived from the systolicand the diastolic value can be determined according to the following equation:
MAP = diastolischer Wert +1/3 (systolischer - diastolischer Wert)MAP = diastolic value +1/3 (systolic - diastolic value)
Der nach dieser Gleichung bestimmte Wert kann unter Schockeinfluß, in der Umgebung eines Operationsraums oder wo aufgrund von Änderungen der Pulswellenform der Tod eintritt,ungenau sein.
5The value determined according to this equation may be inaccurate under the influence of shock, in the vicinity of an operating room or where death occurs due to changes in the pulse waveform.
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Es gibt derzeit verschiedene Methoden, die einzelnen Werte des arteriellen Blutdruckes zu messen, die im üblichen Gebrauchsind. Die genaueste Methode ist die direkte Messung des arteriellen Druckes unter Verwendung einer Arterienkanüle.Der direkte Eingriff in die Blutbahn ist aber häufig unvorteilhaft und kann dem Patienten beträchtliche Unannehmlichkeitenbereiten.There are currently various methods of measuring the individual values of the arterial blood pressure that are in common useare. The most accurate method is to measure arterial pressure directly using an arterial cannula.However, direct intervention in the bloodstream is often disadvantageous and can cause considerable inconvenience for the patientprepare.
Es wurden deshalb verschiedene Techniken ohne unmittelbaren Eingriff in die Blutbahn entwickelt. Eine der frühestenTechniken dieser Art, die allgemein angewendet wird, sieht vor, daß mit einer aufblasbaren Manschette, die um ein Glieddes Körpers des Patienten gelegt wird, die Blutgefäße in diesem Glied verschlossen werden. Der Druck (meist Luftdruck)in der Manschette wird dann allmählich abgebaut. Wenn der abnehmende Druck dem arteriellen, systolischen Druckgleich ist, können charakteristische Töne, die allgemein als Korotkoff-Töne bekannt sind, durch Abhorchen des Blutstromsfestgestellt werden. Wenn der weiter abnehmende Druck in der Manschette dann den arteriellen diastolischenDruck erreicht, ändern sich die Korotkoff-Töne in einer charakteristischenWeise. Diese Erscheinungen können leicht zum Messen des systolischen und diastolischen Blutdruckesverwendet werden, indem der Druck in der Manschette mit HiI-feeines gewöhnlichen Manometers übervicht wird, währendzugleich der Blutstrom in den Arterien abgehorcht wird. Diese Technik wurde auch bereits automatisiert, indem u terVerwendung von Mikrophonen oder Uitraschallwandlern in der aufblasbaren Manschette die Korotkoff-Töne festgestelltVarious techniques have therefore been developed that do not directly interfere with the bloodstream. One of the earliestTechniques of this type, which are commonly used, provide that with an inflatable cuff that is around a limbWhen the patient's body is placed, the blood vessels in that limb become blocked. The pressure (mostly air pressure)in the cuff is then gradually broken down. When the decreasing pressure corresponds to the arterial, systolic pressureis the same, characteristic tones, commonly known as Korotkoff tones, can be heard by listening to the flow of bloodto be established. If the pressure in the cuff continues to decrease then the arterial diastolicPressure reached, the Korotkoff tones change in a characteristic wayWay. These phenomena can easily be used to measure systolic and diastolic blood pressurebe used by relieving the pressure in the cuff with HiI-fean ordinary pressure gauge is checked whileat the same time the blood flow in the arteries is monitored. This technique has also already been automated by u terUsing microphones or ultrasonic transducers in the inflatable cuff, the Korotkoff tones were detected
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wurden. Ein Problem dieses Verfahrens besteht darin, daß es nicht direkt zur Messung des mittleren arteriellen Drukkesverwendet werden kann, der unter Verwendung der oben genannten Formel aus dem systolischen und diastolischenWert angenommen werden muß. Diese Formel kann aufgrund verschiedener Faktoren, die auch in einer Krankheit oder einemSchock begründet sein können, ungenau sein.became. A problem with this method is that it does not directly measure mean arterial pressureCan be used using the above formula from the systolic and diastolicValue must be assumed. This formula can be due to various factors that also contribute to a disease or aShock can be justified, be imprecise.
Eine in jüngerer Zeit entdeckte Technik ist das oszillometrische Verfahren, mit dem Blutdruckwerte festgestellt undquantifiziert werden. Bei dieser Technik wird eine die Blutgefäße abschließende Luftmanschette wie bei der Korotkoff-Technikverwendet, doch werden die Blutdruckwerte auf eine andere Weise erfaßt. Speziell dann, wenn der Luftdruck inder aufblasbaren Manschette unter den systolischen Druckwert abgesenkt worden ist, können kleine Druckschwankungenüber einem Manschettenbasisdruck festgestellt werden. Diese kleinen Druckschwankungen zeigen sich im Luftdruck der umschließendenManschette als Folge von Ausdehnung und Kontraktion der Arterien, welche durch den pulsierenden Blutstromhervorgerufen werden. Die Amplitude der Druckschwankungen steigt und erreicht ein Maximum, wenn der Manschettendruckgleich dem mittleren arteriellen Blutdruck wird. Die Schwankungen oder Schwingungen nehmen in ihrer Amplitudedann wieder ab, bis sie gänzlich unterhalb eines Schwellenwertes des angelegten Manschettendruckes verschwinden.Der mittlere arterielle Druck kann somit leicht gemessen werden, indem der Luftdruck der Manschette festgestelltwird, bei dem die maximale Amplitude der Druckschwankungen in der aufgeblasenen Manschette auftritt. Diese Meßtechnikläßt sich leicht automatisieren und ist besonders nützlich bei Blutdruckmeßvörrichtungen, die mikroprozessorgesteuertsind.A more recently discovered technique is the oscillometric method, with which blood pressure values are determined andbe quantified. This technique uses an air cuff to close off the blood vessels, as in the Korotkoff techniqueis used, but the blood pressure values are recorded in a different way. Especially when the air pressure is inIf the inflatable cuff has been lowered below the systolic pressure value, small pressure fluctuations can occurcan be determined via a cuff base pressure. These small pressure fluctuations show up in the air pressure of the surroundingCuff as a result of the expansion and contraction of the arteries caused by the pulsating flow of bloodbe evoked. The amplitude of the pressure fluctuations increases and reaches a maximum when the cuff pressurebecomes equal to the mean arterial blood pressure. The fluctuations or oscillations increase in amplitudethen again until they disappear completely below a threshold value for the applied cuff pressure.The mean arterial pressure can thus be easily measured by determining the air pressure of the cuffat which the maximum amplitude of the pressure fluctuations occurs in the inflated cuff. This measuring techniquecan be easily automated and is particularly useful in blood pressure measuring devices that are microprocessor controlledare.
Ein Problem bei den bisher bekannten Blutdruckmeßvorrichtungen, die die oszillometrische Methode verwenden, bestehtdarin, daß, wenngleich der mittlere arterielle Druck leicht gemessen werden kann, kein einfaches und genaues Verfahrenfür das Messen des systolischen und des diastolischen Drukkes entwickelt worden ist.There is a problem with the heretofore known blood pressure measuring devices using the oscillometric methodin that, while mean arterial pressure can be easily measured, it is not a simple and accurate methodfor measuring the systolic and diastolic pressure.
Somit wird bei den meisten bekannten Verfahren durch Extrapolationaus dem gemessenen mittleren arteriellen Druck auf den systolischen und den diastolischen Druck rückgeschlossen.So hat man z. B. beobachtet, daß der systolische undder diastolische Druck an Punkten auftreten, wo die Druckschwankungen in der Luftmanschette eine Größe erreichen, dieetwa die Hälfte der Größe der Schwankungen beim mittleren arteriellen Druck sind. Mit diesem Verfahren ist ein einfacherWeg für die Berechnung des systolischen und des diastolischen Druckes aus dem mittleren arteriellen Druck gegeben.Es beinhaltet jedoch verschiedene zusätzliche Probleme. So kann ein durch Bewegung des Patienten oder äußere Einflüsseeingeführtes Artifact falsche Resultate bringen, wenn sie in den Manschettendruckmessungen in der Umgebung des diastolischenoder systolischen Druckes auftreten. Zum Zweiten ist die Halbwertbeziehung der Schwingungsamplituden bei mittleremDruck und systolischem/diastolischem Druck nicht exakt korrekt. Somit bedeuten die systolischen und diastolischenWerte, die mit Hilfe dieser Technik berechnet worden sind, nur Näherungswerte des wirklichen systolischen und diastolischenDruckes.Thus, in most of the known methods, extrapolation is usedthe systolic and diastolic pressures can be inferred from the measured mean arterial pressure.So one has z. B. observed that the systolic andthe diastolic pressure occur at points where the pressure fluctuations in the air cuff reach a magnitude thatare about half the size of the fluctuations in mean arterial pressure. Using this procedure is an easy oneWay given for calculating the systolic and diastolic pressures from the mean arterial pressure.However, it involves several additional problems. This can be caused by movement of the patient or external influencesintroduced Artifact will give incorrect results if they are in the cuff pressure measurements in the vicinity of the diastolicor systolic pressure. Second, the half-value relationship of the oscillation amplitudes is meanPressure and systolic / diastolic pressure not exactly correct. Thus the mean systolic and diastolicValues calculated using this technique are only approximate values of the real systolic and diastolicPressure.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein genaueresVerfahren zur Bestimmung der systolischen und diastolischen Blutdruckwerte in einem Blutdruckmeßsystem nach derSchwankungsmethode zu schaffen.The invention is therefore based on the object of providing a more preciseMethod for determining the systolic and diastolic blood pressure values in a blood pressure measuring system according to theTo create fluctuation method.
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Weiterhin besteht die Aufgabe darin, trotz äußerer Störsignaleund auch unter Schockeinwirkung, den Bedingungen eines Operationssaales oder dem Krankheitszustand genaue systolischeund diastolische Blutdruckablesungen zu erhalten. 5Furthermore, the task is, despite external interfering signalsand precise systolic conditions even under shock, operating room conditions, or illnessand obtain diastolic blood pressure readings. 5
Es ist ferner das Ziel, bei der Gewinnung der systolischen und diastolischen Blutdruckablesewerte eine verbesserte Artifactunterdrückungzu erzielen.It is also an aim to provide improved artifact suppression in obtaining systolic and diastolic blood pressure readingsto achieve.
Die oben genannten Schwierigkeiten werden beseitigt und die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst mit Hilfeeines in der Zeichnung wiedergegebenen Ausführungsbeispiels der Erfindung, mit dem eine genauere Bestimmung des systolischenund diastolischen Blutdruckwertes erzielt wird und fehlerhafte Ergebnisse durch Artifacte vermieden werden, indemder systolische und diastolische Druck aus einer Folgevon Messungen berechnet werden, die von Manschettendrücken im Bereich der systolischen und/oder diastolischen Druckwerteabgenommen werden, so daß für das Ergebnis nicht nur eine Einzelmessung des mittleren arteriellen Druckes oder eineEinzelmessung in der Umgebung des systolischen oder diastolischen Druckes maßgebend ist.The above-mentioned difficulties are eliminated and the object on which the invention is based is achieved with the aidan embodiment of the invention shown in the drawing, with which a more precise determination of the systolicand diastolic blood pressure value is achieved and erroneous results due to artifacts can be avoided bythe systolic and diastolic pressures from one sequencecan be calculated from measurements of cuff pressures in the range of systolic and / or diastolic pressure valuesbe removed, so that for the result not only a single measurement of the mean arterial pressure or aIndividual measurement in the vicinity of the systolic or diastolic pressure is decisive.
Insbesondere konnte man feststellen, daß, wenn der Manschettenluftdruckin der das Blutgefäß umschließenden (Luft-)Manschette von einem Wert oberhalb des systolischen Blutdruckesabgesenkt wird, die Schwingungen, die im Manschettenluftdruckauftreten, in ihrer Amplitude allmählich und in erster Näherung mit konstanter Rate zunehmen. Wenn jedoch derManschettenluftdruck den Bereich des systolischen Druckwertes erreicht, dann steigt die Anstiegsrate der Schwingungsgrößenstark an. Die Schwingungsgrößen nehmen dann mit etwa der zweiten, konstant vergrößerten Rate zu, wenn der Manschettenluftdruckweiter sinkt, bis der mittlere arterielle Druck erreicht ist, und die maximale Amplitude der SchwingungenIn particular, it was found that when the cuff air pressurein the (air) cuff surrounding the blood vessel with a value above the systolic blood pressureis lowered, the vibrations in the cuff air pressureoccur, increasing in their amplitude gradually and in a first approximation at a constant rate. However, if theIf the cuff air pressure reaches the range of the systolic pressure value, then the rate of increase of the oscillation magnitudes increasesstrong. The vibration magnitudes then increase at approximately the second, constantly increased rate, when the cuff air pressurecontinues to decrease until the mean arterial pressure is reached, and the maximum amplitude of the oscillations
oder Schwankungen auftritt. Die Oszillationsgrößen nehmen dann mit annähernd derselben Rate wie der zweiten vergrößertenRate wieder ab, bis der diastolische Druckwert erreicht ist. In diesem Punkt wechselt die Rate der Abnahme derSchwingungsgrößen auf eine zweite, schwächere Rate, bis ein Manschettendruck erreicht ist, bei dem die Schwingungen oderSchwankungen vollkommen verschwinden. Mit der Erfindung wird der systolische Druck dadurch bestimmt, daß derjenige Manschettendruckermittelt wird, bei dem die Änderung in der Anstiegsrate der Schwingungsgrößen auftritt, wenn der Manschettendrucküber den Druckwert hinweggeht, der dem systolischen Druck entspricht. Der diastolische Druck wird danndurch Messung des Manschettenluftdruckes bei einer Schwingungsgrößeoder -weite bestimmt, die der Schwingungsweite des gemessenen systolischen Druckes entspricht.or fluctuations occur. The oscillation magnitudes then increase at approximately the same rate as the second oneRate again until the diastolic pressure value is reached. At this point the rate of decrease of the changesVibration magnitudes at a second, weaker rate until a cuff pressure is reached at which the vibrations orFluctuations disappear completely. With the invention, the systolic pressure is determined by that cuff pressureis determined at which the change occurs in the rate of increase of the vibration quantities when the cuff pressuregoes above the pressure value that corresponds to the systolic pressure. The diastolic pressure is thenby measuring the cuff air pressure with a vibration quantityor width determined, which corresponds to the oscillation amplitude of the measured systolic pressure.
Bei einem Ausführungsbeispiel· der Erfindung wird eine Folge von "Ablesungen" gemacht, während der Manschettendruck abnimmt.Jede Ablesung besteht aus einem Schwingungsweiten-Spitzenwertund dem zugehörigen Manschettendruck. Eine Vielzahl von Schwingungsweitenablesungen wird ausgewählt, diebei zugehörigen Manschettendruckwerten über dem zu erwartenden systolischen Druck auftritt. Außerdem wird eine Vielzahlvon Schwingungsweitenablesungen gewählt, die bei ent— sprechenden Manschettendrücken unterhalb des zu erwartendensystolischen Druckes auftreten. Zwei Beziehungen, die die Änderung der Spitzenwertamplituden dieser beiden Gruppenvor. Ablesungen mit der Änderung des Manschettendruckes wiedergeben, werden mit bekannten Verfahren aus den beidenGruppen von Ablesungen abgeleitet. Diese Beziehungen, die z. B. Gleichungen für Geraden sein können, werden so behandelt,daß sie Werte von Manschettendrücken und zugehörige Schwingungsweiten bestimmen, die beiden Beziehungen genügen.Mathematisch gesehen, werden diese Beziehungen gleich-In one embodiment of the invention, a series of "readings" are taken while the cuff pressure is decreasing.Each reading consists of a peak oscillation valueand the associated cuff pressure. A variety of amplitude readings are selected thatoccurs at associated cuff pressure values above the expected systolic pressure. Also will be a multitudeselected from vibration amplitude readings that, with corresponding cuff pressures, are below the expectedsystolic pressure occur. Two relationships affecting the change in the peak amplitudes of these two groupsbefore. Readings reproducing with the change in cuff pressure are made using methods known from the twoGroups derived from readings. These relationships, which z. B. Equations for straight lines are treated as follows:that they determine values of cuff pressures and associated oscillation amplitudes that satisfy both relationships.Mathematically speaking, these relationships become equal-
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gesetzt, und zur Bestimmung des systolischen Druckes wird diese Gleichung aufgelöst. Graphisch bedeuten diese beidenFunktionen Kurven (in der Fig. 2 als Geraden eingezeichnet, die die Scheitelwerte der beiden Gruppen miteinander verbinden),die sich in ihrer Verlängerung in einem Manschettendruckwert schneiden, der dem gesuchten systolischenDruck entspricht.and this equation is solved to determine the systolic pressure. Graphically, these two meanFunctions Curves (shown in Fig. 2 as straight lines that connect the peak values of the two groups),which intersect in their extension in a cuff pressure value that corresponds to the systolic one soughtPressure corresponds.
Der diastolische Druck wird anschließend durch Ermittlung einer Manschettendruckamplitude bestimmt, die eine Schwingungsweitezur Folge hat, welche gleich der Schwingungsweite bei dem berechneten systolischen Druck ist. Es verstehtsich, daß diese Verfahren auch umgekehrt durchgeführt werden kann, indem nämlich zunächst der diastolische Druckund daraus der systolische Druck bestimmt wird.The diastolic pressure is then determined by determining a cuff pressure amplitude, which is an oscillation amplitudewhich is equal to the oscillation amplitude at the calculated systolic pressure. It understandsthat this procedure can also be carried out in reverse, namely by first applying the diastolic pressureand from this the systolic pressure is determined.
Di-e Zeichnung zeigt im einzelnen:The drawing shows in detail:
Fig. 1 ein· Blockschaltbild einer Blutdruck-Fig. 1 is a block diagram of a blood pressure
meßvorrichtung zum Einsatz nach demmeasuring device for use after
erfindungsgemäßen Verfahren;method according to the invention;
Fig. 2 eine typische Anordnung von Ablesewerten, die mit Hilfe der Apparaturaus Fig. 1 gewonnen sind;2 shows a typical arrangement of readings obtained with the aid of the apparatusare obtained from Fig. 1;
Fig. 3 das Flußdiagramm der ArbeitsweiseFig. 3 is a flow diagram of the operation
der in Fig. 1 gezeigten Schaltung beim Aufnehmen der Ablesewerte nachFig. 2; undthe circuit shown in Fig. 1 when taking the readingsFig. 2; and
Fig. 4 das Flußdiagramm einer für die Berechnung des systolischen und desdiastolischen Druckes verwendeten Routine.Fig. 4 is a flow chart for calculating the systolic and desdiastolic pressure used routine.
Eine Luftmanschette 1 in Fig. 1 wird um ein Glied einesPatienten, vorzugsweise um den Oberarm oder den Oberschenkel herumgelegt, um kontrollierbar die Blutgefäße bei derVorbereitung für die Messung des arteriellen Blutdrucks abzudrücken. Die Manschette 1 ist von bekannter Art und enthälttypischerweise eine Luftblase mit zwei Schlauchanschlüssen 102, 103. Die Luftblase in der Manschette 1 kann überden Schlauch 103 aufgeblasen werden, indem sich ein Ventil 104 befindet. Das Ventil 104 wird über eine Leitung 105 voneiner Steuerschaltung 150 her gesteuert, was später noch beschrieben wird, so daß die Manschette 101 mit Luftdruckvon einer Druckluftquelle (nicht gezeigt) über den Schlauch 106 gefüllt werden kann. Das Ventil 104 kann auch, durchdie Steuerschaltung 150 gesteuert, den Luftdruck aus der Manschette 101 in allmählichen Schritten oder Stufen ablassen.Die Luftblase in der Manschette 101 ist dann mit dem zweiten Schlauch 102 mit einer Wandlereinheit 107 verbunden.Die zweite Verbindung ermöglicht die Messung, die an dem Luftdruck in der Manschette durchgeführt werden soll, ohnedaß der Luftstrom im Schlauch 103 einen Einfluß darauf nimmt. Der Wandler 107 spricht auf den Luftdruck in der Manschettegegenüber dem Atmosphärendruck an und erzeugt ein elektrisches Signal. Die Größe des elektrischen Signalsist dem Druck in der Manschette 101 proportional. Der Ausgangswertdes Wandlers 107 wird über Leitungen 108, 109 auf Verstärker 111, 112 gegeben. Der Verstärker 112 ist einGleichspannungsverstärker, der an seinem Ausgang 114 einSignal abgibt, das den mittleren Druck in der Manschette 101 darstellt. Verstärker 111 ist ein Wechselspannungsverstärker(schematisch als Verstärker 111 in Reihe mit einem Kondensator 110 dargestellt), der an seinem Ausgang 113 einSignal erzeugt, das den Schwankungen oder Schwingungen des Druckes entspricht, die aufgrund der Pulsation der Blutgefäßein dem von der Manschette umschlossenen Glied des Pa-An air cuff 1 in Fig. 1 is around a limb of aPatient, preferably placed around the upper arm or thigh, in order to be able to control the blood vessels in thePreparing to pull the trigger for the measurement of arterial blood pressure. The cuff 1 is of a known type and containstypically an air bubble with two hose connections 102, 103. The air bubble in the cuff 1 can overthe tube 103 can be inflated by having a valve 104. The valve 104 is via a line 105 ofa control circuit 150, which will be described later, so that the cuff 101 with air pressurecan be filled from a compressed air source (not shown) via the hose 106. The valve 104 can also, throughcontrolled by the control circuit 150 to release the air pressure from the cuff 101 in gradual steps or steps.The air bubble in the cuff 101 is then connected to the second tube 102 with a transducer unit 107.The second connection enables the measurement to be carried out on the air pressure in the cuff withoutthat the air flow in the hose 103 has an influence on it. The transducer 107 responds to the air pressure in the cuffcompared to atmospheric pressure and generates an electrical signal. The size of the electrical signalis proportional to the pressure in the cuff 101. The initial valueof converter 107 is passed to amplifiers 111, 112 via lines 108, 109. The amplifier 112 is aDC voltage amplifier, which at its output 114 aEmits a signal that represents the mean pressure in the cuff 101. Amplifier 111 is an AC voltage amplifier(shown schematically as amplifier 111 in series with a capacitor 110) at its output 113 aGenerates signal that corresponds to the fluctuations or oscillations in pressure, which are due to the pulsation of blood vesselsin the limb of the pa-
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tienten auftreten. Die Ausgangswerte 113 des Verstärkers 111 und die Ausgangswerte 114 des Verstärkers 112 könnendurch einen Multiplexer 115, gesteuert von der Steuerschaltung 150 über die Leitung 120 wahlweise über die Ausgangsleitung125 des Multiplexers an einen Analog/Digital-Wandler130 abgegeben werden. Der A/D-Wandler 130 wandelt die Analogsignale der Verstärker 111 und 112 in Digitalsignaleum, die zur weiteren Verarbeitung in der Verarbeitungsschaltung benötigt werden, damit der mittlere arterielleBlutdruck, der systolische Druck und der diastolische Druck berechnet werden können.occur. The output values 113 of the amplifier 111 and the output values 114 of the amplifier 112 canby a multiplexer 115, controlled by the control circuit 150 via the line 120, optionally via the output line125 of the multiplexer to an analog / digital converter130 are handed in. The A / D converter 130 converts the analog signals from the amplifiers 111 and 112 into digital signalsum, which are required for further processing in the processing circuit, so that the middle arterialBlood pressure, systolic pressure and diastolic pressure can be calculated.
Die Steuerschaltung 150 kann dazu den Multiplexer 115 undden A/D-Wandler 130 so betätigen, daß ein Digitalsignal erzeugt wird, das dem Druck in der Manschette 101 entspricht,der dem Multiplexer über den Verstärker 112 zugeht, oderder Amplitude der Druckschwankungen in der Manschette 101aufgrund der Blutströmung in den Blutgefäßen des Patienten, was über den Verstärker 111 zugeht.The control circuit 150 can for this purpose the multiplexer 115 andoperate the A / D converter 130 to generate a digital signal corresponding to the pressure in the cuff 101,which goes to the multiplexer via the amplifier 112, orthe amplitude of the pressure fluctuations in the cuff 101due to the blood flow in the patient's blood vessels, which is supplied via the amplifier 111.
Wie nachfolgend im einzelnen beschrieben wird, betätigt die Steuerschaltung 150 einen Speicher 140 und eine Berechnungsschaltung160, ausgewählt zahlreiche Ablesungen vorzunehmen, wobei diese Ablesungen jeweils aus dem Manschettendruckgrundwertund der zugehörigen Schwankungsoder Schwingungsgröße bestehen. Nachdem mehrere derartigeAblesungen durchgeführt sind, betätigt die Steuerschaltung 150 den Speicher 140, so daß dieser ausgewählte Ablesewertein die Berechnungsschaltung 160 über einen Kanal 141 abgibt.Die Steuerschaltung 150 bewirkt dann in Verbindung mit der Berechnungsschaltung 160, daß der mittlere, dersystolische und der diastolische Blutdruck berechnet werden, die dann am Ausgang 161 abgegeben werden.As will be described in detail below, the control circuit 150 operates a memory 140 and a calculation circuit160 is selected to take numerous readings, each of which is taken from the base cuff pressureand the associated fluctuation or vibration magnitude. After several suchReadings are taken, control circuit 150 operates memory 140 to store selected readingsinto the calculation circuit 160 via a channel 141.The control circuit 150, in conjunction with the calculation circuit 160, then causes the middle, thesystolic and diastolic blood pressure are calculated, which are then output at output 161.
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Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel können der A/D-Wandler 130, der Speicher 140, die Steuerschaltung 150und die Berechnungsschaltung 160, die in Fig. 1 durch eine gestrichelte Linie 170 umschlossen sind, sämtlich in einemMikroprozessor enthalten sein. Es kann aber auch eine konventionelle Schaltung für die Durchführung der nachfolgendbeschriebenen Funktionen eingesetzt werden.In the exemplary embodiment described here, the A / D converter 130, the memory 140, the control circuit 150and the calculation circuit 160 enclosed by a dashed line 170 in FIG. 1, all in oneMicroprocessor included. But it can also be a conventional circuit for performing the followingdescribed functions are used.
Fig. 2 zeigt eine typische Gruppe von Ablesewerten, die mit Hilfe der Schaltung nach Fig. 1 gewonnen werden. Die Figurist eine Graphik, bei der auf der horizontalen Achse der Grundwert des Manschettendrucks mit steigenden Werten nachrechts und auf der vertikalen Achse die Schwingungsweite angetragen sind. Jeder Punkt in der Folge von Punkten derGraphik stellt eine einzelne Ablesung dar, die einem Manschettendruckgrundwert und einer zugehörigen Schwingungsweiteentspricht, was auf den Koordinatenachsen abgelesen werden kann. Fig. 2 wird in Verbindung mit den Figuren 3und 4 verwendet, um den Betriebsablauf der in Fig. 1 gezeigten Schaltung zu beschreiben.FIG. 2 shows a typical group of readings obtained with the aid of the circuit of FIG. The figureis a graph in which, on the horizontal axis, the base value of the cuff pressure increases with increasing valuesthe oscillation amplitude are plotted on the right and on the vertical axis. Each point in the sequence of points of theThe graph shows a single reading, a basic cuff pressure value and an associated oscillation amplitudecorresponds to what can be read on the coordinate axes. FIG. 2 is used in conjunction with FIGSand FIG. 4 is used to describe the operation of the circuit shown in FIG.
Das Flußdiagramm der Fig. 3 stellt die Arbeitsweise der Schaltung in Fig. 1 während der Aufnahme von Ablesedatenaus den in der Luftmanschette 101 auftretenden Drucksignalen dar. Nach Schritte 301 steuert die Steuerschaltung 150das Ventil 104 so, daß die Manschette 101 auf einen Druck aufgepumpt, der höher als der zu erwartende systolischeDruck ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Manschette 101 auf 170 Torr aufgepumpt.The flow chart of Fig. 3 illustrates the operation of the circuit of Fig. 1 during the acquisition of readout datafrom the pressure signals occurring in the air cuff 101. After step 301, the control circuit 150 controlsthe valve 104 so that the cuff 101 is inflated to a pressure which is higher than the expected systolicPressure is. In the embodiment shown, the cuff 101 is inflated to 170 Torr.
Im Schritt 302 wird bewirkt, daß das Ausgangssignal desA/D-Wandlers 130, das den Grundwert des Manschettendrucks darstellt, im Speicher 140 gespeichert wird. Schritt 303bewirkt, daß die Steuerschaltung 150 eine Ablesung derIn step 302 it is caused that the output of theA / D converter 130, which represents the basic value of the cuff pressure, is stored in the memory 140. Step 303causes control circuit 150 to read the
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Schwingungsamplitude (in digitaler Form), die vom Wandler130 erzeugt wird, in Speicher 140 abgespeichert wird. Typischerweisetreten die Schwingungen im Luftdruck in der Manschette 101 mit der Pulsfrequenz des Patienten auf, also60 bis 80 Mal in der Minute. Die Meßwertaufnahme der Schwingungsamplitude erfolgt jedoch mit wesentlich höherer Frequenz, so daß die Veränderung der Schwingungsamplitude während der Meßwertaufnahmedauer minimal ist. In Schritt 304wird die aufgenommene Amplitude vom Ausgang des Wandlers 130 im Speicher 140 abgespeichert.Vibration amplitude (in digital form) provided by the transducer130 is generated, is stored in memory 140. Typicallyoccur the vibrations in the air pressure in the cuff 101 with the pulse rate of the patient, so60 to 80 times a minute. The measurement of the oscillation amplitude is recorded at a much higher frequencyso that the change in the oscillation amplitude during the measurement period is minimal. In step 304the amplitude recorded from the output of converter 130 is stored in memory 140.
Im Schritt 305 erfolgt eine erneute Schwingungsamplitudenaufnahme.Dieser Aufnähmevorgang findet in bestimmten Intervallenstatt. Im Schritt 306 werden die beiden vorher aufgenommenen Meßwerte verglichen. Wenn der zweite Meßwertkleiner als der erste ist, wird Schritt 307 ausgeführt. Ist der zweite Meßwert größer als der erste, wird Schritt 310durchgeführt. Unter der Annahme, daß der zweite Meßwert kleiner ist, nimmt im Schritt 307 die Steuerschaltung 150einen zusätzlichen Meßwert der Schwingungsamplitude auf und vergleicht ihn (Schritt 313) mit dem vorher im Speichergespeicherten Meßwert. Ist der augenblickliche Wert kleiner als der gespeicherte (was anzeigt, daß die Schwingungsweiteweiter sinkt), wird der jüngste Wert anstelle des vorher gespeicherten Meßwertes gespeichert (Schritt 311) und einneuer Meßwert wird aufgenommen (Schritt 307). Dieser Vorgang wird solange fortgesetzt, bis ein Meßwert größer als dergespeicherte ist, was anzeigt, daß das Minimum der Schwingungsweite erreicht ist. In diesem Fall führt die Steuerschaltung150 den Schritt 315 durch und bezeichnet den gespeicherten Meßwert als das Minimum. .In step 305, the oscillation amplitude is recorded again.This recording process takes place at certain intervalsinstead of. In step 306, the two previously recorded measured values are compared. If the second readingis less than the first, step 307 is performed. If the second measured value is greater than the first, step 310 occurscarried out. Assuming that the second measured value is smaller, in step 307 the control circuit 150 takesan additional measured value of the oscillation amplitude and compares it (step 313) with that previously in the memorystored measured value. If the current value is smaller than the stored one (which indicates that the oscillation amplitudecontinues to decrease), the most recent value is stored instead of the previously stored measured value (step 311) and anew measured value is recorded (step 307). This process is continued until a measured value is greater than thestored is what indicates that the minimum of the oscillation amplitude has been reached. In this case the control circuit leads150 performs step 315 and designates the stored reading as the minimum. .
Die Steuerschaltung 150 bestimmt dann, ob ein Maximalwert der Schwingungsamplitude bei Schritt 321 festgestellt wor-The control circuit 150 then determines whether a maximum value of the oscillation amplitude was determined at step 321.
J Z U1J O j -J— 23 —JZU1 JO j -J - 23 -
den ist. Wenn nicht, werden die Schritte 310, 312, 314 und316 ausgeführt, bei denen weitere Meßdaten aufgenommen undmit den vorher gespeicherten Meßdaten verglichen werden, bis eine letzte Meßdatenaufnahme kleiner als die gespeichertenMaßdaten sind, was anzeigt, daß ein Maximum gefunden worden ist. Wenn dies geschieht, wird das Maximum in Schritt316 gekennzeichnet. Da ein Minimum bereits im Schritt 320gefunden worden ist, geht die Steuerschaltung 150 weiter zuSchritt 325, in dem der Minimalwert von dem Maximalwert subtrahiert wird, wodurch die Größe zwischen den beiden Scheitelwertender Schwingung gewonnen wird. Dieser Wert wird in Schritt 330 abgespeichert, und die Steuerschaltung 150 vergleichtdann die augenblickliche Schwingungsweite, die in Schritt 330 gespeichert worden ist, mit den vorher gespeicherten,um festzustellen, ob die Schwingungsweite zu- oder abnimmt.that is. If not, steps 310, 312, 314 and316 executed, in which further measurement data were recorded andare compared with the previously stored measurement data until a last measurement data recording is smaller than the stored oneMeasurement data is what indicates that a maximum has been found. When this happens, step becomes the maximum316 marked. Since a minimum is already in step 320has been found, the control circuit 150 continues toStep 325 in which the minimum value is subtracted from the maximum value, thereby reducing the size between the two peaksthe vibration is obtained. This value is stored in step 330, and the control circuit 150 comparesthen the current oscillation amplitude, which has been stored in step 330, with the previously stored,to determine whether the amplitude is increasing or decreasing.
Nimmt die Schwingungsamplitude zu (was anzeigt, daß -der mittlerearterielle Druck noch nicht erreicht ist), so wird Schritt 345 ausgeführt, bei dem der Luftdruck in der Manschette101 um einen bestimmten Wert erniedrigt wird. Dieser Wert kann beispielsweise bei 10 bis 20 Torr liegen. Eswird nun eine neue Gruppe von Ablesungen aufgenommen, und der Ablauf wird so fortgesetzt, bis in Schritt 335 ermitteltist, daß die augenblicklich aufgenommene Schwingungsweite kleiner als die vorhergehende Schwingungsweite ist. In diesemFall führt die Steuerschaltung 150 den Schritt 340 durch und bestimmt, ob wenigstens fünf der letzten sechs vorhergehendengespeicherten Schwingungsweiten größer als der augenblickliche Schwingungsweitenwert sind. Wenn diese Bedingungerfüllt ist, zeigt dies an, daß der Manschettendruckgrundwert durch den diastolischen Druckpunkt hindurchgegangenist, und daß die Messungen beendet werden können. Ist diese Bedingung nicht erfüllt, wird der Ablauf solangeIf the oscillation amplitude increases (which indicates that -the meanarterial pressure is not yet reached), then step 345 is carried out, in which the air pressure in the cuff101 is decreased by a certain value. This value can be, for example, 10 to 20 Torr. Ita new group of readings is now recorded, and the sequence continues until it is determined in step 335is that the currently recorded oscillation amplitude is smaller than the previous oscillation amplitude. In thisIf so, control circuit 150 performs step 340 and determines whether at least five of the last six precedingstored oscillation amplitudes are greater than the current oscillation amplitude value. If this conditionis satisfied, it indicates that the base cuff pressure value has passed through the diastolic pressure pointand that the measurements can be terminated. If this condition is not met, the process will continue for as long
6 *6 *
t ·t
ο ζ J υ οϋ ο24 -ο ζ J υ οϋ ο24 -
fortgesetzt, bis der Manschettendruckgrundwert durch den diastolischen Punkt hindurchgegangen ist.continued until the baseline cuff pressure has passed through the diastolic point.
Wenn das Ende des Ablaufs, das in dem Flußdiagramm derFig. 3 gezeigt ist, erreicht ist, liegt eine Serie von Ablesungen vor, die aus Paaren von Meßpunkten bestehen,die nun im Speicher 140 gespeichert sind. Herausgezeichnetin einem Diagramm erscheinen diese Meßpunktepaare so, wie es die Fig. 2 zeigt. Bevor mit der speziellen Beschreibungder Berechnung des systolischen und diastolischen Blutdruckwertes begonnen wird, sollen die speziellen Eigenheitender in Fig. 2 dargestellen Ablesewerte besprochen werden. In der Aufzeichnung der Fig. 2 nehmen die Meßpunkteoder Ablesewerte die Form einer Glockenkurve an. Wie bekannt, entspricht der dem Maximum der Glockenkurve zugeordneteManschettendruckgrundwert (der Punkt B) dem mittleren arteriellen Blutdruck. Der systolische und der diastolischeDruckpunkt liegen dort, wo die Schwingungsweiten auf etwa die Hälfte des Wertes im Maximum abgefallen sind. Indiesem Punkt z. B. , in der Nähe der Punkte A und C ändert sich die Steigung der Kurve besonders stark (was allerdingsin der Figur zur Verdeutlichung noch weiter hervorgehoben ist) .When the end of the process shown in the flowchart of3 is achieved, there is a series of readings consisting of pairs of measurement points,which are now stored in memory 140. DistinguishedThese pairs of measuring points appear in a diagram as shown in FIG. Before with the special descriptionthe calculation of the systolic and diastolic blood pressure values is started, the special characteristics should bethe readings shown in FIG. 2 will be discussed. In the plot of FIG. 2, the measurement points take placeor readings show the shape of a bell curve. As is known, corresponds to that associated with the maximum of the bell curveCuff pressure base value (the point B) the mean arterial blood pressure. The systolic and the diastolicThe pressure points are where the oscillation amplitudes have dropped to about half of the maximum value. Inthis point z. B., in the vicinity of points A and C, the slope of the curve changes particularly strongly (which, howeveris highlighted in the figure for clarity).
Gemäß der Erfindung wird die Berechnung dieser als "Knickpunkt" 203 in dem Kurvenverlauf bezeichneten Punkte unterHinzuziehung weiterer Meßpunktdaten in der Umgebung des erwarteten systolischen Druckes durchgeführt, um eine genaueBerechnung des systolischen Druckes zu erzielen. Genauer gesagt wird eine Meßablesung als Anfangspunkt ausgewählt, beider die Schwingungsweite ungefähr gleich der Hälfte der Scheitelamplitude ist. Dies entspricht dem Punkt 203 inFig. 2. Zwei Gruppen von drei Meßablesungen werden zu beiden Seiten des Punktes 203 ausgewählt, also drei Meßpunkt-According to the invention, the calculation of these points, referred to as the "break point" 203 in the curve profile, is shown belowUse of further measuring point data in the vicinity of the expected systolic pressure is carried out in order to obtain an accurateTo achieve calculation of the systolic pressure. More specifically, a measurement reading is selected as the starting point atwhich is the oscillation amplitude approximately equal to half the peak amplitude. This corresponds to point 203 inFig. 2. Two groups of three measurement readings are selected on either side of point 203, i.e. three measurement points
paare mit einem Manschettendruckgrundwert größer als dem Druck im Punkt 203 und drei Meßpunktpaare mit einem Manschettendruckgrundwertkleiner als dem Druck im Punkt 203. In der Darstellung der Fig. 2 sind dies die mit 201 bzw.202 umschlossenen Punkte der Kurve. Unter Verwendung der drei zur Gruppe 201 gehörenden Punkte wird eine Näherungsgerade205 unter Verwendung üblicher mathematischer Berechnungsvorgänge ermittelt. Das gleiche gilt für eine Näherungsgerade206 unter Verwendung der drei Punkte der Gruppe 202.pair with a basic cuff pressure value greater than the pressure at point 203 and three pairs of measuring points with a basic cuff pressure valueless than the pressure at point 203. In the illustration in FIG.202 enclosed points of the curve. Using the three points belonging to group 201, an approximate straight line is obtained205 is determined using standard mathematical calculation processes. The same applies to an approximate straight line206 using the three points of group 202.
Der dem Schnittpunkt D dieser beiden Geraden entsprechende Manschettendruckgrundwert E in Fig. 2 ist der berechnetesystolische Druck. Um den diastolischen Druck zu berechnen, wird ein Meßwertepaar auf der diastolischen Seite der Kurveausgewählt, dessen Schwingungsweite gleich der bei dem berechneten systolischen Druck ist, wie durch die Linie 210 angedeutet.Der zugehörige Manschettendruckgrundwert A gibt den berechneten diastolischen Druck an.The basic cuff pressure value E corresponding to the intersection point D of these two straight lines in FIG. 2 is the calculated onesystolic pressure. To calculate the diastolic pressure, a pair of readings is taken on the diastolic side of the curveis selected, the amplitude of which is equal to that of the calculated systolic pressure, as indicated by the line 210.The associated basic cuff pressure value A indicates the calculated diastolic pressure.
Es versteht sich, daß diese Messungen auch von Hand durchgeführt werden können, wobei dann die Messungen in Form einerMeßkurve aufgetragen werden müssen, die aussieht, wie es die Fig. 2 zeigt, und daß daraus durch Konstruktion der Geraden205 und 206 die gesuchten Druckpunkte ermittelt werden können.
25It goes without saying that these measurements can also be carried out by hand, the measurements then having to be plotted in the form of a measurement curve which looks like FIG can be determined.
25th
Anhand der Fig. 4 wird nun der Ablauf diskutiert, wie mit der in Fig. 1 gezeigten Schaltung der mittlere, der systolischeund der diastolische Druck berechnet werden.The sequence will now be discussed with reference to FIG. 4, as with the circuit shown in FIG. 1, the middle, the systolicand the diastolic pressure can be calculated.
Nach Aufnahme und Speichern der den Manschettendruckgrundwerten entsprechenden Ablesewerte in einem Bereich, derdie zu erwartenden systolischen und diastolischen Drücke umfaßt, wie oben beschrieben, wählt die Steuerschaltung150 zwei Ablesewerte aus, die dem höchsten und dem nächstniedrigeren Manschettendruckgrundwert entsprechen (Ablese-After the reading values corresponding to the basic cuff pressure values have been recorded and stored in an area whichcomprises the expected systolic and diastolic pressures, as described above, the control circuit selects150 take two readings, which correspond to the highest and the next lower basic cuff pressure value (reading
werte 215 und 220 in Fig. 2). Die Weite der Schwingungen der beiden Ablesewerte werden in Schritt 403 miteinanderverglichen. Wenn die zuletzt ausgelesene Weite größer als die unmittelbar davorliegende ist, wird Schritt 402 wiederholt,wofür eine weitere Schwingungsweite ausgelesen und mit der unmittelbar vor ihr abgespeicherten verglichenwird. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis die neu ausgelesene Weite kleiner als die vorhergehende Schwingungsweiteist. Damit ist der Punkt B in Fig. 2 bestimmt, der dem mittleren arteriellen Druck entspricht.values 215 and 220 in Fig. 2). The range of the oscillations of the two readings are combined in step 403compared. If the last read distance is greater than the one immediately before it, step 402 is repeated,for which a further oscillation amplitude is read out and compared with the one stored immediately in front of itwill. This process is repeated until the newly read range is smaller than the previous oscillation rangeis. This determines point B in FIG. 2, which corresponds to the mean arterial pressure.
Um einen Anfangspunkt für die Berechnung des systolischen Druckes auszuwählen, wird der Wert der Schwingungsweiteam mittleren arteriellen Druckpunkt (B in Fig. 2) im Schritt 404 durch zwei geteilt. Im Schritt 405 wird derzugehörige Manschettendruck bestimmt. Dies entspricht dann dem Punkt 203 mit dem zugehörigen Druck C in Fig. 2.Nach der Festlegung des Anfangspunktes für die Bestimmung des systolischen Druckes liest die Steuerschaltung 150 ausdem Speicher 140 die Schwingungsweiten und die zugehörigen Manschettendruckgrundwerte von mehreren Ablesewerten aus,die vor dem Ablesemeßwert 203 aufgenommen wurden. Bei dem .gezeigten Ausführungsbeispiel werden drei Ablesewerte ausgewählt.Diese entsprechen dann den Punkten innerhalb der Umrandung 202 in Fig. 2. Die Werte werden in die Berechnungsschaltung 160 eingegeben. Unter Steuerung der Steuerschaltung150 bestimmt die Berechnungsschaltung 160 eine mathematische Beziehung, die am besten den aus dem Speicher 140ausgelesenen Punkten angepaßt ist. Diese mathematische Be-Ziehung ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Gleichungeiner Geraden.The value of the oscillation amplitude is used to select a starting point for the calculation of the systolic pressureat the mean arterial pressure point (B in Fig. 2) divided by two in step 404. In step 405 theassociated cuff pressure is determined. This then corresponds to point 203 with the associated pressure C in FIG. 2.After determining the starting point for determining the systolic pressure, the control circuit 150 reads outfrom memory 140 the amplitudes of oscillation and the associated basic cuff pressure values from several readings,which were recorded before reading 203. In the embodiment shown, three readings are selected.These then correspond to the points within the border 202 in FIG. 2. The values are input into the calculation circuit 160. Under control of the control circuit150, the computation circuit 160 determines a mathematical relationship that best describes that from the memory 140is adapted to the points read out. In the exemplary embodiment shown, this mathematical relationship is the equationa straight line.
Die Geradengleichung kann mit Hilfe beliebiger bekannter mathematischer Vorgänge bestimmt werden. Als einfache Nähe-The straight line equation can be determined using any known mathematical process. As a simple closeness
rung kann einer der drei Ablesewerte als mit dem mathematischenMittelwert der drei Ablesewerte zusammenfallend angenommen werden. Die Summe der Fehler wird dann minimiert,woraus sich ein Gerade mit einer Steigung ergibt, die den Mittelwert der Steigungen der beiden Geraden hat, dietion can be one of the three readings as with the mathMean values of the three readings are assumed to coincide. The sum of the errors is then minimized,which results in a straight line with a slope that has the mean value of the slopes of the two straight lines, the
durch jeweils einen der verbleibenden Ablesewerte und einen Punkt verlaufen, der dem Mittelwert der drei Ablesewerteentspricht. Unter Verwendung dieses Verfahrens wird eine Gleichung aus den Ablesewerten gewonnen, die die Form10pass through one of the remaining readings and a point that is the mean of the three readingsis equivalent to. Using this procedure, an equation is obtained from the readings that gives the shape10
O = CM + BO = CM + B
hat, worin O die Schwingungsweite, C der Manschettendruckgrundwertund M und B Konstanten sind, die die Steigung der Gerade und ihren Schnittpunkt mit der X-Achse bestimmen.Zum Verständnis für die Erfindung wird angenommen, daß die Punkte in einer derartigen Ablesewertegruppe die KoordinatenO1, C1; O2, C2; 0_, C3 haben, wobei dann nach obigem Näherungsverfahrendie Konstanten M und B durch folgende Gleichungen gegeben sind:where O is the oscillation amplitude, C is the basic cuff pressure value and M and B are constants that determine the slope of the straight line and its point of intersection with the X-axis. To understand the invention, it is assumed that the points in such a reading group have the coordinates O1 , C1 ; O2 , C2 ; 0_, C3 , where the constants M and B are given by the following equations according to the above approximation method:
(O1 - Ö) (Ο-, - Ö)(O1 - Ö) (Ο-, - Ö)
M = 1/2 'JM = 1/2 'J
I1 - C) (C3 - C)I1 - C) (C3 - C)
und
25and
25th
B = Ö~ - CM ,B = Ö ~ - CM,
wobei Ö~ und C einfache Mittelwerte der Punktkoordinatensind, die durch folgende Gleichungen bestimmt sind:where Ö ~ and C are simple mean values of the point coordinateswhich are determined by the following equations:
ο °1+ °2+ °3?C1+ C2+ C3υ -3 ; c^ο ° 1+ ° 2+ ° 3?C 1+ C 2+ C 3 υ-3 ; c^
Die bekannte Technik der Annäherung durch kleinste Fehlerquadrate kann ebenfalls verwendet werden. Nach der Annähe-The known technique of least squares approximation can also be used. After the approach
U O - 28 -U O - 28 -
rung an die Gerade nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate wird die Steigung der gewonnenen Gleichung folgendermaßenermittelt:tion to the straight line using the least squares method, the slope of the equation obtained is as followsdetermined:
(C1 - c) (O1 - ö) + (C2 - c) (O2- ö) + (C3 - c) (O3 - δ)(C1 - c)2 + (C2 - c)2 + C3 - c)2(C1 - c) (O1 - ö) + (C2 - c) (O2 - ö) + (C3 - c) (O3 - δ) (C1 - c)2 + (C2 - c)2 + C3 - c)2
wobei Ö~, C und B durch die früheren Gleichungen gegeben sind,Bei Anwendung irgendwelcher dieser Gleichungen und der Koordinaten der Ablesewerte für die Punkte der Gruppe 202 erhältman eine Geradennäherungsgleichung der Formwhere Ö ~, C and B are given by the earlier equations,Using any of these equations and the coordinates, the readings for the points in group 202 are obtainedone has a straight line approximation equation of the form
0 = C M + B .
P PP P0 = CM + B.
P PP P
Der Index ρ gibt an, daß die Koeffizienten M und B die Ab-The index ρ indicates that the coefficients M and B the ab-
P PP P
lesewerte sind, die vor dem erwarteten systolischen Druckpunkt 203 aufgenommen wurden.are readings that were recorded before the expected systolic pressure point 203.
Nach der Bestimmung der Werte der Koeffizienten M und B fürdie erste Gruppe von Punkten liest die Steuerschaltung 150 aus dem Speicher 140 dann im Schritt 408 die Schwingungsweitenund zugehörigen Manschettendruckgrundwerte der drei Ablesewerte aus, die im Anschluß an den Punkt 203 aufgenommenwurden (entsprechend der umrahmten Gruppe 201 in Fig. 2). Im Schritt 410 wird dann durch die Steuerschaltung 150 einezweite Gleichung aus diesen Ablesewerten bestimmt, die ihnen am besten angepaßt ist. Diese Gleichung hat die Gestalt:After determining the values of the coefficients M and B forthe control circuit 150 then reads the oscillation amplitudes from the memory 140 in step 408 for the first group of pointsand associated basic cuff pressure values of the three readings taken following point 203(corresponding to boxed group 201 in Fig. 2). In step 410, the control circuit 150 then asecond equation is determined from these readings which best fits them. This equation has the form:
°s -CsMs+ V° s -C sM s+ V
wobei der Index s andeutet, daß die Koeffizienten aus derGruppe von Ablesewerten gebildet sind, die im. Anschluß an den Punkt 203 aufgenommen wurden.where the index s indicates that the coefficients from theGroup of readings are formed, which are in. Connection to point 203 were added.
Nach der erfindungsgemäßen Lehre liegt der berechnete systolischeDruck im Punkt D in Fig. 2, wo die beiden bestange-According to the teaching according to the invention, the calculated systolic isPressure at point D in Fig. 2, where the two best
0 Z J - 29 -0 Z J - 29 -
paßten Linien sich schneiden. Dieser Punkt liegt dort, wo die berechneten Schwingungsweiten O und O gleich sindlines fitted to intersect. This point is where the calculated oscillation amplitudes O and O are equal
PΞ (darüber hinaus sind auch die beiden Manschettendruckgrundwertein diesem Punkt - Cp = C3 = Csystolisch einandergleich). Um diesen Punkt zu bestimmen, werden die beiden berechnetenGleichungen einander gleichgesetzt und nach einem gemeinsamen Manschettendruckgrundwert aufgelöst. Man erhältdann für den systolischen Blutdruck den berechneten Wert nach folgender Gleichung:PΞ (in addition, the two basic cuff pressure values at this point - Cp = C3 = Csystolic are equal to one another). To determine this point, the two calculated equations are set equal to each other and solved for a common basic cuff pressure value. The calculated value for the systolic blood pressure is then obtained according to the following equation:
c = _s Ec = _s E
systolisch M-Msystolic M-M
Dieser systolische Druck entspricht in Fig. 2 dem Punkt E.Im Schritt 415 wird der berechnete systolische Druck gespeichert.This systolic pressure corresponds to point E in FIG.In step 415 the calculated systolic pressure is stored.
Die Bestimmung des systolischen Druckes nach dem erfindungsgemäßenVerfahren führt zu einer genauen Bestimmung des systolischen Wertes. Auch wenn einer der Ablesewerte, die inder Näherung verwendet werden, fehlerbehaftet ist, weil sichder Patient bewegt hat oder äußere Störeinflüsse wirksam geworden sind, läßt sich eine brauchbare Annäherung erzielen.Dieser Vorgang steht im Gegensatz zu bisher üblichen Verfahren wie etwa der Differenzbildung, die sehr empfindliehauf Artifacte im Bereich des systolischen Druckes reagieren. Unter besonders störungsreichen Bedingungen kanneine noch bessere Eliminierung der Störungen und Artifacte erzielt werden, wenn die Zahl der Ablesewerte, die für dieAnnäherung verwendet werden, erhöht wird.The determination of the systolic pressure according to the inventionProcedure leads to an accurate determination of the systolic value. Even if one of the readings inthe approximation used is flawed becausethe patient has moved or external disturbances have become effective, a useful approximation can be achieved.This process is in contrast to previously common methods such as the formation of differences, which are very sensitivereact to artifacts in the area of systolic pressure. Under particularly noisy conditionsAn even better elimination of disturbances and artifacts can be achieved when the number of readings required for theApproximation used is increased.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird im Schritt 414 der diastolische Druck bestimmt, indem zuerst dieSchwingungsweite bestimmt wird, die dem berechneten systolischen Druck entspricht. Dies läßt sich einfach durch Er-According to a further aspect of the invention, in step 414, the diastolic pressure is determined by first determining theOscillation amplitude is determined, which corresponds to the calculated systolic pressure. This can be easily done by
J/LU L- 0 D- 30 -J/ L U L- 0 D - 30 -
setzen des errechneten systolischen Druckwertes in einer der abgeleiteten Gleichungen erreichen, der die entsprechendenSchwingungsweiten °svston■;sck hat, nachset the calculated systolic pressure value in one of the derived equations to achieve the corresponding oscillation amplitudes °svsto n ■;sc k has, after
systolisch ~ systolisch s s"systolic ~ systolic s s "
Die Steuerschaltung 150 sucht dann im Schritt 414 im Speicher 140 nach Ablesewerten im diastolischen Ast der Schwingungsweiten/Manschettendruck-Kurve,. um einen Manschettendruckwert zu finden, der der unmittelbar zuvor berechnetenSchwingungsweite entspricht (Punkt A in Fig. 2). In Schritt 416 wird der berechnete diastolische Druck gespeichert.The control circuit 150 then searches in step 414 in the memory 140 for readings in the diastolic branch of the oscillation amplitude / cuff pressure curve,. to find a cuff pressure value similar to the one calculated immediately beforeOscillation amplitude corresponds to (point A in Fig. 2). In step 416 the calculated diastolic pressure is stored.
Der gespeicherte systolische und der diastolische Druck können auf beliebige Weise mit Hilfe digitaler oder analogerVorrichtungen angezeigt werden, wie dies für den Fachmann allgemein bekannt ist. Im Rahmen der Erfindung sind fürden Fachmann Abwandlungen denkbar. So kann z. B. zunächst der diastolische Druck in der Weise berechnet werden, daßzwei lineare Annäherungen an Gruppen von Punkten in der Nähe des zu erwartenden diastolischen Druckes durchgeführt unddiese Näherungsgleichungen dann gleichgesetzt werden, genauso, wie es für die Berechnung des systolischen Druckes obenbeschrieben wurde. Der systolische Druck kann dann durch Be-Stimmung desjenigen Manschettendruckwertes, bei dem dieSchwingungsamplitude der des berechneten diastolischen Druckwertes gleich ist, ermittelt werden.The stored systolic and diastolic pressures can be saved in any way using digital or analogDevices are displayed, as is well known to those skilled in the art. Within the scope of the invention are formodifications conceivable to those skilled in the art. So z. B. first the diastolic pressure can be calculated in such a way thatcarried out two linear approximations to groups of points in the vicinity of the expected diastolic pressure andthese approximation equations are then equated, just as it was for the calculation of the systolic pressure abovehas been described. The systolic pressure can then be determined by determining the cuff pressure value at which theVibration amplitude that is equal to the calculated diastolic pressure value can be determined.
Es lassen sich auch andere mathematische Beziehungen anstel-Ieder Geradengleichungen aus den Gruppen von Ablesewerten nach bekannten Näherungstechniken aufstellen und einsetzen.Other mathematical relationships can also be usedset up and use the straight line equations from the groups of readings according to known approximation techniques.
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |