DE3612532C2

DE3612532C2 -

Info

Publication number: DE3612532C2
Application number: DE3612532A
Authority: DE
Inventors: Kenichi Sapporo Hokkaido Jp Yamakoshi; Hideaki Tokio/Tokyo Jp Shimazu; Tsutomu Takatsuki Osaka Jp Yamazawa
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1985-04-12
Filing date: 1986-04-14
Publication date: 1989-05-11
Also published as: US4771790A; US4862895A; DE3612532A1

Description

Aus der DE-OS 28 42 337 ist eine Fingermanschette für eine Blutdruckmeßvorrichtung bekannt, bei welcher durch die in einen Ring eingelegte ringförmige Manschette ein Finger zu stecken und die Manschette dann mit Hilfe eines injek tionsspritzenartigen Aufbaus aufzupumpen ist, um damit die Blutzirkulation im Finger abzusperren und anhand der Stellung des Kolbens dieses injektionsspritzenartigen Aufbaus beim Auftreten bestimmter Empfindungen im Finger den systolischen und diastolischen Blutdruck bestimmen zu können. Die Manschette ist durch eine einzige Kammer gebildet, deren Innenhaut in nicht eindeutig definierter Weise Falten bildet. Da die Blutdruckmessung über die Kolbenstellung erfolgt, weist die Manschette fingerseitig auch keinerlei optische Sender oder Empfänger zur Feststellung der Pulsation einer Arterie anhand einer Variation des vom Sender ausgestrahlten und vom Empfänger empfangenen Lichts auf.

Aus der DE-AS 24 30 788 ist ein Warngerät zur Anzeige eines drohenden Schocks bekannt, bei welchem fingerseitig in einer nicht aufblasbaren Fingermanschette ein Lichtsender und ein Lichtempfänger als Teil eines Pulsabnehmers nebeneinan derliegen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fingermanschette für ein Blutdruckmeßgerät zu schaffen, bei welcher ein definier tes und gutes Anliegen der Innenhaut der Fingermanschette am Finger gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Fingermanschette, wie sie im Patentanspruch 1 gekennzeichnet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Auf dieser ist bzw. sind

Fig. 1(a) eine Schnittansicht eines Manschettenaufbaus gemäß der Erfindung, welche veranschaulicht, wie Pulswellendaten an einer Fingerarterie gewonnen werden können;

Fig. 1(b) eine perspektivische Ansicht des Manschetten aufbaus der Fig. 1(a),

Fig. 2 eine teilweise abgebrochene perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des elektroni schen Blutdruckmeßgeräts gemäß der Erfindung,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer Aus führungsform der Manschette gemäß der Erfin dung in ihrem abgewickelten Zustand,

Fig. 4 ein schematisches Blockschaltbild einer ersten Ausführungsform des elektronischen Blutdruck meßgeräts gemäß der Erfindung,

Fig. 5 ein Wellenform-Diagramm, welches die Ausgangs signale eines Pulswellendetektors gemäß der Erfindung und eines herkömmlichen Pulswellen detektors vergleicht,

Fig. 6 eine schematische Schnittansicht eines Beispiels eines herkömmlichen Pulswellendetektors,

Fig. 7 eine Schnittansicht der in Fig. 3 gezeigten Manschette,

Fig. 8-10 Schnittansichten ähnlich der Fig. 7, welche verschiedene Ausführungsformen der Manschette gemäß der Erfindung zeigen,

Fig. 11 ein Flußdiagramm, welches die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform des elektronischen Blut druckmeßgeräts gemäß der Erfindung veranschaulicht,

Fig. 12 graphische Darstellungen des Manschettendrucks und der Pulswellendaten gemäß der ersten Aus führungsform des elektronischen Blutdruckmeß geräts gemäß der Erfindung,

Fig. 13 ein Flußdiagramm, welches die Arbeitsweise ei ner zweiten Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts gemäß der Erfindung zeigt,

Fig. 14 ein schematisches Blockschaltbild einer dritten Ausführungsform des elektronischen Blutdruck meßgeräts gemäß der Erfindung,

Fig. 15 graphische Darstellungen des Manschettendrucks und der Pulswellendaten gemäß der dritten Aus führungsform des elektronischen Blutdruckmeß geräts gemäß der Erfindung,

Fig. 16 ein Flußdiagramm, welches die Arbeitsweise der dritten Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts gemäß der Erfindung wieder gibt, und

Fig. 17 eine perspektivische Ansicht einer vierten Aus führungsform des elektronischen Blutdruckmeß geräts gemäß der Erfindung.

Die Fig. 1(a) und 1(b) zeigen eine Ausführungsform eines Pulswellendetektors, welcher in einer Manschetteneinheit an gebracht ist, die im folgenden im einzelnen beschrieben wird. Wie auf der Zeichnung zu sehen, ist eine im wesentlichen zylindrische Manschette 2 in ein rohrförmiges Element 1 ein gesetzt, wobei ein Leuchtelement 3, etwa eine Leuchtdiode, und ein lichtempfindliches Element 4, etwa ein Phototransi stor, zueinander benachbart in der Innenwand der zu einer zylindrischen Form gekrümmten Manschette 2 angebracht sind.

Wie in Fig. 1(a) gezeigt, wird ein Finger 5 in die zylindrische Manschette 2 eingeschoben, welche so einge richtet ist, da sie durch Aufpumpen mit einer Luftpumpe in einer Weise gegen den Finger 5 gedrückt wird, wie sie im folgenden im ein zelnen beschrieben wird. Das Licht des Leuchtelements 3 wird auf eine Arterie 6 des Fingers 5 eingestrahlt und er reicht nach Reflexion durch die Arterie 6 das lichtempfind liche Element 4. Daher ist das lichtempfindliche Element 4 in der Lage, die Pulswelle der Arterie 6 als Änderungen in der Intensität des empfangenen Lichts festzustellen, während die Manschette 2 aufgepumpt oder entleert wird.

Da bei der dargestellten Ausführungsform die Gesamt länge des Lichtwegs vom Leuchtelement 3 über die Arterie 6 bis zum lichtempfindlichen Element 4 kürzer als bei der bekannten Vorrichtung ist, bei welcher das Licht, wie weiter oben unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben, ei nen Finger durchläuft, ist der Pulswellenpegel, welcher durch die in den Fig. 1(a) und 1(b) gezeigte Ausführungs form festgestellt wird, generell typischerweise um den Faktor 10 oder mehr größer als derjenige, der durch den herkömmlichen Pulswellendetektor, wie er in Fig. 6 gezeigt ist, festgestellt wird, wobei dieser Unterschied deutlich in der graphischen Darstellung der Fig. 5 angegeben ist, in welcher (a) den durch den herkömmlichen Detektor fest gestellten Pulswellenpegel und (b) den durch die Aus führungsform der Erfindung festgestellten Pulswellenpegel bezeichnet.

Fig. 2 zeigt eine teilweise abgebrochene Außenansicht einer Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts gemäß der Erfindung. Ein Hauptkörpergehäuse 11 nimmt eine rechts hinten angeordnete Batterieeinheit 12, eine vor der Batterieeinheit 12 angeordnete Luftpumpe 3, einen im wesent lichen in der Mitte des Gehäuses 11 angeordneten Luftpufferspeicher 14 und eine links im Gehäuse 11 angeordnete Manschetten einheit 15 auf. Ferner erstreckt sich eine Leiterplatte 16 oberhalb des Luftpufferspeichers 14, der Batterieeinheit 12 und der Luftpumpe 13. Ein Stromschalter 17, ein Startschalter 18 und eine Flüssigkristallanzeige 19 sind oben auf der Leiterplatte 16 angebracht und durch geeignete elektrische Verbindungen verbunden, die aber nicht dargestellt sind. Ferner sind eine Mikroprozessoreinheit (MPU) und andere elektro nische Komponenten auf der Unterseite der Leiterplatte 16 montiert, wobei diese ebenfalls nicht in der Zeichnung dar gestellt sind.

Die Manschetteneinheit 15 enthält ein rohrförmiges Element 1 und die Manschette 2, die oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1(a) und 1(b) beschrieben worden sind. Wie in den Fig. 3 und 7 gezeigt, umfaßt die Manschette eine obere Haut 9 und eine untere Haut 10, die zwischen sich eine Kammer definieren, wobei diese Häute wegen ihrer Lage bei Krümmung der Manschette in die in den Fig. 1(a), 1(b) und 2 gezeigte Zylinderform auch Innenhaut und Außen haut genannt werden können. Der zwischen den beiden Häuten 9 und 10 definierte Raum ist in eine Anzahl von miteinan der in Verbindung stehenden Luftkammern 8 unterteilt, wo bei die Innenhaut 9 mit einer großen Anzahl von Auswölbun gen 23 a bis 23 h ausgebildet ist, welche eine verhältnis mäßig geringe Breite haben und sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Manschette 2 erstrecken. Eine Luft leitung 24 ist mit einer Endfläche einer, 23 e, der Aus wölbungen für eine Zufuhr und für ein Ablassen von Luft in die und aus den in der Manschette 2 definierten Luft kammern verbunden.

In zwei, 23 c und 23 d, der Auswölbungen bzw. Vor sprünge sind zwei, ebene Flächen definierende Einsenkungen 25 und 26 ausgebildet, wobei das Leuchtelement 3 und das lichtempfindliche Element 4 auf diesen ebenen Flächen angebracht sind. Das Leuchtelement 3 umfaßt ein Gehäuse 3 a aus Kunststoff, welches wie in Fig. 3 gezeigt, auf der Oberseite ein Fenster aufweist, durch welches von der im Gehäuse 3 a auf genommenen Leuchtdiode (in der Zeichnung nicht gezeigt) ausgesandtes Licht austreten kann. Das äußere Längsende des Gehäuses 3 a ist für das Ausleiten eines Paares von Lei tungsdrähten 28 für die Leuchtdiode offen. Das licht empfindliche Element 4 hat einen ähnlichen Aufbau, welcher ähnlich mit einem Paar von Leitungsdrähten 29 versehen ist, welche jedoch mit einem (in der Zeichnung nicht ge zeigten) Phototransistor verbunden sind, welcher darin anstelle der Leuchtdiode vorgesehen ist. Die von diesen Elementen 3 und 4 ausgeleiteten Leitungsdrähte 28 und 29 sind mit der Schaltung verbunden, die auf der Leiter platte 16 vorgesehen ist.

Wie oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1(a) und 1(b) beschrieben, wird das Licht des Leuchtelements 3 auf eine Arterie 6 des Fingers 5 durch die Haut und das Fleisch des Fingers 5 eingestrahlt und von der Arterie 6 wiederum durch das Fleisch und die Haut des Fingers 5 zurück auf das lichtempfindliche Element 4 reflektiert, so daß die Pulswelle durch das lichtempfindliche Element 4 als Varia tion der Intensität des reflektierten Lichts festgestellt werden kann.

Fig. 4 zeigt ein Funktionsblockschaltbild der ersten Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts. Wie in der Zeichnung zu sehen, ist das Leuchtelement 3, welches elektrische Spannung von einer Mikroprozessorein heit (MPU) 33 bezieht, benachbart zum lichtempfindlichen Element 4 angeordnet, dessen Ausgangssignal der MPU 33 über einen Verstärker 31 und einen AD-Wandler 32 zuge führt wird. Eine Luftleitung 40 ist mit der Manschette 2 verbunden, und diese Luftleitung 40 ist außerdem mit ver schiedenen Arten von Luftsteuergeräten verbunden, welche den Luftdruck der Luftmanschette 2 steuern, nämlich ei nem Drucksensor 34, einem Luftpuffer 14 bzw. einem Luft speicher, welcher aus einer Luftkammer eines bestimmten Volumens besteht, einem Langsamablaßventil 37 und einem Schnellablaßventil 38, welche direkt mit der Leitung 40 verbunden sind und einer Luftpumpe 13, deren Ausgangs ende mit der Leitung 40 über ein Einwegventil 36 verbun den ist.

Das vom Drucksensor 34 festgestellte Manschetten drucksignal wird durch einen Verstärker 35 verstärkt und der MPU 33 über den AD-Wandler 32 zugeführt. Die MPU 33 weist einen Speicher zur Speicherung eines Programms und von Werten auf, welche im Zuge von durch das Programm vorgegebenen Rechenoperationen anfallen, und kann die Funktionen des Einlesens von Pulswellendaten und Manschetten druckdaten über ein geeignetes Schalten des AD-Wandlers 32, des Ein- und Ausschaltens der Luftpumpe, des Öffnens und Schließens des Schnellablaßventils 38, des Bestimmens des Blutdrucks aus den Pulswellendaten und des Angebens des Status, ob eine Messung vor sich geht oder nicht, durchführen.

Die bestimmten Blutdruckwerte, das heißt der systo lische Blutdruck (SYS) und der diastolische Blutdruck (DIA) werden durch die MPU 33 ausgegeben und auf einer Anzeige einheit 19 angezeigt, wobei ein Summer 39 durch einen Befehl der MPU 33 zu einem geeigneten Zeitpunkt aktiviert werden kann, wie noch beschrieben wird. Der Luftpuffer 14 hat ein be stimmtes Volumen, welches das effektive Volumen der Luft manschette 2 wirksam erhöht. Wegen des Vorhandenseins des Luftpuffers 14 ist der Abfall des Druckes der Luft manschette 2 für eine bestimmte Luftablaßgeschwindigkeit langsamer, als wenn der Luftpuffer nicht vorgesehen ist. Infolgedessen hat auch bei Verwendung eines eigentlich für eine Armmanschette bestimmten Langsamablaßventiles 37 in der vorliegenden Ausführungsform, welche eine Luftmanschette 2 für einen Finger verwendet, der Druck abfall der Luftmanschette 2 den geringen Wert von 2 bis 3 mmHg/s.

Fig. 7 zeigt die in der ersten Ausführungsform der Erfindung verwendete Luftmanschette 2 im Querschnitt. Die Außenhaut 10 besteht aus einem verhältnismäßig harten Ma terial, das aber so biegsam ist, daß es sich aus einer flachen Form zu einer zylindrischen Form eines gewünsch ten Durchmessers verformen läßt. Die Innenhaut 9 besteht aus einem biegsamen Material, etwa Gummi, und weist eine Anzahl von Auswölbungen 23 a bis 23 h (Fig. 3) auf, welche sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Manschette 2 erstreckt und längs des Innenumfangs der Manschette 2, wenn diese zu einer Zylinderform gekrümmt ist, unter im wesentlichen gleichen Abständen angeordnet sind. Die Umfangs ränder der Innenhaut 9 und der Außenhaut 10 sind mitein ander verbunden.

Jede der Auswölbungen 23 a bis 23 h auf der Innenhaut 9 hat einen im wesentlichen trapezförmigen Querschnitt und umfaßt einen mittleren ebenen Abschnitt 9 a und ein Paar von geneigten Abschnitten 9 b, die in Richtung auf die Seitenkanten des mittleren ebenen Abschnitts 9 a hin an steigen. Auf diese Weise wird eine Anzahl von Luftkammern 8 zwischen der Innenhaut 9 und der Außenhaut 10 bestimmt, wobei diese aber miteinander in Verbindung stehen. Die Luftleitung 24 ist zum Aufpumpen und Ablassen der Man schette 2 mit einer Endfläche der Innenhaut 9 (Fig. 3) verbunden. Zwei der Auswölbungen, nämlich 23 c und 23 d, sind mit den Einsenkungen 25 und 26 versehen, welche die ebenen Flächen zur Anbringung des Leuchtelements 3 und Lichtempfängerelements 4 definieren, wie dies weiter oben unter Bezugnahme auf die Fig. 3 erwähnt worden ist.

Die Manschette 2 wird also zu einer Zylinderform zusammengerollt und in das rohrförmige Element 1 des elektronischen Blutdruckmeßgeräts eingesetzt. Infolge dessen wird die Zylinderform durch die flachen obersei tigen Abschnitte 9 a der Auswölbungen 23 a bis 23 h der Innenhaut 9 bestimmt, wobei die jeweils benachbarten geneigten Abschnitte 9 b jeweils eng aneinander gelangen, ohne daß dadurch irgendeine wesentliche Verspannung der Innenhaut 9 und Außenhaut 10 verursacht wird. Nach dem Einführen eines Fingers, beispielsweise des Zeigefingers, in den so definierten zylindrischen Raum und Aufpumpen der Man schette 2 mit über die Luftleitung 24 zugeführter Druck luft durch Anschalten des Spannungsschalters 17 und Akti vieren der Luftpumpe 13 können sich die flachen Abschnitte 9 a der Auswölbungen 23 a bis 23 h der Innenhaut 9 der Kontur des Fingers 5 anpassen und so gleichmäßig Druck auf den Finger 5 aufbringen.

Die Fig. 8 bis 10 zeigen andere Ausführungsformen der Luftmanschette 2 a bis 2 c gemäß der Erfindung. Die in Fig. 8 gezeigte Ausführungsform ist ähnlich der in Fig. 7 gezeigten, eine Luftleitung 24 ist jedoch statt an der Innenhaut 9 an der Außenhaut 10 vorgesehen. Gemäß der in Fig. 9 gezeigten Ausführungsform sind die Auswölbungen der Innenhaut 9 im Gegensatz zur trapezförmigen Quer schnittsform der vorangehenden Ausführungsformen im Quer schnitt halbkreisförmig, während die Innenhaut 10 in der gleichen Weise wie bei den vorangehenden Ausführungsformen eben ist. Infolgedessen haben die Luftkammern 8 halbkreis förmigen Querschnitt. Gemäß der in Fig. 10 gezeigten Aus führungsform ist nicht nur die Innenhaut 9 mit Auswölbun gen ähnlich denjenigen der Ausführungsform der Fig. 9 ver sehen, sondern es ist auch die Außenhaut 10 mit ähnlichen Auswölbungen 21 a bis 21 h versehen, die in Ausrichtung auf die entsprechenden Auswölbungen der Innenhaut 9 vorliegen. Daher sind die Luftkammern 8 in diesem Fall im wesentlichen im Querschnitt kreisförmig.

Im folgenden wird nun die Arbeitsweise der ersten Aus führungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts ins besondere unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig. 11 beschrieben.

Vor dem Starten des Meßvorgangs setzt ein Patient zunächst den Zeigefinger seiner linken Hand in den zylindri schen Raum der Manschette 2, wonach der Spannungsschalter 17 angeschaltet wird. Dies löst die Ausführung des im Spei cher der MPU 33 gespeicherten Programms aus, wobei dieses zunächst eine Segmentenprüfung der Anzeigeeinheit 14 durch führt, indem es alle Segmente der Anzeigeeinheit 14 1,5 Sekunden lang in Schritt 1 anschaltet. Danach werden im Schritt 2 alle Segmente abgeschaltet. In Schritt 3 wird festgestellt, ob der Manschettendruck null ist oder nicht. Wenn der Manschettendruck nicht null ist, wird das Schnell ablaßventil 10 im Schritt 22 aktiviert und der Systemfluß kehrt nach Schritt 3 zurück. Dies wird wiederholt, bis die Manschette ausreichend entleert ist. Wenn im Schritt 3 der Manschettendruck null ist, wird im Schritt 4 ein Bereit zeichen (herzförmiges Zeichen in der Anzeigeeinheit 19 der Fig. 4) eingeschaltet und im Schritt 5 der Summer 5 für vier aufeinanderfolgende kurze Zeitintervalle aktiviert. Damit ist die Vorbereitung des elektronischen Blutdruckmeßgeräts für die tatsächliche Messung beendet.

In diesem Fall wird, wenn der Startschalter 16 einge schaltet wird, das Bestimmungsergebnis des Schrittes 6 ein JA, und die Luftpumpe 13 wird aktiviert. Im Schritt 7 wird die durch die Luftpumpe 13 unter Druck gesetzte Luft über das Einwegventil 36 in die Hauptleitung 40 geleitet und dem Luftpuffer 14 und der Manschette 2 zugeführt, bis der durch den Luftdrucksensor 34 festgestellte Luftdruck einen in der MPU 33 einprogrammierten bestimmten Wert P _set er reicht. Typischerweise ist der in der MPU 33 programmierte Wert P _set um 20 bis 30 mmHg höher als der erwartete sys tolische Blutdruck. Die Luftpumpe 13 wird dann deaktiviert und es erfolgt im Schritt 8 ein Ablassen der Manschette nur durch das Langsamablaßventil 37. Da es jedoch sein kann, daß der Referenzwert für die Pulswellenfeststellung nicht unmittelbar nach Beendigung der Unterdrucksetzung der Manschette 2 stabil ist, wird ein Stabilisierungsvor gang in den Schritten 9 und 10 durchgeführt. Es wird im Schritt 9 bestimmt, ob der Referenzwert stabil ist oder nicht. Wenn nicht, wird bestimmt, ob der Druckwert um mehr als 40 mmHg unter dem bestimmten Wert liegt oder nicht. Wenn ja, so wird die Manschette im Schritt 21 durch das Schnellablaßventil 38 rasch abgelassen, und der Pro zeßfluß kehrt nach Schritt 3 zurück. Wenn der Druck nicht um mehr als 40 mmHg unter dem bestimmten Wert liegt, kehrt der Prozeßfluß nach Schritt 9 zurück. Solbald der Referenzwert für die Pulswellenfeststellung stabilisiert ist, wird die Amplitude der Pulswelle in den nachfol genden Schritten bestimmt.

Im Schritt 11 wird eine Pulswellennummer j, die dem Teil der Pulswelle entspricht, an welcher die Amplitude zu be stimmen ist, zu null gesetzt. Im Schritt 12 wird die Zählung des Abtastzählers für einen Zyklus des Puls schlages auf 1 rückgesetzt und die Pulswellennummer wird um eins erhöht. Gleichzeitig wird ein Maximalpulswellen wert x _max auf null und ein Minimalpulswellenwert x _min auf einen oberen Grenzwert x _sup, welcher höher als ein denkbarer Maximalwert des Pulswellenpegels ist, gesetzt.

Im Schritt 13 wird bestimmt, ob der Manschetten druck höher als 20 mmHg ist oder nicht. Wenn der Man schettendruck niedriger als 20 mmHg ist, geht der Pro zeßfluß nach Schritt 21 weiter und es findet ein schnelles Ablassen der Manschette 2 statt. Wenn der Man schettendruck höher als 20 mmHg ist, werden Pulswellen daten x _i im Schritt 14 eingegeben, und die Differenz zwischen dem aktuellen Wert der Pulswellendaten x _i und dem vorangehenden Wert der Pulswellendaten x _i-₁ wird im Schritt 15 mit einem bestimmten Wert x _t verglichen. In Schritt 15 wird bestimmt, ob diese Differenz größer als dieser bestimmte Wert x _t ist oder nicht.

Wenn das Bestimmungsergebnis des Schrittes 15 nega tiv ist, geht der Prozeßfluß nach Schritt 23 weiter und es wird der aktuelle Wert der Pulswellendaten x _i mit dem Maximalpulswellenwert x _max verglichen. Wenn x _i < x _max ist, wird der Maximalpulswellenwert x _max durch den Wert von x _i in Schritt 24 aktualisiert. Wenn umgekehrt x _i < x _max ist, wird Schritt 24 übersprungen und der Prozeßfluß geht nach Schritt 25 weiter. Im Schritt 25 werden die aktuellen Pulsdatenwerte x _i mit dem Minimalpulswellenwert x _min ver glichen. Wenn x _i < x _min ist, wird der Minimalpulswellen wert x _min durch den Wert von x _i im Schritt 16 aktualisiert. Wenn umgekehrt x _i < x _min ist, wird Schritt 26 übersprungen und der Prozeßfluß geht nach Schritt 27 weiter.

Wenn das Aktualisieren des maximalen und minimalen Druckwerts x _max und x _min in den Schritten 23 bis 26 been det ist, wird die Zählung i um eins im Schritt 27 in krementiert und der Prozeßfluß kehrt nach Schritt 13 zu rück. Danach werden die Schritte 23 bis 27 und 13 bis 15 wiederholt, und das Aktualisieren des maximalen und mini malen Pulswellenwerts x _max und x _min setzt sich fort, bis x _i-1-x _i < x _t ist, oder bis der nächste Zyklus von Pulsschlag beginnt.

Wenn im Schritt 15 festgestellt wird, daß x _i-1-x _i < x _t ist, wird im Schritt 16 der Summer 39 aktiviert und das Extrahieren der Pulswelle dem Benutzer mitgeteilt. Dann wird im Schritt 17 die Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Pulswellenwert x _max und x _min (die Amplitude der Impulswelle) A _j hergeleitet und in der MPU 33 gespeichert. Im Schritt 18 wird ein Blutdruckbestimmungs prozeß unter Verwendung dieser Amplitude A _j als Parameter durchgeführt.

Es ist möglich, den Blutdruck auf verschiedene Weisen zu bestimmen, und gemäß der vorliegenden Ausführungsform wird der Manschettendruck zum Zeitpunkt t₁, zu welchem die Pulswelle zu erscheinen beginnt, als der systolische Blutdruck P _sys (siehe Fig. 12) und der Manschettendruck zum Zeitpunkt t₂, zu welchem die Amplitude der Pulswelle A _j maximal wird, als der mittlere Blutdruck P _mittel be stimmt. Der diastolische Blutdruck P _dia wird dann nach der folgenden Gleichung bestimmt:

P _mittel = P _dia + (P _sys-P _dia)/3

Bis der diastolische Blutdruck P _dia bestimmt ist, setzt sich der Prozeßfluß mit einer Rückkehr vom Schritt 19 nach Schritt 12 fort und es wird nach Inkrementierung der Pulswellennummer j um eins im Schritt 12 der Blut druckbestimmungsprozeß durch Herleiten der Differenz zwischen dem maximalen und minimalen Pulswellenwert x _max und x _min bzw. der Amplitude der Pulswelle A _j fortge setzt.

Mit Beendigung der Bestimmung des maximalen und minimalen Druckwerts (Schritt 19) werden diese Blutdruck werte auf der Anzeigeeinheit 19 im Schritt 20 angezeigt, wonach das Schnellablaßventil 38 im Schritt 21 aktiviert und der Meßvorgang damit beendet wird.

Fig. 13 ist ein Flußdiagramm, welches die Arbeits weise einer weiteren Ausführungsform des elektronischen Blutdruckmeßgeräts gemäß der Erfindung veranschaulicht. Die Schritte 1 und 2 gemäß dieser Ausführungsform sind mit den Schritten 1 und 2 der vorangehenden Ausführungs form identisch, es wird aber das Schnellablaßventil 38 im Schritt 3 aktiviert bzw. geöffnet und das Schnellab laßzeichen auf der Anzeigeeinheit 19 im Schritt 4 wieder gegeben, obwohl dies nicht in der Zeichnung gezeigt ist. Im Schritt 5 wird bestimmt, ob der Manschettendruck null ist oder nicht, und der Prozeßfluß geht in eine Schleife, bis der Manschettendruck auf null abgefallen ist.

Sobald der Manschettendruck auf null abgefallen ist, wird das Schnellablaßzeichen im Schritt 6 abgeschaltet und ein Bereitzeichen (angegeben als herzförmiges Zei chen auf der Anzeigeeinheit 19 der Fig. 4) wird im Schritt 7 angeschaltet. Damit weiß der Benutzer, daß das elektro nische Blutdruckmeßgerät nun für die Messung bereit ist. Mit Anschalten des Startschalters 18 geht folglich der Pro zeßfluß von Schritt 8 nach Schritt 9 weiter, und im Schritt 10 leuchtet auf der Anzeigeeinheit 19 eine Leuchtdiode (in der Zeichnung nicht gezeigt) auf, womit angezeigt wird, daß ein Meßvorgang vor sich geht. Ferner wird im Schritt 11 das Schnellablaßventil 38 geschlossen, gefolgt von der Aktivierung der Luftpumpe 13, und die Unterdrucksetzung der Manschette 2 durch die Luftpumpe 13 wird fortgesetzt, bis der Manschettendruck im Schritt 12 einen bestimmten Druck P _set erreicht.

Wenn diese Unterdrucksetzung als ein Wiederunter drucksetzungsvorgang zur Wiederaufnahme einer Unterdruck setzung nach einer Unterbrechung einer Unterdrucksetzung im Schritt 13 bestimmt wird, wird ein noch zu beschreiben des Wiederunterdrucksetzungszeichen im Schritt 14 abge schaltet. In beiden Fällen wird mit Beendigung des Unter drucksetzungsvorganges ein langsames Ablassen der Luft im Schritt 15 begonnen. Wie weiter oben erwähnt, kann dieser Ablaßvorgang mit einer Geschwindigkeit von 2 bis 3 mmHg/s durchgeführt werden. Danach geht der Prozeßfluß über die Schritte 16 und 17 in eine Schleife, bis der Referenzwert für die Pulswellenfeststellung stabilisiert ist. Wenn der Manschettendruck während dieses Prozesses um mehr als 30 mmHg unter den bestimmten Druck P _set ab gefallen ist, wird das Wiederunterdrucksetzungszeichen auf der Anzeigeeinheit 19 im Schritt 20 angezeigt, ob wohl es nicht in der Zeichnung gezeigt ist, und der Systemfluß kehrt nach Schritt 12 zur Wiederunterdruck setzung der Manschette 2 zurück.

Wenn jedenfalls im Schritt 16 festgestellt wird, daß der Referenzwert für die Pulswellenfeststellung sta bilisiert ist, geht der Prozeßfluß nach Schritt 21 wei ter. Im Schritt 21 wird eine Pulswellennummer j, die dem Teil der Pulswelle, bei welchem die Amplitude zu bestimmen ist, auf null gesetzt. Im Schritt 22 wird die Zählung ei nes Abtastzählers für einen Zyklus des Pulsschlages auf 1 rückgesetzt, und die Pulswellennummer wird um eins er höht. Gleichzeitig wird ein Maximalpulswellenwert x _max auf null und ein Minimalpulswellenwert x _min auf einen oberen Grenzwert x _sup gesetzt, welcher höher als ein denkbarer Maximalwert des Pulswellenpegels ist.

Im Schritt 23 wird bestimmt, ob der Manschettendruck höher als 20 mmHg ist oder nicht. Wenn der Manschetten druck niedriger als 20 mmHg ist, geht der Prozeßfluß nach Schritt 31 weiter und nach Abschalten der Leuchtdiode, die anzeigt, daß der Meßvorgang gerade läuft, im Schritt 31 erfolgt ein rasches Entleeren der Manschette 2 im Schritt 3. Wenn der Manschettendruck höher als 20 mmHg ist, werden Pulswellendaten x _i im Schritt 24 der MPU 33 eingegeben und es wird die Differenz zwischen dem aktuellen Wert der Impulswellendaten x _i und dem voran gehenden Wert der Pulswellendaten x _i-1 mit einem bestimm ten Wert x _t verglichen. Im Schritt 25 wird bestimmt, ob diese Differenz größer als der bestimmte Wert x _t ist oder nicht.

Wenn das Bestimmungsergebnis des Schrittes 25 nega tiv ist, geht der Prozeßfluß nach Schritt 32 weiter und es wird bestimmt, ob die Pulswellennummer j nicht 1,5 Sekunden lang aktualisiert worden ist. Wenn die Impuls wellennummer j während dieses Zeitintervalls aktualisiert worden ist, wird der aktuelle Wert der Pulswellendaten x _i mit dem maximalen Pulswellenwert x _max im Schritt 33 verglichen. Wenn x _i < x _max ist, wird der maximale Puls wellenwert x _max mit dem Wert x _i im Schritt 34 aktuali siert. Umgekehrt, wenn x _i < x _max ist, wird Schritt 34 übersprungen und der Prozeßfluß geht nach Schritt 35 wei ter. Im Schritt 35 werden die aktuellen Pulswellendaten x _i mit dem minimalen Pulswellenwert x _min verglichen. Wenn x _i < x _min ist, wird der minimale Pulswellenwert x _min mit dem Wert x _i im Schritt 36 aktualisiert. Umgekehrt wird, wenn x _i < x _min ist, Schritt 36 übersprungen und der Prozeß fluß geht nach Schritt 37 weiter.

Wenn das Aktualisieren des maximalen und minimalen Pulswellenwerts x _max und x _min in den Schritten 32 bis 36 beendet ist, wird die Zählung i um eins im Schritt 37 er höht und der Prozeßfluß kehrt nach Schritt 23 zurück. Da nach werden die Schritte 32 bis 37 und 23 bis 25 wieder holt, und das Aktualisieren des maximalen und minimalen Pulswellenwerts x _max und x _min setzt sich fort, bis x _i-1-x _i < x _t gilt oder bis der nächste Zyklus des Puls schlags beginnt.

Wenn im Schritt 25 festgestellt wird, daß x _i-1-x _i < x _t, wird im Schritt 26 der Summer 39 aktiviert und das Heraus ziehen der Impulswelle dem Benutzer mitgeteilt. Dann wird die Differenz zwischen dem maximalen und dem minimalen Pulswellenwert x _max und x _min (die Amplitude der Pulswelle) A _j im Schritt 27 hergeleitet und in der MPU 33 gespeichert. Im Schritt 28 wird dann ein Blutdruckbestimmungsprozeß un ter Verwendung dieser Amplitude A _j als Parameter durchge führt. Die Blutdruckwerte können im Schritt 29 in der gleichen Weise wie unter Bezugnahme auf Fig. 11 beschrieben, gewonnen werden.

Mit Beendigung der Bestimmung des maximalen und mini malen Blutdruckwerts (Schritt 29) werden die gewonnenen Blutdruckwerte im Schritt 30 auf der Anzeigeeinheit 19 an gezeigt, und wenn der Prozeßfluß nach Schritt 3 zurückge kehrt ist, wird das Schnellablaßventil 38 im Schritt 3 aktiviert, womit der Meßvorgang beendet ist und die Vor richtung für die nächste Messung bereit ist (Schritte 6 und 7).

Gemäß der vorliegenden Ausführungsform war der Luft puffer 14 im Gehäuse 21 vorgesehen, es ist aber ebenso möglich, einen Luftpuffer in einem Teil der Manschette 2 selbst vorzusehen. Alternativ ist es außerdem möglich, den Luftpuffer 14 wegzulassen, solange die gewünschte Ablaß geschwindigkeit mit dem Langsamablaßventil 41 erzielt wer den kann.

Fig. 14 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfin dung, welche auf einem anderen Algorithmus zur Bestimmung der verschiedenen Blutdruckwerte beruht. In dieser Zeich nung haben Teile, die denjenigen aus Fig. 4 entsprechen, die gleichen Bezugszeichen wie dort und werden nicht noch einmal im einzelnen beschrieben. Gemäß dieser Ausführungs form ist der Auslaß einer Luftpumpe 13 mit einer Leitung 45 über ein Einwegventil 36 verbunden, und die Leitung 45 ist mit einer anderen Leitung 44, die zu einer Luftman schette 2 führt, über ein Langsamablaßventil 41 verbunden. Ein Luftpuffer 14 und ein Schnellablaßventil 43 sind mit der Leitung 45 auf der Seite der Luftpumpe 13 verbunden, während ein Drucksensor 34 und ein weiteres Schnellablaß ventil 42 mit der anderen Leitung 44 auf der Seite der Luftmanschette 2 verbunden sind.

Fig. 16 ist ein Flußdiagramm, welches die Arbeits weise der in Fig. 14 gezeigten Ausführungsform veranschau licht.

Vor dem Beginn des Meßvorgangs legt ein Patient den Zeigefinger seiner linken Hand in den zylindrischen Raum der Manschette 2 und der Spannungsschalter 17 wird ge schlossen. Damit beginnt die Durchführung des im Speicher der MPU 33 gespeicherten Programms, das zunächst eine Segmentprüfung für die Anzeigeeinheit 14 durchführt, in dem alle Segmente der Anzeigeeinheit 14 1,5 Sekunden lang im Schritt 1 eingeschaltet werden. Danach werden alle Segmente im Schritt 2 ausgeschaltet. Im Schritt 3 werden die Schnellablaßventile 42 und 43 geöffnet und im Schritt 4 leuchtet ein Ablaßzeichen (in der Zeichnung nicht ge zeigt) auf, welches anzeigt, daß das Ablassen gerade statt findet. Es wird dann im Schritt 5 festgestellt, ob der Man schettendruck null ist oder nicht, und der Prozeßfluß geht in eine Schleife, bis der Manschettendruck auf null ab fällt. Sobald der Manschettendruck auf null abgefallen ist, wird im Schritt 6 das Ablaßzeichen ausgeschaltet. Danach wird im Schritt 7 ein Bereitzeichen (angegeben als herzförmiges Zeichen in der Anzeigeeinheit 19 der Fig. 14) eingeschal tet und der Systemfluß geht in eine Schleife, bis der Startschalter 18 im Schritt 8 eingeschaltet wird.

Sobald der Startschalter 18 eingeschaltet wird, geht das Bereitzeichen auf der Anzeigeeinheit 19 im Schritt 9 aus und die Leuchtdiode, die anzeigt, daß der Meßvorgang gerade abläuft, wird im Schritt 10 eingeschaltet. Dann werden beide Schnellablaßventile 42 und 43 geschlossen und die Luftpumpe 13 wird aktiviert, bis der Luftdruck im Luftpuffer 14 im Schritt 11 300 mmHg erreicht. Dieser Druck wird der Luftmanschette 2 allmählich zugeleitet, in dem das Langsamablaßventil 41, welches zur Leitung 44 und der Manschette 2 führt, im Schritt 12 geöffnet wird. In folgedessen beginnt der Druck in der Manschette 2, wie dies in Fig. 15 gezeigt ist, anzusteigen, und gleichzeitig beginnt der Pulswellendetektor 26 mit der Feststellung der Pulswelle.

Im Schritt 13 wird eine Pulswellennummer j, die dem Teil der Pulswelle, an welchem die Amplitude zu bestimmen ist, entspricht, zu null gesetzt. Im Schritt 14 wird die Zählung i des Abtastzählers für einen Zyklus des Herz schlages auf 1 rückgesetzt und die Pulswellennummer j um eins inkrementiert. Gleichzeitig wird ein Maximalpulswellen wert x _max auf null und ein Minimalpulswellenwert x _min auf einen oberen Grenzwert x _sup gesetzt, welcher höher als ein denkbarer Maximalwert des Pulswellenpegels ist.

Im Schritt 15 wird bestimmt, ob der Manschettendruck höher oder niedriger als ein bestimmter vorgegebener Wert ist. Wenn der Manschettendruck höher als der vorgegebene Wert ist, geht der Prozeßfluß nach Schritt 23 weiter und nach Abschalten der Leuchtdiode, die anzeigt, daß gerade ein Meßvorgang ab läuft, im Schritt 23, kehrt der Prozeßfluß nach Schritt 3 zurück, wo ein schnelles Ablassen mit beiden Schnellablaß ventilen 42 und 43 stattfindet. Wenn jedoch der Manschetten druck als niedriger als der vorgegebene Wert festgestellt wird, werden Pulswellendaten x _i der MPU 33 im Schritt 16 eingegeben und im Schritt 17 wird die Differenz zwischen dem aktuellen Wert der Impulswellendaten x _i und dem voran gehenden Wert der Pulswellendaten x _i-1 mit einem bestimmten Wert x _t verglichen. Dieser Schritt dient zur Definierung der Grenzen eines jeden Zyklus des Pulsschlages durch plötzliche Änderungen des Pulswellenpegels.

Wenn diese Differenz kleiner als dieser bestimmte Wert x _t ist oder, anders ausgedrückt, wenn das Bestimmungsergeb nis des Schrittes 17 negativ ist, geht der Prozeßfluß nach Schritt 24 weiter, und der aktuelle Wert der Pulswellen daten x _i wird mit dem maximalen Pulswellenwert x _max ver glichen. Wenn x _i < x _max ist, wird der maximale Pulswellen wert x _max mit dem Wert x _i im Schritt 24 aktualisiert. Wenn umgekehrt x _i < x _max ist, wird der Schritt 25 übersprungen und der Prozeßfluß geht nach Schritt 26 weiter. Im Schritt 26 werden die aktuellen Pulswellendaten x _i mit dem mini malen Pulswellenwert x _min verglichen. Wenn x _i < x _min ist, wird der maximale Pulswellenwert x _min mit dem Wert x _i im Schritt 27 aktualisiert. Wenn umgekehrt x _i < x _min ist, wird Schritt 27 übersprungen und der Prozeßfluß geht nach Schritt 28 weiter.

Wenn das Aktualisieren des maximalen und minimalen Pulswellenwertes x _max und x _min in den Schritten 24 bis 27 beendet ist, wird die Zählung i um eins im Schritt 28 er höht und der Prozeßfluß kehrt nach Schritt 15 zurück. Da nach werden die Schritte 24 bis 28 und 15 bis 17 wieder holt und das Aktualisieren des maximalen und des minimalen Pulswellenwerts x _max und x _min setzt sich fort, bis x _i-1-x _i < x _t gilt oder bis der nächste Pulsschlagzyklus beginnt.

Wenn im Schritt 17 festgestellt wird, daß x _i-1-x _i < x _t ist, wird im Schritt 18 der Summer 39 aktiviert und dem Be nutzer mitgeteilt, daß die Pulswelle herausgezogen wird. Dann wird die Differenz zwischen dem maximalen und mini malen Pulswellenwert x _max und x _min (die Amplitude der Puls welle) A _j im Schritt 19 hergeleitet und in der MPU 33 ge speichert. Im Schritt 20 wird ein Blutdruckbestimmungspro zeß unter Verwendung dieser Amplitude A _j als Parameter durchgeführt. Gemäß diesem Bestimmungsprozeß wird der Maxi malwert der Pulswellenamplitude A _j herausgezogen und der Manschettendruck zu dem Zeitpunkt, zu dem die maximale Pulswellenamplitude A _max festgestellt wird, als der mittlere Blutdruck P _mittel bestimmt. Dann wird der Man schettendruck zu dem Zeitpunkt, zu dem die Pulswelle mit allmählicher Zunahme des Manschettendrucks verschwindet, als der systolische Blutdruck P _sys bestimmt. Der diastoli sche Blutdruck P _dia wird aus der folgenden Gleichung be stimmt:

P _mittel = P _dia + (P _sys - P _dia)/3

Bis der diastolische Blutdruck P _dia bestimmt ist, setzt der Prozeßfluß die Rückkehr vom Schritt 21 nach Schritt 13 fort, und nach Inkrementierung der Pulswellennummer j um eins im Schritt 13, wird die Blutdruckbestimmung fortge setzt, indem die Differenz zwischen dem maximalen und mini malen Pulswellenwert x _max und x _min (die Amplitude der Puls welle) A _j für jeden Pulsschlagzyklus hergeleitet wird.

Mit Beendigung der Bestimmung des systolischen und diastolischen Blutdruckwerts (Schritt 20) werden diese Blut druckwerte auf der Anzeigeeinheit 19 im Schritt 21 ange zeigt und im Schritt 23 die Leuchtdiode zur Anzeige, daß ein Meßvorgang gerade abläuft, abgeschaltet. Danach kehrt der Prozeßfluß nach Schritt 3 zurück, wo die Schnellablaß ventile 42 und 43 für ein vollständiges Ablassen der Luft erneut aktiviert werden, und Schritte 3 bis 7 beendigen den Meßprozeß.

Gemäß dieser Ausführungsform ist die für die Messung benötigte Zeit erheblich reduziert, so daß sich die Unbe quemlichkeiten für den Patienten, dessen Blutdruck ge messen werden soll, erheblich vermindern läßt. Auch ist der Vorteil dieser Ausführungsform einer Verminderung des Ausmaßes der Blutabsperrung besonders günstig, wenn der Blutdruck einer ernsthaft kranken Person zu messen ist.

Fig. 17 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfin dung, welche eine Haupteinheit 50 und eine Manschetteneinheit 51 umfaßt, die als getrennte Einheiten aufgebaut und durch elektrische Kabel 52 miteinander verbunden sind. Eine Anzeigeeinheit 53 ist außen an der Manschettenein heit 51 vorgesehen und eine Manschette 56 in ein rohrför miges Teil 55 eingesetzt, welches in der Manschetteneinheit 51 vorgesehen und an einem Ende des Gehäuses der Man schetteneinheit 51 offen ist. Die Manschette 56 selbst kann mit den weiter oben beschriebenen identisch sein.

Claims

1. Aufblasbare Fingermanschette zur Blutdruckmessung, welche eine für ein Anlegen an einem Finger bestimmte Innenhaut und eine Außenhaut aufweist, dadurch gekenn zeichnet, daß die auf der Außenhaut (10) angebrachte Innenhaut (9) vorgeformte Auswölbungen (23 a, ... 23 h) aufweist, welche die Manschette in Krümmungsrichtung in miteinander in Verbindung stehende Kammern (8) verhältnis mäßig kleiner Breite unterteilt, die sich bei gekrümmter Manschette unter Ausbildung einer im wesentlichen kontinuier lichen Berührfläche mit dem Finger seitlich aneinanderlegen.

2. Fingermanschette nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Auswölbungen (23 a, ... 23 h) im wesentlichen Trapezform haben.

3. Fingermanschette nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Auswölbungen (23 a, ... 23 h) im wesentlichen Halbkreisform haben.

4. Fingermanschette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Außenhaut (10) im wesent lichen flach ist.

5. Fingermanschette nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Außenhaut (10) in ihrer Form im wesentlichen symmetrisch zur Innenhaut (9) ist.

6. Fingermanschette nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei benachbarte Kammern (8) fingerseitig ein optisches Leucht element (3) zur Einstrahlung von Licht auf eine Fingerarterie bzw. ein optisches Lichtempfängerelement (4) zur Feststellung von vom Leuchtelement (3) in Reflexion kommendem Licht für die Erzeugung eines für die Pulsation der Arterie reprä sentativen Signals aufweisen.