ЭЛЕКТРОННЫЙ СФИГМОМАНОМЕТР И СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КРОВЯНОГО ДАВЛЕНИЯ Российский патент 2014 года по МПК A61B5/225 

Область техники

Настоящее изобретение относится к электронному сфигмоманометру, включающему в себя манжету, которая должна закрепляться на месте измерения кровяного давления, и блок вычисления кровяного давления для вычисления значения кровяного давления из давления манжеты, и способу измерения кровяного давления с его помощью.

Уровень техники

Кровяное давление - это один тип показателя для анализа болезни кровообращения. Выполнение анализа риска, основанного на кровяном давлении, эффективно при предотвращении сердечно-сосудистых заболеваний, таких как инсульт, остановка сердца и инфаркт миокарда. Традиционно диагноз для выполнения анализа риска ставится на основе кровяного давления (атипичного кровяного давления), измеренного в медицинских учреждениях во время визитов в больницу и осмотров. Однако недавние исследования показали, что кровяное давление (кровяное давление дома), измеренное дома, является более полезным при диагностировании болезни кровообращения, чем нерегулярно измеряемое кровяное давление. В связи с этим широко применяется сфигмоманометр, используемый дома.

Большинство электронных сфигмоманометров, широко используемых в настоящее время, используют алгоритм вычисления кровяного давления осциллометрического способа. В осциллометрическом способе манжета обертывается вокруг места измерения, такого как плечо, и давление нагнетается до предварительно заданного давления, и затем сбрасывает давление постепенно или скачкообразным образом. Осциллометрический способ - это способ обнаружения изменения в артериальном объеме, которое происходит в середине сброса давления, в качестве изменения давления (амплитуда пульсовых волн давления), накладываемого на давление манжеты, и применения предварительно заданного алгоритма при изменении в амплитуде пульсовых волн давления, чтобы определять систолическое артериальное давление и диастолическое артериальное давление. Как правило, точка, где амплитуда пульсовых волн давления внезапно становится большой, полученная во время сброса давления, приблизительно соответствует систолическому артериальному давлению, а точка, где амплитуда пульсовых волн давления внезапно становится маленькой, приблизительно соответствует диастолическому артериальному давлению. Рассматриваются различные алгоритмы, чтобы обнаруживать такие точки.

Например, как показано на фиг.5 и в уравнении 1 ниже, значение, полученное умножением предварительно определенного коэффициента на максимальное значение амплитуды пульсовых волн давления, устанавливается в качестве параметра вычисления кровяного давления, и давление манжеты, при котором амплитуда пульсовых волн давления, которая соответствует (или является наиболее близкой к) соответствующему параметру, вычисляется как значение кровяного давления (см. патентный документ 1).

[Уравнение 1]

Параметр вычисления систолического артериального давления = максимальное значение амплитуды пульсовых волн давления × α

Параметр вычисления диастолического артериального давления = максимальное значение амплитуды пульсовых волн давления × β

Патентный документ 1: Японская не прошедшая экспертизу патентная публикация № 3-81375

Раскрытие изобретения

Проблемы, которые должны быть решены изобретением

Однако не существует теоретических подтверждений, что точка, где амплитуда пульсовых волн давления внезапно изменяется, соответствует систолическому артериальному давлению и диастолическому артериальному давлению. Таким образом, коэффициенты (α, β) для определения параметра вычисления кровяного давления должны быть экспериментально или статистически определены на основе модели изменения (далее в данном документе называемой "огибающей кривой") большого числа значений кровяного давления и амплитуд пульсовых волн давления.

Сначала амплитуда пульсовых волн давления получается посредством обнаружения изменения объема артерии, передаваемого манжете, закрепленной на месте измерения, в качестве изменения давления. Амплитуда пульсовой волны давления, таким образом, подвергается влиянию свойств манжеты. Одним из свойств манжеты является объемный расход воздуха (далее в данном документе называемым эластичностью манжеты), необходимый для изменения давления в манжете (далее в данном документе называемого давлением манжеты) на 1 мм рт.ст., как показано на графике на фиг.6.

Эластичность манжеты, которая является характеристикой манжеты, различается в зависимости от качества (твердости) места измерения. Например, при традиционном измерении кровяного давления, когда измерения выполняются у двух пользователей с разным качеством (твердостью) места измерения, имеющих такое изменение в амплитуде пульсовых волн давления, что форма огибающей кривой (форма модели изменения амплитуды пульсовых волн давления) становится идентичной, существует разница в точности измерения, поскольку амплитуда пульсовых волн давления, обнаруженная сфигмоманометром, т.е. форма огибающей кривой, различается в зависимости от качества (твердости) места измерения.

В свете вышеуказанных проблем целью настоящего изобретения является предоставление электронного сфигмоманометра и способа измерения кровяного давления для точного получения значения кровяного давления посредством корректировки параметра вычисления кровяного давления на основе информации о качестве места измерения, таким образом повышается уровень удовлетворенности пользователя.

Средство для решения проблемы

В соответствии с аспектом настоящего изобретения предоставляется электронный сфигмоманометр, включающий в себя манжету, которая должна закрепляться на месте измерения кровяного давления, средство повышения и сброса давления для регулирования давления, которое должно применяться к манжете, средство обнаружения давления для обнаружения давления в манжете, средство вычисления кровяного давления для вычисления значения кровяного давления на основе давления манжеты, средство записи для записи значения кровяного давления и операционное средство для выполнения операций, таких как измерение кровяного давления, при этом электронный сфигмоманометр включает в себя: средство корректировки для корректировки значения кровяного давления, вычисленного средством вычисления кровяного давления, на основе отдельно полученной корректирующей информации; и средство получения информации для получения информации о качестве места измерения в качестве корректирующей информации; при этом когда информация о качестве места измерения получается в качестве корректирующей информации средством получения информации, средство корректировки корректирует параметр вычисления кровяного давления на основе информации о качестве места измерения.

Следовательно, оптимальный параметр вычисления кровяного давления может быть установлен для любого качества места измерения согласно информации о качестве места измерения, и ошибка измерения может быть уменьшена.

Дополнительно, в изобретении информация о качестве места измерения может быть информацией о проценте телесного жира, проценте подкожного жира или BMI (индексом массы тела).

Дополнительно, изобретение может дополнительно включать в себя средство отображения для отображения информации о качестве места измерения, применяемой, когда средство корректировки корректирует параметр вычисления кровяного давления.

В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения предоставляется способ измерения кровяного давления для регулирования давления, которое должно применяться к манжете, с помощью средства повышения и сброса давления, когда манжета закреплена на месте измерения кровяного давления, и вычисления значения кровяного давления средством вычисления кровяного давления на основе давления манжеты, обнаруженного средством обнаружения давления, при этом способ измерения кровяного давления включает в себя этап: корректировки значения кровяного давления, вычисленного средством вычисления кровяного давления, на основе отдельно полученной корректирующей информации; при этом этап корректировки средством корректировки включает в себя получение информации о качестве места измерения в качестве корректирующей информации средством получения информации, и, когда информация о качестве места измерения получена в качестве корректирующей информации средством получения информации, корректировку параметра вычисления кровяного давления на основе информации о качестве места измерения.

Согласно настоящему изобретению может быть выполнен процесс установки оптимального параметра вычисления кровяного давления для любого качества места измерения пользователя и снижена ошибка измерения.

Преимущества изобретения

Согласно настоящему изобретению предоставляется электронный сфигмоманометр и способ измерения кровяного давления для точного получения значения кровяного давления с помощью полученных данных, так что уровень удовлетворенности пользователя может быть повышен.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - блок-схема, показывающая конфигурацию электронного сфигмоманометра согласно примеру настоящего изобретения.

Фиг.2 - блок-схема последовательности функций, показывающая операцию измерения кровяного давления в примере настоящего изобретения.

Фиг.3 - таблица, показывающая коэффициенты для определения параметра вычисления кровяного давления для любого процента телесного жира.

Фиг.4 - вид, показывающий пример отображения в блоке отображения.

Фиг.5 - график, описывающий алгоритм вычисления кровяного давления осциллометрического сфигмоманометра.

Фиг.6 - график, показывающий пример свойств манжеты (эластичность манжеты).

Оптимальный режим осуществления изобретения

Один вариант осуществления настоящего изобретения будет описан ниже со ссылкой на чертежи.

[Пример]

Как показано на фиг.1, электронный сфигмоманометр 2500 настоящего примера включает в себя манжету 2101, воздушную трубку 2102, датчик 2103 давления, насос 2104, клапан 2105, колебательный контур 2111, схему 2112 привода насоса, схему 3113 привода клапана, блок 2115 синхронизации, источник 2116 электропитания, CPU 2120, блок 2121 отображения, память (для обработки) 2122, память (для записи) 2123, операционный блок 2530, интерфейс 2171 и внешнюю память 2172.

Фиг.1 - это блок-схема, показывающая конфигурацию электронного сфигмоманометра 2500 настоящего примера.

Манжета 2101 является элементом в форме ленты, которая соединена с воздушной трубкой 2102 и которая закрепляется на месте измерения кровяного давления пользователя, чтобы повышать давление посредством давления воздуха.

Датчик 2103 давления - это датчик давления электростатического емкостного типа, в котором значение емкости изменяется согласно давлению в манжете (давлению манжеты).

Насос 2104 и клапан 2105 подают давление в манжету и регулируют давление в манжете (управляют давлением).

Колебательный контур 2111 выводит сигнал частоты, соответствующей величине емкости датчика 2103 давления.

Схема 2112 привода насоса и схема 2113 привода клапана приводят в действие насос 2104 и клапан 2105, соответственно.

Блок 2115 синхронизации является устройством для синхронизации текущей даты и времени и передает синхронизированные дату и время в CPU 2120 при необходимости.

Источник 2116 электропитания подает электрическую энергию каждому блоку конфигурации.

CPU 2120 выполняет управление насосом 2104, клапаном 2105, блоком 2121 отображения, памятью 2122, 2123, операционным блоком 2530 и интерфейсом 2171, процессом определения кровяного давления и управляет записью значений.

Блок 2121 отображения конфигурируется устройством отображения, таким как жидкокристаллический экран, и отображает значение кровяного давления и пользовательскую информацию, которая будет описана позже, согласно сигналу, переданному от CPU 2120.

Память (для обработки) 2122 хранит коэффициент (который будет описан позже) для определения параметра вычисления кровяного давления и управляющую программу сфигмоманометра.

Память (для записи) 2123 хранит значение кровяного давления и также хранит пользовательскую информацию посредством связи, в дополнение к дате и времени, пользователя и измеренного значения (значения кровяного давления и т.д.).

Операционный блок 2530 включает в себя переключатель 2131 источника электропитания, переключатель 2132 измерения, переключатель 2133 останова, переключатель 2141 вызова записи, переключатель 2142 пользовательского выбора и переключатель 2543 ввода пользовательской информации и разрешает операционный ввод, такой как включение/выключение электропитания сфигмоманометра и начало измерения, и передает сигнал ввода в CPU 2120.

Интерфейс 2171 записывает/считывает кровяное давление в и из внешней памяти 2171 согласно управлению CPU 2120.

Переключатель 2543 ввода пользовательской информации может вводить процент телесного жира, процент подкожного жира, BMI или т.п. в качестве информации о пользователе, где пользовательская информация, относящаяся к качеству (твердости) места измерения пользователя, может быть получена в настоящем примере посредством такой конфигурации.

Операция измерения кровяного давления с помощью электронного сфигмоманометра 2500 сконфигурирована, как будет описано согласно блок-схеме на фиг.2.

Фиг.2 - это блок-схема, показывающая операцию измерения кровяного давления в настоящем примере.

Сначала, когда переключатель 2131 источника электропитания сфигмоманометра нажимается (этап S2501), CPU 2120 инициализирует работу памяти сфигмоманометра и выполняет регулировку в 0 мм рт.ст. датчика 2103 давления (этап S2502).

Когда информация о пользователе (процент телесного жира, процент подкожного жира, BMI и т.д.) вводится (этап S2503), CPU 2120 определяет параметр вычисления кровяного давления, наиболее подходящий для пользовательской информации (этап S2504).

Манжета 2102 затем обертывается вокруг места измерения пользователя, и переключатель 2132 измерения нажимается (этап S2505), так что CPU 2120 повышает давление манжеты до предварительно заданного давления с помощью насоса 2104 (этапы S2506-S2507), и постепенно сбрасывает давление манжеты с помощью клапана 2105 (этап S2508).

CPU 2120 извлекает компонент изменения давления, задействованный в изменении объема артерии, наложенный на давление манжеты, полученное во время сброса давления, и вычисляет кровяное давление посредством предварительно определенного вычисления с помощью оптимизированного параметра вычисления кровяного давления (этап S2509).

После вычисления значения кровяного давления (этап S2510: ДА) CPU 2120 открывает клапан 2105 и выпускает воздух из манжеты.

CPU 2120 отображает вычисленное значение кровяного давления, пользовательскую информацию и т.п. на блоке 2121 отображения (этап S2511) и записывает их в память (для записи) 2123 в связи с пользовательской информацией в дополнение к дате и времени измерения и пользователем (этап S2512).

Процесс оптимизации параметра вычисления кровяного давления выполняется следующим образом на этапе S2504.

Когда, например, процент телесного жира вводится в качестве пользовательской информации (этап S2503), CPU 2120 определяет коэффициенты α, β, соответствующие диапазону процента телесного жира, в котором введенный процент телесного жира вводится, на основе таблицы, в которой коэффициенты α, β для определения параметра вычисления кровяного давления ранжированы для каждого значения процента телесного жира, как показано на фиг.3, записанной в памяти 2122, 2123, и определяет параметр вычисления кровяного давления, полученный посредством умножения коэффициентов α, β на максимальное значение амплитуды пульсовых волн давления, как оптимальный параметр.

Аналогичным образом для процента подкожного жира и BMI CPU 2120 определяет параметр вычисления кровяного давления как оптимальный параметр с помощью таблицы (не показана), соответствующей таблице, показанной на фиг.3, в которой коэффициенты α, β для определения оптимального параметра рандированы относительно процента телесного жира.

CPU 2120 определяет оптимальный параметр на основе пользовательской информации, введенной на этапе S2503, этим способом.

В качестве пользовательской информации может быть использовано значение, записанное на внешнем носителе записи (USB-память и т.д.) или персональном компьютере или сервере через Интернет, или датчик телесного жира или т.п. подключается, чтобы измерять процент телесного жира для каждого измеренного значения кровяного давления, и таким образом измеренное значение может быть использовано.

В настоящем примере процент телесного жира делится на множество сегментов (например, четыре) для каждого предварительно определенного диапазона, и коэффициент α для определения параметра вычисления систолического артериального давления и коэффициент β для определения параметра вычисления диастолического артериального давления устанавливаются заранее для каждого сегмента.

Коэффициент α является наибольшим и равен 52% в сегменте, меньшем или равном 19,9%, и становится меньше, когда процент телесного жира становится больше (когда тип тела приближается к тучному типу тела от стандартного типа тела). Коэффициент α является наименьшим и равен 46% в сегменте, большем или равном 35%.

Коэффициент β является наименьшим и равен 68% в сегменте, меньшем или равном 19,9%, и становится больше, когда процент телесного жира становится больше. Коэффициент β является наибольшим и равен 74% в сегменте, большем или равном 35%.

На этапе S2511 отображение, которое показано на фиг.4, создается на блоке 2121 отображения. На дисплее 2121 задается часть 2121a отображения кровяного давления, часть 2121b отображения сегмента процента телесного жира и часть 2121c отображения даты и времени. Вычисленное значение кровяного давления отображается в части 2121a отображения кровяного давления, информация о проценте телесного жира пользователя, введенная на этапе S2503, отображается в части 2121b отображения сегмента процента телесного жира, а текущие дата и время, синхронизированные блоком 2115 синхронизации, отображаются в части 2121c отображения даты и времени.

В части 2121b отображения сегмента процента телесного жира отображается список согласно сегменту процента телесного жира, установленному в таблице на фиг.3. Часть M отображения результата ввода (черная треугольная метка на чертеже) отображается со стороны места отображения сегмента, к которому принадлежит процент телесного жира, введенный на этапе S2503, так что то, какому сегменту принадлежит введенный процент телесного жира, т.е. процент телесного жира, примененный при установке параметра вычисления кровяного давления на этапе S2504, может быть указан. На фиг.4 часть M отображения результата ввода отображается со стороны сегмента, меньшего или равного 19,9%, который указывает, что числовое значение, меньшее или равное процентному соотношению телесного жира в 19,9%, введено на этапе S2503.

Однако способ отображения части 2121b отображения сегмента процента телесного жира необязательно ограничивается этим, и может быть отображен только сегмент, к которому относится процент телесного жира, введенный на этапе S2503.

Как описано выше, предоставляется электронный сфигмоманометр 2500, включающий в себя средство получения биологической информации для измерения значения кровяного давления, средство записи (память 2123) для записи значения кровяного давления, средство (память 2122) для хранения коэффициентов для определения параметров вычисления кровяного давления и управляющей программы сфигмоманометра, операционное средство (операционный блок 2530) для выполнения операций, таких как измерение кровяного давления, средство корректировки (CPU 2120) для корректировки биологической информации, полученной средством получения биологической информации, на основе отдельно полученной корректирующей информации, и средство вывода (блок 2121 отображения) для вывода скорректированной информации (значения кровяного давления) после корректировки, средство получения биологической информации включает в себя манжету 2101, которая должна закрепляться на месте измерения кровяного давления, средство 2104, 2105 повышения и сброса давления для регулировки давления, которое должно применяться к манжете 2101, средство обнаружения давления (датчик 2103 давления) для обнаружения давления в манжете, и средство вычисления кровяного давления (CPU 2120) для вычисления значения кровяного давления на основе давления манжеты, электронный сфигмоманометр дополнительно включает в себя средство получения информации (CPU 2120, который выполняет этап S2503) для получения информации о качестве (твердости) места измерения пользователя, где средство корректировки (CPU 2120, которое выполняет этап S2504) сконфигурировано, чтобы корректировать параметр вычисления кровяного давления на основе качества места измерения.

Согласно вышеописанной конфигурации оптимальный параметр вычисления кровяного давления устанавливается для любого качества (твердости) места измерения пользователя, так что ошибка измерения может быть уменьшена.

Пользовательская информация, такая как процент телесного жира, процент подкожного жира и BMI, является показателем, указывающим качество (твердость) места измерения пользователя, и качество места измерения может быть численно преобразовано посредством процента телесного жира, процента подкожного жира и BMI. Следовательно, средство корректировки (CPU 2120, который выполняет этап S2504) может легко устанавливать параметр вычисления кровяного давления на основе численно преобразованной информации посредством получения различных типов пользовательской информации, такой как информация, относящаяся к качеству места измерения, как в настоящем примере.

Когда пользовательская информация (информация, относящаяся к качеству места измерения пользователя) соответствующим образом не вводится на этапе S2503, параметр вычисления кровяного давления соответствующим образом не определяется на этапе S2504. Таким образом, в настоящем примере пользовательская информация, введенная перед началом измерения кровяного давления, т.е. пользовательская информация, применяемая при установке параметра вычисления кровяного давления на этапе S2504, отображается в средстве отображения (блоке 2121 отображения), так что пользователь может проверить, введена или нет пользовательская информация соответствующим образом, и необходимость повторить измерение кровяного давления может быть легко определена на основе изображения блока 2121 отображения, когда введенная пользовательская информация некорректна. Достигается преимущество в том, что пользователь имеет возможность узнавать точное значение кровяного давления.

Настоящее изобретение не ограничивается только конфигурацией вышеописанных вариантов осуществления, и может быть реализовано большое число вариантов осуществления.

Например, электронный сфигмоманометр 2500 может быть сконфигурирован, чтобы загружать соответствующий параметр, пороговое значение, алгоритм или т.п. с выделенного сервера, чтобы расширять функциональные возможности. В этом случае версия программного обеспечения может быть обновлена с помощью аппаратных средств как есть, или оптимизация может быть легко реализована самим пользователем.

Расширение функциональности электронного сфигмоманометра 2500 может быть выполнено с терминала пользователя, такого как персональный компьютер, которым обладает пользователь, без использования сервера. В этом случае параметр, пороговое значение, алгоритм и т.п. могут быть загружены с носителя записи, такого как CD-ROM.

Электронный сфигмоманометр 2500 может быть соединен с возможностью беспроводной связи или по проводу с другим устройством получения биологической информации, таким как измерительный прибор состава тела, шагомер или электронный термометр. В этом случае также данные между устройствами могут передаваться и приниматься, чтобы улучшать индивидуальную точность.

Промышленная применимость

Настоящее изобретение может быть использовано в электронном сфигмоманометре, применяющем осциллометрический способ, который использует манжету.

Описание условных обозначений

2500 электронный сфигмоманометр

2101 манжета

2103 датчик давления

2104 насос

2105 клапан

2115 блок синхронизации

2120 CPU

2121 блок отображения

2122 память (для обработки)

2123 память (для записи)

2530 операционный блок

2141 переключатель вызова записи

2142 переключатель пользовательского выбора

2543 переключатель для ввода пользовательской информации

Группа изобретений относится к медицине. Способ измерения кровяного давления для регулирования давления, которое должно применяться к манжете, осуществляют с помощью электронного сфигмоманометра. При этом корректируют значение кровяного давления, вычисленное средством вычисления кровяного давления, на основе корректирующей информации. Этап корректировки средством корректировки включает в себя этапы, на которых получают информацию о твердости места измерения в качестве корректирующей информации средством получения информации и корректируют параметр вычисления кровяного давления на основе информации о твердости места измерения. Применение группы изобретений позволит повысить точность измерения кровяного давления. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Электронный сфигмоманометр, включающий в себя манжету, подлежащую закреплению на месте измерения кровяного давления, средство повышения и сброса давления для регулирования давления, которое должно применяться к манжете, средство обнаружения давления для обнаружения давления в манжете, средство вычисления кровяного давления для вычисления значения кровяного давления на основе давления манжеты, средство записи для записи значения кровяного давления и операционное средство для выполнения операций, таких как измерение кровяного давления, при этом электронный сфигмоманометр содержит:
- средство корректировки для корректировки значения кровяного давления, вычисленного средством вычисления кровяного давления, на основе отдельно полученной корректирующей информации; и
- средство получения информации для получения информации о твердости места измерения в качестве корректирующей информации; при этом
- когда информация о твердости места измерения получена в качестве корректирующей информации средством получения информации, средство корректировки корректирует параметр вычисления кровяного давления на основе информации о твердости места измерения.

2. Электронный сфигмоманометр по п.1, дополнительно содержащий средство отображения для отображения информации о твердости места измерения, применяемой, когда средство корректировки корректирует параметр вычисления кровяного давления.

3. Способ измерения кровяного давления для регулирования давления, которое должно применяться к манжете, с помощью средства повышения и сброса давления, когда манжета закреплена на месте измерения кровяного давления, и вычисления значения кровяного давления средством вычисления кровяного давления на основе давления манжеты, обнаруженного средством обнаружения давления, при этом способ измерения кровяного давления включает в себя этап, на котором:
- корректируют значение кровяного давления, вычисленное средством вычисления кровяного давления на основе отдельно полученной корректирующей информации; при этом
- этап корректировки средством корректировки включает в себя этапы, на которых получают информацию о твердости места измерения в качестве корректирующей информации средством получения информации, и когда информация о твердости места измерения получена в качестве корректирующей информации средством получения информации, корректируют параметр вычисления кровяного давления на основе информации о твердости места измерения.