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ERFINDUNGSGEBIET
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Diese
Erfindung bezieht sich auf die automatische Blutdrucküberwachung
und insbesondere auf automatische Blutdruckmonitore, bei denen bei
der Bestimmung, ob eine nichtinvasive Blutdruckmessung, bei der
dieses Signal verwendet wird, verlässlich ist, eine Signalqualitätsmessung
zum Einsatz kommt.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Auf
dem Gebiet sind automatische oszillometrische Blutdruckmonitore
bekannt, bei denen eine Kurve mittels Computer auf die oszillometrische
Hüllkurve
angepasst wird, die von Amplituden von Komplexen bei unterschiedlichen
Manschettendruckwerten definiert wird, wodurch ein mittlerer Arteriendruck
(MAP) sowie systolischer und diastolischer Blutdruck genauer berechnet
werden können.
Wie in
US-Patent Nr. 5704362 dargelegt
wird, sind solche Kurvenanpassungsberechnungen inhärent unempfindlich
gegenüber
Abweichungen, die durch Artefakte verursacht werden. Im Allgemeinen
erfordert solch eine Technik, dass eine Gausskurven-förmige Funktion
mittels Computer als Modell auf die oszillometrische Hüllkurve
angepasst wird, obgleich auch andere Funktionen verwendet werden
können.
Bei den Kurvenanpassungsberechnungen wird das Marquardt-Verfahren
angewendet, bei dem es sich um eine Kombination des steilsten Gefälles einer
Summenquadrat-Fehlerfunktion und einer Gauss-Newton Nullpunktermittlung
für eine Überwachungsfunktion
handelt. Das Verfahren, das in
US-Patent
Nr. 5704362 beschrieben wird, enthält die Hüllkurve zu der bekannten plausiblen Form
der Gaussfunktion, wodurch ein Filterungsverfahren geliefert wird,
das die Kurvenanpassung weniger abhängig von einem einzelnen Datenpunkt
macht. Dadurch wird ermöglicht,
dass Artefakterkennungstechniken während der Datenerfassung reduziert
oder eliminiert werden können.
Außerdem
können
die Hüllkurvendaten
historische Daten umfassen, die über
mehrere Blutdruckbestimmungen erfasst und gewichtungsgemittelt werden,
um eine gewichtungsgemittelte Vorhersage der nächsten Blutdruckbestimmung
zu liefern.
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Bei
dem Gauss-Kurvenanpassungsverfahren, welches in Patent Nr.
5704362 verwendet wird,
wird auf der Grundlage der Daten von aktuellen oder vorhergehenden
Blutdruckbestimmungen ein Satz von drei Parametern bestimmt, wobei
diese Parameter die Hüllkurvenamplitude
(A), den Mittelwert (B) und die Abweichung vom Mittelwert (C) enthalten.
In anderen Worten wird die Gausskurve durch ihre Amplitude, ihren
Mittelwert und die Abweichung bestimmt, und die Kurvenanpassung
wird definiert als die Kurve mit Amplitude, Mittelwert und Abweichung,
welche den Summenquadrat-Fehler (s. s. e) zwischen der Gausskurve
und den Datenpunkten bei jedem der rohen Hüllkurvendruckwerten minimiert.
Im (A, B, C)-Variablenraum wird eine Suche durchgeführt, bis
ein Minimierungspunkt ermittelt wird. Die Daten von der aktuellen
Blutdruckbestimmung können verwendet
werden, um die Gausskurve aus einer vorherigen Bestimmung zu der
korrekten Druckumgebung hin zu verschieben, so dass sie besser mit
den neuesten erfassten Daten übereinstimmt.
Dies kann dabei helfen, die Amplitude der rohen Blutdruckkomplexe
zu identifizieren und Artefakte zu verhindern.
US-Patent Nr. 5704362 enthält weitere
Einzelheiten zum Kurvenanpassungsverfahren.
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In
US-Patent 5590662 wird ein
automatisches Blutdruckmessgerät
vorgestellt, das die Attribute für
alle Oszillationskomplexe bei jedem Druckschritt speichert und die
gespeicherten Wellenformdaten mit einer Vorlage vergleicht, welche
die Attribute eines „sauberen" Oszillationskomplexes
von einer aktuellen oder einer vorherigen NIBP-Bestimmung oder einer
Standardvorlage enthält,
welche anhand einer großen
Population von Patienten bestimmt wurde. Alle Oszillationskomplexe,
die eine starke Korrelation mit der Vorlage zeigen (wobei deren
Korrelationswerte über
einem bestimmten Schwellenwert liegen), werden als „gute" Oszillationsdaten
beibehalten, während
die restlichen Oszillationskomplexe als von Artefakten verfälschte Daten
verworfen werden. Bei der Blutdruckberechnung können dann artefaktreduzierte
Daten verwendet werden.
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Leider
muss auch bei solchen Kurvenanpassungstechniken, wie sie in
US-Patent Nr. 5704362 vorgestellt
werden, das Problem berücksichtig
werden, dass Patientenbewegungen, Vibrationen und andere Störungen zu
Artefakten in dem Signal führen
können,
das während
der Blutdruckbestimmung von der Manschette erfasst wird. Wenn dies
geschieht, gestaltet sich die Identifizierung von Blutdruckkomplexen
und deren Eigenschaften problematisch, selbst wenn dabei die oben
genannten Kurvenanpassungstechniken verwendet werden. Dann kann
es schwierig sei zu entscheiden, wann man die Blutdruckergebnisse
veröffentlichen
soll und wann man Warnungen ausgeben soll, dass ein Artefakt aufgetreten
ist oder dass die Ausgabe ungenau sein könnte. Die vorliegende Erfindung
steht im Zusammenhang mit Systemen und Verfahren, die zum Zwecke
der Behebung dieses Problems entwickelt wurden.
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In
einem ersten Aspekt liefert die vorliegende Erfindung ein Verfahren
zur Messung des Blutdrucks einer Testperson, welches die folgenden
Schritte umfasst: Erfassung einer Vielzahl von oszillometrischen
Datenwerten von einer Testperson, die eine Amplitude von mindestens
einem Komplex enthalten, die bei einer Vielzahl von Druckniveaus
erfasst wurde, wobei die oszillometrischen Datenwerte Punkte einer
oszillometrischen Hüllkurve
darstellen, die von gemessenen Blutdruckschwankungen definiert wird;
Durchführung
einer ersten Qualitätsüberprüfung der
oszillometrischen Datenwerte durch die Überprüfung der Signalqualität der oszillometrischen
Datenwerte, um zu bestimmen, ob die oszillometrische Hüllkurve
eine zuvor bestimmte allgemeine Glockenform aufweist; Berechnung
des Blutdrucks des Patienten anhand der oszillometrischen Datenwerte,
wenn die Signalqualität
der oszillometrischen Hüllkurvendaten,
welche im Zuge der ersten Qualitätsüberprüfung bestimmt
wurde, gut ist, und Durchführung
einer zweiten Qualitätsüberprüfung der
oszillometrischen Datenwerte nach dem Schritt der Blutdruckberechnung,
um eine Gesamtqualitätszahl
zu bestimmen, welche die Signalqualität der oszillometrischen Hüllkurvendaten
angibt; und selektive Anzeige des berechneten Blutdrucks gemäß der Signalqualität der oszillometrischen
Datenwerte, wobei die selektive Anzeige die Überprüfung des berechneten Blutdrucks
und der Gesamtqualitätszahl
umfasst, die im Zuge der zweiten Qualitätsüberprüfung bestimmt wurde, um zu
bewerten, ob der berechnete Blutdruck und die Gesamtqualitätszahl vom
physiologischen Gesichtspunkt aus gesehen einen Sinn ergeben, bevor
der berechnete Blutdruck angezeigt wird.
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Das
Verfahren der Erfindung wird durch ein automatisches Blutdruckmessgerät implementiert,
welches umfasst: eine aufpumpbare und entleerbare Druckmanschette;
ein Aufpumpgerät,
das mit der Manschette verbunden ist, so dass es ein unter Druck
stehendes Medium selektiv auf die Manschette anwenden kann, so dass
die Manschette aufgeblasen und unter Druck gesetzt wird; einen Manschettendrucksensor,
der mit der Manschette verbunden ist, so dass er den Manschettendruck
mitsamt eventuell darin auftretender Blutdurckschwankungen erkennen
kann; ein Ablassgerät,
welches mit der Manschette verbunden ist, so dass es selektiv Druck
aus der Manschette ablässt;
und eine programmierte Kontrollvorrichtung, welche auf eine Manschettendruckbestimmung
des Manschettensensors anspricht, wobei die Kontrollvorrichtung
so programmiert ist, dass sie während
der entsprechenden Blutdruckbestimmungen bei einem Patienten das
Aufpumpgerät
in zuvor bestimmten Intervallen kontrolliert, so dass dieses die
Manschette aufpumpt, und das Ablassgerät so kontrolliert, dass es
die Manschette entleert, und dass es die oszillometrischen Hüllkurvendaten
speichert, welche Punkte einer oszillometrischen Hüllkurve
darstellen, die durch gemessene Blutdruckschwankungen definiert werden.
Die Kontrollvorrichtung ist ferner so programmiert, dass sie: eine
erste Qualitätsüberprüfung der
oszillometrischen Datenwerte durch die Überprüfung der Signalqualität der oszillometrischen
Hüllkurvendaten durchführt, um
zu bestimmen, ob die oszillometrische Hüllkurve eine zuvor bestimmte
allgemeine Glockenform aufweist, dass sie den Blutdruck eines Patienten
anhand der oszillometrischen Hüllkurvendaten
berechnet, wenn die Signalqualität
der oszillometrischen Hüllkurvendaten,
welche im Zuge der ersten Qualitätsüberprüfung bestimmt
wurden, gut ist, und dass sie nach dem Schritt der Blutdruckberechnung
eine zweite Qualitätsüberprüfung der
oszillometrischen Datenwerte durchführt, um eine Gesamtqualitätszahl zu
bestimmen, welche die Signalqua lität der oszillometrischen Hüllkurvendaten
angibt, und dass sie den berechneten Blutdruck gemäß der Signalqualität der oszillometrischen
Hüllkurvendaten
selektiv anzeigt, wobei die selektive Anzeige die Überprüfung des
berechneten Blutdrucks und der Gesamtqualitätszahl umfasst, die im Zuge
der zweiten Qualitätsüberprüfung bestimmt
wurde, um zu bewerten, ob der berechnete Blutdruck und die Gesamtqualitätszahl vom
physiologischen Standpunkt aus gesehen Sinn machen, bevor der berechnete
Blutdruck angezeigt wird.
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Die
programmierte Kontrollvorrichtung überprüft die Signalqualität der oszillometrischen
Hüllkurvendaten
gemäß der Erfindung
durch die Feststellung, ob die oszillometrische Hüllkurve
eine zuvor bestimmte allgemeine Glockenform aufweist, indem Blutdruckergebnisse
verwendet werden, die während
der Implementierung einer Kurvenanpassungsprozedur (falls diese
verwendet wird) auf die oszillometrischen Hüllkurvendaten bestimmt wurden,
um festzustellen, ob die berechneten Blutdruckwerte so beschaffen
sind, dass gilt: diastolisch < MAP < systolisch, und
dass sie in einem plausiblen physiologischen Bereich liegen, indem
die neu erfassten oszillometrischen Hüllkurvendaten mit gespeicherten
oszillometrischen Hüllkurvendaten
verglichen werden und eine intermediäre Krankengeschichten-Qualitätszahl als
einen Prozentewert von Werten der neu erfassten oszillometrischen
Hüllkurvendaten
bestimmt wird, die in einem zuvor festgelegten Bereich von Werten
der gespeicherten oszillometrischen Hüllkurvendaten liegen, und zwar
durch die Bestimmung einer intermediären Hüllkurvenqualitätszahl als
ein Maß dafür, wie gut
die Kurvenanpassungsdaten, welche in der Kurvenanpassungsprozedur
verwendet werden, mit den neu erfassten oszillometrischen Hüllkurvendaten
zusammenpassen, indem eine intermediäre Komplexzahl als ein Maß eines
Prozentwer tes von Drucksschritten bestimmt wird, deren beste Komplexe über einem
geschätzten
Rauschniveau liegen, das ein Quadratmeitel(r. m. s)-Fehler aller
Komplexe in den neu erfassten oszillometrischen Hüllkurvendaten
darstellt, und/oder durch die Bestimmung einer intermediären Schrittqualitätszahl als
ein Maß der
Variabilität
der Größen vom
Komplexen bei einem Hüllkurvenschritt-Druckniveau.
Vorzugsweise werden diese Werte gemäß einer Gewichtungsfunktion
kombiniert, um eine Gesamtqualitätszahl
zu erzeugen, welche die Signalqualität der oszillometrischen Hüllkurvendaten
angibt. Im Allgemeinen werden aktuellere oszillometrische Hüllkurvendaten
stärker
gewichtet als ältere
oszillometrische Hüllkurvendaten.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
bestimmt die programmierte Kontrollvorrichtung die intermediäre Hüllkurvenqualitätszahl unter
Verwendung der Gleichung:
Intermediäre Hüllkurvenqualität = A·100/(A
+ sqrt(GEWICHTUNG·Hüllkurve
s. s. e)),wobei A ein Gaussparameter für die Amplitude ist, der bei
der Kurvenanpassungsprozedur verwendet wird, GEWICHTUNG einen Wert
hat, der auf der intermediären
Krankengeschichten-Qualitätszahl
beruht, und der Hüllkurven-Summenquadratfehler
(s. s. e) unter Verwendung der folgenden Gleichung ermittelt wird:
wobei „a
i" und „p
i" die
oszillometrischen Hüllkurvendaten
darstellen und jeweils der Schrittoszillationsamplitude und dem
Schrittdruck entsprechen, „i" ein Index ist, der für Hüllkurvenschrittdaten
verwendet wird, und B und C jeweils Gaussparameter für Mittelwert
und Abweichung sind, die bei der Kurvenanpassungsprozedur verwendet
werden. Die programmierte Kontrollvorrichtung gründet das geschätzte Rauschniveau
auf ein komplexes s. s. e., das anhand der folgenden Gleichung bestimmt
wird:
wobei c
ij komplexe
Daten sind, die eine Komplexgröße von neu
erfassten oszillometrischen Hüllkurvendaten darstellen, „i" ein Index ist, der
für Hüllkurvenschrittdaten
verwendet wird, j ein Index für
die Komplexe bei einem Hüllkurvenschrittdruckniveau
ist, p
i den Schrittdruck darstellt und A,
B und C jeweils Gaussparameter für Amplitude,
Mittelwert und Abweichung sind, die in der Kurvenanpassungsprozedur
verwendet werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
bestimmt eine programmierte Kontrollvorrichtung die intermediäre Schrittqualitätszahl als
einen Prozentsatz von Komplexen aus allen empfangenen Komplexen,
welche ein Verhältnis
(eine absolute Differenz zwischen jedem Komplex zu einer besten
Schätzung
der Komplexgröße für den Manschettendruck,
bei dem der Komplex auftritt) hat, das einen Schwellenwert übersteigt,
der von der intermediären
Krankengeschichten-Qualitätszahl
abhängt.
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Vorzugsweise überprüft die programmierte
Kontrollvorrichtung den berechneten Blutdruck und die Gesamtqualitätszahl,
um zu bestimmen, ob der berechnete Blutdruck und die Gesamtqualitätszahl vom
physiologischen Gesichtspunkt aus betrachtet einen Sinn ergeben,
bevor der berechnete Blutdruck angezeigt wird. Dann vergleicht die
programmierte Kontrollvorrichtung die Gesamtqualitätszahl mit
einem ersten Schwellenwert, wobei die oszillometrischen Hüllkurvendaten
nur angezeigt werden, wenn der erste Schwellenwert überschritten
wird. Die programmierte Kontrollvorrichtung kann die Gesamtqualitätszahl auch
mit einem zweiten Schwellenwert vergleichen, der größer als
der erste Schwellenwert ist, wobei die oszillometrischen Hüllkurvendaten
mitsamt einer Meldung angezeigt werden, die vor Artefakten warnt,
wenn die Gesamtqualitätszahl
den ersten Schwellenwert, nicht jedoch den zweiten Schwellenwert übersteigt,
und wobei sie die oszillometrischen Hüllkurvendaten ohne die Warnmeldung
anzeigt, wenn die Gesamtqualitätszahl
sowohl den ersten als auch den zweiten Schwellenwert übersteigt.
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Wie
anhand der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung deutlich
wird, umfasst der Schutzumfang der Erfindung auch die entsprechenden
Verfahren.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung kann nach dem Studium der folgenden detaillierten
Beschreibung der zurzeit bevorzugten Ausführungsformen und unter Bezugnahme
auf die angehängten
Zeichnungen besser nachvollzogen werden, wobei für diese gilt:
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1 ist
ein Diagramm einer hohen Ebene eines NIBP-Überwachungssystems
gemäß der Erfindung.
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2 illustriert
oszillometrische Daten mitsamt Schrittablassung und Komplexen, die
unter Verwendung des NIBP-Überwachungssystems
aus 1 gewonnen wurden.
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3A und 3B bilden
zusammen ein Flussdiagramm, das zeigt, wo während einer konventionellen
Blutdruckbestimmung Qualitätsberechnungen
gemäß Techniken
der Erfindung durchgeführt
werden.
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4 ist
ein Flussdiagramm, das zeigt, wie verschiedene berechnete Qualitätswerte
kombiniert werden, um einen Gesamtqualitätswert gemäß Techniken der Erfindung zu
erhalten.
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5 ist
ein Beispiel für
eine oszillometrische Blutdruckhüllkurve
mit sauberen Daten von hoher Qualität.
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6 ist
ein Beispiel für
eine oszillometrische Blutdruckhüllkurve,
die Schrittablassung und Komplexe unter durch Artefakte beeinträchtigten
Bedingungen umfassen.
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7 illustriert
eine oszillometrische Blutdruckhüllkurve
mit sauberen Daten, die rohe Datenpunkte auf beiden Seiten des Maximums
und Datenpunkte unter einem bestimmten Schwellenwert umfasst.
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8 illustriert
die Hüllkurve
von 7, nachdem die Daten durch Rauschen beeinträchtigt worden sind.
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9 illustriert,
wie der Fehler bei der Bestimmung der Blutdruckzahlen als eine Funktion
des Qualitätsfaktors
variiert.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ZURZEIT BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im
Folgenden wird ein System und Verfahren, das die oben genannten
Ziele erreicht und andere vorteilhafte Merkmale gemäß einer
zurzeit bevorzugten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung liefert, unter Bezugnahme auf die 1–9 beschrieben.
Auf diesem Gebiet fachkundige Personen werden sich darüber im Klaren
sein, dass die hier in Bezug auf die Figuren gegebene Beschreibung
nur Beispielzwecken dient und den Schutzumfang der Erfindung keinesfalls
einschränken
soll. Folglich sind alle Fragen, die im Zusammenhang mit dem Schutzumfang
der Erfindung stehen, durch Bezugnahme auf die angehängten Patentansprüche zu klären.
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In
US-Patent Nr. 4360029 stellt
Ramsey sehr detailliert ein System zur oszillometrischen Blutdrucküberwachung
vor, auf welches die Prinzipien der vorliegenden Erfindung zum Vorteil
angewendet werden können.
Die folgende Beschreibung von
1 dient
als eine kurze Zusammenfassung der Funktionsweise dieses Systems.
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In 1 wird
der Arm einer menschlichen Testperson gezeigt, die eine konventionelle
flexible aufpumpbare und entleerbare Manschette 101 zeigt,
welche in vollständig
aufgeblasener Form dem Verschluss der Armschlagader dient. Da die
Manschette 101 unter Verwendung des Ventils 102 aufgeblasen
wird, welches einen Ablass 103 aufweist, wird der arterielle
Verschluss graduell aufgehoben. Wie im Folgenden genauer beschrieben
werden wird, wird die Ablassung der Manschette 101 mittels
Ablassventil 102 durch einen Mikroprozessor 107 über die
Kontrolllinie 116 reguliert.
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Ein
Druckwandler 104 ist mit einer zur Manschette 101 führenden
Leitung 105 verbunden, um den darin herrschenden Druck
zu erkennen. Gemäß konventionellen
oszillometrischen Techniken werden Druckschwankungen in der Arterie
durch Veränderungen
im Gegendruck der Manschette 101 erkannt, und diese Druckoszillationen
werden durch den Wandler 104 in ein elektrisches Signal
umgewandelt und zur Verarbeitung über den Weg 106 mit
dem Mikroprozessor 107 verbunden. Zusätzlich ist eine Druckluftquelle 109 über eine
Leitung 110, ein Aufpumpventil 111 und eine Leitung 112 mit
der Druckmanschette 101 verbunden. Das Aufpumpventil 111 wird
vom Mikroprozessor 107 über
eine Verbindung 113 elektrisch kontrolliert. Das Ablassventil 102 ist
auch mittels Leitung 114 über eine Zweigverbindung 115 mit
Leitung 112 verbunden, die zur Manschette 101 führt.
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Vom
Standpunkt der Prinzipien der vorliegenden Erfindung aus gesehen
kann die Verarbeitung der Signale vom Druckwandler 104 durch
den Mikroprozessor 107 zur Erzeugung von Blutdruckdaten
und zur optionalen Zurückweisung
von Artefakt-Daten gemäß den Erkenntnissen
nach dem Stand der Technik der oben aufgeführten Ramsey-Patente '029 und '034 erfolgen.
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Alternativ
kann der Blutdruck gemäß den Erkenntnissen
von Medero et al. in
US-Patent
Nr. 4543962 , von Medero in
US-Patent
Nr. 4546775 , von Hood, Jr. et al. in
US-Patent Nr. 4461266 , von Ramsey,
III et al. in
US-Patent Nr. 5170795 ,
von Ramsey, III et al. in
US-Patent
Nr. 4638810 , von Ramsey, III et al. in
US-Patent Nr. 4754761 , von Ramsey,
III et al. in
US-Patent Nr. 5170795 ,
von Ramsey, III et al. in
US-Patent
Nr. 5052397 , von Medero in
US-Patent
Nr. 5577508 und von Hersh et al. in
US-Patent Nr. 5590662 durchgeführt werden, von
denen alle diesem allgemein zugeordnet sind. In jedem Fall ist es
wünschenswert,
eine beliebige der bekannten Techniken zu verwenden, um die Qualität der Oszillationskomplexe
zu bestimmen, die an jedem Niveau empfangen werden, so dass die
Blutdruckbestimmung unter Verwendung der tatsächlichen Blutdruckdaten und
nicht Artefakten durchgeführt
wird.
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Das
Gerät der
vorliegenden Erfindung, das oben unter Bezugnahme auf 1 beschrieben
wird, kann bis auf die Programmierung des Mikroprozessors 107 im
Wesentlichen demjenigen entsprechen, das in den Patenten '029 und '034 von Ramsey, III
et al. vorgestellt worden ist. So kann während des Betriebs des Geräts, das
in 1 illustriert wird, angenommen werden, dass unter
Druck stehende Luft bis ungefähr
8–10 p.
s. i in der Druckluftquelle 109 verfügbar ist. Wenn die Blutdruckbestimmung
initiiert werden soll, liefert der Mikroprozessor 107 über den
Weg 113 ein Signal an das offene Aufpumpventil 111.
Das Ablassventil 102 ist geschlossen. Luft von der Quelle 109 wird
durch das Aufpumpventil 111 und Leitung 112 übermittelt,
um die Manschette 101 bis zu einem gewünschten Grad aufzupumpen, welcher
vorzugsweise über
einem geschätzten
systolischen Druck beim Patienten liegt. Der Mikroprozessor 107 spricht
auf ein Signal auf Weg 106 vom Druckwandler 104 an,
das den momentanen Druck in der Manschette 101 angibt,
so dass er das Aufpumpen der Manschette 101 unterbricht,
wenn der Druck in der Manschette 101 einen zuvor bestimmten
Wert erreicht, der über dem
geschätzten
systolischen Druck des Patienten liegt. Solch eine Unterbrechung
wird durch das Senden eines Signals über Weg 113 erzielt,
welches das Schließen
des Aufpumpventils 111 bewirkt. Sobald das Aufpumpventil 111 geschlossen
wurde, kann die Blutdruckmessung durch das Einsetzen des Ablassprogramms erzielt
werden.
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Wie
oben festgestellt, kann die eigentliche Messung des Blutdrucks unter
Steuerung des Mikroprozessors
107 und des Ablassventils
102 gemäß der Erkennung
durch den Druckwandler
104 auf eine geeignete Weise durchgeführt werden,
wie beispielsweise die in den zuvor genannten Patenten beschriebene.
Zusätzlich kann
die Entleerung der Manschette
101 in Übereinstimmung mit der Beschreibung
von Booth et al. in
US-Patent
Nr. 5518000 und von Medero in
US-Patent Nr. 5579776 reguliert werden,
welche ebenfalls dem Zessionar dieses Antrags zugeschrieben werden.
Bei der Beendung jedes Messungszyklus kann das Ablassventil
102 lang
genug wieder geöffnet
werden, als dass der Manschettendruck im Wesentlichen ganz über Ablass
103 abgelassen
wird. Danach wird das Ablassventil
102 für den Beginn
eines neuen Messungszyklus geschlossen.
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Zusammenfassend
lässt sich
sagen, dass wenn eine Blutdruckmessung gewünscht wird, das Aufpumpventil 111 geöffnet wird,
während
der Manschettendruck durch den Druckwandler 104 überwacht
wird, bis der Manschettendruck ein gewünschtes Niveau erreicht. Das
Aufpumpventil 111 wird dann geschlossen. Danach wird das
Ablassventil 102 unter Verwendung des Signals vom Mikroprozessor 107 sowie
der durchgeführten
Blutdruckmessung eingesetzt.
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Bei
typischen automatischen Blutdruckmessungsgeräten wird der Ablassvorgang
in gleichen Schritten durchgeführt,
normalerweise bei ungefähr
8 mm Hg pro Schritt. 2 illustriert einen Graph, bei
dem der Druck in Bezug auf Zeit dargestellt wird, und der einen
konventionellen Manschet tenschrittablass- und Messungszyklus für einen
konventionellen NIBP-Monitor illustriert. Wie illustriert wird,
wird die Manschette 101 bis auf einen Druck aufgepumpt,
der höher
als der systolische Druck ist, und die Manschette 101 wird
dann in Schritten gleicher Dauer von ungefähr 8 mm Hg per Schritt entleert.
Die Auszeitdauer d wird bei jedem Schritt gewährleistet, während dem
die Signalverarbeitungskreislaufe nach Oszillationskomplexen gemäß den Techniken
suchen, welche in den oben genannten allgemein zugeordneten Patenten
aufgeführt
werden. Am Ende einer Auszeitdauer d wird der Manschettendruck dekrementiert,
selbst wenn kein Oszillationskomplex entdeckt wurde. Der Prozess
der Druckbestimmung und der Suche nach Oszillationskomplexen wird
mindestens so lange wiederholt, bis der MAP und/oder eine oszillometrische
Hüllkurve 200 bestimmt
werden können.
Der gesamte Blutdruckbestimmungsprozess wird an zuvor bestimmten
eingestellten Intervallen wiederholt, die typischerweise von dem
Benutzer eingestellt werden.
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Bis
zu diesem Punkt funktioniert der Monitor aus 1 auf konventionelle
Weise. Gemäß der Erfindung
ist es wünschenswert,
solch ein System zu modifizieren, um die Qualität des erfassten Signals zu
bestimmen, um dann festzustellen, ob die in dem Signal enthaltenen
Daten verlässlich
sind. Die Signalqualität
wird anhand von Algorithmen (unten beschrieben) bestimmt, die mittels
Mikroprozessor 107 implementiert werden, der während der
Datenerfassung und der nachfolgenden Berechnung des Blutdrucks verwendet
wird, um sie Sicherzustellung zu unterstützen, dass die Resultate eine
Genauigkeit aufweisen, welche für
eine klinische Verwendung ausreichend ist. Um dies zu erreichen,
wird eine Bewertung in Bezug auf die physiologische Stichhaltigkeit
der rohen Daten, die Rauschmenge in den rohen Daten sowie die physiologische
Wahrscheinlichkeit des Schlussergebnisses durchgeführt.
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Gemäß der Erfindung
werden die Qualitätsalgorithmen
in Mikroprozessor 107 verwendet, um (an unterschiedlichen
Punkten während
einer Blutdruckbestimmung) jede weitere Analyse aufgrund von verfälschten Daten
abzubrechen. Wenn die Daten derart verfälscht sind, dass eine Angabe
von Blutdruckzahlen unangemessen ist, sollte dies erkannt und die
Bestimmung gestoppt werden. Dadurch wird dazu beigetragen, dass die
Qualität
der ausgegebenen Blutdruckzahlen hoch bleibt. Die Qualitätsalgorithmen
der Erfindung werden auch verwendet, um eine Entscheidung zu treffen,
ob mehr Daten mit der Erwartung gewonnen werden sollen, die Blutdruckeinschätzung zu
verbessern. Die Anfrage nach zusätzlichen
rohen Hüllkurvendaten
sollte später zu
einer höheren
Gesamtqualität
und für
die Ausgabe geeigneten Blutdruckzahlen führen. Die Anfrage nach Daten
kann vor und/oder nach dem zuvor erwähnten Kurvenanpassungsprozess
erfolgen, sofern solch ein Prozess angewendet wird. Sie sollte auch
die Lieferung von Informationen an die Manschettendruck-Kontrollfunktion
in Bezug darauf umfassen, welche Druckniveaus für die Erfassung von zusätzlichen
Daten am besten wären.
Im Wesentlichen handelt es sich dabei um eine Überprüfung, um sicherzugehen, dass
die Analyse der rohen Hüllkurvendaten
wahrscheinlicherweise eine geeignete Kurvenanpassung liefert. Man
würde davon ausgehen,
dass die rohen Hüllkurvendaten
eine hohe Qualität
haben, wenn sie eine normale physiologische Form zeigen.
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Der
Qualitätsalgorithmus
der Erfindung kann auch zur Bestimmung verwendet werden, ob sich
die gewonnen Blutdruckwerte zur Ausgabe eignen. Dabei würde es sich
um einen Schwellenwerttest der „Gesamtqualitätszahl" handeln. Innerhalb
des Blutdruckalgorithmus können
Kontrollparameter (Gewichtungen) eingestellt werden, um andere Aspekte
des NIBP-Algorithmus
zu unterstützen
und die Qualität
der am Ende ausgegebenen Zahlen zu verbessern. Wenn signifikante
Artefakte vorhanden sind, sollte eine Warnung ausgegeben werden.
Diese zusätzliche
Information würde
die Qualität
der Patientenversorgung verbessern, weil dies bedeuten könnte, dass
eine weitere Messung vorgenommen werden sollte, sofern eine hohe
Genauigkeit erforderlich ist. Dies könnte viele Warnstufen umfassen,
je nachdem, wie viele sich für
das ermittelte Qualitätsniveau
eignen. Dieser Prozess würde
auch auf Schwellenwerttest beruhen, bei denen die „Gesamtqualitätszahl" verwendet wird.
Am Ende der Blutdruckbestimmung sollte der Qualitätsalgorithmus
eine „Gesamtqualitätszahl" liefern, die zwischen
0 und 100 liegt, wobei 100 eine hervorragende Qualität angibt.
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Wie
in 3 gezeigt, werden verschiedene
Algorithmen, welche die NIBP-Qualität verbessern, in bestimmten
Schlüsselzeiten
während
der Blutdruckbestimmung implementiert. 3 illustriert
eine Ausführungsform
eines Kontrollalgorithmus (bzw. mehrerer Kontrollalgorithmen), der
auf Mikroprozessor 107 im Gerät von 1 betrieben
wird, um eine Blutdruckmessung zu erhalten, wobei die Techniken
der Erfindung angewendet werden. Wie gezeigt wird, beginnt die Blutdruckbestimmung
bei Schritt 300, und die Blutdruckmanschette 101 wird
in Schritt 302 aufgeblasen, und zwar zum schrittweisen
Ablassen auf konventionelle Weise, was typischerweise bis zu einem
Punkt erfolgt, der über
dem systolischen Druck liegt. Während
des Ablassens der Manschette 101 werden in Schritt 304 während des
Ablassens Hüllkurvendaten
erfasst. Auf diesem Gebiet fachkundige Per sonen werden sich darüber im Klaren
sein, dass die Hüllkurve
eine Komplexgröße aufweist, die
eine Funktion des Manschettendrucks darstellt, und dass die Informationen
zur Komplexgröße reduziert werden,
um die rohen Hüllkurvendaten
zu gewinnen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird vor der Durchführung einer Kurvenanpassungsanalyse
in Schritt 306 eine Bewertung der Qualität der rohen
Hüllkurvendaten
durchgeführt,
sobald die rohen Hüllkurvendaten
in Schritt 304 erfasst worden sind. 5 ist ein
Beispiel für
eine oszillometrische Blutdruckhüllkurve
von hoher Qualität
und mit sauberen Daten, während 6 ein
Beispiel für
eine oszillometrische Blutdruckhüllkurve
darstellt, die Schrittablassung und Komplexe darstellt, die von
Artefakten beeinträchtigten
Bedingungen ausgesetzt sind.
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In
Schritt
306 bestimmt ein Algorithmus die Anzahl der Druckniveaus
auf der hohen Seite und der niedrigen Seite der maximalen Oszillationsamplitude
bei den rohen Hüllkurvendaten.
Bevor eine Analyse auch nur versucht werden soll, sollte der Algorithmus
bestimmen, ob ein Gleichgewicht bei den Hüllkurvendaten besteht. Mit
anderen Worten wird durch den Algorithmus bestimmt, ob die Hüllkurvendaten
die erforderliche allgemeine Glockenform aufweisen. Dieser Test
würde sicherstellen,
dass bei den rohen Hüllkurvendaten
ein Gleichgewicht herrscht, indem die Daten einfach in Bezug auf
ihr Druckniveau sortiert werden, wobei bestimmt wird, welches Druckniveau
die maximal Komplexgröße hat,
und wobei dann die Anzahl der Punkte auf beiden Seiten dieses Maximums
gezählt
wird. Es muss eine minimale Anzahl von Punkten auf beiden Seiten
des Maximums vorhanden sein. Wenn die rohen Hüllkurvendaten die üblichen
physiologischen Eigen schaften aufweisen, und daher eine „plausible
Form" auf der Grundlage
der physiologischen Erwartungen haben, wird zugelassen, dass die
rohen Hüllkurvendaten
einer weiterführenden
Analyse unterzogen werden. Dies ist die erste „Qualitätsüberprüfung". Dann wird der Blutdruck in Schritt
308 berechnet,
wobei konventionelle Techniken angewendet werden, wie beispielsweise
die Kurvenanpassungstechnik, die in dem oben genannten
US-Patent Nr. 5704362 beschrieben
wird.
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In
der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird in Schritt 310 eine zweite „Qualitätsüberprüfung" durchgeführt, um
die Qualität
der rohen Hüllkurvendaten
nach der Kurvenanpassung oder nach anderen Blutdruckberechnungen
zu bewerten, indem die Erkenntnisse verwendet werden, die im Zuge
der Durchführung
der Kurvenanpassungs- oder der Blutdruckberechnung gewonnen wurden.
Durch den Test wird sichergestellt, dass die Hüllkurvendaten ausgewogen über den
Bereich der Manschettendruckniveaus verteilt ist. Wenn die rohen
Hüllkurvendaten
nahe an der Kurvenanpassung liegen und die rohen Daten wenig Rauschen aufweisen,
würde der
Qualitätsindikator
steigen. Ein Satz von intermediären
Qualitätswerten
würde ermittelt und
zu einer „Gesamtqualität" kombiniert werden.
Andere wichtige Informationen, die im Zuge der Durchführung der
Kurvenanpassung gewonnen werden, bestehen aus [Informationen in
Bezug darauf], an welcher Stelle die Blutdruckwerte am besten ausgesucht
werden sollen und welche Komplexgröße welchem möglichen Manschettedruck
entspricht. Es wird eine Bewertung der Blutdruckzahlen durchgeführt, um
zu sehen, ob sie vom physiologischen Gesichtspunkt aus betrachtet
einen Sinn ergeben (beispielsweise diastolischer Druck < mittlerer Arteriendruck(MAP) < systolischer Druck)
und ob sich die Blutdruckwerte in einem plausiblen Bereich befinden.
Mit dem Absinken der physiolo gischen Wahrscheinlichkeit der Blutdruckzahlen
sinkt auch die Qualität.
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7 illustriert
als Beispiel eine oszillometrische Blutdruckhüllkurve, die von den sauberen
Daten von 5 abgeleitet worden ist, welche
rohe Datenpunkte auf beiden Seiten eines Maximums und Datenpunkte unterhalb
eines bestimmten Schwellenwerts umfassen. Andererseits illustriert 8 eine
Hüllkurve
von 7, nachdem die Daten durch Rauschen beeinträchtigt worden
sind. Da die rohen Hüllkurvendaten
in 7 nahe an der Kurvenanpassung liegen und die rohen
Daten wenig Rauschen enthalten, ist der Qualitätsindikator in 7 hoch
und in 8 niedrig.
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Insbesondere
wird durch den Algorithmus in Schritt 310 die Anzahl der
Druckniveaus auf der hohen Seite und der niedrigen Seite des MAP
bestimmt, wie er anhand der anfänglichen
Einschätzung
des Blutdrucks nach der Kurvenanpassung in Schritt 308 erfasst
wurde. Dieser Test würde
ebenfalls bei der Sicherstellung behilflich sein, dass in den Hüllkurvendaten
ein gewisses Gleichgewicht herrscht und dass ausreichend Punkte auf
der systolischen und diastolischen Seite der Hüllkurve vorhanden sind. In
Schritt 310 bestimmt der Algorithmus auch die Anzahl der
Druckniveaus, die Komplexgrößen aufweisen,
die unterhalb eines bestimmten Bruchteils der Hüllkurven(Oszillations)-Größe bei dem
mittleren Arteriendruck (MAP) liegen. Das heisst, dass festgestellt
werden sollte, dass die Hüllkurve
abnimmt, wenn man sich vom MAP-Wert weg bewegt, und dass die durchgeführte Analyse
mathematisch stabil und physiologisch plausibel ist. Zusätzlich bestimmt
der Algorithmus in Schritt 310 die Anzahl der Schritte,
die in der Nähe
der geschätzten
systolischen und diastolischen Werte liegen. Wenn die rohen Daten
sich nahe an den systolischen und diastolischen Blutdruckwerten
befinden, besteht mehr Sicherheit, dass sie korrekt sind, so dass
die Qualität
höher sein
sollte.
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Sobald
die Qualität
der Hüllkurvendaten
in Schritt
310 eingeschätzt
worden ist, wird die intermediäre Krankengeschichten-Qualitätszahl in
Schritt
312 berechnet. Die Krankengeschichten-Qualitätszahl beruht
auf einem Vergleich von neuen NIBP-Werten mit den letzten NIBP-Bestimmungen,
die im BP-Krankengeschichtenarchiv (Element
410 in
4)
gespeichert sind, auf die der Mikroprozessor
107 zugreifen
kann. Insbesondere wird die intermediäre Krankengeschichten-Qualitätszahl in
Schritt
312 durch den Vergleich der Blutdruckzahlen mit
den Werten im Krankengeschichtenarchiv
410 ermittelt. Wenn
die Werte im Krankengeschichtenarchiv
410 sich innerhalb
eines 5%-Fehlerbereichs der neuen Blutdruckzahlen befinden, werden
sie für
gut befunden. Der Prozentsatz des guten Vergleichs in Bezug auf
alle durchgeführten
Vergleiche stellt die intermediäre
Krankengeschichten-Qualitätszahl
dar. Die untenstehende Tabelle 1 illustriert die Berechnung der
intermediären
Krankengeschichten-Qualitätszahl,
wobei eine Gewichtungsanpassung für das Alter des Eintritts in das
Krankengeschichtenarchiv
410 vorgenommen wird. Aktuellere
Daten werden stärker
gewichtet als alte Daten. In dem Beispiel wird angenommen, dass
die Blutdruckwerte aus der Kurvenanpassungsprozedur 120/80(93) betragen. Tabelle
1
| sys | MAP | dias | Altersgewichtung | sys
gut | MAP
gut | dias
gut | mögliche Punktzahl | Tatsächiche Punktzahl |
| 130 | 96 | 81 | 7 | 0 | 7 | 7 | 21 | 14 |
| 127 | 98 | 85 | 5 | 0 | 0 | 0 | 15 | 0 |
| 131 | 96 | 80 | 5 | 0 | 5 | 5 | 15 | 10 |
| 124 | 98 | 70 | 3 | 3 | 0 | 0 | 9 | 3 |
| 117 | 94 | 79 | 1 | 1 | 1 | 1 | 3 | 3 |
| 135 | 103 | 81 | 1 | 0 | 0 | 1 | 3 | 1 |
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Die
mögliche
Gesamtpunktzahl beträgt
66 und die tatsächliche
Gesamtzahl ist 31. Daher beträgt
die intermediäre
Krankengeschichtenzahl 31/66 oder 47 Prozent.
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Das
BP-Krankengeschichtenarchiv 410 wird periodisch aktualisiert,
um nur die aktuellsten Informationen beizubehalten. Wenn gute Vergleiche
zum Krankengeschichtenarchiv 410 hinzugefügt werden
sollen, dann ist die Qualität
hoch. Es werden nur Informationen ins Krankengeschichtenarchiv 410 aufgenommen, wenn
festgestellt wird, dass sie eine sehr hohe Qualität aufweisen.
Das Krankengeschichtenarchiv 410 kann die Kurvenanpassungsparameter
umfassen, wobei dies hier aber nicht gezeigt wird.
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Als
nächstes
wird in Schritt
314 die intermediäre Hüllkurvenqualitätszahl als
ein Maß dafür berechnet, wie
gut die Kurvenanpassung in Schritt
308 die rohen Daten
darstellt. Bei der Berechnung dieser Zahl wird vorzugsweise ein
Hüllkurven-Summenquadratfehler
(s. s. e) unter Verwendung der folgenden Formel ermittelt:
wobei „a
i" und „p
i" die
Hüllkurvendaten
darstellen und jeweils der Schrittoszillationsamplitude und dem
Schrittdruck entsprechen,
„i" ein Index ist, der für Hüllkurvenschrittdaten
verwendet wird, und
A, B und C jeweils Parameter für Amplitude,
Mittelwert und Abweichung sind, die aus der Kurvenanpassungsprozedur
resultieren. Wie oben festgestellt, sind A, B und C Parameter für eine Gaussfunktion,
wobei „A" die Amplitude, „B" die Zentralposition
oder den Mittelwert und „C" die Breitenkontrolle
oder Abweichung der Gausskurve darstellt, welche für die Beschreibung
der Hüllkurve
verwendet wird. Weitere Details zu diesen Parametern können in
US-Patent Nr. 5704362 nachgelesen
werden, welches Hersh et al. zugeschrieben und oben als Referenz
aufgeführt
wird.
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Sobald
der Hüllkurven-Summenquadratfehler
(s. s. e) ermittelt worden ist, kann er verwendet werden, um die
intermediäre
Hüllkurvenqualität unter
Verwendung der folgenden Formel zu berechnen: Intermediäre Hüllkurvenqualität = A·100/(A
+ sqrt(GEWICHTUNG·Hüllkurve
s. s. e)),
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Die
Gewichtungszahl hängt
von der intermediären
Krankengeschichtenqualität
ab. Wenn der Krankengeschichtenwert hoch ist, handelt es sich bei
der Gewichtung um eine niedrige Zahl, wenn die Krankengeschichtenqualität niedrig
ist, handelt es sich bei der Gewichtung um eine größere Zahl.
Der Summenquadratfehler der Hüllkurve
kann mit der Hüllkurvengröße verglichen
werden, um eine intermediäre
Qualitätszahl
zu erhalten. Wenn der Summenquadratfehler im Vergleich zur Hüllkurvengröße niedrig
ist, sollte die Qualität
hoch sein, und wenn der Fehler in Relation zu der Hüllkurvengröße hoch
ist, sollte die Qualität
niedrig sein. Der Wert kann dann als Indikator verwendet werden,
dass die Kurvenanpassung funktioniert hat.
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In
Schritt
316 wird die intermediäre Komplexqualitätszahl berechnet,
die ein Maß des
Prozentsatzes der Schritte darstellt, deren beste Komplexe über einem
geschätzten
Rauschniveau liegen. Das Rauschniveau ist der Quadratmittel(r. m.
s)-Fehler aller Komplexe und beruht auf dem komplexen Summenquadratfehler
(s. s. e), der eine Einschätzung
des Rauschens darstellt. Im Allgemeinen gilt, dass wenn dieser Komplex-Summenquadratfehler
niedrig ist, die Qualität
hoch ist. Die Berechnung lautet.
wobei:
c
ij rohe
Komplexinformationen sind und für
eine Komplexgröße stehen,
„i" das Druckniveau
anzeigt;
j ein Index für
die Komplexe bei einem Druckniveau ist,
p
i den
Schrittdruck darstellt;
A, B und C die Parameter darstellen,
die aus der Kurvenanpassungsprozedur resultieren.
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Ein
Vergleich des Rauschniveaus mit dem Signalniveau kann verwendet
werden, um zu bestimmen, welche Schritte für gut befunden werden sollen.
Tabelle 2 gibt ein Beispiel für
die Vergleichsberechnung. Tabelle
2
| Manschettendruckschritt | Größe der besten
Komplexe | Rauschniveau
mit Faktor | gut |
| 120 | 101 | 51·4 | nein |
| 112 | 152 | 51·4 | nein |
| 104 | 271 | 51·4 | ja |
| 96 | 548 | 51·4 | ja |
| 88 | 763 | 51·4 | ja |
| 80 | 514 | 51·4 | ja |
| 72 | 247 | 51·4 | ja |
| 64 | 121 | 51·4 | nein |
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Daher
beträgt
die intermediäre
Komplexqualität
in diesem Beispiel 5 von 8 bzw. 63 Prozent.
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Wie
anhand von Tabelle 2 ersichtlich ist, steigt die intermediäre Komplexqualitätszahl,
wenn die Größe der bes ten
Komplexe bei jedem Schritt viel höher ist als ein Vielfaches
des Rauschens.
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Die
intermediäre
Schrittqualitätszahl
wird in Schritt 318 als ein Maß für die Variabilität der Größen von Komplexen
bei einem Schritt und durch den Vergleich der absoluten Differenz
zwischen jedem Komplex und der besten Schätzung der Komplexgröße für den Manschettendruck
berechnet, bei welchem der Komplex auftritt. Die beste Einschätzung der
Komplexgröße bei einem
Schritt stammt von den beiden Komplexen, die für diesen Schritt am besten
zusammenpassen. Der Prozentsatz von guten Komplexen in Relation
zu einer Gesamtzahl von Komplexen wird als intermediäre Schrittqualitätszahl verwendet.
Um zu bewerten, ob ein Komplex gut ist oder nicht, wird das Verhältnis der
absoluten Differenz und der geschätzten Komplexgröße berechnet.
Der Akzeptanzschwellenwert dieses Verhältnisses hängt von der Krankengeschichten-Qualitätszahl ab und
variiert zwischen 0,125 und 0,25. Wenn der Verlauf gut ist, ist
das verwendete Schwellenwertverhältnis niedriger.
Beispielsweise wird in der untenstehenden Tabelle 3 gezeigt, wie
die Berechnung durchgeführt
wird.
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In
dem folgenden illustrativen, jedoch künstlichen Beispiel wird nur
eine geringe Anzahl von gemessenen Komplexen angegeben. In einer
echten Bestimmung würde
die Anzahl der gemessenen Komplexe für jeden Manschettendruck typischerweise
höher sein
und würde
die Komplexe umfassen, die verwendet werden, um die beste Komplexgröße zu erhalten.
Es gibt 6 gute Komplexe von 9 möglichen
Komplexen. Daher beträgt für diese
beispielhaften Daten die intermediäre Schrittqualität 6/9, was
67 Prozent entspricht.
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Beispielsweise
werden sich auf diesem Gebiet fachkundige Personen darüber im Klaren
sein, dass die Techniken der Erfindung bei Blutdruckmonitoren verwendet
werden können,
bei denen der Druck vom diastolischen Druck inkrementiert wird,
wie dies beispielsweise in
US-Patent
Nr. 4461266 beschrieben wird, das Hood et al zugesprochen
wird. Außerdem
werden sich auf diesem Gebiet fachkundige Person darüber im Klaren
sein, dass die Techniken der Erfindung bei Blutdruckmonitoren verwendet
werden können,
bei welchen die Amplitudenangleichungstechniken, die von Ramsey
et al. beschrieben werden, nicht zum Einsatz kommen, um zu bestimmen,
ob Oszillationskomplexe von ausreichender Qualität empfangen wurden. Das Verfahren
der Erfindung kann auch bei Blutdruckmonitoren verwendet werden,
bei denen außer
des oszillometrischen Verfahrens andere Techniken zur Messung des
Blutdrucks verwendet werden, wie beispielsweise die Impulswellengeschwindigkeitstechnik
o. Ä. Folglich
sollen alle solchen Modifikationen innerhalb des Schutzumfangs der angehängten Patentansprüche fallen.
| Manschettendruck | Gemessene Komplexgröße | beste
Komplex größe für Schritt | absolute
Differenz | verwendetes
Schwellenwertverhältnis | berechnetes
Verhältnis | guter
Komplex |
| 125 | 85 | 91 | 6 | 0,125 | 0,066 | ja |
| 117 | 191 | 225 | 34 | 0,125 | 0,151 | nein |
| 109 | 334 | 310 | 24 | 0,125 | 0,077 | ja |
| 101 | 450 | 425 | 25 | 0,125 | 0,059 | ja |
| 93 | 546 | 535 | 10 | 0,125 | 0,019 | ja |
| 85 | 403 | 420 | 17 | 0,125 | 0,040 | ja |
| 77 | 311 | 295 | 16 | 0,125 | 0,054 | ja |
| 69 | 169 | 200 | 31 | 0,125 | 0,155 | nein |
| 61 | 76 | 120 | 44 | 0,125 | 0,367 | nein |
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Daher
ist die Qualität
hoch, wenn bei einem Schritt eine kleine Komplexzahlabweichung vorliegt.
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In
Schritt 320 (3B) werden die Qualitätswerte,
die in Schritten 312–318 und
aus einer Komplexerkennung einer niedrigeren Ebene berechnet wurden,
kombiniert. Vorzugsweise werden die Qualitätswerte, die aus jedem Test
resultieren, zwischen 0 und 100 kalibriert, so dass die Werte aus
jedem Test leicht kombiniert werden können. Die Gesamtqualitätszahl beruht
auf einer Kombination der intermediären Qualitäten. Wenn beispielsweise die
Krankengeschichtenqualität 90 oder
höher ist,
wird die Krankengeschichtenqualität verwendet; andernfalls werden
der Durchschnitt des Schrittes und die intermediären Komplexqualitäten als
Gesamtqualität
verwendet. Weitere Details zu Schritt 320 werden im Folgenden
unter Bezugnahme auf 4 beschrieben.
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Sobald
die Gesamtqualitätszahl
in Schritt 320 bestimmt worden ist, wird eine weitere Verfeinerung
der Blutdruckwerte, die für
den Benutzer des Monitordisplays ausgegeben werden, in Schritt 322 durchgeführt. Bei Bedarf
kann zu diesem Zwecke ein konventioneller Rauschreduktionsalgorithmus
verwendet werden. Die physiologische Qualität der Blutdruckwerte wird dann
in Schritt 324 überprüft, um festzustellen,
ob die endgültigen Qualitätswerte
vom physiologischen Gesichtspunkt aus betrachtet überhaupt
einen Sinn ergeben und sich in einem plausiblen physiologischen
Bereich befinden. In Schritt 324 erfolgt eine weitere Anpassung
in Bezug auf die Gesamtqualitätszahl,
wenn die Blutdruckzahlen aus physiologischer Sicht sehr ungewöhnlich sind.
Bei diesem Beispiel wird eine Reduktion der Gesamtqualität durchgeführt, da
die Blutdruckwerte sehr hoch werden. Dies hilft sicherzustellen,
dass ungewöhnliche
Werte für
den Blutdruck nur dann ausgegeben werden, wenn sie korrekt sind.
Die Blutdruckwerte werden dann in Schritt 326 ausgegeben,
wenn die kombinierte Qualitätszahl
hoch genug ist, um sicherzustellen, dass die Daten verlässlich sind.
Zusätzlich
wird in Schritt 328 auch eine Meldung angezeigt, die eine
Warnung in Bezug auf das mögliche
Vorhandensein von Artefakten ausgibt, wenn die kombinierte Qualitätszahl eine
solche Meldung erfordert. Beispielsweise können, wie in 9 gezeigt,
verschiedene Schwellenwerte zu diesem Zwecke eingestellt werden:
für einen
niedrigen Qualitätsfaktor werden
keine Daten angezeigt; für
einen intermediären
Qualitätsfaktor
können
die Daten können
angezeigt werden, jedoch mit einer Artefaktmeldung; und für einen
hohen Qualitätsfaktor
können
die Daten ohne Meldung angezeigt werden. Die NIBP-Bestimmung endet
dann bei Schritt 330.
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Auf
diesem Gebiet fachkundige Personen werden sich darüber im Klaren
sein, dass die Schritte 306, 310–320, 324 und 328 in 3 die Ergänzungen zu dem traditionellen
NIBP-Algorithmus gemäß den Techniken
der Erfindung anzeigen.
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4 ist
ein Flussdiagramm, in dem gezeigt wird, wie verschiedene berechnete
Qualitätswerte,
die oben in Bezug auf Schritte 312–318 in 3 beschrieben werden, kombiniert werden,
um ein Gesamtqualitätswert
gemäß den Techniken
der Erfindung zu erhalten. Die Daten, die in Schritten 402–410 in 4 generiert
werden, stellen die Typen von Daten dar, die in den Qualitätsberechnungen verwendet
werden, welche oben in Bezug auf Schritte 312–318 beschrieben
worden sind. Der Zweck von 4 besteht
darin zu verdeutlichen, dass die intermediären Qualitätszahlen und die Gesamtqualitätszahl auf
verschiedenen Daten und Konzepten beruhen.
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Wie
in 4 illustriert wird, werden 4 verschiedene Datentypen
generiert:
- 1. Komplexgröße und entsprechender Manschettendruck
für alle
Komplexe, die während
des Ablassabschnitts der Bestimmung (Schritt 402) gewonnen
wurden.
- 2. Kurvenanpassungsergebnis (d. h. die A-, B- und C-Werte), die verwendet
werden können,
um eine erwartete Komplexgröße für ein bestimmtes
Manschettendruckniveau zu berechnen (Schritt 404);
- 3. Hüllkurvendaten,
die den Satz von Komplexen darstellen, der für die Benutzung als die beste
Darstellung des Druckschritts ausgewählt wurde, wobei die Hüllkurvendaten
die Komplexgröße als Funktion
des Manschettendrucks darstellen, der tatsächlich verwendet wird, um den
Blutdruck zu berechnen (Schritt 406).
- 4. Blutdruckwerte, die anhand der Kurvenanpassung berechnet
wurden, und die potenziell ausgegeben werden (Schritt 408);
und
- 5. Krankengeschichtenarchiv 410 von vorherigen Blutdruckwerten
und Kurvenanpassungsparametern, z. B. systolischer Druck, MAP, diastolischer
Druck und Herzfrequenz.
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Diese
Werte werden in den Qualitätsberechnungen
von Schritten 312–318 verwendet,
wie dies in 4 angezeigt wird. Dann wird
in Schritt 412 eine Gewichtungsfunktion auf die Werte angewendet,
welche mindestens in Schritten 312–318 berechnet wurden,
um eine Gesamtqualitätszahl
zu erzeugen. Wie oben festgestellt, liegt diese Gesamtqualitätszahl vorzugsweise
zwischen 0 und 100. Bei der Gewichtungsfunktion kann es sich um
eine beliebige zuvor bestimmte Gewichtungsfunktion handeln, die
von einem Benutzer eingestellt wurde, oder eine Gewichtungsfunktion,
die vor der Lieferung des Geräts
eingestellt wurde.
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Wie
in 4 gezeigt, werden vier intermediäre Qualitätswerte
berechnen, wozu die Schrittqualitätszahl gehört, die einen Indikation dafür darstellt,
wie viel Variabilität
in der Komplexgröße vorhanden
ist; die Komplexqualitätszahl,
die eine Indikation dafür
darstellt, in welchem Verhältnis
das physiologische Signal und das Rauschen zueinander stehen; und
die Hüllkurvenqualitätszahl,
die eine Indikation dafür
darstellt, wie gut die Kurvenanpassung ist; und die Krankengeschichten-Qualitätszahl,
die einen Indikator dafür
darstellt, wie stark der Blutdruck mit der jüngsten Vergangenheit übereinstimmt.
Jede dieser Zahlen ist vorzugsweise ein Wert zwischen 0 und 100.
Sobald sie gewonnen wurden, werden sie in Kombination verwendet,
um in Schritt 412 eine Gesamtqualitätszahl zu erhalten, und es
ist diese Gesamtqualitätszahl,
die mit den Schwellenwerten verglichen wird, um zu bestimmen, ob
die Ausgabe der Blutdruckwerte erfolgen soll und/oder ob zusätzlich eine
Warnmeldung ausgegeben werden soll (9). Einige
dieser intermediären
Qualitätszahlen
können
auf andere Weise verwendet werden. Beispielsweise wird, wie in 4 gezeigt,
die intermediäre
Krankengeschichten-Qualitätszahl
bei der Berechnung der Schritt- und Hüllkurvenqualitätszahlen
verwendet. Die intermediären
Qualitätszahlen
werden auch verwendet, um zu bestimmen, ob vor der Beendung der
Bestimmung mehr Daten benötigt
werden. Die Qualitätszahlen
können
zusätzlich
verwendet werden, um zu entscheiden, welche Zahlen in das Blutdruckbestimmungsarchiv
eingehen sollen.
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Auf
diesem Gebiet fachkundige Personen werden sich darüber im Klaren
sein, dass oben eine illustrative Ausführungsform der Erfindung beschrieben
worden ist, dass aber zahlreiche alternative Ausführungsformen
möglich
sind, ohne von den neuartigen Erkenntnissen der Erfindung abzuweichen.
wobei cij komplexe Daten sind, die eine Komplexgröße von neu erfassten oszillometrischen Hüllkurvendaten darstellen, „i" ein Index ist, der für Hüllkurvenschrittdaten verwendet wird, j ein Index für die Komplexe bei einem Hüllkurvenschrittdruckniveau ist, pi den Schrittdruck darstellt und A, B und C jeweils Gaussparameter für Amplitude, Mittelwert und Abweichung sind, die in der Kurvenanpassungsprozedur verwendet werden.
