ЭЛЕКТРОННЫЙ СФИГМОМАНОМЕТР Российский патент 2014 года по МПК A61B5/225 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к электронным сфигмоманометрам и, в частности, к электронному сфигмоманометру, который использует место измерения, отличающееся от плеча.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Кровяное давление является показателем такого типа, который предназначен для анализа сердечно-сосудистых заболеваний, и оценка степени риска на основании кровяного давления полезна для предотвращения заболеваний, связанных с сердечно-сосудистой системой, например, инсульта, сердечной недостаточности, инфаркта миокарда и т.п. В частности, высокое утреннее кровяное давление, когда кровяное давление поднимается рано утром, имеет отношение к заболеванию сердца и инсульту. Кроме того, в связи с высоким утренним кровяным давлением известно, что симптом, когда кровяное давление быстро поднимается в течение одного часа или полутора часов после пробуждения, называемый утренним всплеском, имеет причинно-следственную связь с инсультом. Следовательно, при оценке степени риска заболевания, связанного с сердечно-сосудистой системой, полезно уловить взаимосвязь между временем (образом жизни) и изменением кровяного давления. Поэтому измерение кровяного давления требуется выполнять непрерывно в течение длительного периода. В процессе контроля за пациентами во время хирургической операции и после хирургической операции, при проверке эффекта действия лекарства во время лечения противогипертоническим лекарством и т.п., очень важно непрерывно измерять кровяное давление в течение каждого сердечного сокращения и контролировать изменение кровяного давления.

В случае со сфигмоманометрами, которые имеются в продаже и которые разрабатываются, место измерения содержит разнообразные места, например плечо, запястье, палец и ухо. При измерении кровяного давления высота места измерения должна быть такой же, как высота сердца. Если между местом измерения и сердцем существует разность по высоте, то из-за данной разности создается разность давлений между кровяным давлением в месте измерения и в сердце, и измеренное значение кровяного давления может содержать погрешность.

Как предлагается в находящейся на рассмотрении заявке на патент Японии № 7-136133 (патентном документе 1) и работе «Feasibility of ambulatory, continuous 24-hour finger arterial pressure recording», BP Imholz et al., Hypertension, American Heart Association, Январь 1993, 21-й том, 1-ая глава, стр. 65-73 (непатентном документе 1), место измерения, например палец и положение сердца, соединяют трубкой, наполненной жидкостью, имеющей, по существу, такой же удельный вес, как кровь, разность давлений измеряют, и значение кровяного давления корректируют.

Как описано в публикации WO 2002/039893 (патентном документе 2), сфигмоманометр, который использует запястье в качестве места измерения, содержит сфигмоманометр, обладающий функцией приведения высоты запястья до уровня, равного высоте сердца по датчику высоты, встроенному в сфигмоманометр.

ДОКУМЕНТАЛЬНЫЕ ССЫЛКИ НА ИЗВЕСТНЫЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

ПАТЕНТНЫЕ ДОКУМЕНТЫ

Патентный документ 1: находящаяся на рассмотрении заявка на патент Японии № 7-136133

Патентный документ 2: Публикация WP 2002/039893

НЕПАТЕНТНЫЙ ДОКУМЕНТ

Непатентный документ 1: «Feasibility of ambulatory, continuous 24-hour finger arterial pressure recording», BP Imholz et al. Hypertension, American Heart Association, Январь 1993, 21-й том, 1-ая глава, стр. 65-73.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЗАДАЧИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В способе коррекции значения кровяного давления в соответствии с существующим уровнем техники можно отслеживать изменение высоты места измерения, но необходима трубка для соединения места измерения и положения сердца.

Кроме того, встраивание функции приведения высоты, предложенной в публикации WO 2002/039893 (патентном документе 2), является эффективным решением для запястья, пальца и т.п., когда высоту места измерения можно регулировать, но становится бесполезным решением в сфигмоманометре для места измерения, высоту которого невозможно регулировать, например уха.

С учетом вышеизложенного целью настоящего изобретения является создание электронного сфигмоманометра, который использует место измерения (периферическое место), отличающееся от плеча, и способен точно измерять кровяное давление без обеспечения специальной аппаратуры.

СРЕДСТВА РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

В соответствии с одним аспектом изобретения предлагается электронный сфигмоманометр, выполненный с возможностью измерения кровяного давления в периферическом месте измерения подлежащего измерению лица, содержащий первую манжету для оборачивания вокруг периферического места; вторую манжету для оборачивания вокруг плеча; манометрический блок для определения первого сигнала манжетного давления, представляющего давление в первой манжете, и второго сигнала манжетного давления, представляющего давление во второй манжете; процессор назначения для выполнения процедуры назначения равновесного значения плеча, представляющего манжетное давление в состоянии, в котором внутреннее давление и внешнее давление артерии плеча находятся в равновесии, на основании второго сигнала манжетного давления; и блок управления измерением для измерения кровяного давления подлежащего измерению лица на основании первого сигнала манжетного давления; причем блок управления измерением выполнен с возможностью управления для коррекции значения кровяного давления, полученного в соответствии с первым сигналом манжетного давления, таким образом, что периферическое равновесное значение, представляющее манжетное давление в состоянии, в котором внутреннее давление и внешнее давление артерии периферического места находятся в равновесии, согласуется с равновесным значением плеча.

В предпочтительном варианте в упомянутом сфигмоманометре дополнительно обеспечен первый блок определения объема, расположенный в предварительно заданном положении первой манжеты, для определения первого сигнала артериального объема в периферическом месте; при этом блок управления измерением выполнен с возможностью постоянного регулирования артериального объема на основании первого сигнала артериального объема, чтобы непрерывно измерять кровяное давление; и периферическое равновесное значение соответствует начальному манжетному давлению, представляющему опорное значение первого сигнала манжетного давления во время постоянного регулирования артериального объема.

В предпочтительном варианте блок управления измерением выполнен с возможностью определения максимального значения сигнала изменения объема в периферическом месте по первому сигналу артериального объема в процессе постепенного повышения или снижения давления в первой манжете, чтобы определить значение объема в состоянии, в котором внутреннее давление и внешнее давление артерии в периферическом месте находятся в равновесии, в качестве контрольного целевого значения в процессе постоянного регулирования артериального объема, и чтобы определять значение первого сигнала манжетного давления, соответствующего моменту времени, когда контрольное целевое значение определено в качестве начального манжетного давления. Манжетное давление, полученное, когда разность между значением первого сигнала артериального объема и контрольным целевым значением становится меньше чем или равной предварительно заданному значению, когда выполняется постоянное регулирование артериального объема, определяется как временное значение кровяного давления; и временное значение кровяного давления корректируется в соответствии с разностью между равновесным значением плеча и начальным манжетным давлением.

В альтернативном варианте блок управления измерением, предпочтительно, выполнен с возможностью определения контрольного целевого значения в процессе постоянного регулирования артериального объема, при давлении в первой манжете, зафиксированном при равновесном значении плеча, причем равновесное значение плеча является начальным манжетным давлением, и определения манжетного давления, полученного, когда разность между значением первого сигнала артериального объема и контрольным целевым значением становится меньше чем или равной предварительно заданному значению, при выполнении постоянного регулирования артериального объема, в качестве значения кровяного давления.

В предпочтительном варианте процессор назначения выполнен с возможностью назначения либо среднего кровяного давления, полученного из второго сигнала манжетного давления, либо манжетного давления в момент времени, когда определено максимальное значение амплитуды пульсовой волны давления, в качестве равновесного значения плеча.

В альтернативном варианте, предпочтительно, дополнительно обеспечен второй блок определения объема, расположенный в предварительно заданном положении второй манжеты, для определения второго сигнала артериального объема в плече; при этом процессор назначения выполнен с возможностью назначения равновесного значения плеча посредством определения максимального значения изменения артериального объема в плече по второму сигналу артериального объема в процессе постепенного повышения или снижения давления во второй манжете.

В предпочтительном варианте блок управления измерением выполнен с возможностью вычисления временного значения кровяного давления на основании амплитуды пульсовой волны давления, соответствующей первому сигналу манжетного давления, и коррекции временного значения кровяного давления в соответствии с разностью между периферическим равновесным значением и равновесным значением плеча.

В предпочтительном варианте предварительно задано, что периферическое равновесное значение является средним кровяным давлением, полученным из первого сигнала манжетного давления, или манжетным давлением в момент времени, когда определено максимальное значение амплитуды пульсовой волны давления.

В предпочтительном варианте процессор назначения выполнен с возможностью назначения либо среднего кровяного давления, полученного из второго сигнала манжетного давления, либо манжетного давления в момент времени, когда определено максимальное значение амплитуды пульсовой волны давления, в качестве равновесного значения плеча.

В альтернативном варианте дополнительно обеспечен блок определения объема, расположенный в предварительно заданном положении второй манжеты, для определения сигнала артериального объема в плече; при этом процессор назначения выполнен с возможностью назначения равновесного значения плеча посредством определения максимального значения изменения артериального объема в плече по сигналу артериального объема в процессе постепенного повышения или снижения давления во второй манжете.

ТЕХНИЧЕСКИЙ РЕЗУЛЬТАТ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В соответствии с настоящим изобретением кровяное давление можно точно измерять без установки специальной аппаратуры, даже сфигмоманометром, использующим периферическое место в качестве места измерения.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 - перспективное изображение внешнего вида сфигмоманометра в соответствии с каждым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.2 - блок-схема, представляющая аппаратную конфигурацию сфигмоманометра в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.3 - график, представляющий механические характеристики артерии.

Фиг.4 - блок-схема последовательности операций процедуры измерения кровяного давления в первом варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг.5 - блок-схема последовательности операций процедуры определения контрольного целевого значения в первом варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг.6 - вид, поясняющий способ определения контрольного целевого значения и контрольного начального манжетного давления (начального манжетного давления) в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.7 - блок-схема последовательности операций процедуры определения V0-эквивалентного манжетного давления плеча (равновесного значения плеча) в первом варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг.8 - вид, поясняющий один пример способа вычисления среднего кровяного давления.

Фиг.9 - блок-схема последовательности операций другого примера процедуры определения V0-эквивалентного манжетного давления плеча в первом варианте осуществления настоящего изобретения.

Фиг.10 - вид, поясняющий взаимосвязь между максимальным значением амплитуды пульсовой волны давления и V0-эквивалентным манжетным давлением плеча.

Фиг.11 - блок-схема последовательности операций процедуры измерения кровяного давления в соответствии с модификацией первого варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.12 - блок-схема последовательности операций процедуры определения контрольного целевого значения в соответствии с модификацией первого варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.13 - виды, поясняющие способ определения контрольного целевого значения и контрольного начального манжетного давления в соответствии с модификацией первого варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.14 - блок-схема, представляющая аппаратную конфигурацию сфигмоманометра в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.15 - блок-схема последовательности операций процедуры определения V0-эквивалентного манжетного давления плеча в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.16 - блок-схема, представляющая аппаратную конфигурацию сфигмоманометра в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.17 - вид, поясняющий концепцию коррекции кровяного давления в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.18 - блок-схема последовательности операций процедуры измерения кровяного давления в соответствии с третьим вариантом осуществления настоящего изобретения.

Фиг.19 - блок-схема, представляющая аппаратную конфигурацию сфигмоманометра в соответствии с модификацией третьего варианта осуществления настоящего изобретения.

Фиг.20 - вид, поясняющий погрешность кровяного давления, вызванную физиологическими факторами периферического места (в частности, запястья).

ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Ниже, со ссылками на чертежи, приведено подробное описание вариантов осуществления настоящего изобретения. Одинаковые числовые позиции на фигурах обозначают одинаковые или соответствующие участки, и их описание не будет повторяться.

Первый вариант осуществления

Внешний вид и конфигурация

Далее, сначала приведено описание внешнего вида и конфигурации электронного сфигмоманометра (в дальнейшем сокращенно называемого «сфигмоманометром») в соответствии с первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Внешний вид

Как показано на фиг.1, сфигмоманометр 1 содержит основной блок 10, две манжеты 20A, 20B и две воздушные трубки 31A, 31B.

Манжету 20A можно закреплять на периферическом месте подлежащего измерению лица, которое является местом измерения кровяного давления. Манжету 20B можно закреплять на плече подлежащего измерению лица. Воздушная трубка 31A соединяет основной блок 10 и манжету 20A. Воздушная трубка 31В соединяет основной блок 10 и манжету 20B.

В настоящем варианте осуществления под «периферическим местом» следует понимать место, отличающееся от плеча (например, запястье, палец, ухо и т.п.), из физических мест, в которых можно измерять кровяное давление. В последующем описании принято, что местом измерения является запястье.

В дальнейшем манжета 20A называется также «измерительной манжетой 20A», и манжета 20B называется также «плечевой манжетой 20B».

Дисплейный блок 40, выполненный, например, из жидких кристаллов, и блок 41 оперативного управления для получения команд от пользователя (обычно подлежащего измерению лица) расположены на поверхности основного блока 10.

Блок 41 оперативного управления содержит, например, переключатель 41A питания для приема ввода команды на включение или выключение источника питания, переключатель 41B измерения для приема команды на начало измерения, выключатель 41С останова для приема команды останова измерения и переключатель 41D памяти для приема команды на считывание сохраненных значений (данных измерений).

В настоящем варианте осуществления трубка 31В, соединенная с плечевой манжетой 20B, и трубка 31A, соединенная с измерительной манжетой 20A, могут быть съемными с основного блока 10.

Аппаратная конфигурация

Как показано на фиг.2, сфигмоманометр 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления непрерывно измеряет кровяное давление в соответствии со способом с компенсацией объема.

Измерительная манжета 20A содержит пневматическую камеру 21A и датчик 70A артериального объема для определения объема артерии в месте измерения (на запястье).

Датчик 70A артериального объема сконфигурирован из светоизлучающего элемента и фотоприемного элемента (не показанных). Светоизлучающий элемент освещает артерию светом, и фотоприемный элемент принимает свет (проходящий свет), при этом свет от светоизлучающего элемента пропускается сквозь артерию, или свет (отраженный свет) отражается артерией. Светоизлучающий элемент и фотоприемный элемент расположены, например, с предварительно заданным интервалом на внутренней стороне пневматической камеры 21A.

В альтернативном варианте датчик 70A артериального объема может определять объем артерии посредством импедансного датчика (импедансного плетизмографа). В таком случае датчик 70A артериального объема должен быть сконфигурирован из множества электродов (электродной пары для подведения тока и электродной пары для получения напряжения) для определения импеданса места, содержащего артерию.

Плечевая манжета 20B содержит пневматическую камеру 21B.

Кроме дисплейного блока 40 и блока 41 оперативного управления основной блок 10 содержит CPU (центральный процессор) 100 для управления каждым блоком централизованным способом и выполнения разнотипных вычислительных процедур, блок 42 памяти для хранения разнотипных программ и данных, энергонезависимую память (например, флэш-память) 43 для хранения данных измерений, источник 44 питания для питания центрального процессора (CPU) 100 и т.п., блок 45 отсчета времени для выполнения операции отсчета времени, схему 76A определения артериального объема, соединенную с датчиком 70A артериального объема, измерительную пневматическую систему 30A и плечевую пневматическую систему 30В.

Схема 76A определения артериального объема сконфигурирована, например, из схемы возбуждения (не показанной), задающей испускание света светоизлучающим элементом (не показанным) по предварительно заданной временной диаграмме в соответствии с сигналом управления из центрального процессора (CPU) 100, и измерительной схемы (не показанной) для измерения артериального объема в месте измерения посредством преобразования выходного сигнала из фотоприемного элемента (не показанного) в значение напряжения.

Пневматическая система 30A содержит датчик 32A давления, насос 51A, клапан 52A, схему 33A генерации, схему 53A управления приводом насоса и схему 54A управления приводом клапана.

Датчик 32A давления представляет собой устройство для определения давления (манжетного давления) в пневматической камере 21A. Насос 51A нагнетает воздух в пневматическую камеру 21A для компрессии манжеты 20A. Клапан 52A открывается и закрывается для выпуска воздуха из пневматической камеры 21A или запирания воздуха в ней.

Датчик 32A давления представляет собой, например, датчик давления емкостного типа, в котором значение емкости изменяется в соответствии с манжетным давлением. Схема 33A генерации выдает сигнал с частотой генерации, соответствующей значению емкости датчика 32A давления, в центральный процессор (CPU) 100. Центральный процессор (CPU) 100 преобразует сигнал, полученный из схемы 33A генерации, в давление и определяет давление. Схема 53A управления приводом насоса управляет приведением в движение насоса 51A по сигналу управления, обеспечиваемому из центрального процессора (CPU) 100.

Схема 54A управления приводом клапана выполняет управление открытием/закрытием клапана 52A по сигналу управления, обеспечиваемому из центрального процессора (CPU) 100.

Пневматическая система 30В содержит датчик 32B давления, насос 51B, клапан 52B, схему 33B генерации, схему 53B управления приводом насоса и схему 54B управления приводом клапана. Упомянутые аппаратные средства аналогичны аппаратным средствам пневматической системы 30A, и поэтому их описание далее не повторяется.

В настоящем варианте осуществления пневматические системы 30A, 30B предусмотрены для измерительной манжеты 20A и плечевой манжеты 20B соответственно, но можно обеспечить общую пневматическую систему для изменения объекта регулировки давления.

Блок регулировки давления для регулировки давления в манжетах 20A, 20B посредством компрессии и декомпрессии не ограничен насосами 51A, 51B, клапанами 52A, 52B, схемами 53A, 53B управления насосами и схемами 54A, 54B управления клапанами. Например, блок регулировки давления в манжете 20A может содержать пневмоцилиндр и приводное устройство для привода пневмоцилиндра в дополнение к вышеописанным аппаратным средствам и/или вместо них.

Компрессия и декомпрессия манжет 20A, 20B выполняется воздухом, но текучая среда, подаваемая в манжеты 20A, 20B, не ограничена воздухом и может быть жидкостью или гелем. В альтернативном варианте соответствующая среда не ограничена текучей средой и может представлять собой однородные микроскопические частицы, например микрошарики.

Способ с компенсацией объема

Ниже приведено краткое описание способа измерения кровяного давления в соответствии со способом с компенсацией объема.

Способ с компенсацией объема является способом, состоящим в том, что артерию сжимают манжетой снаружи тела, чтобы обеспечивать равенство давления (манжетного давления) для сдавливания места измерения и внутреннего давления в артерии в месте измерения, то есть уравновешивание кровяного давления посредством постоянного поддерживания постоянного объема артерии, которая пульсирует синхронно с сердцебиением, и непрерывно получают значение кровяного давления посредством определения кровяного давления, когда выдерживается равновесное состояние.

На графике, представляющем механические характеристики артерии, на фиг.3 показана взаимосвязь между разностью Ptr внутреннего и внешнего давлений артерии и артериальным объемом V, при этом разность Ptr внутреннего и внешнего давлений артерии представлена по горизонтальной оси и артериальный объем V представлен по вертикальной оси. Разность Ptr внутреннего и внешнего давлений артерии показывает разность между внутренним давлением Pa артерии и манжетным давлением Pc, прилагаемым манжетой снаружи тела.

Как показано на графике, механические характеристики артерии обычно демонстрируют сильную нелинейность, при этом растяжимость артерии (степень изменения объема вследствие пульсации) достигает максимума, когда разность Ptr внутреннего и внешнего давлений артерии равна 0 (равновесное состояние), то есть когда стенка артерии находится в ненагруженном состоянии. Другими словами, способность следования (способность развития) изменения объема за изменением давления становится максимальной. В соответствии со способом с компенсацией объема кровяное давление измеряют посредством последовательного управления внешним давлением (манжетным давлением) таким образом, что определенное кровяное давление всегда оказывается соответствующим значению емкости в момент времени, когда разность Ptr внутреннего и внешнего давлений артерии равна 0. С данной целью значение V0 емкости в момент времени, когда разность Ptr внутреннего и внешнего давлений артерии равна 0 (в состоянии, в котором внутреннее давление и внешнее давление артерии в месте измерения находятся в равновесии), определяется как «контрольное целевое значение» перед измерением кровяного давления. Манжетное давление в момент времени, когда определяется значение V0 емкости, определяется как «контрольное начальное манжетное давление». В настоящем варианте осуществления манжетное давление называется также «V0-эквивалентным манжетным давлением места измерения».

Однако значение кровяного давления содержит погрешность, даже если значение V0 емкости определено точно, если положение места измерения не соответствует высоте сердца.

Смещение относительно высоты сердца менее вероятно, если местом измерения является плечо, однако при измерении кровяного давления способом с компенсацией объема требуется высокая скорость отклика манжетного давления. Следовательно, для миниатюризации механизма компрессии и декомпрессии используют периферическое место, например запястье. Поэтому пользователь должен приводить место измерения к высоте сердца, поскольку манжетное давление (контрольное начальное давление) в момент времени, когда разность Ptr внутреннего и внешнего давлений артерии становится равной 0, оказывается выше, чем манжетное давление, получаемое, когда место измерения согласуется с высотой сердца, если место измерения находится ниже, чем высота сердца. Если место измерения сдвинуто вверх от высоты сердца, то манжетное давление (контрольное начальное давление) в момент времени, когда разность Ptr внутреннего и внешнего давлений артерии становится равной 0, оказывается ниже, чем манжетное давление, получаемое, когда место измерения согласуется с высотой сердца. Таким образом, при измерении манжетного давления, получаемого когда артериальный объем соответствует контрольному целевому значению (V0) в виде кровяного давления, кровяное давление измерить точно невозможно, если высота места измерения сдвинута от положения сердца.

С другой стороны, если местом измерения является плечо, то появление погрешности, обусловленной смещением по высоте, менее вероятно. Поэтому сфигмоманометр 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления выполняет процедуру коррекции погрешности, обусловленной смещением по высоте, с использованием V0-эквивалентного манжетного давления плеча. «V0-эквивалентное манжетное давление плеча» является манжетным давлением в состоянии, в котором внутреннее давление и внешнее давление артерии в плече находятся в равновесии.

На фиг.3 показана погрешность V0-эквивалентного манжетного давления плеча и V0-эквивалентного манжетного давления места измерения, когда высота места измерения сдвинута ниже, чем положение сердца.

Функциональная конфигурация

На блок-схеме на фиг.2 представлена также функциональная конфигурация центрального процессора (CPU) 100. Центральный процессор (CPU) 100 содержит блок 111 назначения и блок 121 управления измерением в виде функций центрального процессора (CPU).

Блок 111 назначения выполняет процедуру назначения V0-эквивалентного манжетного давления плеча на основании сигнала манжетного давления на плече, выдаваемого из схемы 33B генерации. Например, блок 111 назначения назначает среднее кровяное давление, вычисленное на основании сигнала манжетного давления на плече в качестве V0-эквивалентного манжетного давления плеча.

Блок 121 управления измерением выполняет управление измерением кровяного давления подлежащего измерению лица на основании сигнала манжетного давления в месте измерения, выдаваемого из схемы 33A генерации. Кроме того, блок 121 управления измерением выполняет управление коррекцией значения кровяного давления, полученного в соответствии с сигналом манжетного давления в месте измерения таким образом, чтобы V0-эквивалентное манжетное давление места измерения согласовалось с V0-эквивалентным манжетным давлением плеча.

Сфигмоманометр 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления непрерывно измеряет кровяное давление в соответствии со способом с компенсацией объема таким образом, что V0-эквивалентное манжетное давление места измерения соответствует контрольному начальному манжетному давлению в процессе сервоуправления (постоянного регулирования артериального объема).

Поэтому в настоящем варианте осуществления блок 121 управления измерением выполняет нижеследующие процедуры. Другими словами, когда осуществляется сервоуправление, манжетное давление, полученное когда разность между значением сигнала артериального объема, полученного из схемы 76A определения артериального объема, и контрольным целевым значением становится меньше чем или равной предварительно заданному значению, определяется как временное значение кровяного давления. Определенное временное значение кровяного давления корректируется в соответствии с разностью между V0-эквивалентным манжетным давлением плеча и контрольным начальным манжетным давлением. Значение кровяного давления после коррекции выдается как результат измерения. То есть, например, значение кровяного давления после коррекции отображается на дисплейном блоке 40 и/или сохраняется во флэш-памяти 43.

Функции блока 111 назначения и блока 121 управления измерением могут быть реализованы посредством исполнения программного обеспечения, хранящегося в блоке 42 памяти, или, по меньшей мере частично, могут быть реализованы аппаратными средствами.

Функционирование

Ниже приведено описание порядка работы сфигмоманометра 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

Процедура измерения кровяного давления

Процедура измерения кровяного давления в первом варианте осуществления настоящего изобретения описана ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, представленную на фиг.4. Процедуры, изображенные на блок-схеме последовательности операций на фиг.4, сохранены в блоке 42 памяти заранее в виде программы, и функция процедуры измерения кровяного давления реализуется, когда центральный процессор (CPU) 100 считывает программу и исполняет ее.

Центральный процессор (CPU) 100 выполняет процедуру (ST2) инициализации, когда определяет, что переключатель 41A питания нажат (ST1). В частности, инициализируется предварительно заданная область в блоке 42 памяти, выпускается воздух из пневматических камер 21A и 21В, и выполняется коррекция датчиков 32A и 32B давления установкой в 0 мм рт. ст.

После того как инициализация завершается, центральный процессор (CPU) 100 определяет, нажат ли или нет переключатель 41В измерения. Если переключатель 41В измерения нажат (ST3), то блок 111 назначения выполняет процедуру определения V0-эквивалентного манжетного давления плеча (ST4). Более подробное описание данной процедуры приведено в дальнейшем.

Затем блок 121 управления измерением выполняет процедуру определения контрольного целевого значения (ST5). В настоящем варианте осуществления контрольное целевое значение (V0) и контрольное начальное манжетное давление определяются известным способом. Более подробное описание данной процедуры также приведено в дальнейшем.

Порядок выполнения процедуры этапа ST4 и процедуры этапа ST5 не имеет существенного значения.

Затем блок 121 управления измерением вычисляет величину коррекции кровяного давления (ST6). Величина коррекции вычисляется в соответствии со следующим уравнением.

Величина коррекции = контрольное начальное манжетное давление - V0-эквивалентное манжетное давление плеча

Затем внутреннее давление в манжете регулируется так, чтобы сигнал манжетного давления в месте измерения согласовался с контрольным начальным манжетным давлением (ST7). Контрольное начальное манжетное давление становится опорным значением сигнала манжетного давления в месте измерения в процессе постоянного регулирования артериального объема.

После этого осуществляется управление манжетным давлением с обратной связью таким образом, чтобы разность между сигналом артериального объема и контрольным целевым значением (V0) сводилась к минимуму (ST8). То есть выполняется постоянное регулирование артериального объема. В данном случае манжетное давление, когда разность между сигналом артериального объема и контрольным целевым значением становится меньше, чем предварительно заданное значение (пороговое значение), устанавливается как временное значение кровяного давления (ST9, ST10).

Блок 121 управления измерением корректирует временное значение кровяного давления, установленное вышеописанным образом, с использованием величины коррекции, полученной на этапе ST6 (ST11). Скорректированное кровяное давление вычисляется согласно следующему уравнению.

Значение кровяного давления = кровяное давление по способу с компенсацией объема - величина коррекции

Управление с обратной связью продолжается, пока не включится сигнал останова вводом с выключателя 41C останова, после истечения предварительно заданного времени или в подобном случае (ST12).

Следовательно, в настоящем варианте осуществления (временное) значение кровяного давления измеряется один раз нормальным способом измерения во время исполнения способа с компенсацией объема. Затем значение кровяного давления корректируется с помощью кровяного давления, полученного при измерении на плече, в качестве опорного давления. То есть значение кровяного давления в способе с компенсацией объема корректируется в соответствии с разностью между V0-эквивалентным манжетным давлением плеча и V0-эквивалентным манжетным давлением места измерения. Поэтому даже если высота места измерения сдвинута от положения сердца, погрешность, обусловленную таким смещением, можно уменьшить. В результате, значение кровяного давления можно точно измерять, даже если место измерения является периферическим местом.

Процедура определения контрольного целевого значения

Как показано на фиг.5, блок 121 управления измерением инициализирует область памяти (например, предварительно заданную область памяти блока 42 памяти) для сохранения максимального значения изменения артериального объема (называемого также «максимальным значением артериального объема») и манжетного давления в соответствующее время (ST101).

Затем осуществляется управление возбуждением схемы 53A управления приводом насоса для постепенного нагнетания давления в измерительной манжете 20A с низкой скоростью около 3 мм рт. ст./сек (ST102).

В процессе компрессии блок 121 управления измерением получает сигнал (сигнал артериального объема) из схемы 76A определения артериального объема (ST103). Блок 121 управления измерением получает сигнал изменения артериального объема, показывающий величину изменения для каждого сердечного сокращения сигнала артериального объема. Сигнал изменения артериального объема можно получать, например, обработкой типа фильтрации сигнала артериального объема. Как сигнал артериального объема, так и сигнал изменения артериального объема могут определяться в схеме 76A определения артериального объема.

Предполагается, что значение сигнала артериального объема сохраняется в памяти во временной последовательности в соответствии с манжетным давлением в процессе компрессии.

Блок 121 управления измерением определяет, является ли определенное изменение артериального объема максимальным (ST104). При определении, что определенное изменение артериального объема является максимальным («≥ максимального значения артериального объема» на этапе ST104), блок 121 управления измерением обновляет максимальное значение изменения артериального объема и манжетное давление в соответствующее время (ST105). После того как данная процедура завершается, процедура переходит на этап ST106.

При определении, что определенное изменение артериального объема не является максимальным на этапе ST104 («< максимального значения артериального объема» на этапе ST104), процедура этапа ST105 пропускается, и процедура переходит на этап ST106.

На этапе ST106 блок 121 управления измерением определяет, является ли манжетное давление выше чем или равным предварительно заданному значению (например, 180 мм рт. ст.). При определении, что манжетное давление не достигло предварительно заданного значения («< предварительно заданного значения компрессии» на этапе ST106), процедура возвращается на этап ST102, и вышеописанные процедуры повторяются. При определении, что манжетное давление достигло предварительно заданного значения («≥ предварительно заданного значения компрессии» на этапе ST106), процедура переходит на этап ST107.

На этапе ST107 блок 121 управления измерением подтверждает среднее значение сигнала артериального объема для одного сердечного сокращения, соответствующего максимальному изменению артериального объема, в качестве контрольного целевого значения (V0). В частности, сигнал артериального объема для одного сердечного сокращения, когда изменение артериального объема является максимальным, задается манжетным давлением, хранящимся в предварительно заданной области памяти. Среднее значение целевого сигнала артериального объема вычисляется как контрольное целевое значение. Затем блок 121 управления измерением подтверждает манжетное давление в соответствующее время, то есть манжетное давление, хранящееся в предварительно заданной области памяти, в качестве контрольного начального манжетного давления.

После того как процедура ST107 заканчивается, процедура возвращается в основную подпрограмму.

Более подробное описание определения контрольного целевого значения и контрольного начального манжетного давления в настоящем варианте осуществления описано ниже со ссылкой на фиг.6. На фиг.6(A) показано манжетное давление измерительной манжеты 20A вдоль оси времени. На фиг.6(B) показан сигнал артериального объема в месте измерения вдоль той же оси времени, как на фиг.6(A). На фиг.6(C) показан сигнал изменения артериального объема в месте измерения вдоль той же оси времени, как на фиг.6(A).

Как показано на фиг.6, максимальное значение сигнала изменения артериального объема определяется в процессе повышения манжетного давления с постоянной скоростью до предварительно заданного значения P1. Момент времени, в который определяется максимальное значение сигнала артериального объема, представлен временем tm. Например, среднее значение сигнала артериального объема в момент времени tm определяется как контрольное целевое значение (V0). Кроме того, манжетное давление в момент времени tm определяется как контрольное начальное манжетное давление (PC0).

Когда контрольное целевое значение и контрольное начальное манжетное давление определены упомянутым образом, манжетное давление устанавливается равным контрольному начальному манжетному давлению (PC0), как описано выше (ST7 на фиг.4). Момент времени, в который манжетное давление устанавливается равным контрольному начальному манжетному давлению, обозначен как время t1. После этого (во время t2) начинается регулировка коэффициента усиления системы управления, и определяется оптимальный коэффициент усиления системы управления. Затем начинается постоянное регулирование артериального объема (ST8 на фиг.4). Во время постоянного регулирования артериального объема, показанного после времени t3, выполняется точная настройка давления измерительной манжеты 20A таким образом, чтобы значение сигнала артериального объема в месте измерения согласовалось с контрольным целевым значением. Манжетное давление, получаемое в результате, определяется как (временное) значение кровяного давления.

Пример процедуры определения V0-эквивалентного манжетного давления

В настоящем варианте осуществления блок 111 назначения задает среднее кровяное давление, вычисленное с использованием пневматической системы 30В для плеча, в качестве V0-эквивалентного манжетного давления плеча.

Как показано на фиг.7, блок 111 назначения закрывает клапан 52B, соединенный с плечевой манжетой 20B, и нагнетает манжетное давление до предварительно заданного давления (например, 180 мм рт. ст.) насосом 51B (ST201, «< предварительно заданного давления» на этапе ST202). Компрессия может выполняться вплоть до систолического кровяного давления (максимального кровяного давления), оцененного в процессе компрессии, + предварительно заданное значение (например, 40 мм рт. ст.).

После компрессии до предварительно заданного давления («≥ предварительно заданного давления на этапе ST202) насос 51В останавливается, и клапан 52B постепенно открывается для постепенного снижения манжетного давления (ST203).

Блок 111 назначения вычисляет кровяное давление осциллометрическим способом в процессе постепенной декомпрессии (ST204). В частности, выделяется изменение давления (пульсовая волна давления), связанное с изменением артериального объема, наложенным на манжетное давление. Затем полученный сигнал пульсовой волны давления обрабатывается по предварительно заданному алгоритму для вычисления кровяного давления, то есть систолического кровяного давления и диастолического кровяного давления.

Декомпрессия продолжается с постоянной скоростью, пока не будет вычислено кровяное давление (НЕТ на этапе ST205).

После того как кровяное давление вычислено (ДА на этапе ST205), клапан 52B полностью открывается для выпуска воздуха из манжеты 20B. Среднее кровяное давление вычисляется как V0-эквивалентное манжетное давление плеча (ST206).

Среднее кровяное давление вычисляется с использованием следующего уравнения по вычисленным систолическому кровяному давлению и диастолическому кровяному давлению.

Среднее кровяное давление = диастолическое кровяное давление + (систолическое кровяное давление - диастолическое кровяное давление)/3

Процедура возвращается в основную подпрограмму после того, как заканчивается процедура этапа ST206.

В настоящем варианте осуществления кровяное давление вычисляется в процессе декомпрессии, но может вычисляться в процессе компрессии.

Как показано на фиг.8, среднее кровяное давление можно вычислять посредством усреднения по площади формы сигнала кровяного давления для одного сердечного сокращения амплитуды пульсовой волны давления. То есть в качестве среднего кровяного давления можно вычислить значение давления, которое должно стать усредненным по площади заштрихованного участка на фиг.8.

В данном случае процедура вычисления диастолического кровяного давления и систолического кровяного давления, показанная на блок-схеме последовательности операций на фиг.7, (ST204) не обязательна. Вместо этого может выполняться процедура назначения пульсовой волны давления для одного сердечного сокращения при низком манжетном давлении (например, 30 мм рт. ст.), которое ниже, чем или равно диастолическому кровяному давлению.

Другие примеры процедуры определения V0-эквивалентного манжетного давления плеча

В вышеприведенном примере в качестве V0-эквивалентного манжетного давления плеча задается среднее кровяное давление, но такой подход не налагает ограничений. Например, в качестве V0-эквивалентного манжетного давления плеча может определяться манжетное давление в момент времени, когда в процессе компрессии определяется максимальная точка амплитуды пульсовой волны давления.

Как показано на фиг.9, сначала инициализируется область памяти (например, предварительно заданная область блока 42 памяти) для хранения максимального значения амплитуды пульсовой волны давления и манжетного давления в данный момент (ST1201).

Клапан 52B, соединенный с плечевой манжетой 20B, закрывается, и выделяется изменение давления (пульсовая волна давления), связанное с изменением артериального объема, наложенным на манжетное давление, при постепенном повышении манжетного давления насосом 51В (ST1202, ST1203).

Блок 111 назначения определяет, является ли амплитуда пульсовой волны давления максимальной (ST1204). Если максимальна («≥ максимального значения амплитуды пульсовой волны давления» на этапе ST1204), то максимальное значение пульсовой волны давления и манжетного давления в данный момент обновляются (ST1205). После этого процедура переходит на этап ST1206.

Если амплитуда пульсовой волны давления не максимальна («< максимального значения амплитуды пульсовой волны давления» на этапе ST1204), то процедура этапа ST1205 пропускается, и процедура переходит на этапе ST1206.

На этапе ST1206 выполняется определение, достигло ли манжетное давление предварительно заданного значения (например, 180 мм рт. ст.). При определении, что манжетное давление не достигло предварительно заданного значения («< предварительно заданного значения компрессии» на этапе ST1206), процедура возвращается на этап ST1202, и вышеописанная операция повторяется.

Если манжетное давление достигло предварительно заданного значения («≥ предварительно заданного значения компрессии» на этапе ST1206), то насос 51B останавливается, и клапан 52B открывается для выпуска воздуха из манжеты 20B.

Блок 111 назначения подтверждает манжетное давление, полученное, когда амплитуда пульсовой волны давления является максимальной, в качестве V0-эквивалентного манжетного давления плеча (ST1207). После того как данная процедура заканчивается, процедура возвращается в основную подпрограмму.

В настоящем примере максимальное значение амплитуды пульсовой волны давления определяется в процессе компрессии, но может определяться в процессе декомпрессии.

На фиг.10 показано V0-эквивалентное манжетное давление плеча, когда максимальное значение амплитуды пульсовой волны давления определяется в процессе декомпрессии. Манжетное давление, когда амплитуда пульсовой волны давления является максимальной, по существу, равно среднему кровяному давлению.

Модификация первого варианта осуществления

В первом варианте осуществления кровяное давление непосредственно корректируется разностью (величиной коррекции) V0-эквивалентного манжетного давления плеча и контрольного начального манжетного давления, после того как кровяное давление измеряется в соответствии со способом с компенсацией объема с использованием известного способа.

В настоящей модификации, с другой стороны, контрольное целевое значение и контрольное начальное манжетное давление, применяемые в процессе постоянного регулирования кровяного давления, корректируются для косвенной коррекции значения кровяного давления, которое можно получить в соответствии со способом с компенсацией объема.

В дальнейшем приведено описание только таких участков, которые отличаются от первого варианта осуществления.

На блок-схеме последовательности операций, приведенной на фиг.11, представлена процедура измерения кровяного давления в соответствии с модификацией первого варианта осуществления настоящего изобретения, при этом процедуры, аналогичные процедурам блок-схемы последовательности операций, приведенной на фиг. 4, обозначены теми же самыми номерами этапов. Поэтому в дальнейшем их описание не повторяется.

Как показано на фиг.11, процедура определения контрольного целевого значения в настоящей модификации отличается, и поэтому вместо этапа ST5, показанного на фиг.4, выполняется процедура этапа ST5A. Процедуры этапов ST6 и ST11, показанные на фиг.4, являются необязательными.

Дальнейшее описание процедуры определения контрольного целевого значения, выполняемой на этапе ST5A, приведено со ссылкой на блок-схему последовательности операций, представленную на фиг.12, и графики, представленные на фиг.13. На фиг.13(A) приведен сигнал манжетного давления от измерительной манжеты 20A вдоль оси времени. На фиг.13(B) приведен сигнал артериального объема в месте измерения вдоль той же оси времени, что и на фиг.13(A).

Как показано на фиг.12 и фиг.13(A), сначала блок 121 управления измерением устанавливает манжетное давление в V0-эквивалентное манжетное давление плеча, определенное на этапе ST4 (ST1101).

Затем определяется сигнал артериального объема в соответствующее время (ST1102) и определяется среднее значение сигнала артериального объема для одного сердечного сокращения в качестве контрольного целевого значения (V0 в месте измерения). В соответствующее время определяется манжетное давление в качестве контрольного начального манжетного давления (ST1103). То есть в настоящей модификации контрольное начальное манжетное давление равно V0-эквивалентному манжетному давлению плеча.

В соответствии с модификацией настоящего варианта осуществления контрольное целевое значение определяется с использованием контрольного начального манжетного давления в качестве V0-эквивалентного манжетного давления плеча. То есть в настоящей модификации контрольное целевое значение не согласуется со значением артериального объема в состоянии, в котором внутреннее давление и внешнее давление артерии в месте измерения находятся в равновесном состоянии, если высота места измерения сдвинута.

Погрешность значения давления, обусловленную смещением по высоте места измерения относительно сердца, можно уменьшить посредством управления с обратной связью манжетным давлением для согласования со скорректированным контрольным целевым значением, как в настоящей модификации.

Кроме того, в настоящей модификации контрольное целевое значение можно определять за короткое время, так как сначала определяется контрольное начальное манжетное давление. В результате, непрерывное измерение кровяного давления можно начинать быстрее, чем в первом варианте осуществления.

Второй вариант осуществления

Ниже приведено описание второго варианта осуществления.

В первом варианте осуществления и его модификации V0-эквивалентное манжетное давление плеча определяется на основании сигнала пульсовой волны давления плечевой манжеты 20B. С другой стороны, в настоящем варианте осуществления V0-эквивалентное манжетное давление плеча определяется на основании сигнала артериального объема с использованием способа, аналогичного способу определения контрольного начального манжетного давления в первом варианте осуществления.

Внешний вид и базовые конфигурация и функционирование сфигмоманометра в соответствии с настоящим вариантом осуществления аналогичны первому варианту осуществления. Поэтому ниже приведено только описание узлов, отличающихся от первого варианта осуществления.

На фиг.14 представлена аппаратная конфигурация сфигмоманометра 1A в соответствии со вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Как показано на фиг.14, в настоящем варианте осуществления в плечевой манжете 20B также расположен датчик 70B артериального объема. Поэтому в основной блок 10 встроена также схема 76B определения артериального объема.

Конфигурации датчика 70B артериального объема и схемы 76B определения артериального объема аналогичны конфигурациям датчика 70A артериального объема и схеме 76A определения артериального объема в измерительной манжете 20A соответственно. Поэтому их описание в дальнейшем не повторяется.

На фиг.14 вместо центрального процессора (CPU) 100 показан центральный процессор (CPU) 100A, так как функции, выполняемые центральным процессором (CPU) сфигмоманометра 1A, отличаются от первого варианта осуществления.

Центральный процессор (CPU) 100A содержит блок 112 назначения вместо блока 111 назначения в первом варианте осуществления. Функция блока 121 управления измерением аналогична первому варианту осуществления.

Блок 112 назначения определяет максимальное значение сигнала изменения объема в плече по сигналу из схемы 76B определения артериального объема. Манжетное давление в момент времени, когда определяется максимальное значение сигнала изменения объема, задается как V0-эквивалентное манжетное давление плеча.

Процедура измерения кровяного давления в соответствии с настоящим вариантом осуществления, в основном, аналогична процедуре согласно блок-схеме последовательности операций на фиг.4, приведенной в первом варианте осуществления. Отличается только процедура определения V0-эквивалентного манжетного давления плеча, выполняемая на этапе ST5, показанном на фиг.4.

Описание процедуры определения V0-эквивалентного манжетного давления плеча в соответствии с настоящим вариантом осуществления приведено ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, приведенную на фиг.15.

Сначала блок 112 назначения инициализирует область памяти (например, предварительно заданную область блока 42 памяти) для сохранения максимального значения изменения артериального объема в плече и манжетного давления в соответствующее время (ST2201).

Затем осуществляется управление возбуждением схемы 54B управления приводом клапана для закрытия клапана 52B и осуществляется управление возбуждением схемы 53B привода насоса для нагнетания давления в плечевой манжете 20B (ST2202).

В процессе компрессии блок 112 назначения определяет сигнал (сигнал артериального объема) из схемы 76B определения артериального объема (ST2203). Кроме того, определяется сигнал изменения артериального объема, показывающий величину изменения для каждого сердечного сокращения сигнала артериального объема. Предполагается, что в процессе компрессии значение сигнала артериального объема сохраняется в памяти во временной последовательности в соответствии с манжетным давлением.

Блок 112 назначения определяет, является ли определенное изменение артериального объема максимальным (ST2204). При определении, что определенное изменение артериального объема является максимальным («≥ максимального значения изменения артериального объема» на этапе ST2204), максимальное значение изменения артериального объема и манжетное давление в соответствующее время обновляются (ST2205). Процедура переходит на этап ST2206 после того, как данная процедура заканчивается.

При определении, что определенное изменение артериального объема не является максимальным на этапе ST2204 («< максимального значения изменения артериального объема» на этапе ST2204), процедура этапа ST2205 пропускается, и процедура переходит на этап ST2206.

На этапе ST2206 блок 112 назначения определяет, является ли манжетное давление выше чем или равным предварительно заданному значению (например, 180 мм рт. ст.). При определении, что манжетное давление не достигло предварительно заданного значения («< предварительно заданного значения компрессии» на этапе ST2206), процедура возвращается на этап ST2202, и вышеописанные процедуры повторяются. При определении, что манжетное давление достигло предварительно заданного значения («≥ предварительно заданного значения компрессии» на этапе ST2206), процедура переходит на этап ST2207.

На этапе ST2207 блок 112 назначения определяет манжетное давление в момент времени, когда определяется максимальное значение артериального объема, в качестве V0-эквивалентного манжетного давления плеча. То есть V0-эквивалентное манжетное давление плеча представляет собой манжетное давление, эквивалентное (соответствующее) среднему значению (V0 на плече) сигнала артериального объема для одного сердечного сокращения, в котором амплитуда является максимальной.

После того как процедура этапа ST2207 заканчивается, процедура возвращается в основную подпрограмму.

В настоящем варианте осуществления максимальное значение изменения артериального объема определяется в процессе компрессии, но может также определяться в процессе декомпрессии.

Процедуру измерения в соответствии с модификацией первого варианта осуществления и процедуру определения V0-эквивалентного манжетного давления плеча в соответствии с настоящим вариантом осуществления можно объединять.

Третий вариант осуществления

Сфигмоманометр в соответствии с первым и вторым вариантами осуществления измеряет кровяное давление в месте измерения с использованием способа с компенсацией объема, но может измерять кровяное давление другими способами, при условии что упомянутые устройства являются сфигмоманометрами с периферическим местом измерения в качестве места измерения.

Сфигмоманометр в соответствии с настоящим вариантом осуществления измеряет кровяное давление, например, осциллометрическим способом.

Внешний вид и базовые конфигурация и функционирование сфигмоманометра в соответствии с настоящим вариантом осуществления аналогичны первому варианту осуществления. Поэтому ниже приведено только описание узлов, отличающихся от первого варианта осуществления.

На фиг.16 представлена аппаратная конфигурация сфигмоманометра 1B в соответствии с настоящим вариантом осуществления.

Как показано на фиг.16, сфигмоманометр 1B в соответствии с настоящим вариантом осуществления не содержит датчика 70A артериального объема и схемы 76A определения артериального объема.

На фиг.16 показан центральный процессор (CPU) 100B вместо CPU 100, так как центральным процессором (CPU) сфигмоманометра 1В выполняются иные функции, чем в первом варианте осуществления.

Центральный процессор (CPU) 100B содержит блок 122 управления измерением вместо блока 121 управления измерением в первом варианте осуществления. Функция блока 111 назначения аналогична первому варианту.

Блок 122 управления измерением вычисляет временное значение кровяного давления на основании амплитуды пульсовой волны давления в месте измерения, полученной из схемы 33A генерации. Временное значение кровяного давления корректируется в соответствии с разностью между V0-эквивалентным манжетным давлением места измерения и V0-эквивалентным манжетным давлением плеча. В настоящем варианте осуществления V0-эквивалентное манжетное давление места измерения можно задавать с помощью способа, аналогичного способу, когда блок 111 назначения по первому варианту осуществления задает V0-эквивалентное манжетное давление плеча. То есть V0-эквивалентное манжетное давление места измерения может представлять собой какое-то одно из средних кровяных давлений, получаемых из сигнала манжетного давления в месте измерения, и манжетного давления в момент времени, когда определяется максимальное значение амплитуды пульсовой волны давления.

Ниже, со ссылкой на фиг.17, приведено краткое описание концепции коррекции кровяного давления в настоящем варианте осуществления.

При измерении кровяного давления осциллометрическим способом используется огибающая кривая амплитуды пульсовой волны давления. Огибающая кривая амплитуды пульсовой волны давления в месте измерения не согласуется с огибающей кривой амплитуды пульсовой волны давления в плече, если высота места измерения (например, запястья) сдвинута от высоты сердца. Поэтому V0-эквивалентное манжетное давление плеча и V0-эквивалентное манжетное давление места измерения не согласуются между собой.

Следовательно, если кровяное давление измеряют при сдвинутой высоте места измерения, то в измеренном значении возникает погрешность из-за разности между V0-эквивалентным манжетным давлением плеча и V0-эквивалентным манжетным давлением места измерения. Таким образом, в настоящем варианте осуществления для коррекции кровяного давления также используют разность между V0-эквивалентным манжетным давлением плеча и V0-эквивалентным манжетным давлением места измерения, которая становится причиной погрешности.

Процедура измерения кровяного давления в настоящем варианте осуществления описана ниже с использованием блок-схемы последовательности операций, представленной на фиг.18. На фиг.18 одинаковые номера этапов обозначают процедуры, аналогичные процедурам на блок-схеме последовательности операций, представленной на фиг.4. Поэтому в дальнейшем их описание не повторяется.

В настоящем варианте осуществления начало последовательности операций для определения V0-эквивалентного манжетного давления плеча (ST4) аналогично началу в первом варианте осуществления, но последующие процедуры отличаются.

Как показано на фиг.18, когда определяется V0-эквивалентное манжетное давление плеча, блок 122 управления измерением закрывает клапан 52A, соединенный с измерительной манжетой 20A и нагнетает давление в манжете до предварительно заданного давления (например, 180 мм рт. ст.) насосом 51A (ST55, «< предварительно заданного давления» на этапе ST56). В данном случае компрессия также может выполняться до систолического кровяного давления (максимального кровяного давления), оцененного в процессе компрессии + предварительно заданное значение (например, 40 мм рт. ст.).

После компрессии до предварительно заданного давления («≥ предварительно заданного давления» на этапе ST56) сначала инициализируется область памяти (например, предварительно заданная область блока 42 памяти) для сохранения максимального значения амплитуды пульсовой волны давления и манжетного давления в данный момент времени (ST57). Затем насос 51A останавливается и клапан 52A постепенно открывается для постепенного снижения манжетного давления (ST58).

Блок 122 управления измерением вычисляет кровяное давление осциллометрическим способом в процессе постепенной декомпрессии (ST59-ST61). В частности, выделяется изменение давления (пульсовая волна давления), связанное с изменением артериального объема, наложенным на манжетное давление. Если амплитуда выделенной пульсовой волны давления является максимальной («≥ максимального значения амплитуды пульсовой волны давления» на этапе ST59), то максимальное значение амплитуды пульсовой волны давления и манжетное давление в соответствующее время обновляются (ST60).

Затем блок 122 управления измерением выполняет процедуру вычисления кровяного давления (ST61). Вычисление кровяного давления выполняется по взаимосвязи между огибающей кривой значения амплитуды пульсовой волны давления и манжетным давлением.

Вышеописанные процедуры (ST58-ST61) повторяются, пока не будут определены кровяные давления (систолическое кровяное давление и диастолическое кровяное давление) (НЕТ на этапе ST62).

После того как определены кровяные давления, блок 122 управления измерением вычисляет величину коррекции кровяного давления (ST62). Величина коррекции кровяного давления вычисляется в соответствии со следующим уравнением.

Величина коррекции = V0-эквивалентное манжетное давление места измерения - V0-эквивалентное манжетное давление плеча

V0-эквивалентное манжетное давление места измерения может быть, например, значением манжетного давления, полученным, когда амплитуда пульсовой волны давления является максимальной (значение, сохраненное в памяти на этапе ST60). Упомянутое давление может быть значением, эквивалентным среднему кровяному давлению.

В заключение, значение кровяного давления, вычисленное на этапе ST61, корректируется на величину коррекции кровяного давления, полученную на этапе ST63 (ST64). Коррекция кровяного давления выполняется в соответствии со следующим уравнением.

Значение кровяного давления = кровяное давление - величина коррекции

В настоящем варианте осуществления величина коррекции вычитается из соответствующего значения на этапе ST64, так как измеряются систолическое кровяное давление и диастолическое кровяное давление.

В настоящем варианте осуществления кровяное давление вычисляется в процессе декомпрессии, но кровяное давление можно вычислять в процессе компрессии.

Погрешность измеренного значения, обусловленную различием мест измерения (плечо и периферическое место), можно уменьшать даже в сфигмоманометре, который использует осциллометрический способ, как описано выше.

В настоящем варианте осуществления применен осциллометрический способ, однако возможно применение других способов вычисления кровяного давления, например способа шумов Короткова и способа объемных колебаний.

Модификация

Процедуру в соответствии с настоящим вариантом осуществления и процедуру определения V0-эквивалентного манжетного давления плеча в соответствии со вторым вариантом осуществления можно объединять. Аппаратная конфигурация сфигмоманометра при этом показана на фиг.19.

Как показано на фиг.19, сфигмоманометр 1С в соответствии с настоящим вариантом осуществления содержит датчик 70B артериального объема и схему 76B определения артериального объема подобно сфигмоманометру 1A в соответствии со вторым вариантом осуществления.

На фиг.19 показан центральный процессор (CPU) 100C вместо центрального процессора (CPU) 100B, так как функции, выполняемые центральным процессором (CPU) сфигмоманометра 1С, являются иными, чем в третьем варианте осуществления.

Центральный процессор (CPU) 100C содержит блок 112 назначения, описанный во втором варианте осуществления, и блок 122 управления измерением, описанный в третьем варианте осуществления. Блок 112 назначения задает V0-эквивалентное манжетное давление плеча с использованием способа, аналогичного способу определения контрольного начального манжетного давления при непрерывном регулировании артериального объема. Блок 122 управления измерением измеряет (временное) кровяное давление в соответствии с осциллометрическим способом и корректирует измеренное кровяное давление с использованием V0-эквивалентного манжетного давления плеча. Функции блока 112 назначения и блока 122 управления измерением уже описаны, и поэтому их подробное описание в дальнейшем не повторяется.

Следовательно, в каждом варианте осуществления и каждой модификации настоящего изобретения погрешность измеренного значения, обусловленную смещением по высоте места измерения (периферического места), можно уменьшать с использованием V0-эквивалентного манжетного давления плеча.

Кроме того, погрешность, обусловленную биологическими факторами периферического места (в частности, запястья), можно устранить выполнением корректирующего регулирования кровяного давления в периферическом месте с использованием V0-эквивалентного манжетного давления плеча. Данная возможность специально поясняется ниже.

Через запястье проходят две артерии. Артерия, проходящая через запястье вдоль стороны большого пальца, называется лучевой артерией, и артерия, проходящая вдоль стороны мизинца, называется локтевой артерией. Что касается глубины, на которой проходят две артерии (глубина от поверхности запястья), то лучевая артерия, как правило, проходит в положении на меньшей глубине, чем локтевая артерия. Очевидно, что глубина положения, в котором проходит артерия, и разность по глубине лучевой артерии и локтевой артерии являются разными для разных людей. Поэтому, если запястье сжимают манжетой, то определяют две огибающие кривые амплитуды пульсовой волны, когда артерии наблюдают по отдельности, как показано на фиг.20, поскольку давление, передаваемое в две артерии, является разным для разных людей. Огибающая кривая, фактически определяемая сфигмоманометром, является суммой двух огибающих кривых, и, следовательно, точное измерение кровяного давления становится невозможным.

С другой стороны, на плече кровяное давление вычисляется по одной огибающей кривой, и, следовательно, погрешность, обусловленная физиологическими факторами места измерения, не возникает. Следовательно, в соответствии с каждым вариантом осуществления и каждой модификацией настоящего изобретения, погрешность измеренного значения, обусловленную упомянутыми физиологическими факторами, также можно устранять.

В каждом варианте осуществления и каждой модификации, вычисление величины коррекции и т.п. выполняется для каждого измерения, так как главной задачей является проблема смещения по высоте. Однако если решать проблему только физиологического фактора, то однажды вычисленную величину коррекции можно сохранить в памяти и кровяное давление можно скорректировать на основании сохраненной величины коррекции в ходе последующих процедур.

Варианты осуществления, представленные в настоящем описании, являются наглядными во всех отношениях и не подлежат толкованию в смысле ограничения. Объем настоящего изобретения определяется формулой изобретения, а не вышеприведенным описанием, и следует понимать, что все модификации, эквивалентные по смыслу формуле изобретения и находящиеся в пределах объема ее притязаний, не выходят за пределы объема настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

1, 1A, 1B, 1С электронный сфигмоманометр

10 основной блок

20A, 20B манжета

21A, 21B пневматическая камера

30A, 30B пневматическая система

31A, 31В воздушная трубка

32A, 32B датчик давления

33А, 33B схема генерации

40 дисплейный блок

41 блок оперативного управления

41A переключатель питания

41B переключатель измерения

41C выключатель останова

41D переключатель памяти

42 блок памяти

43 флэш-память

44 источник питания

45 блок отсчета времени

51A, 51B насос

52A, 52B клапан

53A, 53B схема управления приводом насоса

54A, 54B схема управления приводом клапана

70A, 70B датчик артериального объема

76A, 76B схема определения артериального объема

100 центральный процессор (CPU)

111, 112 блок назначения

121, 122 блок управления измерением

Изобретение относится к медицине. Электронный сфигмоманометр для измерения кровяного давления в периферическом месте измерения подлежащего измерению лица содержит первую и вторую манжеты для оборачивания вокруг периферического места и вокруг плеча соответственно, манометрический блок для определения первого и второго сигналов давления в первой и второй манжетах соответственно, процессор назначения для назначения равновесного значения плеча на основании второго сигнала, блок управления измерением для измерения давления на основании первого сигнала и расположенный в предварительно заданном положении первой манжеты первый блок определения объема для определения первого сигнала артериального объема в периферическом месте. Равновесное значение плеча и периферическое равновесное значение представляют манжетное давление в состоянии, в котором внутреннее и внешнее давление артерии плеча и артерии периферического места соответственно находятся в равновесии. Блок управления измерением корректирует значение давления так, что периферическое равновесное значение согласуется с равновесным значением плеча. Блок управления измерением постоянного регулирует артериальный объем на основании первого сигнала артериального объема для непрерывного измерения давления. Периферическое равновесное значение соответствует начальному манжетному давлению, представляющему опорное значение первого сигнала манжетного давления во время постоянного регулирования артериального объема. Применение изобретения позволит повысить точность измерения кровяного давления в периферическом месте измерения. 8 з.п. ф-лы, 20 ил.

1. Электронный сфигмоманометр (1, 1А, 1В, 1C), выполненный с возможностью измерения кровяного давления в периферическом месте измерения подлежащего измерению лица; при этом электронный сфигмоманометр содержит:
первую манжету (20А) для оборачивания вокруг периферического места;
вторую манжету (20В) для оборачивания вокруг плеча;
манометрический блок (32А, 32В) для определения первого сигнала манжетного давления, представляющего давление в первой манжете, и второго сигнала манжетного давления, представляющего давление во второй манжете;
процессор (111, 112) назначения для выполнения процедуры назначения равновесного значения плеча, представляющего манжетное давление в состоянии, в котором внутреннее давление и внешнее давление артерии плеча находятся в равновесии, на основании второго сигнала манжетного давления;
блок (121, 122) управления измерением для измерения кровяного давления подлежащего измерению лица на основании первого сигнала манжетного давления; и
первый блок (70А) определения объема, расположенный в предварительно заданном положении первой манжеты, для определения первого сигнала артериального объема в периферическом месте; причем
блок управления измерением выполнен с возможностью управления для коррекции значения кровяного давления, полученного в соответствии с первым сигналом манжетного давления, таким образом, что периферическое равновесное значение, представляющее манжетное давление в состоянии, в котором внутреннее давление и внешнее давление артерии периферического места находятся в равновесии, согласуется с равновесным значением плеча;
причем блок управления измерением выполнен с возможностью постоянного регулирования артериального объема на основании первого сигнала артериального объема, чтобы непрерывно измерять кровяное давление; и
периферическое равновесное значение соответствует начальному манжетному давлению, представляющему опорное значение первого сигнала манжетного давления во время постоянного регулирования артериального объема.

2. Электронный сфигмоманометр по п.1, в котором
блок управления измерением выполнен с возможностью
определения максимального значения сигнала изменения объема в периферическом месте по первому сигналу артериального объема в процессе постепенного повышения или снижения давления в первой манжете, чтобы определить значение объема в состоянии, в котором внутреннее давление и внешнее давление артерии в периферическом месте находятся в равновесии, в качестве контрольного целевого значения в процессе постоянного регулирования артериального объема, и чтобы определять значение первого сигнала манжетного давления, соответствующего моменту времени, когда контрольное целевое значение определено в качестве начального манжетного давления;
определения манжетного давления, полученного, когда разность между значением первого сигнала артериального объема и контрольным целевым значением становится меньше чем или равной предварительно заданному значению, когда выполняется постоянное регулирование артериального объема, в качестве временного значения кровяного давления; и
коррекции временного значения кровяного давления в соответствии с разностью между равновесным значением плеча и начальным манжетным давлением.

3. Электронный сфигмоманометр по п.1, в котором
блок управления измерением выполнен с возможностью
определения контрольного целевого значения в процессе постоянного регулирования артериального объема, при давлении в первой манжете, зафиксированном при равновесном значении плеча, причем равновесное значение плеча является начальным манжетным давлением, и
определения манжетного давления, полученного, когда разность между значением первого сигнала артериального объема и контрольным целевым значением становится меньше чем или равной предварительно заданному значению, при выполнении постоянного регулирования артериального объема, в качестве значения кровяного давления.

4. Электронный сфигмоманометр по п.1, в котором процессор назначения выполнен с возможностью назначения либо среднего кровяного давления, полученного из второго сигнала манжетного давления, либо манжетного давления в момент времени, когда определено максимальное значение амплитуды пульсовой волны давления, в качестве равновесного значения плеча.

5. Электронный сфигмоманометр по п.1, дополнительно содержащий:
второй блок (70В) определения объема, расположенный в предварительно заданном положении второй манжеты, для определения второго сигнала артериального объема на плече; при этом
процессор назначения выполнен с возможностью назначения равновесного значения плеча посредством определения максимального значения изменения артериального объема в плече по второму сигналу артериального объема в процессе постепенного повышения или снижения давления во второй манжете.

6. Электронный сфигмоманометр по п.1, в котором
блок управления измерением выполнен с возможностью
вычисления временного значения кровяного давления на основании амплитуды пульсовой волны давления, соответствующей первому сигналу манжетного давления, и
коррекции временного значения кровяного давления в соответствии с разностью между периферическим равновесным значением и равновесным значением плеча.

7. Электронный сфигмоманометр по п.6, в котором предварительно задано, что периферическое равновесное значение является средним кровяным давлением, полученным из первого сигнала манжетного давления, или манжетным давлением в момент времени, когда определено максимальное значение амплитуды пульсовой волны давления.

8. Электронный сфигмоманометр по п.6, в котором процессор назначения выполнен с возможностью назначения либо среднего кровяного давления, полученного из второго сигнала манжетного давления, либо манжетного давления в момент времени, когда определено максимальное значение амплитуды пульсовой волны давления, в качестве равновесного значения плеча.

9. Электронный сфигмоманометр по п.6, дополнительно содержащий:
блок (70В) определения объема, расположенный в предварительно заданном положении второй манжеты, для определения сигнала артериального объема в плече; при этом
процессор назначения выполнен с возможностью назначения равновесного значения плеча посредством определения максимального значения изменения артериального объема в плече по сигналу артериального объема в процессе постепенного повышения или снижения давления во второй манжете.