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    Offenbart wird ein Verfahren und System zum Durchführen von Pulsfrequenz- und Blutdruckmessungen. Das Verfahren und System umfassen die Schritte: Sammeln von oszillometrischen Blutdruckdaten anhand von Pulsen (102), Ermitteln von Einzelqualitätswerten für Merkmalmesswerte der Pulse (106), basierend auf den Einzelqualitätswerten, Gewinnen einer Bewertung der Gesamtqualität (108), Wiederholen des Schritts des Sammelns, bis ein Gesamtqualitätsniveau erfüllt ist (110), und Ermitteln des Blutdrucks und der Pulsfrequenz mittels der Einzelqualitätswerte (112).
    公开号:DE102004011779A1
    申请号:DE102004011779
    申请日:2004-03-09
    公开日:2004-09-23
    发明作者:Bruce A. Tampa Friedman；Lawrence T. Tampa Hersh；Sai Tampa Kolluri；Richard Tampa Medero
    申请人:GE Medical Systems Information Technologies Inc；
    IPC主号:A61B5-02
    专利说明:
    [0001] Die Erfindung betrifft medizinische Überwachungssysteme.Insbesondere betrifft die Erfindung ein Blutdrucküberwachungsverfahrenund System, um die Pulsfrequenz und den Blutdruck eines Patientenzu ermitteln.
    [0002] Die Herzmuskeln von Menschen ziehensich periodisch zusammen, um Blut durch die Arterien zu pumpen.Aufgrund dieses Pumpvorgangs entstehen Druckpulse in diesen Arterienund bewirken, dass diese ihr Volumen zyklisch ändern. Der Grundliniendruckfür diesePulse ist bekanntlich der diastolische Druck und der Spitzendruckfür diesePulse wird als systolischer Druck bezeichnet. Ein weiterer, als "mittlere arteriellerBlutdruck" (MAP)bezeichneter Druckwert repräsentierteinen zeitlichen Mittelwert des Blutdrucks. Die Werte von Systole,MAP und Diastole eines Patienten sind nützlich bei der Überwachung deskardiovaskulärenZustands des Patienten, der Diagnostizierung vielfältiger pathologischeBedingungen und der Behandlung von Erkrankungen. Folglich ist esein großerVorteil füreinen klinischen Arzt, wenn dieser über eine automatische Vorrichtungverfügt,die in der Lage ist, diese Blutdruckwerte genau, rasch und nichtinvasiv zu ermitteln.
    [0003] Es existieren unterschiedliche Techniken undVorrichtungen zum Erfassen eines oder mehrerer dieser Blutdruckwerte.Ein Verfahren beinhaltet insbesondere ein Anlegen einer aufblasbarenDruckmanschette um den Oberarm eines Menschen und ein Aufblasender Druckmanschette überden systolischen Druck hinaus, so dass der Blutstrom in der Oberarmarterieunterbunden wird. Der Druck wird anschließend allmählich verringert, während andem körperfernenAbschnitt der Arterie ein Stethoskop dazu dient, die als Korotkow-Töne bekanntenpulsierende Töneabzuhören,die mit dem in der Arterie sich wieder aufbauenden Blutstrom einhergehen. Während derDruck in der Manschette weiter reduziert wird, verändern sichdie Korotkow-Töne und verschwindenschließlich.Der Manschettendruck, bei dem die Korotkow-Töne während des Druckablassens derManschette das erste Mal auftauchen, ist ein indirektes Maß für den systolischenDruck und der Druck, bei dem diese akustischen Signale verschwinden,stellt ein indirektes Maß für den diastolischenDruck dar. Diese Methode der Blutdruckmessung ist allgemein alsAuskultationsverfahren bekannt.
    [0004] Ein weiteres Verfahren zum Messendes Blutdrucks wird als oszillometrisches Verfahren bezeichnet.Dieses Verfahren zum Blutdruckmessen beinhaltet ein Anlegen eineraufblasbaren Manschette um eine Extremität des Körpers eines Patienten, z.B.um den Oberarm des Patienten. Die Manschette wird anschließend biszu einem Druck oberhalb des systolischen Blutdrucks des Patientenaufgeblasen und dann wird der Druck mit der Zeit reduziert, während einDrucksensor den Manschettendruck erfasst. Die Empfindlichkeit desSensors ist dergestalt, dass Druckschwankungen erfasst werden können, dieinnerhalb der Manschette aufgrund des Herzschlags des Patien innerhalbder Manschette aufgrund des Herzschlags des Patienten auftreten.Mit jedem Herzschlag geht eine resultierende geringe Veränderungdes Arterienvolumens einher, die auf die aufgeblasene Manschette übertragenwird, wodurch leichte Druckveränderungeninnerhalb der Manschette entstehen, die durch den Drucksensor erfasstwerden. Der Drucksensor erzeugt ein elektrisches Signal, das dieManschettendruckänderungsowie eine Reihe geringer periodischer Veränderungen anzeigt, die demHerzschlag eines Patienten zugeordnet sind. Es zeigte sich, dassdiese als "Komplexe" oder "Schwingungen" bezeichneten Schwankungeneine Spitze-Spitze-Amplitude aufweisen, die für oberhalb des systolischenDrucks und unterhalb des diastolischen Drucks ausgeübte Manschettendrücke minimalist. Währendder Manschettendruck ausgehend von einem Pegel oberhalb des systolischenDrucks verringert wird, beginnt die Schwingungsamplitude monotonzu wachsen und erreicht schließlicheine maximale Amplitude. Währendder Manschettendruck überdas Maximum der Oszillation hinaus weiter sinkt, nimmt die Schwingungsamplitudemonoton ab. Physiologisch stellt der Manschettendruck bei dem Maximalwerteinen Näherungswertfür denMAP an. Darüberhinaus stehen die zu den systolischen und diastolischen Druckwerten äquivalentenKomplexamplituden von Manschettendrücken in Beziehung zu diesemvon der arteriellen KonformitätabhängendenMaximalwert. Fürdie meisten Menschen kann diese Beziehung durch ein konstantes Verhältnis approximiertwerden. Dementsprechend basiert das oszillometrische Verfahren aufMessungen von bei unterschiedlichen Manschettendrücken erfassten Komplexamplituden.
    [0005] Nach dem oszillometrischen Verfahrenarbeitende Blutdruckmessgeräteerfassen die Spitze-Spitze-Amplitude der Druckkomplexe bei unterschiedlichenausgeübtenManschettendruckniveaus. Die Amplituden dieser Komplexe sowie derausgeübteManschettendruck werden gemeinsam gespeichert, während das Gerät den Manschettendruck über eineninteressierenden Bereich hinweg automatisch verändert. Diese Spitze-Spitze-Amplituden der Komplexedefinieren eine oszillometrische "Hüllkurve" und werden evaluiert,um den Maximalwert und dessen zugeordneten Manschettendruck, deretwa gleich dem MAP ist, zu finden. Ein Manschettendruck unterhalbdes MAP-Werts, der eine Spitze-Spitze-Komplexamplitude erzeugt,die in einer gewissen festen Beziehung zu dem Maximalwert steht,wird als der diastolische Druck bezeichnet. Entsprechend wird einoberhalb des MAP-Werts liegender Manschettendruck, der Komplexeergibt, die eine in einer gewissen festen Beziehung zu jenem Maximalwert stehendeAmplitude aufweisen, als der systolische Druck bezeichnet. Die Verhältnisseder Schwingungsamplitude bei dem systolischen Druck und dem diastolischenDruck zum maximalen Wert bei dem MAP werden empirisch abgeleitetund nehmen abhängigvon den Präferenzendes durchschnittlich ausgebildeten Fachmanns unterschiedliche Pegel an.Im Allgemeinen liegen diese Verhältnisseim Bereich von 40% bis 80%.
    [0006] Ein Weg zum Ermitteln von Näherungswertenfür denBlutdruck besteht darin, eine Kurve an die oszillometrische Hüllkurverechnerisch anzupassen, die von der Komplexamplitude gegenüber Manschettendruckdatenpunktengebildet wird, die mittels eines Blutdrucküberwachungsgeräts während einerErmittlung erfasst werden. Die angepasste Kurve kann anschlie ßend verwendetwerden, um einen Näherungswertdes MAP-Werts zu berechnen, der annähernd bei dem Maximalwert derangepassten Kurve liegt und daher durch ein Auffinden des Punktesauf der angepassten Kurve, fürden die erste Ableitung gleich Null ist, ohne weiteres zu ermittelnist. Mittels dieses Maximalwertdatenpunkts können der systolische und derdiastolische Druck berechnet werden, indem feste Prozentsätze dermaximalen Komplexamplitude auf der Kurve gefunden und die zugeordnetenManschettendruckniveaus als die Näherungswerte der Systole undder Diastole verwendet werden. Auf diese Weise lassen sich indirekteNäherungswerteder arteriellen Druckwerte der Systole, des MAP und der Diastoleentnehmen und schließlichmittels einer oszillometrischen Vorrichtung ausgegeben. Das Kurvenanpassungsverfahrenhat den Vorteil, dass die Hüllkurvendatengeglättetwerden, so dass Artefaktschwankungen minimalisiert werden und keinsingulärerPunkt die Berechnung des Blutdrucks dominiert. Damit ergeben sichgenauere Näherungswerte.Die Kurvenanpassung kann außerdemfür einespätere Verwendungzum Bewerten der Komplexgröße bei einemvorgegebenen Druckpegel gespeichert werden.
    [0007] Allerdings hängt die Zuverlässigkeitund Reproduzierbarkeit dieser Berechnungen in höherem Maße von der Fähigkeitab, die Amplituden der Oszillationskomplexe genau zu ermitteln.Es existieren einige Hindernisse, die einer genauen und zuverlässigen Bestimmungder Schwingungsamplitude im Wege stehen. Erstens sind häufig Artefaktenvorhanden, die durch eine Bewegung des Patienten und andere Effekteverursacht werden. Diese Artefakte überlagern das gewünschte oszillometrischeSignal, wodurch dieses verzerrt wird. Zweitens be nutzt die typischeoszillometrische nicht invasive Blutdruckmessung zum Detektierenund Messen von Pulsen in der Regel einen bandpassgefilterten Kanal.Während dieserBandpassfilter die positive Wirkung eines Beseitigens beträchtlicherRauschanteile hat, kann es die benötigten und echten physiologischenKomponenten des oszillometrischen Signals verzerren. Beispielsweisemuss die Grenzfrequenz des Hochpassabschnitts des Bandpassfilterseingestellt werden, um eine Beseitigung von durch niedrige Frequenzen verursachteArtefakte zu unterstützen;allerdings beseitigt dasselbe Filter auch Signalfrequenzen, dieauf den Herzschlag zurückzuführen sind.Dies verzerrt das Signal, mit der Folge von Fehlmessungen. Es bestehtdaher Bedarf nach einem System und Verfahren, um mittels Pulsqualitätswertenund Einsatz von Zweikanalsignalverarbeitung wahre von falschen Pulsdateneffizient zu unterscheiden.
    [0008] Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindungschafft ein Verfahren zum Durchführenvon Pulsfrequenz- und Blutdruckmessungen, mit den Schritten: Sammelnvon oszillometrischen Blutdruckdaten anhand von Pulsen, Ermittelnund Speichern von Einzelqualitätswertenfür Merkmalmesswerteder Pulse, basierend auf den Einzelqualitätswerten Gewinnen einer Bewertungder Gesamtqualität,Wiederholen des Schritts des Sammelns bis die Bewertung der Gesamtqualität einenSchwellwert erfüllt,und basierend auf den oszillometrischen Blutdruckdaten Ermittelndes Blutdrucks und der Pulsfrequenz.
    [0009] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegendenErfindung schafft ein Verfahren zum Durchführen von Pulsfrequenz- und Blutdruckmessungen, mitdem Schritt des Verarbeitens von oszillometrischen Kurvenverlaufsdaten,indem ein Manschettendrucksignal durch wenigstens ein Filter geleitetwird. Ferner gehörtzu dem Verfahren der Schritt des Bewertens, ob die oszillometrischenKurvenverlaufsdaten Übereinstimmungskriteriengenügen,mit den Schritten: Ermitteln und Speichern von Einzelqualitätswertenfür Merkmalmesswerteder Pulse, basierend auf Einzelqualitätswerten Gewinnen einer Bewertungder Gesamtqualitätund Sammeln von Daten, bis ein vorbestimmter Gesamtqualitätsgrenzwert erfüllt ist.Ferner umfasst das Verfahren den Schritt: basierend auf den oszillometrischenBlutdruckdaten Bestimmen des Blutdrucks und der Pulsfrequenz.
    [0010] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegendenErfindung schafft eine Vorrichtung zum Messen des Blutdrucks undder Pulsfrequenz, umfassend: eine aufblasbare Manschette, eine Druckerzeugungsvorrichtung,die mit der Manschette verbunden ist, um selektiv Druck auszuüben, indemdie Manschette aufgeblasen oder der Druck aus dieser abgelassenwird, ein Manschettendrucksensor, der an die Manschette gekoppeltist, um Schwingungen des Manschettendrucks und des Blutdrucks zuerfassen, und eine programmierte Steuervorrichtung. Die programmierteSteuervorrichtung kann dazu eingerichtet werden, die Druckmanschetteund die Druckerzeugungsvorrichtung zu steuern/regeln, oszillometrischeBlutdruckdaten aufgrund von Pulsen zu sammeln, Einzelqualitätswertefür Merkmalmesswerteder Pulse zu ermitteln, basierend auf den Einzelqualitätswer teneine Bewertung der Gesamtqualität zugewinnen, das Sammeln von Daten fortzusetzen, bis die Bewertungder Gesamtqualitäteinem Schwellwert genügt,und basierend auf den oszillometrischen Blutdruckdaten den Blutdruckund die Pulsfrequenz zu ermitteln.
    [0011] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegendenErfindung schafft ein System zum Durchführen von Pulsfrequenz- undBlutdruckmessungen, mit einem Mittel zum Sammeln oszillometrischerBlutdruckdaten anhand von Pulsen und einem Mittel zum Ermittelnund Speichern von Einzelqualitätswerten für Merkmalmesswerteder Pulse. Ferner umfasst das System ein Mittel, um basierend aufden Einzelqualitätswerteneinen wert fürdie Gesamtqualitätzu erhalten, ein Mittel, um Daten zu Sammeln bis die Bewertung derGesamtqualitäteinem Schwellwert genügt,und ein Mittel, um basierend auf den oszillometrischen Blutdruckdatenden Blutdruck und die Pulsfrequenz zu bestimmen.
    [0012] Ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegendenErfindung schafft ein Rechnerprogrammsystem, zu dem gehören: einvon einem Rechner verarbeitbares Medium das eine Rechnerlogik aufweist, diewenigstens einem Prozessor in einem Rechnersystem ermöglicht,Pulsfrequenz- und Blutdruckmessungen durchzuführen, und ein Mittel umfasst,um oszillometrische Blutdruckdaten zu verarbeiten, indem ein Manschettendrucksignaldurch wenigstens ein Filter geleitet wird. Weiter umfasst das Rechnerprogrammsystemein Mittel zum Bewerten, ob die oszillometrischen Blutdruckdaten Übereinstimmungskriteriengenügen,mit den Schritten: Ermitteln und Speichern zugeord neter Einzelqualitätswertefür Merkmalmesswerteder Pulse, basierend auf den Einzelqualitätswerten Gewinnen einer Bewertungder Gesamtqualität,und Sammeln von Daten bis ein vorbestimmter Gesamtqualitätsgrenzwerterreicht ist. Darüberhinaus umfasst das Rechnerprogrammprodukt ein Mittel, um basierendauf den oszillometrischen Blutdruckdaten den Blutdruck und die Pulsfrequenzzu bestimmen.
    [0013] 1 zeigtein Diagramm eines nicht invasiven Systems zum Messen des Blutdrucksgemäß einemAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung.
    [0014] 2 veranschaulichttypische Wellenformen füreine normale oszillometrische nicht invasive Blutdruckmessung miteiner Amplitude oszillometrischer Pulse, aufgetragen als Funktionder Zeit (oder des Manschettendrucks).
    [0015] 3 zeigtein Flussdiagramm eines allgemeinen Verfahrens zum Bestimmen desBlutdrucks und der Pulsfrequenz gemäß einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung.
    [0016] 4A zeigteinen typischen oszillometrischen Komplex, wobei veranschaulichtwird, wie die Steigung gemäß einemAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung ermittelt wird.
    [0017] 4B zeigteinen typischen oszillometrischen Komplex, wobei veranschaulichtwird, wie die Amplitude gemäß einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung ermittelt wird.
    [0018] 4C zeigteinen typischen oszillometrischen Komplex, wobei veranschaulichtwird, wie die Amplitude relativ zu einer eingestellten Grundlinie eingestelltwird.
    [0019] 4D zeigteinen typischen oszillometrischen Komplex, wobei die Zeitspannebis zum Scheitelpunkt gemäß einemAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung veranschaulicht wird.
    [0020] 4E zeigteinen typischen oszillometrischen Komplex, wobei die Fläche dessystolischen Abschnitts und des diastolischen Abschnitts des Komplexesgemäß einemAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung veranschaulicht wird.
    [0021] 4F zeigtein typisches EKG-Signal und den entsprechenden Druckkomplex.
    [0022] 4G zeigtein Beispiel einer Zweikanalfilterung mit Tiefpass- und Bandpassfiltern.
    [0023] 4H zeigtin einem Diagramm einander gegenübergestellteine erste und zweite Pulsperiode.
    [0024] 5 zeigtein Flussdiagramm eines allgemeinen Verfahrens zum Bestimmen desBlutdrucks und der Pulsfrequenz gemäß einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung.
    [0025] 6 zeigtein Flussdiagramm eines Abschnitt des Verfahrens zum Bestimmen desBlutdrucks und der Pulsfrequenz gemäß einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung.
    [0026] 7 zeigtein Flussdiagramm eines Abschnitts des Verfahrens zum Bestimmendes Blutdrucks und der Pulsfrequenz gemäß einem Ausführungsbeispielder vorliegenden Erfindung.
    [0027] 1 zeigtden Arm eines Menschen, an dem eine herkömmliche aufblasbare elastischeManschette 101 angelegt ist, die in der Lage ist, im vollständig aufgeblasenenZustand die Oberarmarterie zu okkludieren. Während aus der Manschette 101 derDruck mittels eines Ablassventils 102 über einen Auslass ins Freie 103 abgelassenwird, wird die arterielle Okklusion allmählich gelöst. Das Druckablassen der Manschette 101 über dasAblassventil 102 wird mittels eines Mikroprozessors 107 über eine Steuerleitung 116 geregelt/gesteuert.
    [0028] Ein Druckmesswandler 104 ist über eineLeitung (beispielsweise eine Röhre,einen Schlauch, usw.) 105 an die Manschette 101 gekoppelt,um den darin herrschenden Druck zu erfassen. In Übereinstimmung mit herkömmlichenoszillometrischen Techniken werden durch Änderungen des Gegendrucks derManschette 101 Druckschwingungen in der Arterie erfasst,und diese Druckschwingungen werden durch einen Transducer 104 inein elektrisches Signal umgewandelt und über einen Pfad 106 aneinen Mikroprozessor 107 gekoppelt, um verarbeitet zu werden.Ferner ist eine Druckluftquelle 109 über eine Leitung 110 durchein Aufblasventil 111 und eine Leitung 112 hindurchmit der Druckmanschette 101 verbunden. Das Aufblasventil 111 wirdvon dem Mikroprozessor 107 aus über eine Leitung 113 elektrischbetätigt.Außerdemist das Ablassventil 102 durch eine Leitung 114 über eineZweigverbindungsleitung 115 mit der Leitung 112 verbunden,die zur Manschette 101 führt.
    [0029] 2 veranschaulichttypische Wellenformen füreine normale oszillometrische nicht invasive Blutdruckmessung miteiner Amplitude oszillometrischer Pulse, die als Funktion der Zeit(oder des Manschettendrucks) dargestellt sind. Es sind zwei Wellenformendargestellt. Eine Kurve 121 repräsentiert den Manschettengesamtdruckder aufblasbaren Manschette und eine Kurve 123 repräsentiertdie gemessenen Spitzenpulsamplituden für oszillometrische Komplexe.Wie ersichtlich, wird die Manschette zuerst auf einen maximalenDruck 120 aufgeblasen, der anschließend in einer Reihe von kleineninkrementellen Stufen, z. B. den Stufen 122, 124, 126,reduziert wird. Bei jedem inkrementellen Manschettendruck werdenSchwingungen 128 gemessen, die jeweils einem Puls entsprechen.Die Spitzenpulsamplituden (PPA) jeder Schwingung wachsen mit jedem Dekrementdes Manschettendrucks an, bis die PPA bei einem Manschettendruck 129 einMaximum erreicht. Die PPA verringern sich mit jeder nachfolgendenVerringerung des Manschettendrucks. Der Manschettendruck bei Stufe 129 repräsentiertsomit den MAP des Patienten, und die systolischen und diastolischenDruckwerte des Patienten lassen sich aus dem MAP ableiten. Obwohl 2 ein inkrementellen Abnehmenin Form von Druckstufen zeigt, lassen sich anstelle der inkrementellenStufen auch mittels eines überdie Zeit hinweg kontinuierlichen oder linearen Druckablassens ähnlicheMessungen wie die oben erwähntendurchführen.Die Technik könnte ebensoin einer Überwachungseinrichtungverwendet werden, die den Blutdruck während eines Aufblasen misst.
    [0030] 3 zeigtein allgemeines Verfahren zum Bestimmen des Blutdrucks und der Pulsfrequenzgemäß einemAusführungsbei spielder vorliegenden Erfindung. In Schritt 102 werden anhandvon Pulsen oszillometrische Blutdruckhüllkurvendaten gesammelt. DieDaten werden anschließendin Schritt 104 gefiltert, um Komplexe zu erfassen. Zugeordnete Merkmalerfassungenwerden dann an den minimal gefilterten Komplexen durchgeführt. InSchritt 106 werden anschließend Einzelqualitätswerte(oder "Qualitätsfaktoren") für Merkmalmesswerteder Pulse berechnet. Das Verfahren gewinnt anschließend in Schritt 108 eineBewertung der Gesamtqualität.Darüberhinaus führtdas Verfahren ab Schritt 102 eine Wiederholung durch, fallsdies in Schritt 110 fürerforderlich erachtet wird. Zuletzt kann in Schritt 112 ein Blutdruck-und Pulsfrequenzwert ermittelt werden.
    [0031] Die nachfolgende Erörterungerläutertdie Qualitätswertedetaillierter. Eine Analyse eines Pulses hinsichtlich Artefaktenwird auf zwei Ebenen vorgenommen. Auf der ersten werden Schwingungen gesammelt,und auf der zweiten werden die Schwingungen berechnet, um Blutdruck-und Pulsfrequenzwerte zu berechnen. Jedes gemessene Merkmal des Pulsesweist einen zugeordneten Qualitätswert(Q) auf, der anhand von Daten aus Pulsschwingungen der aktuellenErmittlung sowie Daten aus einer vorhergehenden Blutdruckmessungberechnet wird. Beispielsweise gehören zu den gemessenen Merkmalendie durchschnittliche Steigung und die Amplitude. Der Qualitätswert für sämtlichedieser Merkmale wird mittels eines Algorithmus berechnet, der die aktuelleSchwingung mit einer vorhergehenden Schwingung vergleicht. Ein hoherQualitätswertresultiert, wenn das Merkmal eines bewerteten Komplexes hinsichtlichder Größenordnungdem Merkmal aus einem anderen Puls schlag oder Quelle ähnelt. Einniedriger Qualitätswertresultiert, wenn die verglichenen Merkmale unterschiedlicher Größenordnung sind.Eine Berechnung der Qualitätbezweckt ein Quantifizieren dieser Übereinstimmung von Merkmalen.Eine Berechnung der Qualitätergibt einen hohen Wert, wenn Übereinstimmungbesteht, und einen niedrigen Wert, wenn Übereinstimmung fehlt. Auf dieseWeise dient eine Berechnung der Qualität dazu, die Vergleiche zu vereinheitlichen,um deren Verwendung zu vereinfachen, wenn Entscheidungen über dasVorgehen hinsichtlich des Akzeptierens von oszillometrischen Pulsenzu treffen sind.
    [0032] Währenddie Blutdruckmessung voranschreitet, werden die Qualitätswerteaktualisiert und zusammen mit den Merkmalmesswerten gespeichert.Unter Verwendung einer Funktion, die die Einzelqualitätswertewichtet, wird ein Wert der Gesamtqualität berechnet. Der Algorithmussammelt weiter Schwingungen, bis der Wert der Gesamtqualität ausreichendhoch ist oder die maximale Zeit bei einer Druckstufe überschrittenist. Die Abtastdaten, deren zugeordnete Merkmalmesswerte und dieQualitätsfaktorenwerden fürsämtlichePulse gespeichert, und zwar auch für solche, die verworfen wurden.Wenn der Algorithmus ausreichend viele Schwingungen gesammelt hat,um zu versuchen Werte zu berechnen, werden die Pulsdaten, einschließlich derQualitätswerte,evaluiert, um den Blutdruck und die Pulsfrequenz zu ermitteln. Aufdieser Ebene bilden die Qualitätswerteeine Eingabgröße für die Entscheidung,ob Schwingungen akzeptiert oder verworfen werden.
    [0033] Es folgen einige Beispiele von Qualitätsfunktionen: 1. Die Funktion für die Qualität der Pulsperiode (PPQ)ist definiert durch: PPQ(PP1,PP2) = 100 – (|PP2 – PP1| × 100/PP1)wobei PP1 für eine erstePulsperiode (z.B. Pulsperiode 60 in 4H), und PP2 für eine zweite, nachfolgendePulsperiode (z.B. Pulsperiode 62 in 4H) steht. Der Qualitätsfaktor kann im AllgemeinenWerte im Bereich zwischen 0 und 100 annehmen. Der Schwellwert für den Faktorder Qualitätder Pulsperiode, der im Allgemeinen verwendet wird, um zu ermitteln,ob zwei Komplexe hinsichtlich der Pulsperiode übereinstimmen, ist 70. Zubeachten ist, dass diese Formel eine Zahl bereitstellt, die sichohne weiteres fürden Entscheidungsprozess verwenden lässt. Ein PPQ-Schwellwert von70 bedingt, dass PP2 für eine Akzeptanz der Pulsperiodeinnerhalb +/– 30 %von PP1 liegt. 2. Die Funktion der Qualitätdes Zusammenpassens von Scheitelpunkten (MPKQ), die verwendet wird,um bei einem Manschettendruck Pulsamplituden qualitativ zu bewerten,ist definiert durch: MPKQ(PK1,PK2) = 100 – (|PK2 – PK1| – 3) × 200/(PK1 + PK2)wobeiPK1 die Amplitude des ersten Pulses (siehe 4B und 4C), und PK2 dieAmplitude des zweiten Pulses ist. Im Allge meinen beträgt der für die Qualität des Zusammenpassensder Scheitelpunkte verwendete Schwellwert 75. Diese bedingt,dass 0.78 × PK1 – 3.43 < PK2 < 1.28 × PK1 +3.43zutrifft, um füreine Akzeptanz der Pulsamplitude zu entscheiden. 3. Die Funktion der Qualitätder Steigung (SLPQ) ist definiert durch: SLPQ(SLP1, SLP2) = 100 – (|SLP2 – SLP1|) × 200/(SLP1 + SLP2)wobeiSLP1 eine Steigung eines ersten1|omplexes(siehe 4A) ist, undSLP2 eine Steigung eines zweiten Komplexesist. Im Allgemeinen beträgtder fürdie Steigungsqualitätverwendete Schwellwert 50. Dies bedeutet, dass 0.60 × SLP1 < SLP2 < 1.67 × SLP1 zutreffen muss, um eine Steigung zu akzeptieren. 4. Die Funktion der Qualitätder Zeitdauer bis zum Erreichen des Scheitelpunkts (T2PQ) ist definiert durch: T2PQ(T1, T2)= 100 – (|T2 – T1|) × 200/(T1 + T2)wobeiT1 eine Zeitspanne ist, die bei einem ersten Komplexbis zum Erreichen des Scheitelpunkts verstreicht (siehe 4D), und T2 eineZeitspanne ist, die bei einen zweiten Komplex bis zum Scheitelpunktverstreicht. Im Allgemeinen beträgt derfür dieSteigungsqualitätverwendete Schwellwert 50. Dies bedeutet 0.60 × T1 < Z2 < 1.67 × T1muss erfülltsein, um eine Steigung zu akzeptieren. Zu beachten ist, dass diebeiden letzten Qualitätsfunktionendieselbe Form aufweisen. Es lässt sichdaher fürviele der zu vergleichenden Merkmale eine Standardqualitätsfunktiondefinieren durch die Gleichung: Quality(X1, X2) = 100 – (|X2 – X1|) × 200/(X1 + X2) 5. Die Funktion der Qualitätder letzten Steigung (LSLPQ) ist definiert durch: LSLPQ(SLP1, LSLP2) = Quality(SLP1, LSLP2)wobeiSLP1 eine Steigung eines ersten Komplexesist, und LSLP2 eine Steigung eines zweiten Komplexesist, der anhand einer vorhergehenden Druckstufe bei der Blutdruckmessunggewonnen wurde. 6. Die Funktion der Qualitätder letzten Zeitdauer bis zum Scheitelpunkt (LT2PQ) kann definiertsein durch: LT2PQ(T2P1,LT2P2) = Quality(T2P1,LT2P2)wobei T2P1 eineZeitspanne bis zum Erreichen des Scheitelpunkts für einenersten Komplex ist, und LT2P2 eine Zeitspannebis zum Erreichen des Scheitelpunkts für einen zweiten Komplex ist,der anhand einer vorhergehenden Druckstufe der Blutdruckmessunggewonnen wurde. 7. Die Definition der Funktion der Hüllkurvenqualität (ENVQ)ist komplizierter, da unterschiedliche Vergleiche der Komplexgröße durchzuführen sind,um eine optimale Performance des Algorithmus zu erreichen. Im Wesentlichenergibt sich die Hüllkurvenqualität aus einemVergleich zwischen der Größe einesKomplexes und dem Wert, der unter Verwendung der letzten Kurvenanpassung für die Größe des Komplexesvorherberechnet wird. Die tatsächlicheFunktion, die in dem Vergleich verwendet wird, verändert sichin unterschiedlichen Stadien des Hüllkurvenbildungsprozesses.In dem Verfahren des Berechnens einer Hüllkurvenqualität werdendie folgenden vier Funktionen verwendet: QNORM(X1, X2) = 100 – (|X2 – X1|) × 100/(X1).QADJ1(X1, X2) = 100 – (|X2 – 2 × X1|) × 100/(2 × X1).QADJ2(X1, X2) = 100 – (|X2 – 0.875 × X1|) × 100/(0.875 × X1).QADJ3(X1, X2) = 100 – (|X2 – 1.125 × X1|) × 100/(1.125 × X1).Für die ENVQ-Funktion ist X1 eine Komplexgröße aus einem ersten Komplex,der währendder aktuellen Messung gewonnen wurde, und X2 isteine Komplexgröße, dieaus der Verwendung einer vorhergehenden Kurvenanpassung erhaltenwurde, um eine Komplexgröße vorherzuberechnen. DieBerechnung der Hüllkurvenqualität beinhaltet zunächst eineEntscheidung darüber,welches Stufe anzuwenden ist. Stufe 1 der ENVQ wird verwendet,wenn der Manschettendruck überdem systolischen Wert liegt, Stufe 2 wird verwendet, wennder Manschettendruck in der Nähevon MAP liegt, und Stufe 3 wird für die übrigen Manschettendruckpegelverwendet. Im Falle der Stufe 1 gilt für ENVQ(X1,X2) If X1 ≤ X2, THEN ENVQ(X1,X2) = QNORM(X1, X2).If X2 < X1 ≤ 2 × X2, THEN ENVQ(X1,X2) = 100.If X1 > 2 × X2, THEN ENVQ(X1,X2) = QADJ1(X1, X2).Im Falle der Stufe 2 gilt für ENVQ(X1, X2) IfX1 ≤ 0.5 × X2, THEN ENVQ(X1,X2) = 1.If X1 ≥ 2 × X2, THEN ENVQ(X1,X2) = 1.If 0.5 × X2 < X1 ≤ 0.875 × X2, THEN ENVQ(X1,X2) = QADJ2(X1,X2).If 0.875 × X2 < X1 < 2 × X2, THEN ENVQ(X1,X2) = QADJ3(X1,X2).Im Falle der Stufe 3 giltfür ENVQ(X1, X2) IfX1 ≤ 0.5 × X2, THEN ENVQ(X1,X2) = 1.If X1 ≥ 2 × X2, THEN ENVQ(X1,X2) = 1.If 0.5 × X2 < X1 < 2 × X2, THEN ENVQ(X1,X2) = QNORM(X1,X2). 8. Eine auf sämtlichenMerkmalmesswerten basierende Gesamtqualität Q kann eine nützlicher Berechnungsfaktorfür eineendgültigeBestimmung hinsichtlich der Akzeptierbarkeit eines speziellen Komplexesdarstellen. Eine mögliche Funktionder Gesamtqualität,die von einigen der einzelnen Merkmalsqualitäten abhängt ist definiert durch: Q(MPJQ, SLPQ, PPQ, ENVQ = ([MPKQ × SLPQ/100 × T2PQ]/50+ [(PPQ + ENVQ/2])β. 9. Die Funktion der Zeitspanne zwischen QRS und Scheitelpunkt(Q2P) ist definiert durch: QRS2P(EM1,EM2) = 100 – (|EM2 – EM1|) × 100/EM1)wobei EM1 eineZeitspanne von der R-Welle in dem QRS-Komplex des EKG bis zum Scheitelpunktdes oszillometrischen Pulses ist (z.B. T -QRS zum Scheitelpunktin 4F), und EM2 eine Zeitspanne zwischen den gleichen Punkten auseinem nachfolgenden Puls ist. Der Schwellwert, der im Allgemeinenverwendet wird, um zu ermitteln, ob zwei Komplexe hinsichtlich dervon QRS bis zum Scheitelpunkt benötigten Zeitspanne übereinstimmen,beträgt 70.Es ist wiederum zu beachten, dass diese Formel eine Zahl bereitstellt,die sich ohne weiteres fürden Entscheidungsprozess verwenden lässt. Eine ähnliche Funktion kann für die in 4F gezeigte Zeitspanne vonQRS bis zum Fuß desKomplexes berechnet werden.
    [0034] Ein weiterer Messwert der Komplexqualität kann anhandder Form des Pulses berechnet werden. Wie in 4E gezeigt, kann ein Komplex in zweiAbschnitte AS (43) und AD (44) unterteilt werden, die jeweilsdie Flächedes systolischen bzw. diastolischen Abschnitts des Komplexes repräsentieren.Ein weiteres Maß dieserFlächenlässt sichanhand der Flächeeines zwischen den drei Punkten PFT1 (46), TPMAX (47) und PMAX.(AST) (48) konstruierten Dreiecksund anhand der Flächeeines zwischen den drei Punkten PFT2 (45),TPMAX (47) und PMAX.(ADT) (48) konstruierten Dreiecksberechnen. Das Verhältnis AD/ATD definiert einenFormparameter. Der Formparameter kann sich in Abhängigkeitvon dem Manschettendruck ändern.Beispielsweise kann dieser kleiner als Eins sein, wenn der Manschettendruck größer alsMAP ist, und größer als1, wenn der Manschettendruck unterhalb von MAP liegt. Allerdings wirderwartet, dass der Formparameter für unterschiedliche Pulse beiein und demselben Manschettendruck, oder bei dem gleichen Manschettendruck auseiner vorherigen Berechnung, vorausgesetzt, der Blutdruck hat sichnicht verändert,zusammenpassen sollten.
    [0035] Es ist zu beachten, dass die obenbeschriebenen Qualitätswertelediglich exemplarisch sind. Wie es dem Fachmann klar ist, können beliebigviele Veränderungendaran vorgenommen sowie andere Qualitätswerte konstruiert und verwendetwerden.
    [0036] Unter Bezugnahme auf 5, ist ein Abschnitt eines Verfahrenszum Ermitteln des Blutdrucks und der Pulsfrequenz eines Patientengemäß einemAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung gezeigt. Insbesondere zeigt 5 ein Verfahren 150 zumVerwerfen von Artefakten unter Verwendung von Pulsqualitätswertenund Zweikanalsignalverarbeitung. In einem ersten Schritt 152 desVerfahrens wird die Manschette auf einen gewünschten maximalen Druck aufgeblasen.Nachdem die Manschette aufgeblasen ist, wird in Schritt 154 Luftbis zur nächstenDruckstufe abgelassen. Obwohl eine unmittelbare Deflation der Manschetteauftritt, bevor irgendwelche Daten erlangte werden, ist es klar,dass die Daten auch währenddes Aufblasens oder vor Durchführungder ersten Ablassstufe erlangt werden können. Sobald Luft aus der Manschetteabgelassen ist, werden die nicht invasiven Blutdruckschwingungenund das EKG-Signal in Schritt 156 verarbeitet. 6A und 6B zeigen Schritt 156 im Detailund werden weiter unten erläu tert.Nachdem Schritt 156 vollendet ist, ermittelt das Verfahrenin Schritt 158, ob irgendwelche Schwingungen in den Datenvorhanden sind. Falls keine Schwingungen vorhanden sind, springtdas Verfahren zu Schritt 168, um zu berechnen, ob einezugewiesene Zeit überschrittenwurde. Falls andererseits Schwingungen vorliegen, fährt das Verfahrenmit Schritt 160 fort, in dem ermittelt wird, ob die Schwingungenspeziellen Kriterien eines Zusammenpassens genügen. Schritt 160 wirdweiter unten eingehender anhand von 7 erörtert. Falls dieSchwingungen den Kriterien eines Zusammenpassens nicht genügen, ermitteltdas Verfahren in Schritt 162, ob die zugewiesene Zeit beider Druckstufe abgelaufen ist (z.B. eine Zeitüberschreitung). Die zugewieseneZeit kann in einer speziellen Situation abhängig von Industriestandardsund Gepflogenheiten variieren. Nach dem Ablassen von Luft bis zu einemneuen Manschettendruckniveau, wird eine spezielle Zeitdauer für eine Suchenach Komplexen zugelassen; falls sich in dieser Zeitspanne keine Komplexefinden lassen, kommt es zu einer Zeitüberschreitung der Stufe, eswerden keine Hüllkurvendatenfür dieStufe aufgezeichnet, und der Algorithmus schreitet fort, um Luftbis zu einem neuen Manschettendruckniveau abzulassen. Falls diezugewiesene Zeit fürdie Druckstufe überschrittenwurde, wird das Verfahren 150 in Schritt 170 abgebrochen.Falls die zugewiesene Zeit hingegen nicht überschritten wurde, kehrt dasVerfahren zu Schritt 156 zurück, um die nicht invasive Blutdruckschwingungund das EKG-Signalzu verarbeiten. Falls die Schwingungen die Kriterien eines Zusammenpassensin Schritt 160 erfüllen,akzeptiert das Verfahren in Schritt 164 die Schwingungen.Nachdem die Schwingungen akzeptiert sind, bewertet das Verfahrenin Schritt 166, ob die Ermittlung vollständig ist.Mit anderen Worten, das Verfahren entscheidet, ob ausreichend Daten über dieSchwingungen vorhanden sind, um Blutdruck- und Pulsfrequenzberechnungendurchzuführen.Falls in Schritt 166 entschieden wird, dass die Ermittlungnicht vollständigist, berechnet das Verfahren in Schritt 168, ob eine zugewieseneZeit überschrittenwurde. Es ist außerdemder Fall, dass zu Beginn einer Ermittlung eine gewisse Zeitdauerfür einErhalten eines Ergebnisses zugewiesen wird. Falls kein Ergebniserlangt wird, kommt es zu einer Zeitüberschreitung der Ermittlung,wonach der Messvorgang ohne eine Ausgabe von Blutdruckwerten beendetwird. Dies trägtdazu bei, die Sicherheit der Vorrichtung zu gewährleisten, indem verhindertwird, dass der Manschettendruck die darunterliegende Arterie für ein Zeitdauerokkludiert, die zu einem Unbehagen oder einer Verletzung führen könnte. Falls einezugewiesene Zeit überschrittenwird, wird das Verfahren in Schritt 170 abgebrochen unddie Luft wird vollständigaus der Manschette abgelassen. Falls die zugewiesene Zeit hingegennicht überschrittenwurde, kehrt das Verfahren zu Schritt 154 zurück, derveranlasst, Luft aus der Manschette abzulassen, bis die nächste Druckstufeerreicht ist. Falls in Schritt 166 ausreichend Daten zurVerfügungstehen, wird in Schritt 172 der Blutdruck angezeigt.
    [0037] 6A zeigtSub-Schritte 202–218 von Schritt 156,die dazu dienen, nicht invasive Blutdruckschwingungen zu verarbeiten,und 6B zeigt Sub-Schritte 250–258 vonSchritt 156 zum Verarbeiten eines EKG-Signals (falls ein solchesvorhanden ist). Wie in 6A gezeigt,wird in Schritt 202 das von dem Drucktransducer ausgegebeneunverarbeitete Manschettendrucksignal identifiziert. Das Signal wirdanschließenddurch Antialiasing-Filter; geleitet und in Schritt 204 digitalisiert.In Schritt 206 wird das Signal durch einen Tiefpassfiltergeleitet, um Rauschen aus dem Signal zu eliminieren. Die Grenzfrequenzkann abhängigvon dem Fachmann bekannten Industriestandards unterschiedlich sein.In Schritt 208 ist das zeitlich abgetastete, jedoch ansonsten unverarbeiteteManschettendrucksignal bandpassgefiltert. Dieses bandpassgefilterteSignal dient dazu, die Suche nach Zeitpunkten zu erleichtern, diekennzeichnen, wo das Tiefpasssignal zum Messen von Pulsmerkmalenabzutasten ist. Unter Verwendung der beiden Datenströme, kanndas System den Bandpassdatenstrom nutzen, um grundlegende Punktezu finden, währendes an einem nicht durch die Hochpasskomponente des BandpassfiltersverfälschtenDatenstrom Messungen vornimmt. Das Verfahren ermittelt anschließend, obeine Oszillation in Schritt 210 erfasst ist. Falls eineOszillation nicht erfasst ist, tritt das Verfahren in Schritt 212 ausund fährtmit Schritt 158 in 5 fort.Falls eine Oszillation erfasst wird, identifiziert das Verfahrenin Schritt 214 grundlegende Zeitpunkte. Beispielsweisesind die Grundlinie und der Scheitelpunkt Beispiele für grundlegendeZeitpunkte, die in Schritt 214 lokalisiert werden können. InSchritt 216 werden die Zeiten, bei denen die grundlegendenPunkte auftreten, auf die Tiefpassfilterdaten übertragen. Für jedenPuls werden anschließendin Schritt 218 gewisse (im Einzelnen weiter unten erläuterte)Merkmalmesswerte gemessen und gespeichert, beispielsweise die Amplitude,die Pulsperiode, die Zeitspanne bis zum Scheitelpunkt, die Steigung,die Flächewährenddes Anstiegs (d. h. Flächein dem systolischen Abschnitt der Oszillation) und die Fläche während desAbstiegs (d. h. die Flächein dem diastolischen Abschnitt der Oszillation). Nachdem sämtlichedieser Werte gemessen und gespeichert sind, fährt das Verfahren mit Anschlusspunkt 255 in 6B fort.
    [0038] Ein Beispiel einer Merkmalerfassungaus Schritt 218 ist ein Ermitteln der Steigung, wie in 4A gezeigt. Um die Steigungzu berechnen, wird das Tiefpasssignal zunächst in Schritt 206 ineinem Verzögerungspuffergespeichert. Anschließendwird in Schritt 208 das Bandpasssignal verwendet, um denanfänglichenFußpunktzu identifizieren. Insbesondere wird der Punkt identifiziert, derunmittelbar einer Steigung vorangeht, die für 25 Millisekunden monotonansteigt, und wird als ein vorläufigerFußpunkt(PFOOT) markiert. Selbstverständlich dientdie Verwendung von 25 Millisekunden lediglich als ein Beispiel für eine Grenze.Wie es dem Fachmann klar ist, könntenbeliebige andere Werte verwendet werden (z.B. 20 Millisekunden,30 Millisekunden, usw.). Anschließend wird ein Scheitelpunktidentifiziert, bei dem die Steigung geringer als 25 % der maximalen Steigungist, und an dem die Signalsteigung negativ geworden ist. 50 % dermaximalen Steigung wird als Wert verwendet, um den unteren Punktder Steigung (Punkt 15 in 4A)auf dem Verzögerungspuffersignal(tiefpassgefilterten Signal) zu finden, und 25 % der maximalen Steigungwird verwendet, um den oberen Punkt der Steigung (Punkt 14 in 4A) zu finden. Die durchschnittlicheSteigung ist definiert als die Änderungder Wellenform der Schwingung auf dem Weg von Punkt 15 nachPunkt 14 dividiert durch die Zeitspanne zwischen diesenPunkten. Diese durch schnittliche Steigung wird zur Berechnung der weiteroben beschriebenen Funktion der Steigungsqualität (SLPQ) verwendet. Ein ähnlichesVerfahren kann dafüreingesetzt werden, um andere Merkmalmesswerte zu ermitteln, beispielsweisedie Amplitude, die Zeitspanne bis zum Scheitelpunkt, die Schwingungsfläche, usw.,wie sie nachstehend anhand der nachfolgenden Figuren beschriebensind.
    [0039] 4B zeigtein Beispiel fürein Ermitteln der Amplitude eines Komplexes. PFOOT befindetsich in der Nähedes Beginns des Komplexes, und der maximale Scheitelpunkt ist beiPMAX gezeigt. Die Amplitude des KomplexesbeträgtPMAX – PFOOT.
    [0040] 4C zeigt,wie ein Driften des Signals eines oszillometrischen Komplexes zuberücksichtigen istund ein in einer anfänglichenPhase nach einer Stufendeflation des Manschettendrucks auftretender Lufteffektausgleichend korrigiert wird. Um die Korrektur durchzuführen, wirddie momentane gefilterte Steigung um den Fußpunkt bis zu dem Zeitpunktextrapoliert, wo der Scheitelpunkt auftritt und von dem Abstandzwischen dem Fuß unddem Scheitelpunkt subtrahiert. Diese lässt sich durch die folgendeGleichung berechnen: PMAX – (PFOOT + Tpk × (Mittelwert dP/dt)). Diemaximale zulässigeKorrektur beträgtgewöhnlich25 % des Abstands zwischen dem Fußpunkt und dem Scheitelpunkt.Es ist klar, dass andere Wege einer Korrektur des Driftens der Grundliniedes Signals nach einem gestuften Ablassen des Manschettendrucksverwendet werden können.Beispielsweise basiert eine andere Möglichkeit einer Korrektur einesGrundliniendriftens darauf, eine Gerade von dem Fußpunkt einesKomplexes zu dem Fußpunktdes nachfol genden Komplexes zu berechnen und die Pulsamplitude vondieser Geraden aus zum Scheitelpunkt des Komplexes zu messen.
    [0041] 4D zeigtdie Zeitspanne bis zum Scheitelpunkt Tpk eines oszillometrischenKomplexes. Die Zeitspanne bis zum Scheitelpunkt Tpk ist die von PFOOT bis PMAX verstricheneZeit.
    [0042] 4E zeigtdie Flächedes oszillometrischen Komplexes. Die Fläche des systolischen Abschnitts 43 derOszillation ist zusätzlichzu der Fläche desdiastolischen Abschnitts 44 der Oszillation gezeigt. DerBeginn der nächstenOszillation ist bei Punkt 45 gezeigt.
    [0043] 4F zeigtein EKG-Signal und den entsprechenden Druckkomplex. Die gemessenenZeitspannen TQRS–START und TQRS–PK dieverwendet werden, um de Qualitätswertezu bestimmen, sind aus der Figur ersichtlich. Diese Zeittaktmerkmalekönnen inderselben Weise verwendet werden, wie andere der weiter oben beschriebenenMerkmale. Fürandere Merkmale dieser Signale könnenweiter Qualitätsfunktionendefiniert werden. Die Qualitätsfaktorenfür dieseMerkmale könnendann in ähnlicheWege strukturiert werden, wie jene der oben aufgeführten.
    [0044] 4G zeigtWellenformen, die sich aufgrund einer dualen Filtertechnik gemäß einemAusführungsbeispielder vorliegenden Erfindung ergeben. Die auf dem Manschettendrucksignalbasierenden Blutdruckkomplexe 50 werden tiefpassgefiltert, umRauschen aus den Daten zu entfernen. Nach dem Tiefpassfiltern wirdder Bandpassfilter auf das Signal 50 angewandt, um das Hochpasssignal 52 zu erzeugen.Das Bandpassfilter enthälteinen Hochpassabschnitt, um die Grundlinie der oberen Kurve 50 zueliminieren und ein Identifizieren und Verwenden zusätzlicherPunkte in vielfältigenBerechnungen zu ermöglichen.
    [0045] Fig. 4H zeigteine erste Pulsperiode 60 und eine nachfolgende (zweite)Pulsperiode 62. Die Pulsperiode 60 kann zwischenPunkten 64 und 66 gemessen werden, während diePulsperiode 62 zwischen Punkten 68 und 70 gemessenwerden kann.
    [0046] Unter Bezugnahme auf Schritt 156 in 6B, werden EKG-Daten (falls dieseerlangt wurden) beginnend mit Schritt 250 gewonnen. Die EKG-Signaldatenwerden dann in Schritt 252 verarbeitet, um den QRS-Komplexzu identifizieren. In Schritt 254 wird die R-Welle demEchtzeitereignis zugeordnet. Wie weiter oben erörtert, werden die Daten aus 6A nach Schritt 254 aufSchritt 256 in 6B weitergegeben.In Schritt 256 wird die Zeitspanne zwischen der R-Welleund dem Fuß desnicht invasiven Blutdruckpulses (und ebenso die Zeitspanne zwischender R-Welle und dem Scheitelpunkt des nicht invasiven Blutdruckpulses)ermittelt und in Schritt 256 gespeichert. Nachdem dieseDaten ermittelt sind, tritt das Verfahren in Schritt 258 ausund fährtmit Schritt 158 in 5 fort.
    [0047] Unter Bezugnahme auf 7, wird der in 5 gezeigte Schritt 160 nun eingehenderbeschrieben. Der Schritt 160 veranschaulicht, wie Komplexeidentifiziert werden und wie Kriterien eines Zusammenpassens eingesetztwerden. Die Verarbeitung des Schritts beginnt mit einem Initialisierender Proze duren in den Schritten 302, 304. DieVariablen der Stufensteuerung werden in Schritt 302 initialisiert unddie Variablen des Komplexeserfassens und der Akzeptanzkontrollewerden in Schritt 304 initialisiert. Das Verfahren versuchtanschließendin Schritt 306 einen Komplex zu gewinnen und ermitteltin Schritt 308, ob vor einer Zeitüberschreitung ein Komplex zu gewinnenwar. Falls es zu einer Zeitüberschreitung kommt,bevor ein Komplex erhalten ist, hält das Verfahren die Schrittverarbeitungin Schritt 310 an. Falls ein Komplex gewonnenen wurde,werden in Schritt 312 die Merkmalmesswerte gespeichert.Zu den Merkmalmesswerten zählendie Amplitude, die Steigung, die Fläche während des Anstiegs, die Fläche während desAbstiegs, die Zeitspanne bis zum Scheitelpunkt und die seit QRSverstrichene Zeit. Nachdem die Messungen gespeichert sind, ermittelt dasVerfahren in Schritt 314, ob der Komplex der erste ist,der in diesem Schritt gewonnen wurde. Falls dies zutrifft, kehrtdas Verfahren zu Schritt 306 zurück, um weitere Komplexe zuerhalten. Andernfalls (d. h. falls mehrere Komplexe identifiziertwurden), werden die Qualitätswertefür jedenKomplex in Schritt 316 berechnet. Wie beschrieben, hängen die Qualitätswertevon Vergleichen zwischen zwei Komplexen für jede der gewonnenen und gespeicherten Messungenab.
    [0048] Wenn EKG-Signale vorliegen, werdenin Schritt 316 außerdemQualitätswertegemessen, die den Zeittakt des QRS kennzeichnen. Sobald Qualitätswerteermittelt sind, berechnet das Verfahren in Schritt 318,ob sämtlicheQualitätswerteoberhalb von vorgegebenen Schwellwerten liegen. Die Schwellwertekönnenabhängigvon den Bedingungen einer jeweiligen Ermitt lung wechseln. Beispielsweisekönnteein spezieller Schwellwert verwendet werden, falls EKG-Signale vorliegen,wohingegen ein anderer Schwellwert verwendet werden könnte, falls EKG-Signalenicht vorliegen (d. h. die Kriterien werden gelockert, falls EKG-Signalevorliegen, da die Verwendung des EKG die Anforderungen steigert). Fallsdie Qualitätswertenicht oberhalb der Schwellwerte liegen, ermittelt das Verfahren,ob frühere Komplexevorhanden sind, die in Schritt 324 überprüft werden können. D. h. das Verfahren überprüft Komplexeandere als der letzten (neuesten) beiden untersuchten Komplexe.Falls keinerlei frühereKomplexe vorhanden sind, kehrt das Verfahren zu Schritt 306 zurück. FallsfrühereKomplexe vorhanden sind, die sich überprüfen lassen, berechnet das Verfahren inSchritt 326 Qualitätswertefür denvorliegenden Komplex, der verglichen wird mit einem früheren Komplexaus der aktuellen Druckstufe. In Schritt 328 ermitteltdas Verfahren, ob die Komplexe den Qualitätsschwellwerten oder den Außerkraftsetzungswertender Zurückweisungszähler genügen.
    [0049] Der Außerkraftsetzungswert der Zurückweisungszähler istein Mechanismus, der es ermöglicht mitder Ermittlung fortzufahren, nachdem es nicht möglich war, Komplexe hoher Qualität zu finden. Fallsein Komplex verarbeitet wurde, der kein akzeptierbares Qualitätsniveauaufweist, wird der Zurückweisungszählerstandinkrementiert. Ein Zurückweisungszählerstandwird fürjedes zu bewertende Merkmal geführt.Ein Zurückweisungszählerstand wirdeventuell einen Schwellwert überschreiten,falls Pulse wiederholt verworfen werden, und ein Überschreitendieses Schwellwerts wird tatsächlichverhindern, dass der spezielle Qualitätsfaktor den Puls verwirft.Diese wird der Ermittlung ermöglichen,zu einer neuen Druckstufe fortzuschreiten oder die Ermittlung zubeenden, auch wenn keine Pulse hoher Qualität gefunden werden konnten.Wenn dieser Fall eintritt, wird der Algorithmus versuchen, die Komplexe mitder höchstenGesamtqualitätzu verwenden, um die oszillometrischen Daten für die Stufe zu repräsentierenund die Berechnung des Blutdrucks zu unterstützen. Dies stellt eine spezielle,jedoch wichtige Verwendung des Gesamtqualitätswerts dar. Zu beachten ist,dass die fürdie einzelne Merkmale zuständigenZurückweisungszähler für jedesder zum Bewerten der Komplexe verwendeten Merkmale geführt werden,um diese selbe Relaxationsfunktion bereitzustellen. Folglich fallseiner der Komplexe den Qualitätsschwellwertengenügtoder die Außerkraftsetzungdes Zurückweisungszählers triggert,endet die Stufenverarbeitung in Schritt 322. Falls allerdings dieKomplexe den Qualitätsschwellwertenoder der Außerkraftsetzungdes Zurückweisungszählerstands nichtgenügen,wird der Zurückweisungszählerstand für jede Komplexqualität in Schritt 330 aktualisiert. Diesebedeutet, dass die Außerkraftsetzungdurch den Zurückweisungszählerstandein Mittel darstellt, um die Anforderungen an einzelne Qualitätsschwellwertezu lockern, währenddie Zeit mit jedem Schritt fortschreitet. Zu beachten ist, dassindividuelle Zurückweisungszähler für jedesder Merkmale geführt werdenkönnen,die fürdie Bewertung der Komplexe verwendet werden, die diese gleiche Relaxationsfunktionfür jedesMerkmal zur Verfügungstellen. In Schritt 332 ermittelt das Verfahren, ob sämtlicheder Zurückweisungszähler überschrittenwurden. Ist dies der Fall, beendet das Verfahren in Schritt 322 dieStufenverarbeitung mit akzeptierten Komplexen. Falls alle Zurückweisungszähler nicht überschrittenwurden, ermittelt das Verfahren in Schritt 334, ob wenigstensdrei Komplexe vorhanden sind. Falls dies nicht der Fall ist, kehrtdas Verfahren zu Schritt 306 zurück, um einen Komplex zu erlangen.Falls wenigstens drei Komplexe vorhanden sind, führt das Verfahren an den dreiletzten Komplexen in Schritt 336 einen Drei-Komplexe-Vergleich mit Kriteriendes Zusammenpassens durch, die zwar hoch sind, jedoch gegenüber denAnforderungen an ein Zusammenpassen im Falle des Zwei-Komplexe-Vergleichsetwas reduziert sind. Anschließendermittelt das Verfahren in Schritt 338, ob die drei Komplexezusammenpassen. Falls die Komplexe nicht zusammenpassen, kehrt dasVerfahren zu Schritt 306 zurück, um einen weiteren Komplexzu erhalten. Falls die Komplexe allerdings zusammenpassen, beendetdas Verfahren die Stufenverarbeitung mit den akzeptierten Komplexenin Schritt 322.
    [0050] Einige Beispiele dafür, wie Qualitätswerte gemäß unterschiedlicherAusführungsbeispieleder vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, wird im folgenden erörtert. Wieoben in Zusammenhang mit Prozedur 160 beschrieben, wirdin Schritt 318 eine Entscheidung dahingehend getroffen,ob sämtlicheQualitätswerteoberhalb der entsprechenden Schwellwerte liegen. Falls beispielsweise PPQ>80 und SLPQ>60 und ENVQ>60 und T2PQ>60 und LSLPQ>25 und LT2PQ>25 gilt, sind die Kriterieneines Zusammenpassens erfüllt.Dieses Zusammenpassen gilt füreinen aktuellen Komplex und den unmittelbar vorhergehenden Komplex.Diese Bedingungen stellen die strengsten Bedingungen in dem Verfahrendes Zusammenpassens dar. Wenn dies eintritt, sind damit die beidenbesten Pulse für die Stufeunmittelbar identifiziert, und es ist keine weitere Suche nach Komplexenin der Stufe erforderlich.
    [0051] Das nächste Niveau für ein möglichesZusammenpassen betrifft den aktuellen und einen beliebigen der vorhergehendenKomplexe währendeiner Stufe. Diese ist in 7 inSchritt 324 gezeigt. Insbesondere ermittelt das Verfahren,ob MPKQ>75 und SLPQ>50 und T2PQ>50 zutrifft. In diesemFall wird ein Zusammenpassen identifiziert, vorausgesetzt es gilt:ENVQ>50 und PPQ>70 und LSLPQ>25 und LT2PQ>25. Tatsächlich sinddie Kriterien eines Zusammenpassens geringfügig gelockert, da früher in derStufe vorkommende Komplexe mit dem aktuellsten Komplex verglichenwerden. Falls allerdings ein vorgegebener Qualitätswert (ENVQ, PPQ, LSLPQ oderLT2PQ) in mehr als sechs Pulsen nicht erreicht wird, wird dieserspezielle Qualitätswertunter der Voraussetzung, dass die MPKQ hoch (d. h. >75) ist, nicht beachtet.Diese ermöglichtes, die beiden besten Pulse zu identifizieren, selbst wenn diese möglicherweisenicht unmittelbar aufeinander folgen, jedoch kann dies lediglichdann eintreten, wenn die strengeren Anforderungen, wie sie in demvorhergehenden Absatz beschrieben sind, nicht erfüllt wurden.
    [0052] Zuletzt ist noch ein anderes Kriteriumvorhanden, das unmittelbar einen Zustand des Zusammenpassens während einerStufe anzeigt. Dieser Abschnitt des Algorithmus ist das Zusammenpassen dreierPulse und ist in den Schritten 334, 336, 338 in 7 gezeigt. Dieses Verfahrengreift die letzten drei Pulse (P1, P2 und P3, wobei P3 der aktuellsteist) auf und entscheidet, dass diese zusammenpassen, vorausgesetztje de der folgenden Bedingungen trifft zu: (a) die beiden Pulsperioden,die durch die Anfangszeitpunkte der drei Pulse definiert sind, weichenum nicht mehr als +/– 12%voneinander ab, (b) die Amplituden des ersten und zweiten Pulsesunterscheiden sich um nicht mehr als +/– 12% von der dritten Pulsamplitude,(c) die Steigungen des ersten und zweiten Pulses unterscheiden sichum nicht mehr als +/– 12%der Steigung des dritten Pulses und (d) die Zeitspannen der erstenbeiden Pulse bis zu deren Scheitelpunkt unterscheidet sich um nichtmehr als 12% von der Zeitspanne bis zum Scheitelpunkt im Falle desdritten Pulses. Wenn diese Bedingung des Zusammenpassens zutrifft,werden die gewonnenen letzten beiden Pulse als die beiden bestenfür die Stufeerachtet.
    [0053] Obwohl diese Kriterien einer hohenQualität eventuellnicht erfülltsind, ist es dennoch möglich, diebeiden besten Pulse füreine Stufe auszuwählen. Dieswird durch den Abschnitt des Algorithmus erreicht, der das besteZusammenpassen von Scheitelpunkten überprüft. Die beiden Pulse, die alsbeste identifiziert wurden, werden als zusammenpassend erachtet,falls die Stufe beendet wird, ohne dass eine beliebige der übrigen strengeren Überprüfungen bestandenwurde. Die beiden besten Pulse werden gewählt, falls beliebige zwei aufeinanderfolgendePulse die Kriterien MPKQ>75und SLPQ>50 und T2PQ>50 erfüllen. Allerdingsmüssendiese Pulse nicht notwendig die Bedingungen ENVQ>50 und PPQ>70 und LSLPQ>25. Die beiden besten Pulse werden anschließend basierendauf zwei Pulsen ausgewählt, diediese gelockerten Kriterien erfüllen,jedoch das maximale Gesamt-Q fürdie Stufe aufweisen.
    [0054] Offenbart wird ein Verfahren undSystem zum Durchführenvon Pulsfrequenz- und Blutdruckmessungen. Das Verfahren und Systemumfassen die Schritte: Sammeln von oszillometrischen Blutdruckdatenanhand von Pulsen (102), Ermitteln von Einzelqualitätswertenfür Merkmalmesswerteder Pulse (106), basierend auf den Einzelqualitätswerten Gewinneneiner Bewertung der Gesamtqualität (108),wiederholen des Schritts des Sammelns, bis ein Gesamtqualitätsniveauerfülltist (110), und Ermitteln des Blutdrucks und der Pulsfrequenzmittels der Einzelqualitätswerte(112).
    [0055] Währenddie Ausführungsbeispieleund die Anwendung der in den Figuren veranschaulichten und obenbeschriebenen Erfindung im Vorliegenden bevorzugt sind, sollte esklar sein, dass diese Ausführungsbeispielelediglich als Beispiele dargeboten sind. Dementsprechend ist dievorliegende Erfindung nicht auf ein spezielles Ausführungsbeispielbeschränkt,sondern umfasst vielfältigeModifikationen, die nichtsdestoweniger in den Schutzbereich dervorliegenden Anmeldung fallen.
    权利要求:
    Claims (10)
    [1] Verfahren zur Durchführung von Messungen von Pulsfrequenzund Blutdruck, mit den Schritten: Verarbeiten von oszillometrischenKurvenverlaufsdaten, indem ein Manschettendrucksignal durch wenigstensein Filter (104), (204), (206), (208)geleitet wird; Bewerten, ob die oszillometrischen Kurvenverlaufsdaten Übereinstimmungskriteriengenügen,mit den Schritten: Ermitteln von Einzelqualitätswerten für Merkmalmesswerte von Pulsen(106), Gewinnen einer Bewertung der Gesamtqualität (108)basierend auf den Einzelqualitätswertenund Sammeln von Daten, bis ein vorbestimmter Gesamtqualitätsgrenzwert erfüllt ist(110); und Bestimmen des Blutdrucks und der Pulsfrequenz (112)basierend auf den oszillometrischen Kurvenverlaufsdaten.
    [2] Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt desBewertens ferner ein Aktualisieren und Speichern der Einzelqualitätswertewährendeiner aktuellen Ermittlung umfasst (106).
    [3] Verfahren nach Anspruch 2, bei dem das Ermittelnder Einzelqualitätswertefür Merkmalmesswerteder Pulse (106), das Verwenden von Daten von Pulsen deraktuellen Ermittlung sowie vorhergehender Blutdruckmessungen umfasst(316).
    [4] Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt desBewertens ferner ein Aktualisieren und Speichern der Einzelqualitätswertefür Merkmalmesswerteumfasst, zu denen mindestens einer der folgenden Messwerte gehören: (a)Amplitude, (b) Pulsperiode, (c) Zeitspanne bis zum Scheitelpunkt, (d)Steigung, (e) systolische Fläche,und (f) diastolische Fläche(218).
    [5] Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Schritt desBewertens ferner ein Zurückweisenvon Pulsen umfasst, bei denen Einzelqualitätswerte Schwellwertgrenzennicht genügen(106).
    [6] Verfahren nach Anspruch 1, bei dem der Verarbeitungsschritt(104), das Durchleiten eines Manschettendrucksignals durchein Tiefpassfilter umfasst, um Rauschen aus dem Signal zu entfernen,um dadurch Tiefpassfilterdaten zu erzeugen (206).
    [7] Verfahren nach Anspruch 6, zu dem ferner ein Leitendes Signals durch ein Bandpassfilter gehört, um wenigstens einen grundlegendenZeitpunkt in dem Signal zu lokalisieren (208).
    [8] Verfahren nach Anspruch 7, zu dem ferner ein Übertragender Zeit von wenigstens einem grundlegenden Zeitpunkt des Bandpassfilterszu den Tiefpassfilterdaten (216) gehört, um eine Identifizierung undBewertung von Merkmalen jenes Tiefpassfiltersignals zu unterstützen.
    [9] Verfahren nach Anspruch 1, zu dem ferner ein Verarbeiteneines EKG-Signals (252) gehört.
    [10] Verfahren nach Anspruch 9, zu dem ferner ein Verwendendes EKG-Signals zum Bestimmen der oszillometrischen Blutdruckdaten(112) gehört.
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