DE10249863A1

DE10249863A1 - Non-invasive blood pressure measurement method in which the difference between a signal measured using an impedance cardiograph and that determined using an optical or acoustic peripheral pulse wave is determined

Info

Publication number: DE10249863A1
Application number: DE10249863A
Authority: DE
Inventors: Reinhard D. Dr. Beise
Original assignee: Biosign GmbH
Current assignee: Biosign GmbH
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2004-05-19

Abstract

Blood pressure measurement method based on determination of the pulse wave transit time. Accordingly the difference between a signal measured using an impedance cardiograph that corresponds to the haemo-dynamic heart performance and an optical or acoustically determined peripheral pulse wave signal is determined. An Independent claim is made for a blood pressure measurement device with an impedance cardiograph measurement device and an optical or acoustic peripheral pulse wave measurement arrangement.

Description

Die Erfindung betrifft ein nicht invasives Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung des arteriellen Blutdrucks von lebenden Körpern mittels Sensoren, die außen am Körper angebracht werden. Nicht invasive Verfahren sind in diesem Zusammenhang Verfahren, die ohne das direkte Einbringen eines Sensors in eine Arterie auskommen.The invention does not relate to one invasive method and device for measuring the arterial Blood pressure of living bodies by means of sensors outside on the body be attached. Non-invasive procedures are in this context Method that without the direct introduction of a sensor in a Artery get along.

Treibende Kraft für den Blutdruck ist das Herz, das in Ruhe 60-80 mal pro Minute ein Blutvolumen von ca. 90 ml in die Aorta auswirft. Dieses Schlagvolumen kann während der Austreibungsphase des Herzen (Systole) aufgrund der elastischen Strukturen vollständig in der Aorta gespeichert und in der Entspannungsphase (Diastole) an das nachfolgende Gefäßsystem abgegeben werden. Das nachfolgende Gefäßsystem besteht aus muskulären Arterien, deren Wandspannung durch das sympathische Nervensystem eingestellt werden kann, kleineren Arteriolen, den Kapillaren und dem venösen System, welches das Blut zurück zum Herz führt.The driving force for blood pressure is the heart, at rest 60-80 times per minute, a blood volume of about 90 ml in the aorta ejects. This stroke volume can during the expulsion phase of the heart (systole) due to the elastic structures completely in stored in the aorta and in the relaxation phase (diastole) the subsequent vascular system be delivered. The subsequent vasculature consists of muscular arteries, whose wall tension is adjusted by the sympathetic nervous system can be, smaller arterioles, the capillaries and the venous system, which the blood back leads to the heart.

Der zu einem bestimmten Zeitpunkt im arteriellen Gefäßsystem vorherrschende Druck wird von mehreren Einflussfaktoren bestimmt. Dies sind im wesentlichen die Herzleistung (Schlagvolumen, Schlagkraft), die Elastizität der großen Arterien, der periphere Strömungswiderstand und das Blutvolumen. Der Blutdruck unterliegt einer komplexen Regelung, die vom vegetativen Nervensystem ausgeführt wird. Kurzfristige Regulationsmechanismen wie die nerval gesteuerte Anpassung der Herzleistung und des Gefäßtonus sorgen für eine schnelle Anpassung an plötzliche Änderungen der Kreislaufsituation. Langsam ablaufende Regulationsmechanismen sorgen vorwiegend durch hormonelle Systeme für eine Anpassung des Blutvolumens an die Gefäßkapazität.The one at a time in the arterial vascular system prevailing pressure is determined by several factors. These are essentially the cardiac output (stroke volume, effectiveness), the elasticity the big Arteries, the peripheral flow resistance and the blood volume. Blood pressure is subject to complex regulation, which is carried out by the autonomic nervous system. Short-term regulatory mechanisms how to provide the neurally controlled adaptation of cardiac output and vascular tone for one fast adaptation to sudden changes the circulatory situation. Slow-running regulatory mechanisms Mainly by hormonal systems for an adjustment of the blood volume to the vessel capacity.

Die heute üblichen Verfahren zur nicht invasiven Blutdruckmessung lassen sich in zwei große Gruppen aufteilen, nämlich Diskontinuierliche Messverfahren und Kontinuierliche Messverfahren.The usual procedure today is not Invasive blood pressure measurement can be divided into two large groups split, namely Discontinuous measuring methods and continuous measuring methods.

Diskontinuierliche MessverfahrenDiscontinuous measuring methods

Diskontinuierliche Messverfahren sind Verfahren, die auf die Blutdruckmessung nach Riva-Rocci zurückgehen. Dabei wird eine aufblasbare Manschette an einer Extremität (z.B. Oberarm, Unterarm, Finger) angebracht. Die Manschette ist mit einem Manometer zur Messung des Manschettendrucks verbunden. Wird nun der Manschettendruck über den maximalen (systolischen) arteriellen Blutdruck hinaus erhöht, kollabiert die darunter liegende Arterie vollständig, es fließt kein Blut mehr in die Extremität unterhalb der Manschette. Verringert man den Manschettendruck auf einen Wert unterhalb des systolischen arteriellen Blutdrucks, so öffnet sich die Arterie kurzzeitig und Blut kann in die Extremität fließen. Dabei treten pulssynchrone akustische Phänomene auf, die entweder direkt. mittels eines Stethoskops oder indirekt über ein Mikrophon erfasst werden können. Diese akustische Phänomene werden auch als Korotkow-Töne bezeichnet. Der Manschettendruck zum Zeitpunkt des ersten Auftretens der Korotkow-Töne wird dem systolischen Blutdruck und der Manschettendruck zum Zeitpunkt des Verschwindens der Korotkow-Töne dem diastolischen Blutdruck zugeordnet.Discontinuous measuring methods are procedures that go back to Riva-Rocci blood pressure measurement. In doing so, an inflatable cuff on an extremity (e.g. Upper arm, forearm, fingers). The cuff is with a Manometer connected to measure the cuff pressure. Will now the cuff pressure over the maximum (systolic) arterial blood pressure increases, collapses the underlying artery completely, it flows no Blood more in the extremity below the cuff. Decreases the cuff pressure a value below the systolic arterial blood pressure, it opens the artery is short-term and blood can flow into the limb. there Pulse-sync acoustic phenomena occur, either directly. be detected by a stethoscope or indirectly via a microphone. This acoustic phenomena are also called Korotkow sounds designated. The cuff pressure at the time of first appearance Korotkov sounds the systolic blood pressure and the cuff pressure at the time disappearance of Korotkov sounds associated with diastolic blood pressure.

Eine Weiterentwicklung der Riva-Rocci-Methode ist die sogenannte oszillometrische Blutdruckmessung. Dabei werden statt der Korotkow-Töne die Schwankungen des Manschettendrucks bei Ablassen des Drucks gemessen. Diese Schwankungen entstehen durch die Übertragung der Pulsationen in der gestauten Arterie auf die Manschette. Die größten Druckschwankungen treten dann auf, wenn der Manschettendruck dem mittleren arteriellen Druck entspricht. Systolischer und diastolischen Blutdruck lassen sich mittels verschiedener mathematischer Verfahren aus der Kurve der gemessenen Druckschwankungen errechnen.A further development of the Riva-Rocci method is the so-called oscillometric blood pressure measurement. It will be instead of the Korotkow sounds the variations in cuff pressure as the pressure is released are measured. These fluctuations are caused by the transmission of the pulsations in the jammed artery on the cuff. The biggest pressure fluctuations then occur when the cuff pressure is the mean arterial Pressure corresponds. Systolic and diastolic blood pressure using different mathematical methods from the curve calculate the measured pressure fluctuations.

Beide Verfahren haben jedoch einige wichtige Nachteile. Das Aufpumpen der Manschette ist für den Patienten unangenehm und kann bei höheren Manschettendrücken sogar schmerzhaft sein. Die Messung lässt sich nicht beliebig oft wiederholen, da eine zu häufige Messung zu einer Schädigung der gestauten Arterie führen kann. Deshalb müssen Messpausen zwischen zwei aufeinander folgenden Messungen eingehalten werden. Der Messzyklus ist durch das nötige Aufpumpen und Ablassen der Manschette mit ca. 1 Minute relativ lange. Schnelle Blutdruckänderungen (z.B. in Folge von Blutungen bei Intensivpatienten) lassen sich mit dieser Methode nicht erfassen. Außerdem sind diese Verfahren nicht besonders genau.Both methods have some important disadvantages. Inflating the cuff is for the patient uncomfortable and may even at higher cuff pressures be painful. The measurement leaves not repeat as often as a too frequent measurement to injury lead the jammed artery can. Therefore, measurement breaks must between two consecutive measurements. The measuring cycle is through the necessary Inflate and deflate the cuff for about 1 minute for a relatively long time. Fast blood pressure changes (for example as a result of bleeding in intensive care patients) do not capture with this method. Besides, these are procedures not very accurate.

Kontinuierliche MessverfahrenContinuous measuring methods

Kontinuierliche Messverfahren sind im Stand der Technik in verschiedensten Formen bekannt.Continuous measuring methods are known in the art in various forms.

VolumenkompensationsmethodeVolume compensation method

Zur Messung wird eine aufblasbare Manschette um den Finger gelegt, in die ein Photoplethysmograph integriert ist. Mittels des Photoplethysmograph wird das Blutvolumen im Finger registriert. Mit Hilfe einer schnellen elektropneumatischen Ventilsteuerung wird der Manschettendruck so geregelt, dass das photoplethysmographisch gemessene Blutvolumen des Fingers konstant bleibt. Der geregelte Manschettendruck ist bei konstantem Fingervolumen dem arteriellen Blutdruck proportional.To measure an inflatable Cuff placed around the finger, in which a photoplethysmograph is integrated. By means of the photoplethysmograph the blood volume becomes registered in the finger. With the help of a fast electropneumatic Valve control, the cuff pressure is controlled so that the photoplethysmographically measured blood volume of the finger constant remains. Regulated cuff pressure is at constant finger volume arterial blood pressure proportional.

Die Volumenkompensationsmethode hat einige wesentliche Nachteile: Bei eingeschränkter peripherer Durchblutung (Schock) wird die Methode sehr ungenau. Wegen der abdrückenden Manschette treten bei vielen Patienten Schmerzen im Finger auf.The volume compensation method has some major drawbacks: In case of limited peripheral circulation (Shock) the method becomes very inaccurate. Because of the pushing off Cuff, many patients experience pain in their fingers.

Arterielle ApplanationstonometrieArterial applanation tonometry

Bei der arteriellen Applanationstonometrie wird ein lokal sehr begrenzter Druck auf eine Arterie mit einem darunter liegenden Widerlager (meist Arteria radialis) ausgeübt, ohne die Arterie zu kollabieren. Druckschwankungen der Arterie werden über Drucksensoren registriert. Unter bestimmten Voraussetzungen ist der gemessene Druck mit dem arteriellen Blutdruck proportional.In arterial applanation tonometry, a locally very limited pressure on an artery with an underlying abutment (usually Arte ria radialis) without collapsing the artery. Pressure fluctuations of the artery are registered via pressure sensors. Under certain conditions, the measured pressure is proportional to the arterial blood pressure.

Der große Nachteil dieser Methode ist die hohe Störanfälligkeit durch Bewegungsartefakte. Bereits geringe Verschiebungen der Drucksensoren machen eine Neukalibrierung notwendig. Daneben sind die Apparaturen oft sehr unhandlich.The big disadvantage of this method is the high susceptibility to interference through motion artifacts. Already small shifts of the pressure sensors make a recalibration is necessary. Besides, the equipment is often very unwieldy.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass keines der beschriebenen Verfahren sich in optimaler Weise eignet, um den arteriellen Blutdruck zuverlässig und bequem zu bestimmen. Im folgenden werden verschiedene alternative Ansätze näher erläutert. Diesen liegt meistens entweder ausschließlich oder in Kombination mit anderen Verfahren das Verfahren der Bestimmung der Pulswellenlatenzzeit zugrunde: Während der Systole stößt das Herz ein bestimmtes Volumen an Blut (Schlagvolumen) aus. Dies führt zum Auftreten einer Druckwelle entlang des arteriellen Gefäßsystems, die als Pulswelle bezeichnet wird. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Pulswelle hängt nun unter anderen ab vom Blutdruck im arteriellen System. Je größer der Blutdruck im Gefäßsystem, desto größer ist die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Pulswelle. Bereits seit 1922 ist dieser Zusammenhang bekannt und mittlerweile Inhalt der medizinischen Lehre (R. Busse, Gefäßsystem und Kreislaufregulation, in Physiologie des Menschen, Schmidt, Thews, Lang (Ed) 28. Auflage, 2000, 502-508).In conclusion, none the described method is optimally suited to the arterial blood pressure reliable and convenient to determine. The following are different alternatives approaches explained in more detail. this is usually either exclusively or in combination with For other methods, the method of determining the pulse wave latency underlying: while Systole bumps the heart a certain volume of blood (stroke volume). This leads to Occurrence of a pressure wave along the arterial vascular system, which is called the pulse wave. The propagation speed the pulse wave hangs now among others from the blood pressure in the arterial system. The bigger the Blood pressure in the vascular system, the bigger the propagation velocity of the pulse wave. Already since 1922 This connection is known and meanwhile content of the medical Teaching (R. Busse, Vascular System and circulatory regulation, in human physiology, Schmidt, Thews, Lang (Ed) 28th edition, 2000, 502-508).

Zur Messung der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Pulswelle werden zwei Messpunkte entlang einer Arterie benötigt. Aus dem Zeitversatz der durchlaufenden Pulswelle lässt sich die Pulswellengeschwindigkeit errechnen. Oft wird an Stelle der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Zeitversatz zwischen dem Eintreffen der Pulswelle an den jeweiligen Sensoren angegeben. Dieser Laufzeitunterschied wird meist als Transitzeit bezeichnet.For measuring the propagation speed The pulse wave requires two measurement points along an artery. Out the time offset of the continuous pulse wave can be the pulse wave velocity calculate. Often, in place of the propagation speed of Time offset between the arrival of the pulse wave at the respective sensors specified. This runtime difference is usually called transit time designated.

Geeignete Sensoren für die Messung der Pulswelle arbeiten im wesentlichen nach den folgenden Prinzipien: Bei der photoplethysmographischen Messung wird Licht einer bestimmten Wellenlänge, die meist im nahen Infrarotbereich liegt, mittels eines Senders (meist LED) in die Haut eingestrahlt und das wieder austretende Licht mit einem Detektor (meist eine Photodiode) gemessen. Dieses Licht kann die obersten Gewebeschichten durchdringen und wird vom Blut stark absorbiert. Liegen Sender und Detektor in einer Ebene, so wird das zurück gestreute Licht gemessen (Reflexion), befinden sich Sender und Detektor auf verschiedenen Seiten der Körperstelle, dann wird das durch die Körperstelle hindurch scheinende Licht gemessen (Transmission). Das Eintreffen einer Pulswelle führt zu einem vergrößerten Blutvolumen in der gemessenen Körperregion, was zu einer verminderten Transmission bzw. Reflexion des eingestrahlten Lichts führt.Suitable sensors for the measurement The pulse wave essentially works according to the following principles: In the photoplethysmographic measurement, light of a particular Wavelength that mostly in the near infrared range, by means of a transmitter (usually LED) into the skin and the re-emerging light with a detector (usually a photodiode) measured. This light can The top layers of tissue penetrate and become strong from the blood absorbed. If transmitter and detector lie in one plane, then that will back scattered light measured (reflection), are transmitter and detector on different sides of the body, then that gets through the body transmitted light (transmission). The arrival a pulse wave leads to an increased blood volume in the measured body region, resulting in a reduced transmission or reflection of the irradiated Light leads.

Bei der Impedanzplethysmographie wird die Impedanz einer Extremität gemessen. Dazu wird ein elektrisches Hochfrequenzfeld mittels Elektroden an einen bestimmten Abschnitt der Extremität angelegt. Mittels Elektroden innerhalb des elektrischen Felds kann nun ein Impedanzsignal aufgezeichnet werden. EP-B1-0 467 853 , DE-A-100 61 183 und US-A-4 807 638 offenbar esolche Sensorreinrichtungen zur Messung der Pulswellengeschwindigkeit an zwei Körperstellen.Impedance plethysmography measures the impedance of a limb. For this purpose, an electric high-frequency field is applied by means of electrodes to a specific section of the limb. By means of electrodes within the electric field, an impedance signal can now be recorded. EP-B1-0 467 853 . DE-A-100 61 183 and U.S.-A-4,807,638 apparently such sensor devices for measuring the pulse wave velocity at two body sites.

Zur Registrierung der Pulswelle können auch Sensoren verwendet werden, die nach dem Prinzip des Dopplerverfahrens arbeiten. Dabei kommen Verfahren des Laser-Dopplers, oder des Ultraschalldopplers zum Einsatz. Im Unterschied zu plethysmographischen Verfahren wird hier allerdings nicht der Volumenpuls, sondern der Strömungspuls gemessen.For the registration of the pulse wave also sensors can be used, which work on the principle of the Doppler method. Here are methods of laser Doppler, or the ultrasonic Doppler used. Unlike plethysmographic However, the procedure here is not the volume pulse, but the flow pulse measured.

Nachteil der genannten Methoden in EP-B1-0 467 853 ist, dass bei Messung an einer Extremität die Sensoren relativ dicht beieinander liegen. Dadurch wird der gemessene Laufzeitunterschied der Pulswelle sehr klein, was wiederum die Störanfälligkeit durch Artefakte erhöht und die erzielbare Genauigkeit verringert.Disadvantage of the mentioned methods in EP-B1-0 467 853 is that when measured at one extremity, the sensors are relatively close together. As a result, the measured transit time difference of the pulse wave becomes very small, which in turn increases the susceptibility to interference by artifacts and reduces the achievable accuracy.

Aus diesem Grund gibt es Ansätze (siehe beispielsweise US-A-5 709 212 ), den Beginn der Pulswelle aus dem EKG-Signal abzuleiten und das Eintreffen der Pulswelle in der Peripherie nur mittels eines Sensors zu registrieren. Zweckmäßigerweise bezieht man sich im EKG auf einen leicht zu detektierenden Punkt, so dass meist die Zeit zwischen R-Zacke und dem Eintreffen der Pulswelle als Transitzeit verwendet wird ( EP-B1-0 181 067 , DE-A1-100 51 943 , WO 98/25516).For this reason, there are approaches (see, for example US-A-5,709,212 ) to derive the beginning of the pulse wave from the ECG signal and to register the arrival of the pulse wave in the periphery only by means of a sensor. Expediently, the ECG refers to an easily detectable point, so that the time between the R wave and the arrival of the pulse wave is usually used as the transit time ( EP-B1-0 181 067 . DE-A1-100 51 943 , WO 98/25516).

Tatsächlich beginnt die Pulswelle nicht mit der R-Zacke, oder irgend einem anderen Punkt auf dem EKG, sondern mit einem bestimmten Zeitversatz, der als Präejektionszeit bezeichnet wird. Die Präejektionszeit ergibt sich aus der Zeit, die das Herz braucht, um die elektrische Erregung (EKG) in mechanische Aktivität (Kontraktion) umzusetzen und der Zeit bis zum Öffnen der Aortenklappe (Anspannungsphase).In fact, the pulse wave begins not with the R-wave, or any other point on the ECG, but with a certain time offset, the pre-ejection time referred to as. The pre-ejection time arises from the time it takes the heart to get the electrical Stimulation (ECG) in mechanical activity (contraction) implement and time to open the aortic valve (tension phase).

Die meisten bekannten Verfahren und Vorrichtungen zur Bestimmung der Pulswellentransitzeit setzen voraus, dass sich die Präejektionszeit nicht oder nur unwesentlich ändert. Dies ist in der Praxis nicht der Fall. Die Präejektionszeit kann je nach Herz-Kreislaufsituation eine relevante Änderung erfahren, die zu einem gravierenden Fehler in der Bestimmung der Transitzeit führt, wenn sie unberücksichtigt bleibt.Most known methods and Devices for determining the pulse wave transit time presuppose that is the pre-ejection time not or only insignificantly changes. This is not the case in practice. The pre-ejection time may vary depending on the cardiovascular situation a relevant change experienced, which led to a serious error in the determination of Transit time leads, if they are discounted remains.

Es gibt Ansätze, die Präejektionszeit in die Bestimmung der Transitzeit mit einzubeziehen. So offenbart EP-B1-0 498 281 eine Vorrichtung zur Bestimmung der Transitzeit, die sich statt auf die R-Zacke auf den ersten Herzton bezieht, der zeitlich in etwa mit dem Beginn der Pulswelle zusammenfällt. Nachteil dieser Vorrichtung ist allerdings, dass der Herzton nicht bei allen Patienten gut zu registrieren ist, und absolute Ruhebedingungen voraussetzt.There are approaches to include the pre-ejection time in the determination of the transit time. So revealed EP-B1-0 498 281 a device for determining the transit time, which, instead of the R wave, refers to the first heart sound, which coincides in time approximately with the beginning of the pulse wave. Disadvantage of this device, however, is that of Heart sound is not easy to register in all patients, and requires absolute rest conditions.

Die Patente DE 100 61 189 und US-A-4 807 638 offenbaren einen Ansatz, die Pulswellenlaufzeit mittels der Impedanzmessungen an zwei Körperstellen zu messen. Aufgrund zahlreicher Untersuchungen mit der Impedanzmessung sowie theoretischer Überlegungen müssen bei der Impedanzmessung die beiden untersuchten Körperstellen ausreichenden Abstand haben, um letztlich einen ausreichend großen Laufzeitunterschied zu erzielen. Dies liegt vor allem an der relativ großen Ungenauigkeit der Impedanzmessung, die aus der geringen Fokussierbarkeit des elektrischen Feldes auf das Zielblutgefäß, der hohen Störanfälligkeit für Atembewegungen, Muskelbewegungen, der Überlagerung durch venöse Blutflüsse und der Überlagerung durch den Lungenkreislauf herrührt. Dieser Sachverhalt spiegelt sich auch klar in den Ausführungsbeispielen des Standes der Technik klar wieder, die eindeutig eine Meßvorrichtung aufzeigen, bei der eine Körperstelle zentral (Thorax) und eine zweite Körperstelle eine periphere Extremität (Unterschenkel) ist. Damit sind erhebliche Nachteile verbunden. Periphere Sensoren, die an Extremitäten angebracht sind, sind sehr empfindlich für Artefakte durch Bewegung und Lagewechsel. Des weiteren unterliegen die Messungen in der Peripherie stark den Einflüssen des hydrostatischen Drucks, der sich bei Lageänderung der Extremität beträchtlich ändern kann. Zuverlässige Langzeitmessungen oder gar Messungen bei Bewegung sind damit praktisch unmöglich. The patents DE 100 61 189 and U.S.-A-4,807,638 disclose an approach to measure pulse wave transit time by means of impedance measurements at two body sites. Due to numerous investigations with the impedance measurement as well as theoretical considerations, the two examined body sites must have sufficient distance in the impedance measurement, in order to achieve a sufficiently large transit time difference. This is mainly due to the relatively large inaccuracy of the impedance measurement, which results from the low focusability of the electric field on the target blood vessel, the high susceptibility to respiratory movements, muscle movements, the superposition by venous blood flows and the overlay by the pulmonary circulation. This fact is also clearly reflected in the embodiments of the prior art, which clearly show a measuring device in which one body site is central (thorax) and a second body site is a peripheral limb (lower leg). This involves considerable disadvantages. Peripheral sensors attached to extremities are very sensitive to artifacts due to movement and change in position. Furthermore, the measurements in the periphery are strongly influenced by the hydrostatic pressure, which can change considerably when the limb changes position. Reliable long-term measurements or even measurements during movement are thus virtually impossible.

Der Blutdruck in lebenden Körpern wird in der Regel als systolischer und diastolischen Blutdruckwert angegeben. Die Berechnung des systolischen und des diastolischen Blutdrucks allein aus der Pulstransitzeit ist nicht möglich, weil der systolische Blutdruckwert und der diatolische Blutdruckwert von verschiedenen Kreislaufparametern unterschiedlich beeinflusst werden. So haben Herzschlagvolumen, peripherer Gefäßwiderstand oder Elastizitätsmodul der Gefäße unterschiedliche Auswirkungen auf den systolischen und diastolischen Blutdruck. Es ist deshalb erforderlich, mindestens eine weitere Größe zur Berechnung der Blutdruckwerte heranzuziehen. WO 98/25516 offenbart eine Vorrichtung, die den Blutdruck aus der Transitzeit, dem Verlauf der plethysmographisch gemessenen Pulskurve in der Peripherie und der Herzfrequenz berechnet. EP-B1-0 467 853 beschreibt eine Vorrichtung zur . Bestimmung des Blutdrucks aus der Verknüpfung von Pulswellengeschwindigkeit mit einer Größe, die ein Maß für die Durchflussmenge oder dem Volumen eines arteriellen Gefäßes gibt.The blood pressure in living bodies is usually given as systolic and diastolic blood pressure. The calculation of systolic and diastolic blood pressure alone from the pulse transit time is not possible because the systolic blood pressure value and the diatolic blood pressure value are differently affected by different circulatory parameters. Thus, heartbeat volume, peripheral vascular resistance or elastic modulus of the vessels have different effects on the systolic and diastolic blood pressure. It is therefore necessary to use at least one more quantity to calculate the blood pressure values. WO 98/25516 discloses a device which calculates the blood pressure from the transit time, the course of the plethysmographically measured pulse curve in the periphery and the heart rate. EP-B1-0 467 853 describes a device for. Determining the blood pressure from the combination of pulse wave velocity with a quantity that gives a measure of the flow rate or the volume of an arterial vessel.

Den genannten Vorrichtungen und Verfahren gemeinsam sind folgende Nachteile.The above devices and methods in common are the following disadvantages.

- The above Disadvantages of transit time determination in the periphery only allow a relatively inaccurate measurement of the transit time.

- The Measurements on one limb require absolute rest conditions and are available to mobile patients not applicable.
- The in the periphery gained further size for the calculation of the blood pressure such as. the peripheral volume curve allows for certain circulatory conditions (e.g. Centralization in shock) no reliable inference to the central Blood pressure.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur verbesserten nicht invasiven Blutdruckmessung bereitzustellen. Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche gelöst.In contrast, the invention is the Task, an apparatus and a method for improved to provide non-invasive blood pressure measurement. This task is achieved with the features of the claims.

Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, den aktuellen Blutdruck aus einer Verknüpfung einer oder mehrerer die Hämodynamik des Herzens beschreibenden Größen mit der Pulswellentransitzeit abzuleiten. Die Herzleistung wird dazu mittels Impedanzkardiographie direkt am Herzen bestimmt. Erfindungsgemäß wird der Blutdruck unter Verwendung der Pulswellentransitzeit ermittelt, die aus der Differenz zwischen einem impedanzkardiographisch gemessenen Signal und dem peripheren Pulswellensignal gebildet ist. Die Erfindung kombiniert also zur Bestimmung der Pulwellentransitzeit zwei unterschiedliche Messtechnologien, nämlich die Impedanzkardiographie (Messung direkt am Herzen und nicht in der Peripherie bzw. einer Arterie) und die periphere Pulswellenmessung, vorzugsweise mittels Photoplethysmographie. Die so ermittelte Pulswellentransitzeit wird dann mit dem Signal der Impedanzkardiographie zur Ermittlung des Blutdrucks verknüpft. Am Herzen werden somit mittels der Impedanzkardiographie die Herzleistung und der Startpunkt für die Ermittlung der Pulswellentransitzeit gemessen. Der weitere Sensor zum Messen des Endpunkts der Pulswellentransitzeit wird vorzugsweise am Rumpf angeordnet.The invention is based on the basic idea the current blood pressure from a link of one or more of the hemodynamics of the heart describing sizes with Derive the pulse wave transit time. The cardiac output becomes this determined by impedance cardiography directly on the heart. According to the invention Blood pressure is determined using the pulse wave transit time, that measured from the difference between an impedance cardiographically Signal and the peripheral pulse wave signal is formed. The invention thus combines two different ones to determine the pulse transit time Measurement technologies, namely Impedance cardiography (measurement directly at the heart and not in the heart) the periphery or an artery) and the peripheral pulse wave measurement, preferably by photoplethysmography. The thus determined pulse wave transit time becomes then with the signal of impedance cardiography to determine the Linked to blood pressure. At heart, cardiac output is thus produced by means of impedance cardiography and the starting point for the determination of the pulse wave transit time was measured. The further sensor for measuring the end point of the pulse wave transit time is preferably arranged on the hull.

Die Impedanzkardiographie ist ein Verfahren zur Registrierung der Hämodynamik des Herzens und beruht auf der typischen Impedanzänderung im Brustkorb während des kardialen Zyklus, wenn der Brustkorb als Dielektrikum in ein Wechselstromfeld hoher Frequenz ( > 30 kHz) und niedriger Spannung gebracht wird. Die Methode beruht auf der Messung der Summe aller Teilimpedanzen über die Messtrecke. Aus der Impedanzänderung kann auf die Herztätigkeit zurückgeschlossen werden. Darüber hinaus erlaubt die Impedanzkardiographie eine genaue Registrierung der systolischen Zeitintervalle und damit der Präejektionsperiode, wodurch sich die bestehenden Nachteile der Bestimmung der Pulswellentransitzeit vermeiden lassen. (Sherwood, A., et al., Methodological Guidelines for Impedance Cardiography Committee Report, Psychophysiology Vol. 27, No. 1, 1990).Impedance cardiography is a method of registering the hemodynamics of the heart and is based on the typical impedance change in the chest during the cardiac cycle when the chest is placed as a dielectric in a high frequency (> 30 kHz), low voltage AC field. The method is based on the measurement of the sum of all partial impedances over the measuring path. From the impedance change can be deduced on the heart activity. In addition, impedance cardiography allows accurate registration of the systolic time intervals and thus the pre-ejection period, thereby avoiding the existing disadvantages of determining the pulse wave transit time. (Sherwood, A., et al., Methodological Guidelines for Impedance Cardiography Committee Report, Psychophysiology Vol. 27, No. 1, 1990).

Die Hämodynamik des Herzens lässt sich aus den mittels der Impedanzkardiographie ermittelten Impedanz Z₀ und deren zeitlicher Änderung dZ/dt ableiten. Dazu lässt sich beispielsweise nach folgender Gleichung (siehe hierzu Sherwood, A., et al.) das Schlagvolumen des Herzens angeben: SV = j × dZ/dtmax × VET × (L/Z0)2 (1) SV: Schlagvolumen
j: spezifischer Widerstand des Blutes
dZ/dt: zeitliche Änderung des Impedanzsignal
Z₀: mittlere Impedanz im Brustkorb
VET: ventrikuläre Ejektionszeit
L: mittlerer Abstand der ImpedanzabtastelektrodenThe hemodynamics of the heart can be derived from the impedance Z ₀ determined by impedance cardiography and its temporal change dZ / dt. For example, according to the following equation (see Sherwood, A., et al.), The stroke volume of the heart can be stated: SV = j × dZ / dt Max × VET × (L / Z 0 ) 2 (1) SV: stroke volume
j: specific resistance of the blood
dZ / dt: temporal change of the impedance signal
Z ₀ : mean impedance in the thorax
VET: ventricular ejection time
L: average distance of the impedance scanning electrodes

Aus den gemessenen Größen wird erfindungsgemäß eine Maßzahl G für den arteriellen Druck abgeleitet.From the measured quantities becomes According to the invention, a measure G for the derived arterial pressure.

G = f(dZ/dt;Z0;tpw; KLS) (2) dZ/dt: zeitliche Änderung des Impedanzsignal
Z₀: mittlere Impedanz im Brustkorb
t_pw: Pulswellentransitzeit
K_LS: Körperposition (nur vorzugsweise) G = f (dZ / dt; Z 0 t pw ; K LS ) (2) dZ / dt: temporal change of the impedance signal
Z ₀ : mean impedance in the thorax
t _pw : pulse wave transit time
K _LS : body position (preferably only)

Der Term f(dZ/dt;Z₀;t_pw;K_LS) ist dabei allgemein als eine Zuordnungsvorschrift zu verstehen, die alle Messgrößen zu einer Maßzahl für den arteriellen Druck verknüpft. Es ist dabei unerheblich, ob die Anwendung der Zuordnungsvorschrift von einer Auswerteeinrichtung durchgeführt wird, die direkt mit der Messeinrichtung verbunden ist, oder getrennt von der Messeinrichtung an einer separaten Auswerteeinheit, z.B. PC mit geeigneter Software stattfindet.The term f (dZ / dt; Z ₀ ; t _pw ; K _LS ) is generally to be understood as an assignment rule which links all measured variables to a measure of the arterial pressure. It is irrelevant whether the application of the assignment rule is performed by an evaluation, which is connected directly to the measuring device, or separated from the measuring device to a separate evaluation, eg PC takes place with suitable software.

Die Maßzahl G ist dem tatsächlichen arteriellen Druck zuordenbar:
P_{sysolisch/diastolisch} = h(G) (3)
P_{sysolisch/diastolisch} Systolischer und diastolischer arterieller Druck
G: Maßzahl für den arteriellen Druck aus (2)The measure G is the actual arterial pressure assignable:
P _{sysolic / diastolic} = h (G) (3)
P _{sysolic / diastolic} Systolic and diastolic arterial pressure
G: measure of arterial pressure from (2)

Aufgrund der interindividuellen Unterschiede wird die abgeleitete Maßzahl für den arteriellen Druck G vorzugsweise mittels eines Eichverfahrens den tatsächlichen Werten für den systolischen oder diastolischen Druck zugeordnet. Ein geeignetes Eichverfahren ist beispielsweise die parallele Durchführung eines Orthostasetests mittels eines handelsüblichen akustischen oder oszillometrischen Blutdruckgeräts. Die Eicheinrichtung ist alternativ als ansteuerbares akustisches oder oszillometrisches Blutdruckmessgerät integraler Bestandteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung.Due to the interindividual differences becomes the derived measure for the arterial pressure G preferably by means of a calibration method actual Values for associated with systolic or diastolic pressure. A suitable one Eichverfahren is, for example, the parallel implementation of a Orthostatic tests by means of a commercially available acoustic or oscillometric Blood pressure device. The Calibration device is alternatively as a controllable acoustic or Oscillometric sphygmomanometer integral part of Device according to the invention.

Beim Orthostasetest werden mehrere Blutdruckmessungen im Liegen und im Stehen durchgeführt, so dass trotz der Ungenauigkeiten der herkömmlichen akustischen oder oszillometrischen Messverfahren eine Zuordnungsvorschrift abgeleitet werden kann, die eine ausreichend genaue Zuordnung der gewonnenen Maßzahl G (2) zum tatsächlichen arteriellen Druck erlaubt.When Orthostasetest several Blood pressure measurements performed while lying down and standing, see above that despite the inaccuracies of conventional acoustic or oscillometric measurement techniques An assignment rule can be derived which is sufficient exact assignment of the obtained measure G (2) to the actual arterial pressure allowed.

Eine Eichung kann grundsätzlich auch durch einzelne oder wenige Blutdruckmessungen mit einer herkömmlichen akustisch oder oszillometrisch messenden Vorrichtung erfolgen.A calibration can in principle also by single or few blood pressure measurements with a conventional one acoustically or oscillometrically measuring device.

Für die Zuordnungsvorschriften (2) und (3) sind verschiedene Verfahren erfindungsgemäß bevorzugt. Geeignet sind beispielsweise tabellarische Verfahren und mathematische Verfahren wie die Regressionsrechnung. Bevorzugt sind auch Verfahren der Durchschnittswertbildung, so dass der Blutdruck entweder für jeden Herzschlag und/oder über eine bestimmte Anzahl von Herzschlägen ermittelt wird.For the allocation rules ( 2 ) and (3) various methods are preferred according to the invention. For example, tabular methods and mathematical methods such as regression calculation are suitable. Averaging methods are also preferred so that the blood pressure is determined either for each heartbeat and / or over a specific number of heart beats.

Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung und Verfahren steht ein Blutdruckmesssystem zur Verfügung, mit dem kontinuierlich und mit hoher Präzision der Blutdruck über längere Zeit gemessen werden kann, ohne den Patienten zu belasten. Das System ist deshalb gut für den Einsatz in der Patientenüberwachung, der Erstellung von 24 Stunden Blutdruckprofilen, in der Humanpharmakologie und in arbeitsmedizinischen Fragestellungen geeignet.By the device according to the invention and Procedure, a blood pressure measurement system is available, with which continuously and with high precision the blood pressure over longer Time can be measured without burdening the patient. The system is therefore good for the use in patient monitoring, the creation of 24-hour blood pressure profiles, in human pharmacology and in occupational medical issues suitable.

Die Erfindung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is described below Reference to the drawings closer explained. Show it:

1a,b die Anbringung der Impedanzkardiographie-Elektroden am menschlichen Körper; 1a, b the attachment of the impedance cardiography electrodes to the human body;

2 den schematischen Aufbau eines Pulswellensensors; 2 the schematic structure of a pulse wave sensor;

3 die Signalverläufe von EKG, Impedanzänderung dZ/dt und Pulswelle; 4 die erfindungsgemäße Blutdruckmessvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform; und 3 the waveforms of ECG, impedance change dZ / dt and pulse wave; 4 the blood pressure measuring device according to the invention according to a first embodiment; and

5 die erfindungsgemäße Blutdruckmessvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform. 5 the blood pressure measuring device according to the invention according to a second embodiment.

Die erfindungsgemäße Blutdruckmessvorrichtung gemäß 4 und 5 weist eine Messeinrichtung 402, 501, einen Hochfrequenzgenerator zur Erzeugung einer Hochfrequenzwechselspannung, sowie mindestens zwei Elektroden 101, 104, 112, 115, 408, 412, 511, 515 zum Aufbau des elektrischen Feldes im Brustkorb auf. Die Elektroden können entweder bandförmig als Elektrodenbänder 101, 104 (1a) oder punktförmig 112, 115, 408, 412, 511, 515 ausgeführt sein. Zusätzlich weist die Vorrichtung mindestens zwei Elektroden 102, 103, 113, 114, 409, 411, 512, 514 innerhalb des elektrischen Feldes zum Messen der elektrischen Impedanz auf. Auch diese Elektroden können entweder bandförmig als Elektrodenbänder 102, 103 oder punktförmig 113, 114, 409, 411, 512, 514 ausgeführt sein. In bevorzugter Weise erlauben es weitere Elektroden, die auch entweder bandförmig als Elektrodenbänder oder punktförmig 407, 510 ausgebildet sein können, simultan zum Impedanzsignal auch eine Elektrokardiogramm zu erfassen. Alternativ zu separaten Elektroden werden sowohl das Impedanzsignal, als auch das EKG mittels gemeinsamer Elektroden 102, 103, 113, 114, 409, 411, 512, 514 an jeweils einem Messpunkt gemessen. Die Messeinrichtung 402, 501 ist geeignet, aus dem gemessenen Signal die mittlere Impedanz Z₀, sowie die zeitliche Änderung der Impedanz dZ/dt zu bestimmen. In der bevorzugten Ausführungsform registriert die Messeinrichtung 402, 501 ebenfalls fortlaufend das EKG.The blood pressure measuring device according to the invention 4 and 5 has a measuring device 402 . 501 , a high-frequency generator for generating a high-frequency AC voltage, as well as at least two electrodes 101 . 104 . 112 . 115 . 408 . 412 . 511 . 515 to build up the electric field in the chest. The electrodes can either be band-shaped as electrode bands 101 . 104 ( 1a ) or punctiform 112 . 115 . 408 . 412 . 511 . 515 be executed. In addition, the device has at least two electrodes 102 . 103 . 113 . 114 . 409 . 411 . 512 . 514 within the electric field for measuring the electrical impedance. These electrodes can also be band-shaped as electrode bands 102 . 103 or punctiform 113 . 114 . 409 . 411 . 512 . 514 be executed. In a preferred manner, it allows further electrodes, which also either band-shaped as electrode bands or punctiform 407 . 510 may be formed to simultaneously detect an electrocardiogram to the impedance signal. As an alternative to separate electrodes, both the impedance signal and the ECG are generated by means of common electrodes 102 . 103 . 113 . 114 . 409 . 411 . 512 . 514 measured at one measuring point. The measuring device 402 . 501 is suitable for determining from the measured signal the mean impedance Z ₀ and the temporal change of the impedance dZ / dt. In the preferred embodiment, the measuring device registers 402 . 501 also continuously ECG.

Ferner weist die erfindungsgemäße Vorrichtung eine Einrichtung 205, 402, 501, r zum Erfassen einer Pulswelle in der Peripherie auf, wobei diese Einrichtung sowohl nach den üblichen photoplethysmographischen Verfahren, als auch nach den bekannten Verfahren der Ultraschallmessung ausgeführt sein kann. Vorzugsweise ist diese Pulswellenerfassungseinrichtung am Rumpf des lebenden Körpers angeordnet.Furthermore, the device according to the invention has a device 205 . 402 . 501 . r for detecting a pulse wave in the periphery, wherein this device can be carried out both by the usual photoplethysmographic method, as well as by the known methods of ultrasonic measurement. Preferably, this pulse wave detection device is arranged on the body of the living body.

Eine erfindungsgemäß bevorzugte Ausführungsform eines solchen Sensors zeigt 2. Dieser Sensor 205 arbeitet nach dem photoplethysmographischen Reflexionsverfahren, bestehend aus einem Lichtsender 202 und einem Lichtempfänger 201 und ist so ausgebildet, dass er beispielsweise am Körperstamm auf der Haut 204 in Herzhöhe angebracht werden kann. Zusätzlich enthält der Sensor vorzugsweise Beschleunigungs- und/oder Lagesensoren 203 in mindestens einer Raumebene, die eine Bestimmung der Bewegungsaktivität und/oder der Körperlage erlauben. Die Messeinrichtung 402, 501 registriert das Signal der peripheren Pulswelle, sowie die Signale der Beschleunigungs- bzw. Lagesensoren. Dies erlaubt es, die hydrostatischen Einflüsse auf den Blutdruck zu korrigieren, sowie den ermittelten Blutdruck zur körperlichen Aktivität in Beziehung zu setzen.An inventively preferred embodiment of such a sensor shows 2 , This sensor 205 works according to the photoplethysmographic reflection method, consisting of a light transmitter 202 and a light receiver 201 and is designed, for example, on the trunk of the body on the skin 204 can be installed at heart level. In addition, the sensor preferably contains acceleration and / or position sensors 203 in at least one spatial level, which allow a determination of the movement activity and / or the body position. The measuring device 402 . 501 registers the signal of the peripheral pulse wave, as well as the signals of the acceleration or position sensors. This makes it possible to correct the hydrostatic influences on the blood pressure as well as to relate the determined blood pressure to the physical activity.

3 zeigt eine typische Registrierung der Signale von EKG 301, Impedanzänderung dZ/dt 302 und Pulswelle 303. Zur Bestimmung der Pulswellentransitzeit werden auf der dZ/dt-Kurve 302, sowie der Pulswellenkurve 303 charakteristische Punkte bestimmt. Die Analyse der Impedanz- und Pulswellensignale wird erleichtert, wenn in dem Elektrokardiogramm 301 die R-Zacke 309 detektiert wird, die aufgrund ihrer charakteristischen Form und der Signalgröße leicht zu registrieren ist, und von dort aus in einem bestimmten Zeitfenster die Charakteristika der Impedanzsignale und des Pulswellesignals bestimmt werden. Erfindungsgemäß wird jeweils der Beginn des Anstiegs 310 der dZ/dt-Kurve 302 und des Anstiegs 311 der Pulswelle 303 ausgewählt. 3 shows a typical registration of the signals from ECG 301 , Impedance change dZ / dt 302 and pulse wave 303 , To determine the pulse wave transit time, the dZ / dt curve 302 and the pulse wave curve are used 303 characteristic points determined. The analysis of the impedance and pulse wave signals is facilitated when in the electrocardiogram 301 the R-wave 309 is detected, which is easy to register due to its characteristic shape and the signal size, and from there in a certain time window, the characteristics of the impedance signals and the pulse wave signal are determined. According to the invention, in each case the beginning of the increase 310 the dZ / dt curve 302 and the slope 311 the pulse wave 303 selected.

Alternativ dazu werden die Maxima dieser Kurven verwendet. Die tatsächliche Pulswellentransitzeit 306 ist nun die zeitliche Differenz der Messpunkte 310, 311.Alternatively, the maxima of these curves are used. The actual pulse wave transit time 306 is now the time difference of the measuring points 310 . 311 ,

Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird die tatsächliche Pulswellentransitzeit bestimmt, indem mittels der dZ/dt-Kurve 302 und dem EKG 301 die systolischen Zeitintervalle 304, 307 und hier vor allem die Präejektionsperiode 304 und aus dem EKG 301 und dem Pulswellensignal 303 die virtuelle Pulswellentransitzeit 305 bestimmt wird. Die tatsächliche Pulswellentransitzeit 306 ergibt sich dann als Differenz von virtueller Pulswellentransitzeit 305 und Präejektionsperiode 304.According to an alternative embodiment, the actual pulse wave transit time is determined by using the dZ / dt curve 302 and the ECG 301 the systolic time intervals 304 . 307 and above all the pre-ejection period 304 and from the ECG 301 and the pulse wave signal 303 the virtual pulse wave transit time 305 is determined. The actual pulse wave transit time 306 then results as a difference of virtual pulse wave transit time 305 and pre-ejection period 304 ,

Die impedanzkardiographisch ermittelten Signale, die der hämodynamischen Herzleistung entsprechen, werden von einer Auswerteeinrichtung 403, 507 mit der Pulswellentransitzeit verknüpft und die Maßzahl G für den tatsächlichen arteriellen Druck ermittelt.The impedance cardiographically determined signals which correspond to the hemodynamic cardiac output are from an evaluation device 403 . 507 linked to the pulse wave transit time and the measure G for the actual arterial pressure determined.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass die von der Messeinrichtung registrierten Daten von der Auswerteeinrichtung 403, 507 ohne größeren zeitlichen Verlust ausgewertet und zur Ansicht gebracht werden. Eine solche erfindungsgemäße Ausführungsform kann beispielsweise als Überwachungsmonitor in der intensivmedizinischen Versorgung zum Einsatz kommen. 4 veranschaulicht dies.The device according to the invention is preferably designed such that the data registered by the measuring device is provided by the evaluation device 403 . 507 evaluated and brought to light without major loss of time. Such an embodiment according to the invention can be used, for example, as a monitoring monitor in intensive medical care. 4 illustrates this.

Die Messeinrichtung 402 enthält einen Generator zur Erzeugung des elektrischen Feldes für die Impedanzkardiographie. Der Generator ist über Kabel mit den entsprechenden Elektroden 101, 104, 112, 115, 408, 412 zur Einspeisung des elektrischen Feldes verbunden (siehe auch 1 a, b). Die Messeinrichtung 402 enthält weiterhin Schaltungsmittel zur Registrierung der elektrischen Impedanz, des EKG, der Pulswelle und der Körperlage und -beschleunigung. Die Pulswelle, sowie die Körperlage und -beschleunigung werden mittels des Sensors 205 registriert, wie er in 2 dargestellt ist. Die Messeinrichtung 402 ist mit der Auswerteeinrichtung 403 verbunden. Ebenfalls mit der Auswerteeinrichtung 403 verbunden ist vorzugsweise die Eicheinrichtung 401, 406. Die Auswerteeinrichtung 403 errechnet aus den von der Messeinrichtung 402 registrierten Signalen und den von der Eicheinrichtung 401 ermittelten Eichwerten mittels geeigneter Zuordnungsvorschriften den aktuellen systolischen und diastolischen Blutdruckwert. Die aktuellen systolischen und diastolischen Blutdruckwerte, sowie die Pulsfrequenz können von der Auswerteeinrichtung 403 gespeichert und später beispielsweise als Trendkurve abgerufen werden. Die von der Auswerteeinrichtung 403 ermittelten Blutdruckwerte werden vorzugsweise auf einer Anzeigeeinrichtung 405 angezeigt. Die Anzeigeeinrichtung ist beispielsweise als LCD-Anzeige ausgebildet.The measuring device 402 includes a generator for generating the electric field for impedance cardiography. The generator is via cable with the corresponding electrodes 101 . 104 . 112 . 115 . 408 . 412 connected to the supply of the electric field (see also 1 a, b). The measuring device 402 Also includes circuitry for registering electrical impedance, ECG, pulse wave, and body posture and acceleration. The pulse wave, as well as the body position and acceleration are using the sensor 205 registered as he is in 2 is shown. The measuring device 402 is with the evaluation device 403 connected. Also with the evaluation device 403 connected is preferably the calibration device 401 . 406 , The evaluation device 403 calculated from that of the measuring device 402 registered signals and that of the calibrator 401 determined calibration values by means of suitable assignment rules the current systolic and diastolic blood pressure value. The current systolic and diastolic blood pressure values, as well as the pulse rate can be determined by the evaluation device 403 stored and retrieved later, for example as a trend curve. The of the evaluation device 403 determined blood pressure values are preferably on a display device 405 displayed. The display device is designed, for example, as an LCD display.

Eine optionale Alarmeinrichtung 404 erlaubt die Eingabe eines oberen und/oder unteren Grenzwerts für den ermittelten systolischen und diastolischen Blutdruck und für die Herzfrequenz. Bei Über- bzw. Unterschreiten der eingestellten Alarmgrenzen wird von der Alarmeinrichtung 404 ein Alarmsignal (z.B. akustisches Alarmsignal) ausgelöst. Eine Weitergabe des Alarms mittels elektrischer Signale an eine Zentraleinheit ist ebenfalls möglich.An optional alarm device 404 allows the entry of an upper and / or lower limit for the determined systolic and diastolic blood pressure and for the heart rate. When exceeding or falling below the set alarm limits is from the alarm device 404 an alarm signal (eg acoustic alarm signal) is triggered. A passing of the alarm by means of electrical signals to a central unit is also possible.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Vorrichtung als tragbarer Langzeit-Blutdruckrekorder ausgeführt (siehe 5). Bei dieser Ausführung ist die Messeinrichtung 501 zur Registrierung der elektrischen Impedanz, des EKG, der Pulswelle und der Körperlage und -beschleunigung mit einer Speichereinrichtung 502 verbunden. Die Speichereinrichtung 502 ist beispielsweise als Wechselspeicher mit Flash-Speicherkarten oder mit kleinen Wechselfestplatten und der entsprechenden Ansteuereinrichtung ausgeführt. Eine Ausführung als Festspeicher auf der Basis von Flashspeicher oder Festplatten ist ebenfalls möglich. Im letzteren Fall enthält die Vorrichtung eine Einrichtung 516 zur Übermittelung der Daten an eine Auswertestation, z.B. einen USB-Bus, oder einen elektromagnetischen Sender zur telemetrischen Datenübertragung. Die tragbare Vorrichtung wird mittels eines oder mehrerer Akkus mit Strom versorgt. Eine zusätzliche Einrichtung 503 analysiert die von der Messeinrichtung übermittelten Daten im Hinblick auf ihre Signalqualität. Bei nicht ausreichender Signalqualität wird auf einer Anzeigeeinrichtung 504 eine entsprechende Warnung ausgegeben. Der Ladezustand der Stromversorgungseinrichtung 505 wird ebenfalls von der Anzeigeeinrichtung 504 ausgegeben.According to an alternative embodiment, the device according to the invention is designed as a portable long-term blood pressure recorder (see 5 ). In this version, the Messeinrich tung 501 for registration of the electrical impedance, the ECG, the pulse wave and the body position and acceleration with a storage device 502 connected. The storage device 502 is designed, for example, as a removable storage with flash memory cards or with small removable hard disks and the corresponding drive device. A solid memory based on flash memory or hard disks is also possible. In the latter case, the device includes a device 516 for transmitting the data to an evaluation station, eg a USB bus, or an electromagnetic transmitter for telemetric data transmission. The portable device is powered by one or more batteries with power. An additional device 503 analyzes the data transmitted by the measuring equipment with regard to their signal quality. If there is insufficient signal quality is on a display device 504 a corresponding warning is issued. The state of charge of the power supply device 505 is also from the display device 504 output.

Nach erfolgter Langzeitaufzeichnung kann der Vorrichtung der Datenspeicher 502 entnommen und einer separaten Auswerteeinrichtung 517 zugeführt werden. Diese Auswerteeinrichtung 517 besteht beispielsweise aus einem handelsüblichen PC mit Flashkartenlesevorrichtung und einer geeigneten Software Mittels dieser Auswerteeinrichtung 517 wird ein Langzeitprofil der Blutdruck- und Pulsfrequenzwerte erstellt. Vor oder nach der Langzeitaufzeichnung wird mittels einer Eicheinrichtung 506, 509 eine Eichung der Vorrichtung vorgenommen. Die Eicheinrichtung kann als separates Blutdruckmessgerät 506, 509 ausgeführt oder in die Auswerteeinrichtung integriert werden. Ist die Eicheinrichtung 506, 509 als separates Blutdruckmessgerät ausgeführt, so kann in der Auswerteeinrichtung 517 eine Einrichtung 518 zur automatischen Ansteuerung der Eicheinrichtung 506, 509 vorgesehen werden. Enthält der tragbare Rekorder keinen Wechselspeicher, so ist an der Auswerteeinrichtung 517 eine Einrichtung 518 zur Übertragung der Messdaten vorzusehen.After long-term recording of the device, the data storage 502 taken and a separate evaluation 517 be supplied. This evaluation device 517 consists for example of a commercially available PC with flash card reader and a suitable software means of this evaluation 517 A long-term profile of blood pressure and pulse rate values is created. Before or after the long-term recording is by means of a calibrator 506 . 509 made a calibration of the device. The calibration device can be used as a separate sphygmomanometer 506 . 509 executed or integrated into the evaluation. Is the calibration device 506 . 509 designed as a separate sphygmomanometer, so may in the evaluation 517 An institution 518 for automatic control of the calibration device 506 . 509 be provided. If the portable recorder does not contain a removable memory, then it is at the evaluation device 517 An institution 518 to provide for transmission of the measured data.

Weiterhin besteht die Möglichkeit, durch Verwendung eines leistungsfähigen Mikrocontrollers mit entsprechender Auswertesoftware, die gesamte Auswerteeinrichtung 517 in die Langzeitvorrichtung zu integrieren.Furthermore, it is possible by using a powerful microcontroller with appropriate evaluation software, the entire evaluation 517 to integrate into the long-term device.

101101: = obere Einspeisungselektrode= upper feed electrode
102102: = obere Abtastelektrode (EKG oben/IKG oben)= upper scanning electrode (ECG top / IKG top)
103103: = untere Abtastelektrode (EKG unten/IKG unten)= lower scanning electrode (ECG below / IKG below)
104104: = untere Einspeisungselektrode= lower feed electrode
111111: = Abtastelektrode EKG rechts= Scanning electrode ECG on the right
112112: = obere Einspeisungselektrode= upper feed electrode
113113: = obere Abtastelektrode (EKG links/IKG oben)= upper scanning electrode (ECG left / IKG above)
114114: = untere Abtastelektrode (EKG Fuß/IKG unten)= lower scanning electrode (ECG foot / ICG below)
115115: = untere Einspeisungselektrode= lower feed electrode
201201: = Photoempfänger= photoreceptor
202202: = Photosender= Photo stations
203203: = Bewegungssensor= motion sensor
204204: = Querschnitt der Haut= Cross section of the skin
205205: = peripherer Sensor= peripheral sensor
301301: = EKG-Kurve= ECG
302302: = Zeitverlauf der Geschwindigkeit dZ/dt der thorakalen Impedanzänderung= Time course of the speed dZ / dt of the thoracic impedance change
303303: = periphere Pulswellenkurve= peripheral pulse wave curve
304304: = Zeit von der R-Zacke des EKG bis zum Beginn des Blutauswurfes am= Time from the R-wave of the ECG to the beginning of the blood discharge on the
: Herzen, entspricht weitgehend der Präejektionsperiode (PEP)heart, largely corresponds to the pre-ejection period (PEP)
305305: = Zeit von der R-Zacke des EKG bis zum Beginn der peripheren Pulswelle,= Time from the R wave of the ECG to the beginning of the peripheral pulse wave,
: entspricht der virtuellen Pulswellentransitzeitcorresponds to the virtual pulse wave transit time
306306: = um die PEP korrigierte Pulswellenlaufzeit= Pulse wave delay corrected by the PEP
307307: = ventrikuläre Ejektionszeit, entspricht der Dauer der Systole= ventricular Ejection time, corresponds to the duration of systole
308308: = dZ/dt_max, maximale Geschwindigkeit der thorakalen Impedanzänderung= dZ / dt _max , maximum speed of thoracic impedance change
309309: = R-Zacke= R wave
310310: = Beginn des Anstiegs dZ/dt= Beginning of the increase dZ / dt
311311: = Beginn des Anstiegs des peripheren Pulswellensignals= Start of the increase of the peripheral pulse wave signal
401401: = Eichvorrichtung= calibration device
402402: = Messvorrichtung= measuring device
403403: = Auswertevorrichtung= evaluation
404404: = Alarmvorrichtung= alarm device
405405: = Anzeigevorrichtung= display device
406406: = Blutdruckmanschette= Blood pressure cuff
407407: = Abtastelektrode EKG rechts= Scanning electrode ECG on the right
408408: = obere Einspeisungselektrode= upper feed electrode
409409: = obere Abtastelektrode (EKG links/IKG oben)= upper scanning electrode (ECG left / IKG above)
410410: = Photoplethysmographischer Sensor und Bewegungssensor= Photoplethysmographic sensor and motion sensor
411411: = untere Abtastelektrode (EKG Fuß/IKG unten)= lower scanning electrode (ECG foot / ICG below)
412412: = untere Einspeisungselektrode= lower feed electrode
413413: = Blutdruckmonitor= Blood Pressure Monitor
501501: = Messvorrichtung= measuring device
502502: = Speichervorrichtung= storage device
503503: = Signalkontrollvorrichtung= Signal control device
504504: = Anzeigevorrichtung der Signalkontrollvorrichtung und der= Display device of the signal control device and the
: StromversorgungsvorrichtungPower supply apparatus
505505: = Stromversorgungsvorrichtung= Power supply apparatus
506506: = Eichvorrichtung= calibration device
507507: = Auswertevorrichtung= evaluation
508508: = Anzeigevorrichtung= display device
509509: = Blutdruckmanschette= Blood pressure cuff
510510: = Abtastelektrode EKG rechts= Scanning electrode ECG on the right
511511: = obere Einspeisungselektrode= upper feed electrode
512512: = obere Abtastelektrode (EKG links/IKG oben)= upper scanning electrode (ECG left / IKG above)
513513: = Photoplethysmographischer Sensor und Bewegungssensor= Photoplethysmographic sensor and motion sensor
514514: = untere Abtastelektrode (EKG Fuß/IKG unten)= lower scanning electrode (ECG foot / ICG below)
515515: = untere Einspeisungselektrode= lower feed electrode
516516: = Datenübertragungsvorrichtung= Data transfer device
517517: = separate Analysevorrichtung= separate analyzer
518518: = Vorrichtung zur Steuerung der Eichvorrichtung= Device for controlling the calibration device
519519: = Datenübertragungsvorrichtung= Data transfer device
520520: = tragbarer Blutdruckrecorder= portable blood pressure recorder

Claims

Blood pressure measurement using the pulse wave transit time, the signal measured from the difference between an impedance cardiographically that of the hemodynamic Cardiac output corresponds, and a visually and / or acoustically determined peripheral pulse wave signal is formed.

Blood pressure measurement method according to claim 1, comprising the steps: (A) Determine the hemodynamic Cardiac output corresponding impedance cardiographical signals; (B) Detecting the peripheral pulse wave; (c) determining the pulse wave transit time from the impedance cardiographical signals and the peripheral pulse wave signal; and (d) determining a measure G for the arterial blood pressure based on hemodynamic cardiac output and the pulse wave transit time.

The method of claim 2, wherein in step (c) the Pulse wave transit time as a time difference between a characteristic Point on the impedance cardiographic signal or derived from it Signals and a characteristic point on the peripheral pulse wave signal or derived signals.

The method of claim 2 or 3, wherein in step (d) the measure G for the arterial blood pressure based on a linkage of hemodynamic cardiac output with the pulse wave transit time by means of an assignment rule is determined.

The method of claim 4, wherein the assignment rule tabular methods and / or mathematical methods, in particular Regression calculation or averaging.

Method according to one of claims 2 to 5, wherein the measure G is a function of the temporal change dZ / dt of the impedance signal, the mean impedance Z ₀ in the chest and the pulse wave transit time t _pw .

Method according to one of claims 2 to 6, further comprising Step (e) calibration of the measure G determined in step (d).

Method according to one of claims 1 to 7, further comprising Step: Capture an electrocardiogram.

Method according to one of claims 2 to 8, wherein in step (b) the peripheral pulse wave by means of photoplethysmographic Reflection method is determined.

A method according to any one of claims 2 to 9, further comprising Step: Detecting body position and / or Body acceleration.

Apparatus according to claim 11, further comprising: means ( 403 . 507 ) for determining a measure G for the arterial blood pressure on the basis of the hemodynamic cardiac output and the pulse wave transit time.

Apparatus according to claim 11 or 12, wherein the Pulse wave transit time as a time difference between a characteristic Point on the impedance signal or signals derived therefrom, and a characteristic point on the peripheral pulse wave signal or derived signals.

Blood pressure measuring device with an impedance cardiograph measuring device ( 101 . 104 . 112 . 115 . 402 408 . 412 . 501 . 511 . 515 . 102 . 103 . 113 . 114 . 409 . 411 . 512 . 514 ), an optical and / or acoustic peripheral pulse wave measuring device ( 205 . 402 . 501 . 515 ) and an evaluation device ( 403 . 507 ) for determining a pulse wave transit time from the difference between the impedance cardiographically measured signal corresponding to the cardiac hemodynamic power and the peripheral pulse wave signal.

Apparatus according to claim 12 or 13, wherein the Device for determining the measure G for the arterial blood pressure the hemodynamic Cardiac output and the pulse wave transit time by means of an assignment rule linked together.

Apparatus according to claim 14, wherein the assignment rule tabular methods and / or mathematical methods, in particular Regression calculation or averaging.

Apparatus according to any of claims 12 to 15, wherein the measure G is a function of the temporal change dZ / dt of the impedance signal, the mean impedance Z ₀ in the thorax and the pulse wave transit time t _pw .

Device according to one of claims 12 to 16, further comprising a calibration device ( 401 . 406 . 506 . 509 ) for calibrating the measure G.

Device according to one of claims 11 to 17, wherein the impedance cardiographical measuring device band-shaped ( 101 . 102 . 103 . 104 ) and / or punctiform ( 112 . 113 . 114 . 115 . 408 . 409 . 411 . 412 . 511 . 512 . 514 . 515 ) Electrodes.

Apparatus according to any one of claims 11 to 18, further comprising means ( 112 . 407 . 510 ) for acquiring an electrocardiogram.

Device according to one of claims 11 to 18, wherein means the impedance cardiographic measuring device also an electrocardiogram is determined.

Device according to one of claims 11 to 20, wherein the measuring device ( 205 . 402 . 501 . 515 ) for detecting the peripheral pulse wave according to the photoplethysmographic reflection method, and in particular a light emitter ( 202 ) and a light receiver ( 201 ) having.

Apparatus according to claim 21, wherein the light emitter in a wavelength range between 700 and 1200 nm is operated.

Device according to one of claims 11 to 22, wherein the measuring device ( 205 . 402 . 501 . 515 ) for detecting the peripheral pulse wave further comprises at least one sensor ( 203 ) for detecting body position and / or body acceleration.

Device according to one of claims 11 to 23, wherein the device as a stationary device ( 413 ) and also an alarm device ( 404 ) and / or a display device ( 405 ) having.

Device according to one of Claims 11 to 23, the device being in the form of a portable device ( 520 ) and also a data memory ( 502 ), a signal control device ( 503 ), a power supply device ( 505 ) and a facility ( 516 ) for transferring the data to the metric determining device ( 507 ) having.

Apparatus according to claim 25, wherein the data memory ( 502 ) is removable.

Device according to one of claims 19 to 26, wherein the device is suitable to determine and evaluate a long-term electrocardiogram.