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Bereich der
Erfindung
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Die
Erfindung bezieht sich auf Verfahren und Vorrichtungen zur Blutdruckmessung.
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Das
Herz pumpt und lässt
Blut in die Blutgefäße, in die
Arterien und Venen, strömen.
Das Pumpen erzeugt einen Druck in dem Blut, d. h. den Blutdruck.
Der Blutdruck wird insbesondere von dem Herzschlag und dem Widerstand
beeinflusst, der von der peripheren Zirkulation gebildet wird. Psychische Faktoren,
Medikamente, Rauchen und andere Faktoren, wie der Zustand einer
Person, d. h. ob eine Person schläft oder wach ist, sind ebenfalls
von Bedeutung.
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Bei
der Erörterung
des Blutdrucks werden die Ausdrücke
systolischer Druck, diastolischer Druck und venöser Druck verwendet.
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Technisch
ist vom Gesichtspunkt der Messung der systolische Druck der Druck,
bei dem eine Arterie blockiert wird, d. h. der Herzschlag anhält. Physiologisch
bezieht sich der systolische Druck auf den maximalen Druck, der
von einem Pumpzyklus des Herzens erzeugt wird.
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Technisch
ist vom Gesichtspunkt der Messung aus der diastolische Druck der
Druck, bei dem der Herzschlag wieder einsetzt, wenn der die Arterie abpressende
Druck verringert wird. Physiologisch bezieht sich der diastolische
Druck auf den minimalen venösen
Druckwert zwischen zwei Pumpzyklen des Herzens.
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Der
venöse
Druck bezieht sich auf den durchschnittlichen Druck in einer Vene.
In einem bestimmten Stadium einer venösen Druckmessung können auch
ein systolischer und ein diastolischer Punkt erfasst werden.
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Die
Blutdruckmessung wird in zwei Hauptkategorien unterteilt, nämlich eine
invasive, d. h. eine Messung von innerhalb des Körpers, und eine nicht-invasive,
d. h. eine Messung von außerhalb
des Körpers.
Der Nachteil des invasiven Verfahrens ist natürlich der, dass die Messung
von innerhalb des Körpers
einer Person durch die Verwendung von beispielsweise einem in einer
Arterie angeordneten Katheter ausgeführt wird. Das invasive Verfahren
und die zugehörigen
Gerätelösungen sind
für eine
Person unangenehm. Die Messungen bedeuten viel Arbeit und sind mühsam, da
sie Operationsbedingungen erfordern. Ein spezieller Nachteil ist
die Gefahr einer Injektion und des Blutens aus der Arterie.
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Für die nicht-invasive
Blutdruckmessung, d. h. die Messung von außerhalb des Körpers, sind
z. Zt. zwei Verfahren bekannt. Zu ihnen gehören die auskultierende Messung
und die oszillierende Messung. Die auskultierende Messung verwendet
ein Stethoskop und eine Okklusionsmanschette, die mit einem Quecksilbermanometer
und einer Druckpumpe versehen ist, wobei die Manschette eine Extremität einer
Person, beispielsweise den Arm, umschließt. Die auskultierende Messung
basiert auf dem Abhören
von Tönen,
die als Korotkoff-Töne bekannt
sind, mit dem Stethoskop. Die Korotkoff-Töne werden von dem Blut erzeugt,
das in einer teilweise verschlossenen Arterie strömt. Bei
dem auskultierenden Verfahren wird zunächst der Druck in der Okklusionsmanschette,
d. h. der Wirkdruck, über
den geschätzten
systolischen Druck erhöht,
wodurch der Blutstrom in der für
die Messung benutzten Extremität,
beispielsweise dem Arm, unterbrochen ist. Dann lässt man den Druck der Okklusionsmanschette
allmählich
abnehmen, während
das Stethoskop über der
Arterie für
ein Abhören
an der distalen Seite bezogen auf die Okklusionsmanschette angeordnet
ist. Wenn der Druck ausreichend abgesenkt worden ist, können mit
dem Stethoskop schnappende Korotkoff-Töne festgestellt werden, wobei
der vorliegende Druck als systolischer Druck interpretiert wird.
Wenn der Druck der Okklusionsmanschette weiter verringert wird,
hört man
keine Korotkoff-Töne
mehr, was bedeutet, dass der vorliegende Druck der diastolische
Druck ist, bei welchem die Okklusionsmanschette die Arterie nicht
länger
verschließt.
Der Nachteil des auskultierenden Verfahrens ist eine Ungenauigkeit
und dass es einen aufmerksamen und erfahrenen Benutzer erfordert.
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Die
Veröffentlichung
DE-2605528 lehrt die Anwendung des auskultierenden Verfahrens unter Benutzung
eines zusätzlichen
optischen Pulssensors, der an dem Finger angeordnet ist, um den Änderungen
des Druckpulses zu folgen. Wenn man feststellt, dass sich der von
dem optischen Pulssensor gemessene Druckpuls ändert, zeigt dies eine Änderung
des Blutdrucks von der vorherigen Messung an und erfordert eine
neue Messung. Diese Vorgehensweise ermöglicht, erkennt oder vermutet
jedoch keine Verbesserung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit
und führt
nur dazu, dass die Information die Notwendigkeit für eine Wiederholungsmessung
anzeigt.
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Ferner
ist ein auf einer Palpation basierendes manuelles Verfahren bekannt;
bei welchem der Druck durch eine Okklusionsmanschette am Arm Druck
erzeugt und ein Finger benutzt wird, um den Druckpuls der Radialarterie,
d. h. den Herzschlag, abzufühlen.
Dieses Verfahren ist jedoch ungenau und unzuverlässig.
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Ein
anderes, im weiten Umfang benutztes, nicht-invasives Verfahren ist
die oszillometrische Messung, bei der eine Okklusionsmanschette
und das gleiche Prinzip benutzt werden, d. h. der Wirkdruck wird
zuerst stark angehoben, d. h. über
den geschätzten
systolischen Druck, und dann langsam angesenkt, währenddessen
ein Drucksensor in der Manschette dazu benutzt wird, dem Druckoszillationssignal
der Manschette zu folgen oder es zu beobachten. Dadurch besteht
der wesentliche Unterschied verglichen mit dem auskultierenden Verfahren darin,
dass bei dem oszillometrischen Verfahren eine elektronische Überwachungseinheit,
die die Vorrichtung aufweist, verwendet wird, um der Druckoszillation
zu folgen, die von dem Drucksensor innerhalb der Manschette gemessen
wird, anstatt eine Arterie abzuhören.
Wenn der Manschettendruck abfällt,
nimmt die Amplitude der Druckoszillationen der Manschette, d. h.
das AC-Signal des Manschettendrucks, bis zu einem bestimmten Druck
zu, wenn der Druck abgesenkt wird, worauf die Oszillation abnimmt.
Wenn der Druck fällt,
ist eine Oszillation, d. h. ein Druckoszillationssignal in AC-Form
oder eine Amplitudenänderung,
in dem Manschettendruck messbar. Die Amplitude der Oszillation des
Druckoszillationssignals, die von dem Drucksensor aus der Manschette
gemessen wird, erreicht ihr Maximum bei einem Druck, der als mittlerer
arterieller Druck bekannt ist. Der systolische Druck kann relativ
gut durch das oszillometrische Verfahren gemessen werden, jedoch
muss der diastolische Druck indirekt berechnet werden, da die von
dem Manschettendrucksensor gemessene Oszillation des Druckoszillationssignals
beim diastolischen Druck noch vorhanden ist und somit eine indirekte
Bestimmung verwendet wird, bei welcher der Wert des diastolischen
Drucks der mittlere arterielle Druck minus der Hälfte der Differenz zwischen
dem systolischen und dem mittleren arteriellen Druck ist. Eine Schwäche des
oszillometrischen Verfahrens ist die Ungenauigkeit und die sich
daraus ergebende Unzuverlässigkeit.
Oszillometrische Vorrichtungen und Verfahren sind technisch einfach,
dies führt
jedoch zu der Unfähigkeit,
die Messung und ihre Zuverlässigkeit
zu überwachen
und zu beobachten. Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der oszillometrischen
Messung wurden durch verschiedene Signalverarbeitungsverfahren verbessert,
indem unterschiedliche Charakteristika des AC-Signals des Druckpulses
während
der Messung in Zuordnung zur Bestimmung des systolischen und diastolischen Drucks
identifiziert werden. Die Veröffentlichung US-4117835
offenbart beispielsweise ein Verfahren zum Überwachen der Änderung
bei der AC-Signal-Ableitung. Bei klinischen Messungen hat man jedoch
nicht festgestellt, dass diese Verfahren die Genauigkeit beeinflussen.
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Für die Blutdruckmessung
hat man auch ein tonometrisches Verfahren verwendet, das ursprünglich für die Augendruckmessung
vorgesehen war. Bei den Verfahren nach der Veröffentlichung US-5033471 wird
auf die Radialarterie gedrückt,
die sich nahe einem Handgelenksradius erstreckt. Da die an dem Sensor
anliegende Oberfläche
eben ist, kann ein intravenöser
Druck an dem Mittelsensorelement abgelesen werden. Das Verfahren
beinhaltet somit eine direkte nicht-invasive Messung. Im Prinzip ist
die Messung ideal und praktisch, jedoch verursacht die Haut ein
Problem, da sie keine ideale Membran zwischen dem Sensor und dem
Blutgefäß bildet. Deshalb
ist eine Kalibrierung bei tonometrischen Verfahren erforderlich,
wie sie beispielsweise in der Veröffentlichung US-5279303 beschrieben
ist.
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Die
bekannten Verfahren und Messanordnungen stellen keinen zuverlässigen Weg
bereit, um die Messqualität
oder Zuverlässigkeit
zu bewerten.
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Ein
gemeinsames Problem von nicht-invasiven Blutdruckmessgeräten ist
die Ungenauigkeit. Ein Teil der Ungenauigkeit ist das Ergebnis von
physiologischen Faktoren, beispielsweise eine normale Blutdruckvariation
und Änderungen
auch während
der Messung. Eine zusätzliche
Ungenauigkeit wird durch die Ungenauigkeit des Messverfahrens und
des Messgeräts
verursacht. Ein Messfehler kann eine Größe von 10 mmHg erreichen, jedoch
erlauben die bekannten Messgeräte
es dem Benutzer nicht, die Genauigkeit der systolischen und/oder
diastolischen Druckablesung abzuschätzen. Häufig stellt sich der Benutzer
vor, dass die Genauigkeit der letzten Messgerätzahl, d. h. 1 mmHg, die Genauigkeit
des Messgeräts
ist, obwohl in Wirklichkeit die Ungenauigkeit ±5 oder ±10 mmHg betragen kann.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines
neuartigen Verfahrens und einer neuartigen Anordnung für die Blutdruckmessung,
bei denen die Probleme der bekannten Lösungen vermieden werden.
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Die
Erfindung ist in den Ansprüchen
definiert.
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Das
Verfahren und die Messanordnung der Erfindung basieren auf der Überlegung,
dass die aktuelle Blutdruckmessung auf der Basis einer Druckpulsmessung
oder einer Druckoszillationssignalmessung bewertet wird, die vor
und/oder nach der aktuellen Blutdruckmessung ausgeführt wird.
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Die
Lösung
nach der Erfindung hat mehrere Vorteile. Durch die Erfindung erhalten
der Benutzer oder das Pflegepersonal wertvolle zusätzliche
Informationen über
die Genauigkeit und Repräsentativität des Ergebnisses
der Blutdruckmessung. Die Messungen des diastoli schen und des systolischen Drucks
sind Einzelmessungen, und die Erfindung ermöglicht es, die Praktikabilität einer
solchen Einzelmessung zu verbessern. Die Erfindung ermöglicht die
Zurückweisung
von Messergebnissen, deren erfindungsgemäß berechnetes Bewertungsergebnis
zu schwach ist, und erlaubt andererseits die Akzeptanz von Messergebnissen
mit ausreichend guten Bewertungsergebnissen.
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Zuverlässigere
Messergebnisse ermöglichen
es, die richtigen Schlüsse
aus den realen Blutdruckwerten einer Person zu ziehen. Technisch
kann die Messanordnung nach der Erfindung innerhalb eines kleinen
Raums vorgesehen werden, gewünschtenfalls
beispielsweise als Handgelenksmanschette. Einige Teile der Messanordnung
nach der Erfindung, beispielsweise das Druckpulsmessgerät oder die Auswerteinheit,
können
für die
aktuellen Blutdruckmessungen gewünschtenfalls
zusätzlich
zur Bewertung der Messqualität
verwendet werden.
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Die
vorliegende Erfindung eignet sich besonders für ein neuartiges Palpationsverfahren,
das einen Sensor verwendet, der den arteriellen Druckpuls verwendet,
jedoch kann die Erfindung auch für
oszillometrische Zwecke benutzt werden, bei denen Messungen mit
einer Druckmanschette ausgeführt
werden.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Im
Folgenden wird die Erfindung näher
im Einzelnen unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben,
in denen
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1 eine erste Ausführungsform
einer Messanordnung zeigt,
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2 eine zweite Ausführungsform
der Messanordnung zeigt,
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3 eine dritte Ausführungsform
der Messanordnung zeigt,
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4 ein Druckpulssignal in
einer Ausführungsform
zeigt, die einen Bewertungszyklus vor der aktuelle Blutdruckmessung
hat,
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5 ein Druckpulssignal in
einer Ausführungsform
zeigt, die einen Bewertungszyklus vor und nach der Blutdruckmessung
hat,
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6 eine Ausführungsform
zum Überführen von
Messdaten für
den Wirkdruck und den Druckpuls zu der Auswerteinheit zeigt,
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7 den inneren Aufbau der
Auswerteinheit und der Bewertungseinrichtung zeigt,
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8 eine teilweise vergrößerte Ansicht
von 4 für sieben
Druckpulse zeigt,
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9 eine Anwendung der Vorrichtung
in oszillometrischer Bauweise, d. h. für die zweite Ausführungsform
der Erfindung, zeigt, und
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10 ein Druckpuls-Änderungssignal zeigt,
das aus dem Druckpulssignal von 4 erzeugt
wird.
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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anordnung zur
Blutdruckmessung. Die Messanordnung wird zuerst beschrieben. Die
Messanordnung hat einen Druckerzeuger 1, der einen manschettenartigen
oder andersartigen Aufbau zum Aufbringen eines Drucks auf einen
Messpunkt 3, wie der Extremität einer Person oder dergleichen,
an einer Kompressionsstelle A aufweist. Der manschettenartige Druckerzeuger 1 erhält seinen
Druck von einer Druckquelle 1a, die in der Anordnung enthalten ist, über eine
Druckleitung 1b. Die Druckquelle 1a kann beispielsweise
eine Pumpe sein.
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Der
Druck dient dazu, die Arterie in der Extremität 3 beim Zusammendrücken zu
schließen
und die Arterie zu öffnen,
wenn der Druck freigegeben wird. Die Anordnung hat ferner ein Element 5 zum Messen
der Größe des Drucks,
der von dem Druckerzeuger 1 zum Anlegen des Drucks an die
Kompressionsstelle A erzeugt wird. Das Messelement 5 kann
beispielsweise ein Si-Drucksensor oder ein anderer DC-Drucksensor
sein. Die Anordnung hat ferner einen Sensor 7 zum gleichzeitigen
Messen der Wirkung des variablen Wirkdrucks auf eine Arterie an einer
zweiten Stelle B. Der Sensor 7 kann beispielsweise ein
PVDF-Sensor (Polyvinyldifluorid)
oder ein EMF-Sensor (elektromechanischer Film) sein. Die zweite
Stelle B ist eine Stelle, die weiter weg vom Herzen liegt, d. h.
näher an
dem Endpunkt der peripheren Zirkulation als Kompressionsstelle A,
an der der Druck angelegt wird. Die Messstelle befindet sich somit
auf der distalen, d. h. peripheren Seite der Zirkulation. Die Messanordnung
hat ferner eine Auswerteinrichtung 9 zur Bestimmung des
systolischen und/oder diastolischen Drucks.
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Der
Sensor 7 misst an der zweiten Stelle B den Druckpuls, der
durch den Herzschlag verursacht wird, und ist vorzugsweise getrennt
von dem Druckerzeuger. Der Sensor 7 ist mit der Auswerteinheit 9 gekoppelt,
an die auch ein Messsignal angelegt wird, das von dem Messelement 5 erhalten
wird und den Messwert des Wirkdrucks angibt. Mit der Ausnahme von 9 wird der Druckpuls vorzugsweise
von einem Sensor 7 gemessen, der wenigstens vom Gesichtspunkt
des technischen Ablaufs der Messung von dem Druckerzeuger getrennt
ist, d. h. der Sensor 7 misst den Druckpuls, also den Effekt
des Druckpulses unabhängig,
aber nicht von der gleichen Signalquelle wie das den Wirkdruck messende
Messelement 5. Der Pfeil 105 von 1 und 3 zeigt
in vereinfachter Weise, wie der Wirkdruck von dem Messelement 5 auf
die Auswerteinheit 9 übertragen
wird.
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Bei
einigen Ausführungsformen
kann der Sensor 7 in Verbindung mit dem Druckerzeuger oder es
können
Teile in Verbindung damit stehen, beispielsweise durch eine Stange
oder einen Leiter oder dergleichen, in diesem Fall jedoch muss der
Druckerzeuger so gebaut sein, dass er die Arbeitsweise des Sensors
nicht stört.
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Gemäß 1 bis 7 ist bei der Messanordnung, soweit es
die aktuelle Blutdruckmessung angeht, d. h. die Bestimmung des systolischen
und/oder diastolischen Drucks, die Auswerteinheit 9 so
angeordnet, dass sie den diastolischen Druck PDIAS und/oder den
systolischen Druck PSYS auf der Basis eines Drucks bestimmt, der
auf der Erfassung einer Änderung,
die charakteristisch für
den diastolischen Druck PDIAS und/oder den systolischen Druck ist, bei
dem Druckpulssignal wirkt, das von dem Sensor 7 gemessen
wird, der vorzugsweise getrennt von dem Druckerzeuger ist und den
arteriellen Puls (Arteriendruckpuls) in der Auswerteinheit 9,
genauer in seinem Auswertelement 9a, misst. In 4 und 5 zeigt MC den aktuellen Blutdruckmesszyklus.
Dazu gehört
eine während
eines fallenden Wirkdrucks ausgeführte Messung, wobei der diastolische
Druck PDIAS an einer Stelle des Druckpulssignals, wo die Amplitude
zu fallen beginnt, und der systolische Druck PSYS an einer Stelle,
wo der Abfall aufhört,
zu erkennen ist.
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6 zeigt eine Ausführungsform
zum Überführen von
Messdaten, die von dem Wirkdruck-Messelement 5 in Verbindung
mit dem Druckerzeuger gemessen werden, zu der Auswerteinheit 9. 6 zeigt auch eine Ausführungsform
zur Verarbeitung des Signals, das von dem Druckpulssensor 7 gemessen
wird, und zu seiner Überführung zur
Auswerteinheit 9.
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Zu
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gemäß 6 gehört eine Messanordnung mit einer
drahtlosen, telemetrischen, magnetischen induktiven Koppelung 101, 102 zum Übertragen
des gemessenen Wirkdruck-Messsignals von dem Messelement 5 zur
Auswerteinheit 9. Diese Koppelung hat ein Senderelement 101,
das Eingangsdaten aus dem Wirkdruck-Messelement 5 erhält, und
ein Empfängerelement 102 in
der Auswerteinheit 9. Das Senderelement 101 hat
eine Spule 101a, an die das von dem Messelement 5 gemessene
Signal angelegt wird. Das Empfängerelement 102 hat
eine zweite Spule 102a. Bei dem Verfahren wird der Wirkdruck-Messwert
auf die Auswerteinheit 9 in Form einer drahtlosen telemetrischen Übertragung
mittels der magnetischen induktiven Koppelung 101, 102 zwischen
den Spulen 101a, 102a übertragen. Die Verbindung 105 zum Übertragen
des Signals, das von dem Wirkdruckmesselement 5 gemessen
wird, auf die Auswerteinheit 9, die in 1 und 3 gezeigt
ist, auf eine durch den Pfeil 105 vereinfachte Weise, kann
eine Drahtverbindung oder eine drahtlose Verbindung wie die Überführung durch
die induktive Koppelung durch die Komponenten 101, 102 in 2 und 6 sein.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung gemäß 6 und noch bezogen auf die
aktuelle Blutdruckmessung hat die Messanordnung einen Verstärker 210 und
ein Filter 211 zum Filtern des Wirkdruckmesssignals, das
aus dem Messelement 5 erhalten wird, um einen oszillierenden
AC-Anteil auszufiltern, der durch den Puls verursacht wird. Das Messelement
führt beispielsweise
eine Druck-/Spannungsumwandlung aus, wobei in diesem Fall der Verstärker 210 ein
Spannungsverstärker
ist. Das Filter 211 ist seinerseits ein Tiefpassfilter
mit einer oberen Grenzfrequenz von beispielsweise 1 bis 5 Hz.
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Bei
einer Ausgestaltung, die hauptsächlich der
aktuellen Blutdruckmessung zugeordnet ist, hat gemäß 6 die Anordnung weiter einen
A/D-Wandler 212 für
eine A/D-Umwandlung
des gefilterten Wirkdrucksignals. Wenn eine induktive Koppelung 101, 102 zum Überführen des
Signals, das von dem Wirkdruckmesselement 5 gemessen wird,
auf die Auswerteinheit 9 verwendet wird, beinhaltet die
Anordnung weiterhin einen Modulator 213 oder eine andere
Signalmodulatoreinheit 213 zum Modulieren des A/D-umgewandelten
Signals, beispielsweise ein frequenzmoduliertes Signal oder ein
anderes Signal, das an die von der induktiven Koppelung gebildeten Sendereinheit 101 angelegt
wird. Die Signalmodulatoreinheit 213 kann beispielsweise
ein Pulsbreitenmodulator oder ein Frequenzmodulator sein. Die Blöcke 212 und 213 bilden
zusammen einen Signalmodulator 215, der dazu dient, das
Signal zu einer von dem Senderelement 101 übertragbare
Form zu modulieren. Zu beachten ist, dass die Verbindung 101–102 alternativ
optisch sein kann. Die Einheiten 210 bis 213 und 101 sind
besonders bevorzugt Teil der gleichen Einheit, wie dies die Messeinheit 5 und der
Druckerzeuger 1 sind.
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Das
bedeutendste Ziel der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht die
aktuelle Blutdruckmessung, sondern die Bewertung der Blutdruckmessung, d.
h. die Bewertung der Messgenauigkeit. Die folgenden Ausführungen
befassen sich hauptsächlich
mit der Bewertung der aktuellen Blutdruckmessung.
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Die
Messanordnung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass sie
eine Bewertungseinrichtung 960 zum Bewerten der Qualität der aktuellen Blutdruckmessung
hat. Die Messanordnung zeichnet sich weiterhin dadurch aus, dass
die Bewertungseinrichtung 960 in Verbindung mit einem Sensor
steht, der den Druckpuls aus der Messstelle zur Bewertung der Qualität der aktuellen
Messung misst und die Messdaten der Bewertungseinrichtung zuführt, wobei
der Sensor entweder der gleiche Sensor 7 ist, der bei der
aktuellen Blutdruckmessung zur Messung des Effekts des Wirkdrucks
verwendet wird, oder ein zweiter anderer Sensor 700 ist.
Die Messanordnung zeichnet sich ferner dadurch aus, dass die Bewertungseinrichtung 960 eine
Berechnungseinrichtung 961 aufweist, die angeordnet ist,
um aus den von dem Druckpuls-Messsensor 7 und/oder 700 gemessenen
Messdaten einen oder mehrere statistische Parameter zu berechnen,
die die Größe der Druckpulsänderung
für eine
Vorhersage und/oder Darstellung der Qualität der aktuellen Blutdruckmessung darstellen.
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8 zeigt eine teilweise vergrößerte Ansicht
von sieben Einzeldruckpulsen von 4.
Für jeden
Puls zeigt 8 ein absolutes
Maximum ABSMAX und ein absolutes Minimum ABSMIN, ein lokales Maximum
LMAX und ein lokales Minimum LMIN. Die Differenz zwischen jedem
absoluten Maximum und Minimum stellt den Wert der Amplitude dar.
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Das
Verfahren und die Messanordnung nach der Erfindung weisen vorzugsweise
die Anordnung der Berechnungseinrichtung 961 auf, um einen
oder mehrere der folgenden statistischen Parameter zu berechnen,
nämlich
ein Maximum, ein Minimum, die Größe der Druckpulssignal-Amplitudenänderung, eine
Standardabweichung der Druckpulssignal-Amplitudenänderung, eine Standardabweichung und/oder
ein Mittel der absoluten Maxima des Druckpulssignals, eine Standardabweichung
und/oder ein Mittel der absoluten Minima des Druckpulssignals, eine
Standardabweichung und/oder ein Mittel der lokalen Maxima des Druckpulssignals
und eine Standardabweichung und/oder ein Mittel der lokalen Minima
des Druckpulssignals. Diese Parameter sind repräsentativ für die Bewertung der Messqualität, d. h. der
Messgenauigkeit.
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Bei
den bei der vorliegenden Erfindung offenbarten Ausgestaltungen wird
der Druckpuls besonders bevorzugt als eine Amplitudenmessung gemessen,
wobei die natürliche Überwachung
der Größe des Druckpulses
ebenfalls auf den Überwachungsamplitudenwerten
beruht. Anstelle der Amplitude kann jedoch der Sensor 7 auch
eine Druckpulsfrequenz oder -phase messen, die ebenfalls dazu dient,
die Größe des Druckpulses
und somit der Amplitu de anzuzeigen. Zur Messung kann auch eine Amplitudenmessung
gehören,
wobei Amplitudendaten in Frequenz- oder Phasendaten umgewandelt werden.
Somit ist die vorliegende Erfindung nicht nur auf die direkte Amplitudenmessung
und den Vergleich mit Hilfe der Amplitude beschränkt. Dies gilt auch für die Druckoszillationssignalmessung
durch das Messelement 5 in 9.
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Bei
dem Verfahren und der Messanordnung einer bevorzugten Ausgestaltung
der Erfindung ist der Sensor 7 (oder 700), der
den Druckpuls für
die Blutdruckmessungsbewertung misst, so angeordnet, dass er die
Messung vor oder nach der aktuellen Blutdruckmessung oder sowohl
vor als auch nach der aktuellen Blutdruckmessung ausführt. 4 zeigt ein Druckpulssignal,
das zur Bewertung bei einer Ausführungsform
gemessen wird, bei der die Bewertungsmessung vor der aktuellen Blutdruckmessung ausgeführt wird.
In 4 und 5 ist der Auswertzyklus mit EC bezeichnet. 5 zeigt ihrerseits eine
Ausgestaltung mit einem Bewertungszyklus sowohl vor und nach der
Blutdruckmessung, d. h. es gibt zwei Bewertungszyklen EC. Die Anmelderin
hat gefunden, dass die Ausgestaltung von 5 zuverlässigere Ergebnisse liefert,
während
die Berechnung des Auswertergebnisses durch die in 4 gezeigte Version schneller ist.
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Bei
dem Verfahren und der Messanordnung gemäß 7 hat die Bewertungseinrichtung vorzugsweise
einen Referenzkomparator 962, der angeordnet ist, um das
Ergebnis der Bewertung mit Bezugswerten zu vergleichen, die für die Qualität der aktuellen
Blutdruckmessung gesetzt sind. Wenn das Bewertungsergebnis über die
Bezugswerte hinausgeht, die für
die Qualität
der aktuellen Blutdruckmessung gesetzt sind, wird die aktuelle Blutdruckmessung
gesteuert von dem Referenzkomparator 962 eingeleitet oder
das Messergebnis einer ausgeführten
aktuellen Blutdruckmessung wird als abschließendes Ergebnis akzeptiert.
Die Einleitung der aktuellen Messung ist zweckmäßig, wenn eine Wertung ausgeführt wird,
ehe die aktuelle Messung einbezogen ist. In gleicher Weise kann
das Ergebnis einer aktuellen Messung als Endergebnis akzeptiert
werden, wenn eine Bewertung ausgeführt wird, nachdem die aktuelle
Messung einbezogen ist. Sollte das Bewertungsergebnis schlechter
als die Bezugswerte sein, die für
die Qualität
der aktuellen Blutdruckmessung gesetzt sind, so wird die aktuelle
Blutdruckmessung nicht eingeleitet oder das Ergebnis der abgeschlossenen
aktuellen Blutdruckmessung wird zurückgewiesen.
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Bei
dem Verfahren und der Messanordnung der Erfindung hat die Bewertungseinrichtung
vorzugsweise einen Trendindikator 963, der angeordnet ist,
um zu bewerten, ob der Blutdruckwert einen Trend zu einem höheren oder
einem niedrigeren Wert während
der Bewertung zeigt oder ob der Trend im Wesentlichen einen stabilen
Blutdruckwert anzeigt. Der Trend dient auch zur Vorhersage oder
Bewertung der Messqualität,
d. h. der Messgenauigkeit.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Bewertungseinrichtungen 960 bis 965 Teile
der gleichen Anordnung wie die Auswerteinheit 9, wobei
die Bewertungseinrichtungen 960 bis 965 besonders
bevorzugt Teil der Auswerteinheit 9 sind, wie es in 7 gezeigt ist.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung hat insbesondere gemäß 4, 5, 7, 8 und 10 die Bewertungseinrichtung 960 eine
Einrichtung 964 zum Beobachten der Druckpulssignalmessung bei dem
Bewertungszyklus EC und der Druckpulssignalmessung bei dem aktuellen
Blutdruckmesszyklus MC als vergleichbare Messungen bezogen auf die
Zeit. Bei der bevorzugten Ausführung
hat die Bewertungseinrichtung 960 eine Bestimmungseinrichtung 965 zum Bestimmen
des Punkts, zu dem der Moment der Bestimmung des diastolischen Drucks
PDIAS bei der aktuellen Blutdruckmessung bezogen auf obere und unteren
Spitzen L und H eines Druckpulssignal-Änderungssignals S festgestellt
wird, das auf der Basis der Bewertungszyklusmessung erzeugt und
in 10 gezeigt ist. Dies
erlaubt eine bessere Bewertung der Genauigkeit der Messung des diastolischen Drucks.
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Zur
Bewertung der Genauigkeit der Messung des systolischen Drucks wird
ein Trend verwendet, der aus der Bewertungszyklus-(EC-)Messung erhalten
wird. Durch Verwendung der Einrichtungen 964 und 965 betrachtet
in diesem Fall das Verfahren die Druckpulssignalmessung des Bewertungszyklus
EC und die Druckpulssignalmessung des aktuellen Blutdruckmesszyklus
MC als vergleichbare Messungen bezogen auf die Zeit, wobei das Verfahren
den Punkt bestimmt, an dem der Moment der Bestimmung des systolischen
Drucks PSYS der aktuellen Blutdruckmessung bezogen auf obere und
untere Spitzen (H und L) eines Druckpulssignal-Änderungssignals S festgestellt
wird, das auf der Basis der Bewertungszyklusmessung EC bewertet
wird.
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Die
Bewertungszyklusmessung und die aktuelle Blutdruckmessung sind bezogen
auf die Zeit vergleichbare Messungen, da beide als Funktion der Zeit
und als aufeinander folgende Messungen auf der gleichen Zeitachse
gemessen werden, wie dies aus 4 und 5 zu sehen ist.
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10 zeigt das obige Druckpulssignal-Änderungssignal
S, das auf verschiedene Weisen durchgeführt werden kann, von denen
hier fünf
beschrieben sind. Gemäß 4, 8 und 10 sind
bei einer Ausgestaltung die oberen und unteren Spitzen obere Spitzen
H und untere Spitzen L des Änderungssignals
S, das aus den absoluten Maxima ABSMAX des Druckpulssignals erzeugt
wird, das bei der Bewertung gemessen wird. Bei einer zweiten Version sind
die oberen und unteren Spitzen obere Spitzen H und untere Spitzen
L des Änderungssignals
S, das aus den absoluten Minima ABSMIN des Druckpulssignals erzeugt
wird, das bei der Bewertung gemessen wird. Bei einer dritten Version
sind die oberen und unteren Spitzen obere Spitzen H und untere Spitzen
L des Änderungssignals
S, das aus den lokalen Maxima LMAX des Druckpulssignals erzeugt
wird, das bei der Bewertung gemessen wird. Bei einer vierten Version
sind die oberen und unteren Spitzen obere Spitzen H und untere Spitzen
L des Änderungssignals
S, das aus den lokalen Minima LMIN des Druckpulssignals erzeugt
wird, das bei der Bewertung gemessen wird. Bei einer fünften bevorzugten
Version sind die oberen und unteren Spitzen obere Spitzen H und
untere Spitzen L eines Druckpulsänderungssignals
S, das aus gewünschten
Kombinationen der absoluten Maxima ABSMAX, der absoluten Minima
ABSMIN, der lokalen Maxima LAMX, der lokalen Minima LMIN des Druckpulssignals
oder anderer entsprechender Signalpunkte zu erzeugen ist. Die Kombination
kann zwei oder mehrere Signalpunkte einschließen, wobei die Kombinationsoperation
beispielsweise eine Subtraktion sein kann.
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Die
obigen Maßnahmen
tragen zur Klarstellung bei, ob der systolische und/oder diastolische Druck
bei dem maximalen oder minimalen Druckpulssignal oder irgendwo zwischen
ihnen bemessen worden ist. Mittels dieser Information kann dem aktuellen
Blutdruckmessergebnis ein genauerer und korrekterer Variationsbereich
gegeben werden.
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Die
Auswerteinheit 9, insbesondere ihr Kernteil, d. h. das
Auswertelement 9a, kann ein programmierbarer Prozessor
sein. Die Funktionen der Auswerteinheit, beispielsweise die von
den Blöcken 961 bis 965 des
Bewertungsblocks 960 ausgeführten Bewertungsfunktionen,
können
als Programmblöcke der
Auswerteinheit ausgeführt
sein, d. h. in der Praxis das Auswertelement.
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Wie
in 1 und 3 gezeigt ist, sind bei der Messanordnung
die Auswerteinrichtungen 960 bis 965 vorzugsweise
Teil der Handgelenksmanschetteneinheit, die weiterhin den Sensor 7 oder 700 aufweist,
der den Druckpuls für
die Bewertung misst.
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Mit
anderen Worten, der Sensor 7 kann der gleiche sein, wie
er für
die aktuelle Blutdruckmessung verwendet wird. Gemäß 1 und 3 ist bei der Messanordnung die Auswerteinheit 9 vorzugsweise Teil
der Armbandmanschetteneinheit, oder die Auswerteinheit bildet eine
Armbandmanschetteneinheit 9, die in 1 einen Druckpulssensor 7 für die Messung
an der Arterie aufweist. Dies führt
zu einer gut integrierten und kompakten Messanordnung.
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Gemäß 1 und 3 ist bei einer Ausgestaltung die Bewertungseinrichtung
Teil einer Handgelenksmanschetten- oder einer anderen Einheit, die
in drahtloser Verbindung 22, 32 oder in einer
verkabelten Verbindung 21, 31 mit dem Sensor 7 oder 700 steht,
der den Druckpuls aus dem Körper
für die
Bewertung misst.
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Gemäß 2 kann zu einer alternativen
Lösung
eine gesonderte Auswerteinheit 9 gehören, die beispielsweise aus
einer Mikrocomputer-/Messvorrichtung oder dergleichen besteht, wobei
der das Druckpulssignal messende Sensor in einer verkabelten Verbindung 21 oder
in einer drahtlosen Verbindung 22 mit der Auswerteinheit 9 steht.
Die verkabelte Verbindung 21 kann beispielsweise ein Kabel 21 zwischen
dem Sensor 7 und der Auswerteinheit 9, d. h. einer
Rechner-/Messvorrichtung sein, die beispielsweise mit einer Messkarte
versehen ist. In 2 zeigt
eine gestrichelte Linie 22 eine drahtlose Verbindung zwischen
dem arteriellen Druckpulssensor 7 und der Auswerteinheit 9.
Die drahtlose Verbindung 22 besteht vorzugsweise aus einer
magnetischen induktiven Koppelung 22a, 22b mit
einem von dem Sensor 7 gesteuerten Senderelement 22a und einer
Spule sowie mit einem in der Auswerteinheit 9 angeordneten
Empfängerelement 22b und
einer zweiten Spule.
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Eine
Kombination der vorherigen Versionen, d. h. eine dritte Ausgestaltung
gemäß 3, ist ebenfalls zweckmäßig, d.
h. die Auswerteinheit 9 und die Bewertungseinrichtungen 960 bis 965 sind
Handgelenksmanschetteneinheiten, wobei jedoch in 3 der Druckpulssensor 7 nicht
in die Auswerteinheit 9 integriert ist, sondern in einer
Kabelverbindung 31 oder in einer drahtlosen Verbindung 32 mit
der Auswerteinheit 9 steht. Die Verbindungen 31, 32 können genauso
wie die der Version von 2 ausgeführt sein,
beispielsweise durch ein Kabel 31 oder durch eine magnetische
induktive Koppelung 32. Die Bezugszeichen 32a, 32b bezeichnen
das Senderelement 32a und das Empfängerelement 32b der
drahtlosen, telemetrischen, magnetischen induktiven Koppelung.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Druckpulssensor 7 ein Mehrkanalsensor,
besonders bevorzugt ein Leitungssensor, d. h. ein Gruppensensor.
In diesem Fall wird der Druckpuls als Mehrkanalmessung gemessen.
Die unterschiedlichen Kanäle 7a bis 7d des
Mehrkanalleitungssensors 7 sind in 1 in vereinfachter Form gezeigt. Dies
führt zu
einem zuverlässigeren
Messergebnis als mit einem Sensor mit nur einem Kanal. Bei einer
bevorzugten Ausgestaltung wird der Druckpuls in dem Bereich der
Radialarterie gemessen, wo der arterielle Druckpuls leicht erfassbar
ist, und was vom Gesichtspunkt des Gegenstands der Messung eine leichte
Stelle ist.
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Der
Druckpuls muss nicht notwendigerweise an der gleichen Stelle bei
der aktuellen Blutdruckmessung und der Bewertung der aktuellen Blutdruckmessung
gemessen werden, die Anmelderin hat jedoch gefunden, dass es am
einfachsten ist, die Messungen an der gleichen Stelle zu nehmen,
da in diesem Fall der gemeinsame Sensor 7 nicht zu einer neuen
Stelle bewegt zu werden braucht und andererseits, wenn man eine
Bewegung vermeiden möchte, zwei
unterschiedliche Sensoren nicht erforderlich sind.
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Bei
einer bevorzugten Ausgestaltung hat gemäß 6 die Messanordnung einen Verstärker 110 und
ein Filter 111 zum Verstärken und Filtern des Druckpulssignals,
das von dem Sensor 7 gemessen wird, sowie einen A/D-Wandler 112 zur
Ausführung einer
A/D-Umwandlung nach
dem Filtern. Der Verstärker 110 kann
beispielsweise ein Spannungs- oder Planungsverstärker sein. Das Filter 111 ist
vorzugsweise ein Bandfilter, dessen Passband beispielsweise im Bereich
von 1 bis 10 Hz liegt. Wenn die Bewertungsmessung und die aktuelle
Blutdruckmessung einen gemeinsamen Sensor 7 haben, können die
gleichen Komponenten 110 bis 112 zur Verarbeitung
des Druckpulssignals verwendet werden. Wenn die vor oder nach der
aktuellen Blutdruckmessung auszuführende Bewertungsmessung einen speziellen
zweiten Druckpulssensor 700 hat, können die gleichen Komponenten 110 bis 112 genauso
für die
Verarbeitung des dadurch gemessenen Signals verwendet werden, wie
sie für
den Sensor 7 benutzt werden, der bei der aktuellen Blutdruckmessung
eingesetzt wird. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
wird jedoch der gleiche Druckpulssensor 7 für die Bewertungsmessung
und die aktuelle Messung verwendet.
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Bei
der Bewertungsmessung und bei der aktuellen Messung besteht das
Verfahren vorzugsweise darin, dass das von dem Sensor 7 gemessene Druckpulssignal
von dem Verstärker 110 verstärkt und
von dem Filter 111 gefiltert und dann von dem Wandler 112 A/D-umgewandelt wird.
Die Verstärkung und
die Filterung dienen zur Beseitigung einer Interferenz und Verzerrung,
was ein ausreichend starkes Signal ergibt. Die A/D-Umwandlung wandelt
ihrerseits das gemessene Signal in eine Form um, die die Auswerteinheit 9 auswerten
und verarbeiten kann. 2, 5 und 7 zeigen das Auswertelement 9a,
beispielsweise einen Mikroprozessor, der die Auswerteinheit 9 bildet.
Die von den anderen Figuren gezeigten Versionen haben eine ähnliche
Komponente.
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7 zeigt den inneren Aufbau
des Auswertelements 9a, das die Auswerteinheit 9 aufweist.
In 7 hat das Auswertelement 9a ein
Teil 901 zum Identifizieren des aktiven Druckmesssignals,
ein Teil 902 zum Identifizieren des Druckpulssignals, einen Signalprüfteil 903,
der mit den Teilen 901 und 902 verbunden ist,
ein geradliniges Anordnungsteil 904, das mit dem Teil 903 verbunden
ist, und ein mit dem Teil 904 verbundenes SYS/DIAS- Bestimmungsteil 905.
Der SYS/DIAS-Bestimmungsteil 905 bestimmt den Wert des
systolischen und/oder diastolischen Drucks entsprechend dem, was
der geradlinige Anordnungsalgorithmus (wenigstens quadratisches Prinzip)
in dem geradlinigen Anordnungsteil 903 auf der Basis des
empfangenen Drucksignals und Druckpulssignals anzeigt. Der geradlinige
Anordnungsalgorithmus dient zur Umwandlung einer diskreten Messung
in eine Form mit kontinuierlichen Werten.
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Bezogen
auf die Erfindung, d. h. die Bewertung der Genauigkeit der Blutdruckmessung,
gehören
zu den wesentlichen Merkmalen die Blöcke 960 bis 965,
d. h. die Bewertungseinrichtung 960 und die zugeordneten
Einrichtungen 961 bis 965.
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Gemäß 7 hat bei einer bevorzugten Ausführungsform
die Auswerteinheit 9 einen Speicher 906 und eine
Anzeige 907 oder wenigstens eine Verbindung damit. Der
Speicher 906 und die Anzeige 907 können externe
Teile bezogen auf das Auswertelement 9a sein, die jedoch
zu der Auswerteinheit 9 gehören oder mit ihr verbindbar
sind. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung dient die Anzeige 907 der
Messanordnung sowohl der Anzeige des Ergebnisses der Bewertung der
Qualität
der aktuellen Blutdruckmessung als auch der Anzeige des Ergebnisses
der aktuellen Blutdruckmessung. Eine solche Integration ergibt mehr
lesbare Anordnungen und ist technisch einfacher.
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Die
Erfindung eignet sich demzufolge für ein Palpationsverfahren unter
Verwendung eines Druckpulssensors 7, der an der Arterie
misst, wobei jedoch der Vorrichtungsaufbau von 9 für
ein oszillometrisches Messprinzip geeignet ist. 9 zeigt eine Messanordnung mit einem
zu messenden Gegenstand 7, einem manschettenartigen Druckerzeuger 1 mit
einer Pumpe 1a, mit einem Sensor 777 und einer Auswerteinrichtung 9, 9a,
d. h. die Auswerteinheit 9, 9a. Der Sensor 777 misst,
was als Manschettendruck bekannt ist, d. h. ein Manschettendruck-Oszillationssignal.
In 9 steht der Sensor 777 in
Verbindung mit der Auswerteinheit 9, 9a, d. h.
der Auswerteinheit, oder Beobachtungseinrichtung über Einrichtungen 101, 102.
Die Verbindung 101, 102 kann, wie in 9, drahtlos oder verkabelt
sein. Bei dem Verfahren von 9 wird
ein variabler kompressiver Wirkdruck an einer Kompressionsstelle
A an der Messstelle angelegt, beispielsweise einer Extremität einer Person
oder dergleichen, mittels eines Druckerzeugers, d. h. der Druckmanschette 1,
beispielsweise durch unmittelbares Erhöhen des Drucks auf ein hohes
Niveau und ein Ändernlassen,
d. h. Absenkenlassen, während
der Messung. Zu dem Verfahren gehört weiterhin die Bestimmung
des diastolischen und/oder systolischen Drucks durch eine oszillometrische
Blutdruckmessung zur Bestimmung des Messergebnisses der aktuellen
Blutdruckmessung, indem von dem Sensor 777 ein Druckoszillationssignal gemessen
wird, das aus dem Drucker zeuger messbar ist. Aus dem Signal der
Auswerteinrichtung 9, 9a ist es möglich, das
Vorhandensein eines AC-Signals zu bestimmen, und demzufolge den
systolischen und diastolischen Druck. Die Amplitude des AC-Signals, die
als Manschettendruck in dem Druckerzeuger, d. h. in der Manschette,
bekannt ist, steigt auf einen bestimmten Punkt, wenn der Druck reduziert
wird, worauf die Oszillation abnimmt. Wenn der Druck fällt, kann
die Oszillation, d. h. das AC-geformte Druckoszillationssignal,
oder die Amplitudenänderung,
in dem Manschettendruck bei dem systolischen Druck in Block 9, 9a beobachtet
werden. Bei der oszillometrischen Version von 9 wird der Wirkdruck aus dem DC-Teil
des Signals erhalten, das von dem Messelement 777 gemessen
wird. Der Effekt des Wirkdrucks wird aus einem AC-Teil "oben auf" dem DC-Teil des
Signals erhalten, das von dem Messelement gemessen wird.
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Zusätzlich zu
der aktuellen Blutdruckmessung wirkt zu dem Verfahren nach 9 ein Bewertungszyklus für die aktuelle
Messung, während
dem die Größe des Druckoszillationssignals
von dem Sensor 777 gemessen wird, der das Druckoszillationssignal
misst. Bei der Bewertung werden ein oder mehrere statistische Parameter
aus den Druckoszillationssignal-Messdaten
mittels der Auswerteinrichtung 9, 9a berechnet,
während
darin die Bewertungseinrichtung 960 bis 961 enthalten
ist, um die Größe der Druckoszillationssignaländerung
zur Vorhersage und/oder Anzeige der Qualität der aktuellen Druckmessung
darzustellen. Diese Ausführung
verwendet ebenfalls die Bewertungseinrichtung 960, deren
Aufbau und Funktionen identisch zu den hier beschriebenen sein können. Die
Bewertung kann vor und/oder nach der aktuellen Blutdruckmessung
erfolgen. Hinsichtlich der zweiten Ausgestaltung wird Bezug auf
die Beschreibung der ersten Ausführungsform
genommen.
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Das
Ergebnis der Bewertung kann ausgedrückt werden als a ± Prozentabweichung
oder als a ± numerischer
Wert, beispielsweise in mmHg.
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Die
magnetische induktive Koppelung, beispielsweise die Koppelung 101, 102,
die an verschiedenen Stellen oben beschrieben wurde, basiert auf der
Zuführung
eines Stroms mit sich ändernder
Größe zu der
Spule des Senderelements 101, wobei die Spule ein Magnetfeld
mit sich ändernder
Größe erzeugt
und das Feld von einer zweiten Spule empfangen wird, d. h. der Spule
des Empfängerelements 102.
Eine magnetische induktive Koppelung ist zweckmäßig bei kleinen tragbaren Vorrichtungen aufgrund
ihres geringeren Stromverbrauchs. Eine induktive Koppelung ist besonders
zweckmäßig bei Armbandmanschettenversionen
bei den 1 und 3.
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Die
bevorzugten Ausgestaltungen der oben beschriebenen Erfindungen und
weitere Merkmale des Verfahrens und der Messanordnung, die im Einzelnen
angegeben sind, heben die Vorteile der Basiserfindung hervor.
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Die
oben beschriebenen unterschiedlichen Einrichtungen können in
optimaler Weise ausgeführt werden,
beispielsweise durch gesonderte Komponenten, durch Prozessoren mit
Software oder anderen Komponenten mit Software, oder als Kombination
der Maßnahmen
als eine gemischte Maßnahme oder
auf andere Weise, wie sie beim Stand des technologischen Fortschritts
zur Verfügung
steht.
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Obwohl
die Erfindung hier unter Bezug auf Beispiele nach den beiliegenden
Zeichnungen beschrieben wurde, ist die Erfindung natürlich nicht
darauf beschränkt,
sondern kann auf eine Vielzahl von Arten innerhalb des Rahmens der
Erfindungsidee modifiziert werden, die in den beiliegenden Ansprüchen offenbart
ist.