DE3527279A1

DE3527279A1 - Verfahren zur automatischen messung des blutdrucks sowie vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3527279A1
Application number: DE19853527279
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Kaneko; Osamu Yokohama Kanagawa Tochikubo; Hiroyuki Sakado Saitama Yokoi
Original assignee: Copal Takeda Medical Lab Inc
Current assignee: A&D Holon Holdings Co Ltd
Priority date: 1984-09-27
Filing date: 1985-07-30
Publication date: 1986-04-17
Also published as: US4660567A; GB2165052A; GB8515341D0; DE3527279C2; GB2165052B

Description

Verfahren zur automatischen Messung des Blutdrucks sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Messung des Blutdrucks sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

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Bei einem automatischen Sphygmomanometer (Blutdruckmesser) , das auf der Grundlage der indirekten Auskultationsmethode arbeitet, wird der über eine Manschette an ein Körperglied des Patienten angelegte Druck dadurch kontrolliert, daß der Wert, an dem der Druckabfall beginnt (z. B. 150 bis 200 mm Hg) so vorgegeben wird, daß er hoch genug ist, um den systolischen Blutdruck eines typischen Patienten abzudecken und die Manschette solange unter Druck gesetzt wird, bis der vorbestimmte

Wert erreicht ist. Wenn man annimmt, daß die Geschwindigkeit, mit welcher der Druck von der Manschette freigegeben wird, konstant ist, wird die Zeit zur Durchführung der Blutdruckmessung um einen Wert verlängert, weleher der Druckerzeugung in der Manschette über den systolischen Blutdruck des Patienten hinaus entspricht. Für eine konstante Druckfreigabegeschwindigkeit von 2 bis 3 mm Hg/sec sind mehrere Herzschläge in der Umgebung des systolischen Blutdruckes zur Bestimmung dieses Blutdruckes allein erforderlich. Die Druckerzeugung in der Manschette über den Wert hinaus, der notwendig ist, um diese Herzschläge zu erfassen, erfordert eine Zeit, die unnötig ist für Messungen beinhaltend alle praktischen Zwecke. Dies ruft nicht nur bezüglich des Patienten Unbequemlichkeit hervor, sondern ist auch ungünstig, um eine schnelle Messung zur Feststellung einer kurzzeitigen Schwankung des Blutdruckes zu erreichen.

Die Blutdruckmessung mit dem bekannten automatischen Sphygmomanometer der vorbeschriebenen Art beinhaltet die anfängliche Druckerzeugung in der Manschette auf einen vorgegebenen Wert (z. B. 150 bis 200 mm Hg) und dann den Druckabfall hinsichtlich der Manschette mit einer konstanten Geschwindigkeit (z. B. 2 bis 3 mm Hg/sec).

Somit wird die Bestimmung des systolischen und diastolischen Blutdruckes durch eine kontinuierliche Messung erhalten, die ein Intervall zwischen diesen beiden Punkten überspannt. Die erforderliche Zeit zur Blutdruckmessung hängt daher vom Blutdruckwert (Pulsdruck) des Patienten ab, wenn man annimmt, daß die Geschwindigkeit, mit der die Manschette entlüftet, d. h. der Druck in der Manschette verringert wird, konstant ist. Da die Strömung des Blutes während des vorerwähnten Intervalles beinahe vollständig infolge einer Okklusion unterbrochen wird, hält der Zustand des Blutandranges über diesen Zeitraum an und ergibt häufig eine Fehlbestimmung des diastoli-

- Tr - Λ·

sehen Blutdruckes. Um eine bedeutsame Messung durchzuführen, sind nur einige wenige Herzschläge in der Nähe des systolischen und diastolischen Blutdruckes notwendig. Eine Messung, die mit einer regulierten Entlüftungsgeschwindigkeit während anderer Intervalle durchgeführt wird, erfordert eine Zeit, die für praktische Zwecke vergeudet ist. Je länger die zur Messung notwendige Zeit ist, je größer die Unbequemlichkeit ist, die der Patient erfährt, um so schwieriger ist eine Messung mit großer Schnelligkeit zu realisieren, um schnelle Schwankungen des Blutdruckes herauszufinden.

Das bekannte automatische Sphygmomanometer der vorstehend erwähnten Art verwendet eine Pumpe vom Membrantyp bzw. eine Kolbenpumpe als Vorrichtung zur Erzeugung des Druckes in der Manschette. Ein Geräusch, das durch die druckerzeugende Einrichtung hervorgerufen wird, wenn eine Messung durchgeführt wird, bedeutet nicht nur für den Patienten, sondern auch für die Personen in der Umgebung eine Beeinträchtigung. Da ein Patient, der einer langfristigen überwachung des Blutdruckes unterliegt, durch den Lärm der druckerzeugenden Einrichtung während der Nacht erwacht, ist es schwierig, die dynamischen Eigenschaften des Blutdruckes des Patienten während des Schlafes herauszufinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur automatischen Messung des Blutdruckes sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit welchen die Blutdruckmessung in einer kürzeren Zeitspanne erreichbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

— A —

Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteran-Sprüchen.

Bei der Blutdruckmessung wird der Überdruck in der Manschette automatisch in der Umgebung des systolischen Blutdruckes des Patienten gehalten und es wird eine Druckabsenkung zugelassen.

Die Erfindung schafft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatischen Blutdruckmessung, mit dem das Meßverfahren abgekürzt werden kann, indem der Manschettendruck automatisch nahe dem systolischen Blutdruck eines Patienten gehalten wird, daß der Druck der Manschette sich verringern kann, daß der systolische Blutdruck erfaßt wird und daß dann der diastolische Blutdruck gemessen wird. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine Blutdruckmessung ermöglicht, die vollständig frei von Geräuschen ist, die üblicherweise durch die druckerzeugende Vorrichtung, beispielsweise eine Pumpe, hervorgerufen werden. Die Vorrichtung zur Blutdruckmessung hat kompakte Bauweise, besitzt geringes Gewicht und lange Lebensdauer. Die Blutdruckmessung läßt sich sehr schnell und genau dadurch durchführen, daß das Meßverfahren verkürzt wird, indem der Manschettendruck auf einen Wert bzw. Punkt nahe des diastolischen Blutdruckes mit konstanter Geschwindigkeit nach der Ermittlung des systolischen Blutdruckes abgesenkt wird.

Bei dem automatischen Blutdruckmessen wird der Manschettendruck auf einen Wert nahe des diastolischen Blutdruckes mit konstanter Geschwindigkeit nach der Ermittlung des systolischen Blutdruckes verringert, wobei in Betracht gezogen wird, daß die Messung des diastolischen Blutdruckes infolge einer Schwankung des Blutdruckes des Patienten unmöglich gemacht wird.

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Gemäß der Erfindung wird der Druck bzw. überdruck der bzw. in der Manschette automatisch bei dem Minimaldruck zum Abfall gebracht, welcher notwendig ist, um den systolischen Blutdruck eines Patienten zu messen. Damit treten bald nach dem Beginn des Entlüftens der Manschette, d. h. nach Beginn des Druckabfalles des Drucks der Manschette einige Herzschläge in der Nähe des systolischen Blutdruckes auf, wodurch eine äußerst wirksame Blutdruckmessung in einer sehr kurzen Zeitspanne möglich wird. Darüber hinaus werden keine Pulsierungs- und Geräuschquellen, wie Pumpen, z. B. Membran- oder Kolbenpumpen, verwendet als Druckquelle zum Aufblasen der Manschette, wodurch der Druck der Manschette ohne Pulsierung, d. h. in linearer Weise erhöht wird, so daß das Auftreten und Verschwinden von Korotkoff-Tönen bei aufgeblasener Manschette bzw. Unterdrucksetzung exakt erfaßbar sind. Da keine Geräuschquelle vorhanden ist, werden auch die Patienten in der Umgebung nicht beeinträchtigt und ein Patient, der eine konstante, langzeitige überwachung des Blutdruckes erfährt, wird auch dann nicht aufgeweckt, wenn die Messungen kontinuierlich über Nacht weitergeführt werden. Dies gestattet es, die dynamischen Eigenschaften des Blutdruckes eines Patienten während des Schlafes exakt festzustellen.

Da die Druckquelle für die Manschette einen Flüssiggasbehälter verwendet, kann die Vorrichtung in Größe und Gewicht reduziert werden, und der Gasbehälter ist imstande, die Manschette ein Vielfaches unabhängig von seiner kleinen Kapazität aufzublasen. Demzufolge hat die Druckquelle eine lange Lebensdauer, auch wenn der Apparat umeinandergetragen und häufig benutzt wird.

Erfindungsgemäß ist es möglich, die mit konstanter Geschwindigkeit erfolgende Druckfreigabe bzw. Druckreduzie-

rung bis in die Nähe des diastolischen Blutdruckes eines Patienten zu verkürzen, wenn der systolische Blutdruck einmal ermittelt wurde. Dieses Merkmal ermöglicht eine schnelle und doch exakte Blutdruckmessung und macht es außerdem möglich, eine sehr schnelle Blutdruckmessung zur Feststellung kurzzeitiger Blutdruckschwankungen durchzuführen, was bisher nicht gelungen ist. Da der Flüssiggastank den Manschettendruck linear ohne Pulsierung erhöht, werden das Auftreten und Verschwinden der Korotkoff-Töne während der Druckanlegung exakt erfaßt.

Dies dient als eine Grundlage für eine exakte Voraussage des diastolischen Blutdruckes, so daß eine Verkürzung der Druckfreigabe ohne Gefährdung der Zuverlässigkeit vorgenommen werden kann. Auch wenn der Blutdruck des Patienten während der Verkürzung der Druckfreigabe mit konstanter Geschwindigkeit bis hinunter in die Nähe des diastolischen Blutdruckes nach Feststellung des systolischen Blutdruckes schwanken sollte, wird eine sehr wirksame nochmalige Messung durchgeführt, wodurch der Manschettendruck automatisch gesteuert wird, so daß er vollständig den diastolischen Blutdruck des Patienten abdeckt. Daher ist eine zuverlässige sehr schnelle Messung des Blutdruckes im wesentlichen durch einen einzigen Meßzyklus durchzuführen. Der Flüssiggastank gestattet nicht nur eine lineare Erhöhung des Manschettendruckes, sondern erleichtert auch die Steuerung bzw. Kontrolle der Druckanlegung und Druckfreigabe der Manschette. Dadurch wird ein wiederholtes Messen in einer günstigen und schnellen Weise ermöglicht.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung anhand der Zeichnung zur Erläuterung weiterer Merkmale beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform einer Vorrichtung zum automatischen Blutdruckmessen,

Fig. 2 eine Darstellung des Membrandruckes als Funktion der Zeit zur Erläuterung eines typischen Verfahrens zur Blutdruckmessung nach der Vorrichtung bzw. der Anordnung gemäß Fig. 1,

Fig· 3(a) und (b) Detaildarstellungen des Membrandruckes abhängig von der Zeit zur Erläuterung der Bestimmung des idealen Membrandruckpunktes b bei der Ausführungsform nach Fig. 1,

Fig. 4 ein Diagramm für ein Beispiel einer Blutdruckmessung auf normale Art und Weise mit einem einzigen Versuch,

Fig. 5 ein Daigramm zur Darstellung eines Beispiels, bei dem der Blutdruck eines Patienten mit einer einzigen automatischen Wiederholung gemessen wird, Fig. 6 einen Ablaufplan zur Erläuterung der Steuerfolge des Blutdruckmeßverfahrens mit einer Steuerung, die in der Vorrichtung nach Fig. 1 enthalten ist, Fig. 7 einen Ablaufplan zur Erläuterung einer Steuerprozeßfolge für eine optimale Unterdrucksetzung, die durch die Drucksteuerung der Vorrichtung nach Fig. 1 durchgeführt wird,

Fig. 8 den Ablaufplan zur Erläuterung einer Prozeßfolge, die durch eine den Blutdruck bestimmende Einrichtung der Vorrichtung nach Fig. 1 zur Be-Stimmung des systolischen Blutdruckes ausgeführt wird, und

Fig. 9 einen Ablaufplan zur Erläuterung einer Prozeßfolge, welche durch die den Blutdruck bestimmende Einrichtung zur Festlegung des diastolischen Blutdruckes durchgeführt wird.

Fig. 1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung bzw. Anordnung zum automatischen Blutdruckmessen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. Eine um den Arm eines Patienten herumgelegte Manschette 1 enthält ein Mikrophon 2 zur Erfassung der Korotkoff-Töne, die

nachfolgend als K-Töne bezeichnet werden. Die Manschette 1 ist mit dem Hauptteil der Vorrichtung über ein Rohr 3 verbunden, um den Membrandruck zu erfassen und zu steuern. Der Hauptteil der Vorrichtung besteht im wesentlichen aus drei Haupteinheiten, nämlich einer Drucksteuereinheit 4 zur Erfassung und Steuerung bzw. Regelung des Manschettendruckes über das Rohr 3, eine Sensoreinheit 5 für die K-Tvöne, welche mit dem Mikrophon 2 zur Erfassung der K-Töne verbunden ist, und einen zentralen Prozessor (CPU) 6, der die Gesamtkontrolle und Steuerung über die Vorrichtung innehat. Der Zentralprozessor 6 ist mit einer Anzeigeeinheit 7 verbunden, mit der die Vorrichtung im allgemeinen ausgerüstet ist,, um Informationen, wie den systolischen und diastolischen Blutdruck des Patienten anzuzeigen, und mit einer Aufzeichnungseinrichtung zur Aufzeichnung der Information, wobei die Verbindung zur Aufzeichnungseinheit hergestellt wird, wenn es erwünscht ist, den Blutdruck automatisch über eine längere Zeitperiode zu messen.

Die Drucksteuer- und Regeleinheit 4_y im folgenden Druckregler genannt, enthält eine Druckquelle 9, mit einem Behälter bzw. Tank für flüssigen Sauerstoff oder verflüssigtes Kohlensäuregas bzw. Kohlendioxidgas (CO-) oder einen Behälter, der mit Druckluft oder dgl. gefüllt ist, ferner einen Regler 10 zum Regeln des Druckes des Gases, das von der Druckquelle 9 abgegeben wird, auf einen konstanten Wert, ein Speiseventil 11 zur Unterdrucksetzung bzw. zum Aufblasen der Manschette 1 mit dem Gas über den Regler 10, ein Ventil 12 zum Entlüften bzw. zur Druckfreigabe der Manschette mit konstanter Geschwindigkeit (z. B. 2 bis 3 mm Hg/sec), ein Ventil 13 zum Entlüften der Manschette mit einer hohen Geschwindigkeit, einen Drucksensor 14 zur Ermittlung des Manschettendruckes und zur Umwandlung des gemessenen Druckes in ein elektrisches Analogsignal, ferner einen Analog/Digital-Wandler 15 zum

-Μ-

Umsetzen des Analogsignals des Drucksensors 14 in ein Digitalsignal p. Gemäß der dargestellten Ausführungsform verwendet die Druckquelle 9 keine Pumpe, wodurch der normalerweise mit dem Aufblasen der Manschette 2 verbundene Lärm vollständig beseitigt ist. Der Grund für den Ersatz einer Pumpe durch einen Gasbehälter liegt darin, auf einfache Weise eine nicht-pulsierende, ansteigende Charakteristik zu erhalten, wenn der Manschettendruck erhöht wird. Der Vorteil der Erhöhung des Manschettendruckes auf lineare Weise ergibt sich aus nachfolgender Beschreibung. Es wird bevorzugt, einen Behälter mit verflüssigtem Gas zu verwenden, da auf diese Weise die Druckquelle 9 kleine Größe und geringes Gewicht erhält. Ein solcher Behälter gestattet ein vielfaches Aufblasen der Manschette unabhängig von seiner kleinen Kapazität. Zum Beispiel ist ein Behälter für flüssiges CO₂ mit einem Durchmesser von 30 mm und einer Länge von 120 mm imstande, kontinuierlich für 100 Meßoperationen verwendet zu werden und läßt sich zum Beispiel in bzw. an der Kleidung des Patienten mittragen, ohne als Last bzw. Belastung angesehen zu werden.

Der K-Ton-Sensor 5 enthält einen Verstärker 16 zur Vorverstärkung eines schwachen K-Signales, das vom Mikrophon 2 erfaßt wird, ferner ein K-Ton-Filter 17 zum Abtasten vorbestimmter Frequenzkomponenten, die aus dem Ausgangssignal des Verstärkers 16 herausgefiltert werden und mit deren Amplitude verglichen werden, um Signale abzutrennen, welche den K-Tönen entsprechen, ferner um ein isoliertes Signal in einen Impuls zu formen, der als K-Ton-Signal k abgegeben wird; ferner enthält der Sensor 5 ein Filter 18 für den Puls des Patienten, um eine Amplitudensignalkomponente, die im Ausgangssignal des Drucksensors 14 enthalten ist, abzutrennen und die repräsentativ ist für die Amplitude der Schwingung des Pulsdruckes des Patienten; ferner dient das Filter 18

dazu, die isolierte Komponente in einen Impuls umzuformen, der als Signal m zum Puls des Patienten synchronisiert ist. Das Signal m dient dazu, eine schlagende bzw. * pulsierende Bewegung des Blutkörpers des Patienten aufzunehmen, die durch die Manschette 1 eingeschlossen wird, wenn der durch die Manschette 1 angelegte Druck allmählich verringert wird. Bekanntlich tritt das Signal m im allgemeinen vor den K-Tönen auf und verschwindet nach den K-Tönen. Somit wird ein sehr schwacher K-Ton genau aus dem sogenannten künstlichen Rauschen (artifact noise) erfaßt, indem die Amplitudensignalkomponente durch das Filter 18 herausgefiltert wird und diese Komponente als Steuersignal für die K-T.on-Erfassung benutzt wird.

Obgleich die Hardware, welche den Zentralprozessor 6 bildet, nicht im einzelnen dargestellt ist, wird darauf hingewiesen, daß der Zentralprozessor einen ROM zur Speicherung eines Prozeßprogrammes enthält, wie es in den Fig. 6 bis 9 dargestellt ist, ferner einen Mikroprozessor zur Ausführung des Programmes, einen RAM für die Datenverarbeitung, ein PIO (paralleles Input-Output-Interface) zur Eingabe und Ausgabe der verarbeiteten Daten und eine Steuerschaltung zur Steuerung der Ventile 11 bis 13. Der CPU-Block 6 besteht aus Blöcken, welche verschiedene Funktionen anzeigen, die durch die Ausführung des Verarbeitung sprogrammes erfüllt werden. Diese Funktionsblöcke umfassen eine Steuerung 19 für die Gesamtsteuerung des Zentralprozessors 6, eine Drucksteuerung 20, die abhängig von der Steuerung 19 das Signal ρ zur Manschettendruckerfassung bzw. Manschettendruckmessung liest, welches vom A/D-Konverter 15 erzeugt wird und steuert die Ventile 11 bis 13, so daß die vorgegebenen Druckzustände und druckfreien Zustände innerhalb der Manschette erreicht werden, ferner eine Einrichtung 21 zur Blutdruckbestimmung, die unter Steuerung der Steuereinrichtung 19 den systolischen und diastolischen Blutdruck des Pa-

tienten durch überprüfung des K-Ton-Signals k bestimmt, der während des Signales m auftritt.

Die Fig. 2 bis 5 erläutern das Arbeitsprinzip der in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Ausführungsform. Fig. 2 zeigt ein typisches Verfahren zur Blutdruckmessung und veranschaulicht, daß der Manschettendruck von einem Punkt a zu einem Punkt b stark ansteigt und ohne Pulsierung, sobald das Speiseventil 11 geöffnet ist. Der Zentralprozessor 6 überwacht in diesem Intervall die K-Töne und verarbeitet den Manschettendruck in dem Augenblick, in welchem der erste K-Ton Pk₁ bei dem vorgegebenen diastolischen Blutdruck des Patienten auftritt, was in Fig. 2 durch die Bezeichnung PREDIA angegeben ist.

Mit der Erhöhung des Manschettendruckes werden die K-Töne Pk₂, Pk_, ... wie beim wesentlichen konstante Perioden erfaßt, wie Fig. 2 zeigt. Auf der Grundlage dieser Periode erzeugt der Zentralprozessor ein maximales Zeitintervall t, nach dessen Ablauf der nächste K-Ton auftreten müßte und verifiziert einen K-Ton, falls ein K-Ton nach diesem Intervall auftritt. Wenn der Manschettendruck möglicherweise den systolischen Blutdruck des Patienten übertrifft, verschwinden die K-Töne und der Zentralprozessor 6 verarbeitet den Manschettendruck, der vor dem Zeitpunkt vorlag, an welchem der letzte K-Ton Pk für den vorgegebenen systolischen Blutdruck des Patienten auftritt, der in Fig. 2 mit PRESYS bezeichnet ist. Der Zentralprozessor 6 wartet dann eine vorbestimmte Zeit t ab und schließt das Speiseventil 11, wenn innerhalb dieses Zeitabschnittes t kein K-Ton erzeugt wird. Der Manschettendruck, der vor diesem Zeitpunkt vorliegt, stellt einen Abschaltpunkt b für die Optimum-Druckerzeugung dar, was durch "PRESYS + α"angegeben ist, um eine schnelle Messung des systolischen Blutdruckes zu ermöglichen. Gemäß der dargestellten Ausführungsform wird als Druckquelle 9 ein Behälter mit Flüssiggas verwendet, so daß der Anstieg

des Manschettendruckes frei von pulsierenden Komponenten ist. Dies gestattet es auch, einen sehr schwachen K-Ton exakt zu erfassen, da nicht das Risiko vorliegt, daß künstliche Geräusche auftreten, die über das Mikrophon in diesem Zeitintervall erfaßt werden. Das Auftreten und Verschwinden der K-Töne während des Anstiegs des Manschettendruckes wird überwacht und die Kriterien für den systolischen und diastolischen Blutdruck des Patienten werden auf der Grundlage der überwachten K-Töne gegeben, wodurch sich ein sehr wirksames Meßverfahren während der Druckfreigabe des Manschettendruckes ergibt, wie dies nachfolgend beschrieben ist.

Wenn das Ventil 12 geöffnet wird, fällt der Manschettendruck vom Punkt b auf den Punkt c mit einer konstanten, gesteuerten Geschwindigkeit (z. B. 2 bis 3 mm Hg/sec) ab. Das Auftreten und Verschwinden der K-Töne in diesem Intervall wird vom Zentralprozessor 6 auf eine Weise überwacht, die genauer ist, als dies vorstehend angegeben wurde. Tatsächlich wird ein echtes K-Tonsignal von dem künstlichen Rauschen dadurch abgetrennt bzw. isoliert, daß ein logisches Produkt berechnet wird, wobei das Signal m mit dem Puls des Patienten synchronisiert ist, d. h., daß aus den auftretenden K-Tönen und Impulsen , welche das Signal bilden, ein UND (logische Produktverarbeitung) gebildet wird; der Ilanschettendruck vor dem Zeitpunkt, an welchem das erste tatsächliche K-Tonsignal auftritt, wird als systolischer Blutdruck des Patienten behandelt. Es ist zu beachten, daß zum Verifizieren des Erreichens des tatsächlichen systolischen Blutdruckes die Anordnung so ausgebildet ist, daß der Zentralprozessor 6 das Erfassen der K-Töne für ein Minimum von wenigstens drei Herzschlägen durchführt, bevor der systollische Blutdruck ermittelt bzw. festgestellt wird.

Wenn der systolische Blutdruck ermittelt ist, wird das Ventil 13 geöffnet, um eine schnelle Druckfreigabe vom

Punkt c zum Punkt d (vorgegebener bzw. angenommener diastolischer Blutdruck PREDIA + ß)zu erhalten, der als Zielwert für eine Druckfreigabe mit hoher Geschwindigkeit dient. Die schnelle Druckreduzierung ist möglich, da die Erfassung der K-Töne im Intervall zwischen c und d für praktische Zwecke unnötig ist. An dem Zeitpunkt, an welchem der Manschettendruck mit dieser hohen Geschwindigkeit verringert wird, überwacht der Zentralprozessor das Signal p, das für den erfaßten Manschettendruck repräsentativ ist und schließt das Ventil 13, wenn der Manschettendruck den Punkt d erreicht.

Vom Punkt d steht der Manschettendruck wieder unter der Kontrolle des Ventils 12, so daß eine genaue K-Ton-Erfassung entsprechend der vorbeschriebenen Methode möglich ist. Wenn wenigstens ein K-Ton vom Wert d ausgehend erfaßt wird, bestätigt der Zentralprozessor 6, daß der Druck am Punkt d höher als der diastolische Blutdruck des Patienten ist. Wenn der Manschettendruck gegebenenfalls unter den diastolischen Blutdruck des Patienten abfällt, verschwinden die K-Töne. Um dies zu bestätigen, stellt der Zentralprozessor 6 fest, daß kein K-Ton über wenigstens zwei Herzschläge des Signals m vorliegt, das mit dem Puls des Patienten synchronisiert ist. Der Zentralprozessor 6 entscheidet, daß der Manschettendruck, der vor dem endgültigen Auftreten des K-Tons k vorliegt, der diastolische Blutdruck des Patienten ist, was in der Zeichnung mit DIA angegeben ist. Das Ventil 13 wird geöffnet, sobald der diastolische Blutdruck bestimmt ist, so daß der Manschettendruck schnell vom Punkt e auf den Punkt f abfällt, um einen Meßzyklus zu beenden.

Nachfolgend wird die vorbeschriebene Messung der beschriebenen Ausführungsform mit einem Verfahren bekannter Art verglichen, bei dem die überwachung kontinuierlich vom Auftreten und Verschwinden der K-Töne ausgeführt wird.

Das bekannte Verfahren ist durch eine Punkt-Strich-Kennlinie in Fig. 2 wiedergegeben. Bei diesem bekannten Verfahren wird im allgemeinen die Manschette bis zu einem Druckwert g aufgeblasen, der zwischen einem Wert von 150 bis 200 mm Hg liegen soll, wonach mit einer konstanten, geregelten Geschwindigkeit der Druck reduziert bzw. freigegeben wird. Im Gegensatz dazu wird erfindungsgemäß der Punkt b automatisch erfaßt, und zwar vor dem Auftreten des systolischen Blutdruckes SYS, wonach eine konstante Druckfreigabe bzw. Entlüftung der Manschette von einem Punkt b ausgehend folgt. Bei der dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird somit eine Methode angewandt, wodurch ein Abschaltpunkt für das Druckoptimum, nämlich der Punkt b, automatisch bestimmt wird. Dies hat den Vorteil der Beschleunigung der Messung des systolischen Blutdruckes. Bei dem bekannten Verfahren werden die K-Töne kontinuierlich während der geregelten Druckverringerung vom Punkt g gemessen, an welchem die Druckerhöhung endet, bis zu einem Punkt i. Andererseits wird bei der dargestellten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Manschettendruck bis zum Punkt d reduziert, sobald der Punkt c während der Druckverringerung mit konstanter Geschwindigkeit erreicht wird, wobei der Punkt c derjenige Punkt ist, an welchem bestätigt wird, daß der systolische

" Blutdruck erreicht wurde. Dies macht es möglich, einen langen Zeitraum der kontinuierlichen Messung zu überspringen. Wenn der diastolische Blutdruck während der Druckfreigabe mit konstanter Geschwindigkeit vom Punkt d zum Punkt e bestimmt ist, wird der Meßzyklus beendet.

Nachfolgend wird angenommen, daß der Punkt für das Druckoptimum der Punkt b sowohl für die bekannte Methode als auch für die erfindungsgemäße, vorstehend beschriebene Ausführungsform ist, so daß eine Zeitdifferenz At zwisehen einem Meßzyklus, der nach dem bekannten Verfahren erfolgt, und dem Meßzyklus gemäß der vorstehend beschie-

benen Ausführungsform der Erfindung untersucht werden kann. Der bekannte Meßzyklus ist in Fig. 2 durch eine Punkt-Punkt-Strich-Linie veranschaulicht. Es wird angenommen, daß die konstante Geschwindigkeit der Manschettendruckverrxngerung P mm Hg/sec in beiden Fällen sei. Da der systolische und diastolische Blutdruck des Patienten unabhängig von der Meßmethode ist, läßt sich die vorgenannte Zeitdifferenz At wie folgt ausdrücken:

At = (SYS - DIA)/P_ex - (Tk₂ + ß/P_ex)

Somit läßt sich eine Messung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wesentlich schneller gegenüber der bekannten Methode ausführen.

Fig. 3(a) und (b) sind Darstellungen zur detaillierten Veranschaulichung, wie der Punkt b für das Druckoptimum, d.h. den optimalen Druckwert bestimmt wird. In Fig. 3(a) wird der erste K-Ton Pk₁ erfaßt, wenn der Manschettendruck erhöht wird; der Mansehettendruck, der diesem Augenblick vorangeht, wird als der vorbestimmte bzw. empirische diastolische Blutdruck PREDIA behandelt, wie vorstehend erläutert ist. Wenn der zweite K-Ton Pk₂ erfaßt wird, ist es möglich, eine obere Grenze des Zeitabschnittes der K-Tonerzeugung von diesem Augenblick an vorauszusagen. Auf der Grundlage des Anfangszeitabschnittes t.. zwischen dem ersten und zweiten K-Ton Pk₁, Pk_ kann der Zentralprozessor 6 den nächsten K-Ton Pk., als spätestens innerhalb einer Zeitperiode t = (1 + y)t.. erzeugt voraussagen bzw. vorausbestimmen, wobei in dieser Gleichung γ der numerische Wert ist, der auf der Grundlage klinischer Erfahrung bestimmt wird, wobei eine Schwankung des Herzschlages berücksichtigt wird, die durch Abtasten und Vergleichen der Daten einer Zahl von Patienten bestimmt wird. Bei der dargestellten Ausführungsform wird γ im

-Äußere ich von 0,1 bis 0,5 gewählt. Es ist jedoch zulässig, Werte von γ zu wählen, die stufenförmig und in Abhängigkeit von der Unterteilung bis zu t variieren, wobei in diesem Fall eine Tabelle mit den Werten von +0,1 bis +0,5 als γ erstellt wird. Die Erfahrungen zeigen, daß auch bei einer starken Schwankung der Periode der K-Tonerzeugung innerhalb einer kurzen Zeit ein geeignet ausgewählter Wert γ einen ausreichenden Anwendungsbereich zuläßt. Wenn der K-Ton Pk₃ tatsächlich erzeugt wird, ist der Zentralprozessor 6 imstande, anzugeben, daß der nächste K-Ton Pk₄ innerhalb einer Zeitperiode von t = (1 + y)t₂ spätestens erzeugt wird, auf der Grundlage eines neuen Zeitintervalls t~ zwischen dem zweiten und dritten K-Ton Pk~, Pk-. Natürlich ist es möglich, den

-15 Mittelwert der Zeitperioden t.. , t„ zu nehmen und den Mittelwert zu benützen, um das Auftreten des K-Tones Pk. zu bestimmen. Wenn ein K-Ton innerhalb der nächsten Zeitperiode t = (1 + y)t« nicht auftritt, wird das \entil 11 sofort geschlossen und es wird davon ausgegangen, daß der Manschettendruck vorher den Punkt b für den optimalen Druck bzw. das Druckoptimum darstellt. Der Grund dafür besteht darin, daß der Manschettendruck PRESYS, welcher dem K-Ton Pk. entspricht, als systolischer Blutdruck des Patienten angenommen wird.

Fig. 3(b) erläutert die Erfassung nur eines K-Tones während des Aufblasens der Manschette. Hierbei wird der Manschettendruck, der vor dem Auftreten des ersten K-Tones erfaßt wird, nicht als angenommener diastolischer Blutdruck PREDIA gewertet. Der Grund ist darin zu sehen, daß angenommen wird, daß der K-Ton nicht erfaßt wurde wegen seiner relativen Schwäche in der Umgebung des diastolischen Blutdruckes. Da hier der Wert PREDIA nicht festge stellt wird, wird eine Druckdifferenz als vorbestimmter Wert (a.B. 40 mm Hg) angenommen, um einen Zielwert für eine Druckverminderung mit hoher Geschwindigkeit nach der

— γτ -

Bestimmung des systolischen Blutdruckes zu erhalten. Wie sich nämlich durch eine: langjährige klinische Erfahrung gezeigt hat, hat die Pulsdruckamplitude einen Durchschnittswert von 40 mm Hg. Da die genannte Zeitperiode t in diesem Fall nicht erhalten wird, wird der Punkt b für das Druckoptimum durch Verwendung eines vorbestimmten Wertes (z. B. 1,6 see) anstelle der tatsächlichen Periode t. eingestellt. Es wird angenommen, daß der vorbestimmte Wert von 1,6 see die maximale Periode für eine Pulsfrequenz von 38 Schlägen je Minute darstellt.

Als Sicherheitsmaßnahme für den Fall, in welchem sogar ein einziger K-Ton unentdeckt bleibt, wird ein vor bestimmter Manschettendruckwert P (z. B. 150 bis 200 mm Hg) zu einem Punkt b¹ als oberer Grenzwert angesehen, wie in Fig. 3(a) und (b) gezeigt ist. Der Zentralprozessor 6 ist imstande, eine derartige Kontrolle schnell dadurch auszuführen, daß das Manschettendruckerfassungssignal ρ zu einem angemessenen Zeitpunkt gelesen wird.

Fig. 4 ist ein Diagramm zur Verdeutlichung eines Zeitaugenblickes, in welchem die Messung des Blutdruckes des Patienten auf normale Weise mit einem einzigen Versuch durchgeführt wird. Der Hauptteil dessen, was Fig. 4 zeigt, ist bereits in Verbindung mit Fig. 2 erläutert worden.

Fig. 4 zeigt zusätzlich dazu das Verhältnis zwischen den K-Tonsignal k und dem Signal m, das zum Herzschlag des Patienten synchronisiert ist. Wie vorstehend erwähnt ist, zeigt das Signal m die Schlagbewegung bzw. den PuIs-

3Q schlag des Blutkörpers an, der von der Manschette umgeben ist und im allgemeinen eher als die K-Töne auftritt und später als die K-Töne wieder verschwindet. Bei der dargestellten Ausführungsform wird diese Tatsache zum Zwecke der Beseitigung des künstlichen Rauschens von den K-Tönen durch Erfassung nur eines K-Tones als echtes K-Tonsignal erkannt, welcher zum Puls in dem Signal m während der ge-

regelten Belüftung bzw. Druckreduzierung aus der Manschette mit dem Puls im Signal m in Korrelation steht. Diese
Methode kann auch dazu verwendet werden, den K-Ton beim
Aufblasen bzw. während der Druckerzeugung des bzw. in der Manschette zu erfassen, obgleich diese Näherung bei der
dargestellten Ausführungsform nicht gemacht wird.

Fig. 5 ist ein Zeitdiagramm zur Darstellung eines Beispieles, bei dem die Messung des Blutdruckes eines Patienten durch eine einzige automatische Wiederholung vorgenommen wird. Die Messung von der Manschettenunterdrucksetzung bis zum Erreichen des Punktes c, an welchem der systolische Blutdruck SYS während der regulierten Druckfreigabe
vom Punkt b bestimmt wird, ist die gleiche wie in Verbindung mit Fig. 2 beschrieben ist. Fig. 5 zeigt einen Fall, in welchem der angenommene diastolische Blutdruck PREDIA
um so viel niedriger ist als der tatsächliche diastolische Blutdruck DIA, daß der Manschettendruck bereits unter den diastolischen Blutdruckwert DIA bei Erreichen eines Zielwertes d¹ für eine Druckminderung mit hoher Geschwindigkeit (z. B. einen PREDIA-Wert + 10 mm Hg) auf Grund einer schnellen Druckverminderung vom Punkt c aus gefallen ist. Wenn der Betrag der Blutdruckfluktuation (Standardabweichung SD des Wertes DIA) innerhalb des Meßintervalles

von PREDIA auf DIA als Bezugswert genommen wird, wird die Konstante ß (bei der dargestellten Ausführungsform auf
10 mm Hg gewählt), die bei der Einstellung des Zielwertes für eine hohe Druckreduzierung benützt wird, auf 6 mm Hg
bestimmt, um zum Beispiel die Werte 2SD abzudecken bzw.

10 mm Hg zur Abdeckung von 3SD. Bei der Darstellung nach
Fig. 5 zählt der Zentralprozessor 6 zwei Schläge (impulsartige Signale) des Signales m innerhalb des Intervalls
mit einer konstanten Druckfreigabe vom Punkt d¹ bis zum
Punkt e¹, jedoch erfaßt er in diesem Intervall keinen

K-Ton. Demzufolge wird ein Druck von etwa 20 mm Hg an die Manschette zur Zeit vor dem Punkt e¹ angelegt, um den

Manschettendruck auf den Punkt d" zu erhöhen. Fig. 5 zeigt/ daß der Manschettendruck zu diesem Zeitpunkt einen Wert erreicht, der etwa dem Wert PREDIA + 20 mm Hg entspricht, wie dies durch die Erfahrung belegt ist. Wenn daher eine wiederholte Messung dieser Art dreimal ausgeführt wird, steigt der Manschettendruck auf einen Wert PREDIA + 40 mm Hg an, wodurch erreicht wird, daß der diastolische Blutdruck DIA vollständig abgedeckt wird. Aus vorstehender Erläuterung geht hervor, daß die Pulsdruckamplitude einen Durchschnittswert von etwa 40 mm Hg hat. Wenn der Manschettendruck auf den Punkt d" ansteigt, ergibt sich wieder ein übergang zu einer Druckverminderung bezüglich der Manschette mit konstanter Geschwindigkeit. Gemäß Fig. 5 deckt der Manschettendruck nun den diastolisehen Blutdruck DIA ab, so daß mehrere K-Töne während der Impulse erfaßt werden, die das Signal m ergeben, das mit dem Puls des Patienten synchronisiert ist. Wenn der Manschettendruck möglicherweise unter den diastolischen Blutdruck DIA des Patienten abfällt, verschwinden die K-Töne.

Um dies zu bestätigen, führt der Zentralprozessor 6 eine Überprüfung dahingehend durch, daß kein K-Ton über wenigstens zwei Schwingungen bzw. impulsartige Signale des Signals m voxliegt. Der Zentralprozessor 6 stellt dann fest, daß der Manschettendruck vor dem letzten Auftreten des K-Tones k den diastolischen Blutdruck DIA des Patienten m

darstellt. Das Ventil 13 wird geöffnet, sobald der diastolische Blutdruck bestimmt ist, so daß der Manschettendruck schnell vom Punkt e zum Punkt f bis zum Ende des Meßverfahrens abfällt.
30

Die Fig. 6 bis 9 zeigen die Programmsteuerfolgen, die der dargestellten Ausführungsform zugeordnet sind, zur Ausführung der Steuerung gemäß dem vorstehend beschriebenen Arbeitsprinzip. Fig. 6 ist ein Flußdiagramm, das die Steuerfolge während des Blutdruckmessens für die Steuervorrichtung 19 in Fig. 1 wiedergibt. Der Steuerschritt S1 im Fluß-

* 3527779

-2Q-

.diagramm entspricht dem öffnen des Ventils 11, so daß mit dem Schritt S100 eine Steuerung im Hinblick auf den optimalen Druck ausgeführt wird. Obgleich die optimale Drucksteuerung nachfolgend einzeln beschrieben wird, sei erwähnt, daß dieser Verfahrensschritt dazu dient, den Abschaltpunkt b für den optimalen Druck der Manschette zu bestimmen. Nach dem Schritt SIOO wird das Ventil 11 während des Verfahrensschrittes S2 geschlossen und mit dem folgenden Schritt S3 wird das Ventil 12 geöffnet.

Während der Druckabsenkung nach der Druckerzeugung wird mit dem Schritt S200 der systolische Blutdruck bestimmt, wonach mit dem Schritt S4 der systolische Blutdruck angezeigt wird. Sobald der systolische Blutdruck bestimmt ist, wird das Ventil 13 geöffnet, um den Manschettendruck mit hoher Geschwindigkeit aufzuheben. Beim Schritt S6 wird festgelegt, ob der angenommene bzw. vorgegebene diastolische Blutdruck PREDIA während des Prozesses der Steuerung des optimalen Druckes bestimmt worden ist. Wenn die Entscheidung zum Schritt S6 positiv (ja) ist, wartet der Zentralprozessor 6 auf den Druckabfall des Manschettendruckes mit hoher Geschwindigkeit auf den zu erzielenden Wert (PREDIA + 10 mm Hg) während des Schrittes S7. Wenn die Entscheidung zum Schritt S6 negativ (nein) ist, schaltet das Programm zum Schritt S8 und der Zentralprozessor 6 wartet die Druckreduzierung auf einen alternativen Zielwert ab (Anfangsdruck bei der schnellen Druckreduzierung -40 mm Hg) während der Druckreduzierung mit hoher Geschwindigkeit. Wenn der Zielwert erreicht ist, wird das Ventil 13 zum Schritt S9 geschlossen, so daß ein übergang zu einer kontrollierten Druckfreigabe mit geschlossenem Ventil 13 erfolgen kann. Natürlich ist es möglich, die Kontrolle auf solche Weise auszuführen, daß das Ventil 12 vor der vorherbeschriebenen Druckverringerung bzw. Druckaufhebung mit hoher Geschwindigkeit geschlossen ist. Ein Wiederholungszähler RC wird beim Schritt S10 auf einen Wert Null gestellt. Der Zähler RC kann die Zahl der Wieder-

-fr*

holungsmeßzyklen in dem Fall zählen, in welchem der diastolische Blutdruck durch einen einzigen Versuch nicht erfolgreich gemessen wird. Beim Schritt S300 während der Druckfreigabe bzw. Druckreduzierung mit konstanter Geschwindigkeit wird ein Prozeß zur Festlegung des diastolischen Blutdruckes ausgeführt, der nach der Druckfreigabe mit hoher Geschwindigkeit stattfindet. Die Bedingung zur Rückkehr vom Schritt S300 ist die Nicht-Erfassung eines K-Tones für zwei Ausschläge bzw. Schwingungen des mit dem Puls des Patienten synchronisierten Signals m. Der Wert der Zählung, der durch einen K-Ton-Zähler KC gespeichert wird, wird beim Schritt S11 überprüft. Wenn der Wert nicht Null ist, zeigt dies an, daß ein oder mehrere K-Töne erfaßt worden sind und das Programm wird zum Schritt S12 weitergeführt, um den diastolischen Blutdruck anzuzeigen. Dies beendet den Meßvorgang.

Wenn die Entscheidung beim Schritt S11 derart ist, daß der Wert des Zählers KC Null ist, wird hierdurch angezeigt, daß eine Wiederholung notwendig ist und das Programm bewegt sich zum Schritt S13, um zu überprüfen, ob eine Wiederholungsmessung dreimal durchgeführt worden ist. Wenn dies der Fall ist, bewegt sich das Programm zum Schritt S20, wobei dann ein Fehlerverfahren ausgeführt wird. Wenn sich beim Verfahrensschritt S13 herausstellt, daß keine dreimalige Wiederholung ausgeführt wurde, geht das Programm zum Schritt S14 über, um den Zustand des Wiederholungszählers RC um +1 zu erhöhen. Das Ventil 12 wird dann beim Schritt S15 geschlossen und das Ventil 11 wird.beim Schritt S16 geöffnet. Dann folgt der Schritt S17, bei welchem der Zentralprozessor 6 darauf wartet, daß der Manschettendruck einen Wert erreicht, der dem Anfangsdruck beim Aufblasen der Manschette plus 20 mm Hg entspricht. Während des Schrittes S18 wird das Ventil 11 geschlossen und während des Schrittes S19 wird das Ventil 12 geöffnet, wonach der Programmverlauf zum Schritt S300 übergeht, um den diasto-

lischen Blutdruck zu bestimmen.

Fig. 7 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung der Steuerung des optimalen (Manschetten) Druckes. Eine Serie von einleitenden Schritten wird während der Stufe S101 ausgeführt. Insbesondere wird der K-Ton-Zähler KC auf Null gestellt, ein Druckregister PR wird auf den oberen Grenzwert Pa des Manschettendruckes gestellt, ein Zeitgeberregister TR wird auf den konstanten Wert 1,6 see eingestellt und eine K-Ton-Anzeige KF auf den logischen Wert ¹¹O". Die K-Ton-Anzeige KF wird auf den logischen Wert "1" abhängig von der vorderen Flanke eines K-Ton-Signals k gestellt. Nach Feststellung dieses logischen Wertes "1", stellt der Zentralprozessor 6 die Anzeige KF zurück. Als nächstes wird während des Schrittes S102 festgestellt, ob das dem Manschettendruck erfassende Signal ρ die Druckgrenze PR erreicht hat (im vorliegenden Fall den oberen Grenzwert Pa). Wenn dieser Wert nicht erreicht wurde, wird während des Schrittes S103 entschieden, ob die im Zeitgeber TR eingestellte Zeit t abgelaufen ist. Der Zeitgeber ist vorgesehen, um festzustellen, ob ein vorangehender K-Ton durch einen weiteren K-Ton innerhalb einer vorbestimmten Zeitperiode gefolgt wird; dieser Zeitgeber TR befindet sich anfangs nicht im Betriebszustand. Da demzufolge die Entscheidung zum Schritt S103 "nein" sein wird, geht das Programm zum Schritt S104 über, wobei dann der Zustand des K-Ton-Zählers KC ermittelt wird. Der Zustand des Zählers KC ist Null bis zur Feststellung des ersten K-Tones Pk₁. Daher erfolgt bezüglich des Programms ein Sprung zum Schritt S107, um den Zustand der Anzeige KF zu erfassen. Wenn die Anzeige KF nicht den Wert "1" enthält, kehrt das Programm zum Schritt S102 zurück. Diese Schleife wird wiederholt, bis der erste K-Ton auftritt. Wenn die Entscheidung zum Schritt 107 diejenige ist, daß ein K-Ton erfaßt wurde, wird der Schritt S108 ausgeführt, wobei dann der Wert des vorangehenden, den Manschettendruck erfassen-

BrO —

-η-

den Signales ρ in einem vorbestimmten Speicher für einen vorgegebenen Blutdruck (PRE-Speicher) gespeichert wird, so daß dieser Wert später als der vorgegebene bzw. angenommene diastolische Blutdruck PREDIA verwendet werden kann. Zum Schritt S109 wird der Zähler KC um +1 erhöht, wonach zum Schritt S110 entschieden wird, ob der Zähler KC 2 oder mehr als Inhalt hat. Wenn der Inhalt des Zählers KC niedriger als 2 ist, wird die obere Grenze t des Zeitabschnittes, an welchem der nächste K-Ton erzeugt wird, nicht berechnet. Das Programm geht dann zum Schritt S112 über, um den Zeitgeber TR in Betrieb zu setzen.

Daraufhin wird nochmals zum Schritt S102 entschieden, ob die Druckgrenze erreicht wurde. Wenn sie nicht erreicht worden ist, wird mit dem Schritt S103 eine Entscheidung getroffen, ob die im Zeitgeber TR eingestellte Zeit abgelaufen ist. Während dieses Augenblicks ist der Zustand des Registers TR konstant 1,6 see und die Entscheidung zum Schritt S103 ist "Yes", wenn der nächste K-Ton nicht innerhalb von 1,6 see auftritt. Das Programm kehrt dann zum Schritt S2 nach Fig. 6 zurück und es wird der Punkt b für den optimalen Druck für den Fall bestimmt, in welchem nur ein K-Ton während der Dauer der Manschettendruckerzeugung erfaßt wird. Wenn die Entscheidung zum Schritt S103 die ist, daß die Zeit noch nicht abgelaufen ist, wird der Schritt S104 ausgeführt, um den Inhalt des Zählers KC zu erfassen. Wenn wenigstens ein K-Ton aufgetreten ist, wird der Schritt S105 ausgeführt, um den K-Ton vom künstlichen Rauschen abzutrennen. Im einzelnen wird dann zum Schritt S105 festgelegt, ob der Zustand des Zeitgebers TR 300 mS beträgt oder mehr. Unter Berücksichtigung des Erfahrungswertes, daß ein K-Ton nicht innerhalb von 300 mS von einem weiteren K-Ton gefolgt wird (dies würde äquivalent zu einer Herzschlagfrequenz von mehr als 200 Schlägen pro Minute sein), wird das frühe K-Ton-Signal ignoriert. Dann wird zum Schritt S106 festgestellt,

ob der Wert des Zeitgebers TR größer ist als 1,6 see. Unter Berücksichtigung des Erfahreungswertes, daß einem K-Ton kein weiterer K-Ton nach mehr als 1,6 see folgt, das einer Herzschlagfrequenz von weniger als 38 Schlagen je Minute entspräche, wird das letzter K-Ton-Signal vernachlässigt. Daher werden nur K-Töne innerhalb der Grenzen ermittelt, welche beide Schritte S-105, S106 zufriedenstellen. Wenn ein K-Ton zum Schritt S107 erfaßt wird, wird der diesem Zeitpunkt vorangehende Manschettendruck ρ im Speicher während des Schritttes S108 gespeichert, der Inhalt des Zählers KC wird beim Schritt S109 um +1 erhöht und der Inhalt des Zählers KC beim Schritt S110 überprüft. Wenn der Inhalt von KC gleich oder größer als 2 ist, wird die obere Grenze des Zeitabschnittes, an welchem ein K-Ton erzeugt werden sollte, berechnet. Das Programm geht dann zum Schritt Si 11 über, wobei dann der Zeitgeber TR auf (1 +γ) gesetzt wird. Obgleich der Zustand des Registers TR bis jetzt der Konstante 1,6 see entsprach, wird ab diesem Zeitaugenblick der Wert benützt, der durch Multiplizieren der unmittelbar vorangehenden Zeitperiode t mit (1 +γ) erhalten wird. Dies ermöglicht die Durchführung einer Steuerung des optimalen Druckwertes für eine schnellere und genaue Messung in Abstimmung auf den Zustand des Patienten.

Der Zeitgeber wird beim Schritt S112 neu gestartet, wonach auf den Schritt S102 zurückgegangen wird. Sollten die K-Töne verschwinden, wird der Zeitablauf zum Schritt S103 erfaßt und der Prozeß damit beendet, den optimalen Druckpunkt b für den Fall festzulegen, an welchem zwei oder mehr K-Töne während des Aufblasens der Manschette erfaßt worden sind.

Fig. 8 zeigt ein Flußdiagramm zur Darstellung des Verfahrens zur Bestimmung des systolischen Blutdruckes. Eine Serie von Anfangsschritten wird beim Schritt S201 ausgeführt. Insbesondere wird, wie aus Fig. 8 hervorgeht,

-ZS-

ein Zähler MC für den Puls des Patienten auf Null gestellt, der K-Ton-Zähler KC wird auf Null gestellt, das Druckregister PR wird auf einen unteren Grenzwert Pb bezüglich des Druckwertes gesetzt, die Anzeige MF zur Anzeige des Pulses des Patienten auf den logischen Wert "0" gesetzt und die Anzeige KF für die K-Ton-Erfassung wird ebenfalls auf den logischen Wert "0" gesetzt. Der untere Grenzwert Pb kann ein Wert sein, unter welchem ein systolischer Blutdruck nicht existieren kann. Die Anzeige MF liefert den logischen Wert "1", wenn die Vorderflanke eines Signals m erfaßt wird. Wenn vom Zentralprozessor 6 diese logische "1" erfaßt wird, wird die Anzeige MF zurückgestellt. Wenn zum Schritt S202 eine Druckgrenze überschritten wird, geht das Programm zum Schritt S214 über, um ein Fehlerprogramm (Fehlerprozedur) auszuführen. In der Praxis tritt dieser Zustand jedoch nahezu nicht auf. Beim Schritt S203 wird der Inhalt des Zählers MC überprüft. Mit der Ausnahme, daß die Schritte S204, S205, S206 sich mit dem Signal m beschäftigen, das- auf den Puls des Patienten synchronisiert ist, sind diese Schritte ähnlich den vorgenannten Schritten S104, S105, S106 in Fig. 7. Der Zustand der Anzeige MF wird während des Schrittes S206 überprüft. Die vorerwähnte Schleife wird wiederholt, bis die erste logische "1" in der Anzeige MF festgestellt wird. Wenn dies der Fall ist, d.h. wenn MF = logische "1", wird der Zustand der Anzeige KF beim Schritt S207 überprüft. Wenn KF erfaßt wird, d.h. wenn KF = logische "1", wird der vorangehende Manschettendruck ρ beim Schritt S208 im Speicher gespeichert und KC wird um +1 während des Schrittes S209 erhöht. Wenn kein K-Ton erfaßt wird, d. h. wenn die Antwort beim Schritt S207 (Fig. 8c) "Nein" ist, geht das Programm zum Schritt S210 über, wobei dann der Wert des Signales m erfaßt bzw. überprüft wird. Die K-Ton-Erfassung wird wiederholt, wenn der Signalwert auf dem logischen Wert "1" ist. Dies dient dazu, künstliches Rauschen

dadurch zu beseitigen, daß nur die K-Töne erfaßt werden, die während dieser Impulse mit hohem logischen Wert des Signals m auftreten. Wenn der Wert des Signals m auf den logischen Wert "0" umschaltet, geht die Verarbeitung zum Schritt S211 über, um den Inhalt des Zählers MC um +1

zu erhöhen. Beim Schritt S212 wird der Zähler KC überprüft und, wenn K = 3 wird der systolische Blutdruck SYS bestimmt und das Programm kehrt zum Schritt S4 in Fig. 6
zurück. Wenn der Inhalt des Zählers kleiner als 3 beim

Schritt S212 ist, wird der Zeitgeber TR zum Schritt S213 aktiviert und das Programm wird zum Schritt S202 zurückgeführt. Daraufhin erfolgt ein Programm bzw. eine Verarbeitung ähnlich demjenigen, das in Verbindung mit Fig. 7 bereits erläutert wurde.

Fig. 9 ist ein Flußdiagramm zur Darstellung der Erfassung bzw. Bestimmung des diastolischen Blutdruckes. Eine Reihe von Anfangsprozessen wird während des Schrittes S301 ausgebühr; einer dieser Einzelschritte besteht darin, das

Druckregister PR auf einen noch niedrigeren unteren Grenzwert Pc des Druckwertes im Vergleich mit der unteren Grenze Pb nach Fig. 8 zu setzen. Der Schritt S301 ist identisch mit dem Schritt S2Ö1 in Fig. 8, was die anderen Einzelschritte anbelangt. Die Schritte S302 bis S307 sind ähnlieh den Schritten S202 bis S 207 nach Fig. 8 und bedürfen daher keiner nochmaligen Erläuterung.

Wenn die K-Ton-Anzeige KF, nämlich "1", beim Schritt S307 erfaßt wird, wird der diesen Zeitaugenblick vorangehende Manschettendruck im Speicher während des Schrittes S308

gespeichert, der Zähler KC wird um +1 während des Schrittes D309 erhöht und der Zähler MC wird während des Schrittes S310 zurückgestellt. Der diastolische Blutdruck wird bei der Erfassung des Wertes MF für nur zwei aufeinanderfolgende Herzschläge nach der Erfassung wenigstens eines Wertes "1" im Zähler KF festgelegt. Der Zähler MC wird aus

diesem Grund nach der Erfassung der Anzeige KF zurückgestellt. Wird beim Schritt S311 festgestellt, daß der Wert des Signales m "O" ist, wird der Zähler MC beim Schritt S312 unabhängig Λοη der Tatsache erhöht, daß ein K-Ton während des Schrittes S307 nicht erfaßt wurde.

Nach Ablauf dieses Programmweges bedeutet dies, daß kein K-Ton während des hohen logischen Wertes des Signales m aufgetreten ist. Beim Schritt S313 wird überprüft, ob MC den Inhalt 2 hat. Wenn dies der Fall ist, kehrt das Programm zum Schritt S11 in Fig. 6 zurück. Wenn der Inhalt von MC kleiner als 2 ist, wird der Zeitgeber beim Schritt S314 aktiviert und das Programm kehrt zum Schritt S302 zurück. Die darauffolgenden Programmschritte sind ähnlich denjenigen, wie sie in Verbindung mit Fig.

oder 8 bereits erläutert sind.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat kleine Größe und geringes Gewicht; ein Flüssiggasbehälter kann darüber hinaus ohne weiteres in der Kleidung eines Patienten getragen werden. Somit ist die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur in Verbindung mit Patienten verwendbar, die an das Bett gefesselt sind, vielmehr kann die gesamte Vorrichtung von einem Patienten mitgeführt werden, ohne dessen Bewegungsfreiheit etc. einzuengen. Dies ermöglicht es hinsichtlich des Patienten, Daten jeweils alle beispielsweise 30 Minuten über den gesamten Tagesablauf abzurufen bzw. aufzuzeichnen, ohne an einen speziellen Platz oder Ort gebunden zu sein. In einem solchen Fall ist der Zeitgeber im Inneren des Zentralprozessors und andere Einheiten so ausgelegt, den Beginn der Messung periodisch an vorbestimmten Zeiten einzuleiten. Dies bedeutet, daß bei einer ersten Messung zu einem Zeitpunkt, die nicht einer halben oder einer ganzen Stunde entspricht, d.h. beispielsweise zur ührzeit 9.15, die nächste und die darauffolgenden Messungen zur Datenerfassung und Datensammlung jede Stunde oder jede halbe Stunde durchgeführt

werden, was hinsichtlich der Statistik für eine solche Datenansammlung sehr günstig ist. Auf diese Weise ist die Vorrichtung bzw. Anordnung insoweit verbessert, daß sie bereit ist, Messungen bezüglich des Patienten durch-5' zuführen und das Studium von Schwankungen erleichtert sowie der Reproduzierbarkeit, indem ein Vergleich mit Daten von einer Vielzahl von Patienten möglich wird, die jeweils entlang einer identischen Zeitachse genommen worden sind.

Claims

REINHARD SKUHRA · WEISE*"

PATENTANWÄLTE · EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Reinhard · Skuhra · Wfeise ■ LeopoldstraBe 51 ■ D-βΟΟΟ München

Copal Takeda Medical Laboratory Incorporated 2-16-20, Shimura, Itabashi-ku, Tokyo / Japan

DR. ERNST STURM <1951-19M» DR. HORST REINHARD DIPU-ING. UDO SKUHRA DIPL-ING. REINHARD WEISE

LEOPOLDSTRASSE 51 D-8000 MÜNCHEN 40

TELEFON : 089/334078 TELEX : 5212 839isard

TELEFAX: 089/34014 79 (Il + III) TELEGRAMM: ISARPATENT

Ihr Zeichen/your ref.

Unser Zelchen/our ref.

P2199-S/Ne

Datum/date

30. Juli 1985

Verfahren zur automatischen Messung des Blutdrucks sowie
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

P atentan sprüche

10

15

Vorrichtung zur automatischen Messung des Blutdrucks, gekennzeichnet durch folgende Schritte: Überwachung eines K-Ton-Signals während der
Druckerzeugung bzw. des Aufblasens einer Manschette, die an einem Körperglied eines Patienten
befestigt ist, und Einstellung des Abschaltpunktes bei der Druckfreigabe bzw. Druckentlastung mit
hoher Geschwindigkeit,

Bestimmung des systolischen Blutdruckes auf der
Grundlage des K-Ton-Signales, welches während
der Druckfreigabe der Manschette mit konstanter
Geschwindigkeit nach der Beendigung des Aufblasens

der Manschette erfaßt wird, und

schnelle Druckfreigabe der Manschette bis zum Abschaltpunkt der Druckfreigabe mit hoher Geschwindigkeit nach der Bestimmung des systolischen Blutdrucks.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der diastolische Blutdruck auf der Grundlage des während der Druckfreigabe der Manschette mit hoher Geschwindigkeit erfaßten K-Ton-Signales nach Beendigung der Druckfreigabe mit hoher Geschwindigkeit bestimmt wird, daß eine nochmalige Bestimmung des diastolischen Blutdruckes durch Erhöhung des Manschettendruckes um einen vorbestimmten Betrag durchgeführt wird, nachdem ein K-Ton-Signal innerhalb eines vorbestimmten Zeitintervalles während der Druckfreigabe der Manschette nach der Beendigung der Druckfreigabe mit hoher Geschwindigkeit nicht festgestellt wurde 'Ϊ und daß der diastolische Blutdruck auf der Grundlage

eines K-Ton-Signales festgelegt wird, das während der Druckfreigabe der Manschette mit hoher Geschwindigkeit nach Beendigung der Druckerhöhung erfaßt wurde.

25

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1, 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß eine Einrichtung zur Erzeugung und Erhöhung des Druckes der Manschette (1) vorgesehen ist,

daß eine Einrichtung (5) zur Erfassung von K-Tönen des Patienten und zur Lieferung eines für die K-Töne repräsentativen K-Ton-Signales vorgesehen ist, daß eine Einheit (6) zur Überwachung des K-Ton-Signales nach Betätigung der druckerzeugenden Einrichtung und zur Einstellung eines Druckabschaltpunktes angeordnet ist, und daß eine Steuereinrichtung (4)

vorgesehen ist zur Deaktivierung der druckerzeugenden Einrichtung, wobei die Steuereinrichtung die druckerzeugende Einrichtung deaktiviert, wenn kein K-Ton-Signal in dem Zeitraum erfaßt wird, in welchem der Druckabschaltpunkt erreicht wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung (6) zur Überwachung der K-Ton-Signale eine Einheit enthält, die ein K-Ton-Signalerzeugungsintervall auf der Basis einer Vielzahl von vorangehenden K-Tönen und entsprechend dieser Periode einen Zeitablauf von dem unmittelbar vorangehenden K-Ton liefert, wobei der Augenblick des Zeitäblaufes als Abschaltpunkt für die Druckerzeugung bzw. das Aufblasen der Manschette herangezogen wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung (6) einen vorbestimmten Zeitablauf A von dem Punkt, an welchem das K-Ton-Signal erfaßt wird, "* erhält, wenn nur ein K-Ton-Signal während der Druckerzeugung bzw. des Aufblasens der Manschette erfaßt wird und daß der Augenblick des Zeitablaufes als Abschaltpunkt für die Druckerzeugung herangezogen wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet,

daß die druckerzeugende Einrichtung einen Flüssiggas-"behälter als Druckquelle aufweist.

7t Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 und 2, insbesondere zur Blutdruckmessung, . gekennzeichnet

durch eine Einrichtung zur Druckerzeugung bzw. Druckerhöhung an der um ein Körpergüod des Menschen gelegte „/**

Manschette,

durch eine erste druckfreigebende Einrichtung (12) zur Verringerung des Manschettendruckes mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit,

durch eine zweite druckfreigebende bzw. druckentlastende Einrichtung (13) zur Verringerung des Manschettendruckes mit einer gegenüber der vor bestimmten Geschwindigkeit höheren Geschwindigkeit, durch eine Einrichtung (14) zur Erfassung des Manschettendruckes,

durch einen Sensor (17) zur Feststellung der K-Töne eines Patienten und zur Lieferung eines K-Ton-Signals, das für die K-Töne repräsentativ ist, durch eine Einrichtung (6) zur Überwachung des K-Ton-Signales während des Betriebs der druckerzeugenden Einrichtung und zur Einstellung eines Abschaltpunktes für die Druckfreigabe mit hoher Geschwindigkeit,
durch eine Einrichtung (21) zur Bestimmung des systolischen Blutdruckes auf der Grundlage des erfaßten K-Ton-Signales, das nach der Beendigung der Druckerzeugung während des Betriebs der ersten druckfreigebenden Vorrichtung (12) erfaßt wird, und durch eine Steuerung (20) zum Aktivieren der zweiten druckfreigebenden Einrichtung (13) abhängig von der Bestimmung des systolischen Blutdruckes, wodurch der Manschettendruck bis zu einem Abschaltpunkt mit hoher Geschwindigkeit verringert wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7 ,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung (6) eine Einheit zum Addieren eines ersten vorbestimmten Druckwertes zum diastolischen Blutdruck enthält, wenn der -diastolische Blutdruck auf der Grundlage des K-Ton-Signales festgestellt bzw. vorausgesagt werden kann, wobei der re-

sultierende diastolische Blutdruckwert als Abschaltpunkt für die Druckfreigabe mit hoher Geschwindigkeit verwendet wird.

59. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Einrichtung (6) eine Subtraktionseinheit enthält, die einen zweiten vorbestimmten Druckwert von dem Manschettendruck abzieht, der vor der Bestimmung des systolischen Blutdruckes vorliegt, wenn der diastolische Blutdruck durch überwachung des K-Ton-Signales nicht vorbestimmt werden kann, wobei der resultierende Druckwert als Abschaltpunkt für die Druckfreigabe mit hoher Geschwindigkeit dient.

10. Vorrichtung nach einem der .Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Einrichtung zur Bestimmung des diastolischen Blutdruckes auf der Grundlage eines K-Ton-Signales, welches während des Betriebs der ersten druckfreigebenden Einrichtung (12) nach Beendigung der Druckerzeugung bzw. des Aufblasens der Manschette erfaßt wird, vorgesehen ist,
daß eine Einrichtung zur Erhöhung des Manschettendruckes um einen vorbestimmten Betrag nach der Feststellung, daß in einem vorbestimmten Zeitintervall während des Betriebs der ersten druckfreigebenden Einrichtung nach Beendigung der Druckanlegung an die Manschette kein K-Ton-Signal erfaßt wird, und zur . Bestimmung des diastolischen Blutdruckes auf der Grundlage eines K-Ton-Signales, welches während des Betriebs der ersten druckfreigebenden Vorrichtung nach Beendigung der Druckerhöhung vorgesehen ist.