УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КРОВЯНОГО ДАВЛЕНИЯ
DEVICE FOR MEASURING BLOOD PRESSURE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству для измерения кровяного давления и, в частности, к устройству для измерения кровяного давления, предназначенному для измерения кровяного давления с использованием манжеты, содержащей камеру для текучей среды.
Обзор состояния техники
Способ вычисления кровяного давления, используемый в электронном сфигмоманометре, является, например, осциллометрическим способом. Согласно осциллометрическому способу, в манжете, содержащей камеру для текучей среды, обернутой вокруг участка тела, нагнетают давление и сбрасывают давление. Изменение объема камеры для текучей среды, создаваемое изменением объема сжимаемого кровеносного сосуда, отождествляют с изменением давления в камере для текучей среды (амплитудой пульсовой волны в состоянии компрессии), и, таким образом, вычисляют артериальное давление.
Камера текучей среды обладает таким свойством, что давление в камере для текучей среды и объем камеры для текучей среды связаны зависимостью, показанной на фиг. 33. В частности, приведенное ниже описание дано со ссылкой на фиг. 33. В области, в которой давление в камере для текучей среды является низким, как показано на участке A, объем камеры для текучей среды быстро увеличивается в ответ на увеличение объема камеры для текучей среды. С другой стороны, как показано на участке B, по мере того, как давление в камере для текучей среды повышается, скорость увеличения объема камеры для текучей среды в ответ на повышение давления в камере для текучей среды постепенно снижается.
Ниже приведено описание электронного сфигмоманометра для измерения кровяного давления в процессе сброса давления в камере для текучей среды. Для данного случая, на фиг. 34 представлен пример, в котором плотность текучей среды в камере для текучей среды является низкой, и на фиг. 35 представлен пример, в котором плотность текучей среды в камере для текучей среды является высокой. В частности, на фиг. 34 и 35 показаны изменение объема камеры для текучей среды (часть (B)), изменение плотности текучей среды в камере для текучей среды (часть (C)) и изменение давления в камере для текучей среды (часть (D)) в зависимости от изменения объема кровеносного сосуда (часть (A)). Кроме того, на фиг. 36 представлен пример, в котором скорость выпуска текучей среды, выпускаемой из камеры для текучей среды, является высокой, а именно, величина выпуска в единицу времени является большой, и на фиг. 37 представлен случай, в котором скорость выпуска текучей среды, выпускаемой из камеры для текучей среды, является низкой, а именно, величина выпуска в единицу времени является небольшой. В частности, на фиг. 36 и 37 показаны изменение объема камеры для текучей среды (часть (B)) и изменение давления в камере для текучей среды (часть (C)) в зависимости от изменения объема кровеносного сосуда (часть (A)).
Из фиг. 34-37 следует вывод, что электронный сфигмоманометр для измерения кровяного давления в процессе сброса давления в камере для текучей среды обладает следующими особенностями, характеризующими точность определения изменения объема кровеносного сосуда.
(1) Чем выше давление в камере для текучей среды, тем выше плотность текучей среды в камере для текучей среды.
(2) Чем больше объем камеры для текучей среды, тем меньше изменение плотности текучей среды в камере для текучей среды, вызываемое изменением объема кровеносного сосуда. Соответственно, тем ниже точность определения изменения объема кровеносного сосуда.
(3) В случае, когда изменение объема камеры для текучей среды является одинаковым, точность определения изменяется следующим образом. Чем выше давление в камере для текучей среды, тем больше изменение плотности текучей среды в камере для текучей среды, вызываемое изменением объема камеры для текучей среды, и, соответственно, выше точность определения изменения объема кровеносного сосуда.
(4) Даже когда давление в камере для текучей среды является одинаковым, абсолютная величина изменения объема камеры для текучей среды, вызываемое изменением объема кровеносного сосуда, изменяется в зависимости от величины выпуска текучей среды из камеры для текучей среды. Соответственно, точность определения изменения объема кровеносного сосуда является различной.
(5) Чем больше величина выпуска текучей среды из камеры для текучей среды, тем меньше изменение объема камеры для текучей среды, вызываемое изменением объема кровеносного сосуда. Соответственно, точность определения изменения объема кровеносного сосуда понижается.
Поэтому, в электронном сфигмоманометре для измерения кровяного давления осциллометрическим способом в процессе сброса давления в камере для текучей среды, точность определения изменения объема кровеносного сосуда зависит от плотности текучей среды в камере для текучей среды и величины выпуска текучей среды, выпускаемой из камеры для текучей среды.
В электронном сфигмоманометре, для сброса давления в камере для текучей среды с постоянной скоростью и для измерения кровяного давления в процессе сброса давления, давление снижают с постоянной скоростью, как показано на фиг. 38A. Поэтому, величина текучей среды, выпускаемой из камеры для текучей среды, регулируется клапаном в зависимости от давления в камере для текучей среды и периметра измерительного участка, как показано на фиг. 38B. В результате, как показано на фиг. 38C, в области, в которой давление в камере для текучей среды является высоким, амплитуда пульсовой волны в состоянии компрессии относительно постоянного изменения объема кровеносного сосуда является большой, а в области, в которой давление в камере для текучей среды является низким, амплитуда пульсовой волны в состоянии компрессии относительно постоянного изменения объема кровеносного сосуда является небольшой. С другой стороны, величина изменения объема кровеносного сосуда, вызываемого изменением давления в камере для текучей среды, различается в зависимости от периметра измерительного участка. Таким образом, упомянутые особенности приводят к погрешностям измерения кровяного давления.
В дальнейшем приведено описание электронного сфигмоманометра для измерения кровяного давления в процессе нагнетания давления в камере для текучей среды. Для данного случая, на фиг. 39 представлен случай, в котором плотность текучей среды в камере для текучей среды является низкой, и на фиг. 40 представлен пример, в котором плотность текучей среды в камере для текучей среды является высокой. В частности, на фиг. 39 и 40 показаны изменение объема камеры для текучей среды (часть (B)), изменение плотности текучей среды в камере для текучей среды (часть (C)) и изменение давления в камере для текучей среды (часть (D)) в зависимости от изменения объема кровеносного сосуда (часть (A)). Кроме того, на фиг. 41 представлен случай, в котором скорость притока текучей среды в камеру для текучей среды является высокой, то есть, величина притока в единицу времени является большой, и на фиг. 42 представлен случай, в котором скорость притока текучей среды в камеру для текучей среды является низкой, то есть, величина притока в единицу времени является небольшой. В частности, на фиг. 41 и 42 показаны изменение объема камеры для текучей среды (часть (B)) и изменение давления в камере для текучей среды (часть (C)) в зависимости от изменения объема кровеносного сосуда (часть (A)).
Из фиг. 39-42 следует вывод, что электронный сфигмоманометр для измерения кровяного давления в процессе нагнетания давления в камере для текучей среды обладает следующими особенностями в отношении точности определения изменения объема кровеносного сосуда.
(1) Чем выше давление в камере для текучей среды, тем выше плотность текучей среды в камере для текучей среды.
(2) Чем больше объем камеры для текучей среды, тем меньше изменение плотности текучей среды в камере для текучей среды, вызываемое изменением объема кровеносного сосуда. Соответственно, тем ниже точность определения изменения объема кровеносного сосуда.
(3) В случае, когда изменение объема камеры для текучей среды является одинаковым, точность определения изменяется следующим образом. Чем выше давление в камере для текучей среды, тем больше изменение плотности текучей среды в камере для текучей среды, вызываемое изменением объема камеры для текучей среды, и, соответственно, выше точность определения изменения объема кровеносного сосуда.
(4) Даже когда давление в камере для текучей среды является одинаковым, абсолютная величина изменения объема камеры для текучей среды, вызываемое изменением объема кровеносного сосуда, изменяется в зависимости от величины притока текучей среды в камеру для текучей среды. Соответственно, точность определения изменения объема кровеносного сосуда является различной.
(5) Чем больше величина притока текучей среды в камеру для текучей среды, тем меньше изменение объема камеры для текучей среды, вызываемое изменением объема кровеносного сосуда. Соответственно, точность определения изменения объема кровеносного сосуда понижается.
Поэтому, в электронном сфигмоманометре для измерения кровяного давления осциллометрическим способом в процессе нагнетания давления в камере для текучей среды, точность определения изменения объема кровеносного сосуда зависит от плотности текучей среды в камере для текучей среды и величины притока текучей среды в камеру для текучей среды.
В электронном сфигмоманометре, для нагнетания давления в камере для текучей среды с постоянной скоростью и для измерения кровяного давления в процессе нагнетания давления, давление повышают с постоянной скоростью, как показано на фиг. 43A. Поэтому, величина текучей среды, втекающей в камеру для текучей среды, регулируется насосом в зависимости от скорости нагнетания давления в камере для текучей среды и периметра измерительного участка. В данном случае, величина текучей среды, втекающей в камеру для текучей среды, изменяется в зависимости от давления в камере для текучей среды и периметра измерительного участка, как показано на фиг. 43B. В результате, как показано на фиг. 43C, в области, в которой давление в камере для текучей среды является высоким, амплитуда пульсовой волны в состоянии компрессии относительно изменения объема кровеносного сосуда является большой, а в области, в которой давление в камере для текучей среды является низким, амплитуда пульсовой волны в состоянии компрессии относительно постоянного изменения объема кровеносного сосуда является небольшой. С другой стороны, величина изменения амплитуды пульсовой волны в состоянии компрессии, вызываемого изменением давления в камере для текучей среды, различается в зависимости от периметра измерительного участка. Упомянутые особенности приводят к погрешностям измерения кровяного давления.
В электронном сфигмоманометре, для нагнетания давления в камере для текучей среды путем выдерживания постоянного напряжения возбуждения насоса для нагнетания давления в камере для текучей среды, скорость нагнетания давления в камере для текучей среды изменяется в зависимости от давления в камере для текучей среды и периметра измерительного участка, как показано на фиг. 44A. Кроме того, как показано на фиг. 44B, величина текучей среды, втекающий в камеру для текучей среды, изменяется в зависимости от давления в камере для текучей среды. В результате, как показано на фиг. 44C, в области, в которой давление в камере для текучей среды является высоким, амплитуда пульсовой волны в состоянии компрессии относительно постоянного изменения объема кровеносного сосуда является большой, а в области, в которой давление в камере для текучей среды является низким, амплитуда пульсовой волны в состоянии компрессии относительно постоянного изменения объема кровеносного сосуда является небольшой. С другой стороны, изменение объема кровеносного сосуда, вызываемое изменением давления в камере для текучей среды, различается по величине изменения в зависимости от периметра измерительного участка. Упомянутые особенности приводят к погрешностям измерения кровяного давления.
Для решения вышеописанных проблем предложены следующие способы. А именно, в нерассмотренной опубликованной заявке на патент Японии № H6-245911 (в дальнейшем, документ 1) предлагается метод коррекции величины выпуска клапаном в зависимости от периметра измерительного участка или метод использования блока хранения текучей среды в связи с камерой для текучей среды и осуществления управления для выдерживания постоянной суммы объемов камеры для текучей среды и блока хранения текучей среды в зависимости от периметра наложения камеры для текучей среды на измерительный участок. Поэтому, даже когда периметр измерительного участка отличается, выдерживается постоянная скорость сброса давления.
Кроме того, в нерассмотренной опубликованной заявке на патент Японии № H5-329113 (в дальнейшем, документ 2) предлагается способ, заключающийся в предварительном обеспечении характеристики изменения объема камеры для текучей среды по отношению к давлению в камере для текучей среды, преобразовании сигнала изменения давления в камере для текучей среды в изменение объема и измерении значения кровяного давления с использованием изменения объема.
Кроме того, в нерассмотренной опубликованной заявке на патент Японии № H4-250133 (в дальнейшем, документ 3) предлагается способ закрытия клапана для выпуска текучей среды из камеры для текучей среды в период появления пульсовой волны с целью предотвращения ослабления изменения объема кровеносного сосуда, вызываемого изменением объема камеры для текучей среды.
Патентный документ 1: Нерассмотренная опубликованная заявка на патент Японии № H6-245911
Патентный документ 2: Нерассмотренная опубликованная заявка на патент Японии № H5-329113
Патентный документ 3: Нерассмотренная опубликованная заявка на патент Японии № H4-250133
Сущность изобретения
Проблемы, решаемые с помощью изобретения
Однако, в способе, предложенном в документе 1, можно исключить различие скоростей сброса давления, вызываемое различием периметров измерительного участка, однако, величина выпуска клапаном изменяется синхронно с давлением в камере для текучей среды, чтобы выдерживать скорость сброса давления на постоянном уровне, и, поэтому, амплитуда пульсовой волны в состоянии компрессии изменяется в зависимости от давления в камере для текучей среды. Поэтому, даже когда сумма объемов камеры для текучей среды и блока хранения текучей среды регулируется так, чтобы иметь постоянное значение, исключается только различие объемов, обусловленное периметром измерительного участка, а абсолютная величина изменения давления в камере для текучей среды по отношению к изменению объема кровеносных сосудов изменяется в зависимости от давления в камере для текучей среды. Поэтому, все еще остается проблема появления погрешностей измерения кровяного давления.
С другой стороны, в способе, описанном в документе 2, необходимо сначала задать давление в камере для текучей среды и характеристику изменения объема. Однако, характер упомянутого изменения неограниченно изменяется в зависимости от способа наложения камеры для текучей среды, толщины плеча, мягкости тела человека и т.п., и, в данном случае, существует проблема в том, что невозможно выполнить достаточную коррекцию. Кроме того, требуется выполнять несколько более сложных поправок (определение величины потока, определение размера измерительного участка, определение состояния наложения, определение мягкости тела человека и т.п.), и необходимо сложное устройство. Поэтому, имеет место проблема, которая не разрешима на практике.
Далее, в способе, описанном в документе 3, изменение объема кровеносного сосуда можно точно отождествить с изменением давления в камере для текучей среды. Однако, проблема заключается в том, что уменьшение давления для закрытия клапана каждый раз, когда появляется пульсовая волна, является сложной задачей.
Иначе говоря, в способах, предложенных в упомянутых документах, давление и объем камеры для текучей среды не связаны пропорциональной зависимостью. Поэтому, когда измерение кровяного давление выполняют в процессе снижения давления, величина течения текучей среды, выпускаемой из камеры для текучей среды, различается в зависимости от периметра измерительного участка и давления в камере для текучей среды. С другой стороны, когда измерение кровяного давление выполняют в процессе увеличения давления, величина притока текучей среды в камеру для текучей среды различается в зависимости от периметра измерительного участка и давления в камере для текучей среды. Поэтому, точность определения амплитуды пульсовой волны в состоянии компрессии по отношению к изменению объема кровеносного сосуда различается в зависимости от периметра измерительного участка и давления в камере для текучей среды. Поэтому, даже когда изменение объема кровеносного сосуда является одинаковым, имеет место погрешность абсолютной величины амплитуды пульсовой волны в состоянии компрессии в зависимости от значения кровяного давления и периметра измерительного участка, и существует проблема снижения точности измерения кровяного давления.
Настоящее изобретение создано в связи с вышеописанными проблемами, и целью настоящего изобретения является создание устройства для измерения кровяного давления, способного повысить точность измерения кровяного давления.
Средства решения проблем
Для достижения вышеупомянутой цели, в соответствии с одним аспектом настоящего изобретения устройство для измерения кровяного давления содержит камеру для текучей среды, блок нагнетания давления для нагнетания давления в камере для текучей среды посредством впрыска текучей среды в камеру для текучей среды, блок сброса давления для сброса давления в камере для текучей среды посредством выпуска текучей среды из камеры для текучей среды, датчик для измерения изменения внутреннего давления в камере для текучей среды, блок измерения кровяного давления для вычисления значения систолического кровяного давления и значения диастолического кровяного давления на основании изменения внутреннего давления в камере для текучей среды, полученного датчиком, и блок управления для управления блоком нагнетания давления, блоком сброса давления и блоком измерения кровяного давления, при этом, блок управления управляет блоком нагнетания давления и/или блоком сброса давления таким образом, чтобы обеспечивать пропорциональную зависимость между величиной изменения в единицу времени для текучей среды в камере для текучей среды и скоростью изменения внутреннего давления в камере для текучей среды в каком-то одном из процесса нагнетания давления, когда блок нагнетания давления впрыскивает текучую среду в камеру для текучей среды, и процесса сброса давления, когда блок сброса давления выпускает текучую среду из камеры для текучей среды, и, при этом, блок измерения кровяного давления вычисляет одно из значения систолического кровяного давления и значения диастолического кровяного давления на основании изменения внутреннего давления в камере для текучей среды, полученного датчиком, в процессе нагнетания давления, и блок измерения кровяного давления вычисляет другое из значения систолического кровяного давления и значения диастолического кровяного давления на основании изменения внутреннего давления в камере для текучей среды, полученного датчиком, в процессе сброса давления.
В предпочтительном варианте, блок управления может определять управляющую величину для регулирования величины выпуска текучей среды, выпускаемой блоком сброса давления, чтобы обеспечивать пропорциональную зависимость между величиной выпуска из камеры для текучей среды, служащей в качестве величины изменения в единицу времени для текучей среды в камере для текучей среды и скоростью сброса давления, служащей в качестве скорости изменения внутреннего давления, в камере для текучей среды в процессе сброса давления, и регулировать величину выпуска для регулирования величины выпуска. Блок измерения кровяного давления может вычислять значение диастолического кровяного давления на основании изменения внутреннего давления в камере для текучей среды, полученного датчиком, в процессе сброса давления, когда блок сброса давления выпускает текучую среду из камеры для текучей среды.
В предпочтительном варианте, блок управления может определять управляющую величину для регулирования величины выпуска текучей среды, выпускаемой блоком сброса давления, чтобы обеспечивать пропорциональную зависимость между величиной выпуска из камеры для текучей среды, служащей в качестве величины изменения в единицу времени для текучей среды в камере для текучей среды и скоростью сброса давления, служащей в качестве скорости изменения внутреннего давления, в камере для текучей среды в процессе сброса давления, и регулировать величину выпуска для регулирования величины выпуска. Блок измерения кровяного давления может вычислять значение систолического кровяного давления на основании изменения внутреннего давления в камере для текучей среды, полученного датчиком, в процессе сброса давления, когда блок сброса давления выпускает текучую среду из камеры для текучей среды.
В предпочтительном варианте, блок сброса давления может содержать клапан, расположенный на камере для текучей среды. Управляющая величина для регулирования величины выпуска может быть проходом клапана, и блок управления может определять проход клапана так, что внутреннее давление в камере для текучей среды достигает скорость сброса давления, при которой предварительно заданное число или большее число пульсаций содержится в интервале времени, изменяющемся в пределах предварительно заданного диапазона, вмещающего систолическое артериальное давление, при этом, проход клапана может быть меньше, чем проход, определенный в случае, когда значение диастолического кровяного давления вычисляется блоком измерения кровяного давления на основании изменения внутреннего давления в камере для текучей среды, полученного датчиком, в процессе сброса давления, когда блок сброса давления выпускает текучую среду из камеры для текучей среды, и, причем, величина выпуска для регулирования величины выпуска может регулироваться путем управления проходом клапана таким образом, что проход клапана выдерживается равным определенному проходу в процессе сброса давления.
В предпочтительном варианте, блок управления может содержать блок сбора данных для получения информации о периметре измерительного участка, и блок управления может определять проход клапана в зависимости от периметра.
В предпочтительном варианте, устройство для измерения кровяного давления может дополнительно содержать блок ввода для ввода периметра, и информация о периметре может быть получена из введенных данных из блока ввода.
В предпочтительном варианте, блок сбора данных может получать информацию о периметре на основании времени нагнетания давления блоком нагнетания давления, за которое внутреннее давление в камере для текучей среды достигает предварительно заданного давления.
В предпочтительном варианте, устройство для измерения кровяного давления может дополнительно содержать обертывающий элемент для наложения камеры для текучей среды обертыванием вокруг измерительного участка. Обертывающий элемент может содержать движковый переменный резистор. Блок сбора данных может получать информацию о периметре на основании значения сопротивления, полученного из движкового переменного резистора при использовании обертывающего элемента для наложения камеры для текучей среды обертыванием вокруг измерительного участка.
В предпочтительном варианте, блок сброса давления может содержать клапан, расположенный на камере для текучей среды. Управляющая величина для регулирования величины выпуска может быть проходом клапана, и блок управления может регулировать величину выпуска для регулирования величины выпуска посредством регулирования прохода клапана таким образом, что проход клапана выдерживается равным определенному проходу в процессе сброса давления.
В предпочтительном варианте, блок измерения кровяного давления может дополнительно вычислять значение кровяного давления на основании изменения внутреннего давления в камере для текучей среды, полученного датчиком, в процессе нагнетания давления, когда блок нагнетания давления впрыскивает текучую среду в камеру для текучей среды, и, причем, блок управления может определять проход клапана в зависимости от значения кровяного давления, вычисленного на основании изменения внутреннего давления в камере для текучей среды в процессе нагнетания давления.
В предпочтительном варианте, блок измерения кровяного давления может дополнительно вычислять период пульсовой волны на основании изменения внутреннего давления в камере для текучей среды, полученного датчиком, в процессе нагнетания давления, когда блок нагнетания давления впрыскивает текучую среду в камеру для текучей среды, и, причем, блок управления может определять проход клапана в зависимости от периода пульсовой волны, вычисленного на основании изменения внутреннего давления в камере для текучей среды в процессе нагнетания давления.
В предпочтительном варианте, блок управления может управлять блоком нагнетания давления, при определении управляющей величины для управления блоком нагнетания давления на основании внутреннего давления в камере для текучей среды, чтобы обеспечивать пропорциональную зависимость между величиной впрыска текучей среды в единицу времени в камеру для текучей среды, впрыскиваемой блоком нагнетания давления, служащей в качестве величины изменения в единицу времени для текучей среды в камере для текучей среды в процессе нагнетания давления, и скоростью нагнетания давления служащей в качестве скорости изменения внутреннего давления, в камере для текучей среды. Блок измерения кровяного давления может вычислять значение диастолического кровяного давления на основании изменения внутреннего давления в камере для текучей среды, полученного датчиком, в процессе нагнетания давления, когда блок нагнетания давления впрыскивает текучую среду в камеру для текучей среды.
В предпочтительном варианте, блок управления может управлять блоком нагнетания давления, при определении управляющей величины для управления блоком нагнетания давления на основании внутреннего давления в камере для текучей среды, чтобы обеспечивать пропорциональную зависимость между величиной впрыска текучей среды в единицу времени в камеру для текучей среды, впрыскиваемой блоком нагнетания давления, служащей в качестве величины изменения в единицу времени для текучей среды в камере для текучей среды в процессе нагнетания давления, и скоростью нагнетания давления, служащей в качестве скорости изменения внутреннего давления, в камере для текучей среды. Блок измерения кровяного давления может вычислять значение систолического кровяного давления на основании изменения внутреннего давления в камере для текучей среды, полученного датчиком, в процессе нагнетания давления, когда блок нагнетания давления впрыскивает текучую среду в камеру для текучей среды.
В предпочтительном варианте, блок нагнетания давления может содержать насос для впрыска текучей среды в камеру для текучей среды. Управляющая величина для управления блоком нагнетания давления может быть напряжением возбуждения для приведения в действие насоса, и блок управления может корректировать напряжение возбуждения на основании внутреннего давления в камере для текучей среды, с предварительно заданной отметкой времени, в процессе нагнетания давления.
В предпочтительном варианте, блок управления может содержать блок сбора данных для получения информации о периметре измерительного участка, и блок управления может определять управляющий параметр для управления напряжением возбуждения для приведения в действие насоса на основании периметра.
В предпочтительном варианте, блок управления управляет блоком сброса давления для выпуска текучей среды из камеры для текучей среды, когда блок измерения кровяного давления вычисляет другое значение из значения систолического кровяного давления и значения диастолического кровяного давления на основании изменения внутреннего давления в камере для текучей среды, полученного датчиком, в процессе сброса давления, когда блок сброса давления выпускает текучую среду из камеры для текучей среды.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, устройство для измерения кровяного давления содержит камеру для текучей среды, блок нагнетания давления для нагнетания давления в камере для текучей среды посредством впрыска текучей среды в камеру для текучей среды, блок сброса давления для сброса давления в камере для текучей среды посредством выпуска текучей среды из камеры для текучей среды, датчик для измерения изменения внутреннего давления в камере для текучей среды, блок измерения кровяного давления для вычисления значения кровяного давления на основании изменения внутреннего давления в камере для текучей среды, полученного датчиком, в процессе сброса давления, когда блок сброса давления выпускает текучую среду из камеры для текучей среды, и блок управления для управления блоком нагнетания давления, блоком сброса давления и блоком измерения кровяного давления, при этом, блок управления определяет управляющую величину для регулирования величины выпуска текучей среды, выпускаемой блоком сброса давления, чтобы обеспечивать пропорциональную зависимость между величиной выпуска и скоростью сброса давления в камере для текучей среды в процессе сброса давления, и регулирует величину выпуска.
В предпочтительном варианте, блок сброса давления может содержать клапан, расположенный на камере для текучей среды. Управляющая величина может быть проходом клапана, и блок управления может регулировать величину выпуска путем управления проходом клапана таким образом, что проход клапана выдерживается равным определенному проходу в процессе сброса давления.
В предпочтительном варианте, блок управления может определять такой проход клапана, т.е. такую управляющую величину, что внутреннее давление в камере для текучей среды получает скорость сброса давления, при которой предварительно заданное число или большее число пульсаций содержится в некотором интервале времени, изменяющемся от систолического кровяного давления до диастолического кровяного давления.
В предпочтительном варианте, блок нагнетания давления может содержать насос. Блок сбора данных может получать информацию о периметре на основании числа оборотов насоса и внутреннего давления в камере для текучей среды.
В предпочтительном варианте, устройство для измерения кровяного давления может дополнительно содержать измерительный блок для измерения величины выпуска, при этом, блок управления может регулировать величину выпуска текучей среды, выпускаемой блоком сброса давления, чтобы обеспечивать пропорциональную зависимость между величиной выпуска и скоростью сброса давления в камере для текучей среды в процессе сброса давления, на основании величины выпуска, измеренной измерительным блоком, и на основании изменения внутреннего давления в камере для текучей среды, полученного датчиком.
В предпочтительном варианте, устройство для измерения кровяного давления может дополнительно содержать блок увеличения для увеличения объема камеры для текучей среды, при этом, блок нагнетания давления может нагнетать давление в камере для текучей среды посредством впрыска текучей среды в камеру для текучей среды, объем которой увеличен блоком увеличения.
В предпочтительном варианте, блок увеличения может содержать блок впрыска для впрыскивания текучей среды, не находящейся под давлением, в камеру для текучей среды. Блок управления может управлять блоком впрыска для впрыскивания текучей среды, не находящейся под давлением, в камеру для текучей среды перед тем, как блок нагнетания давления будет впрыскивать текучую среду в камеру для текучей среды.
В предпочтительном варианте, блок управления может управлять блоком впрыска для впрыскивания предварительно заданной величины текучей среды, не находящейся под давлением, в камеру для текучей среды перед тем, как блок нагнетания давления будет впрыскивать текучую среду в камеру для текучей среды.
В предпочтительном варианте, блок управления может осуществлять управление, содержащее этап побуждения блока впрыска впрыскивать текучую среду, не находящуюся под давлением, в камеру для текучей среды перед тем, как блок нагнетания давления будет впрыскивать текучую среду в камеру для текучей среды так, что давление в камере для текучей среды достигает предварительно заданного давления, или скорость нагнетания давления в камере для текучей среды достигает предварительно заданной скорости нагнетания давления, этап понижения давления в камере для текучей среды до атмосферного давления после того, как давление в камере для текучей среды достигнет предварительно заданного давления, или после того, как скорость нагнетания давления в камере для текучей среды достигнет предварительно заданной скорости нагнетания давления, и этап закрытия камеры для текучей среды и побуждения блока нагнетания давления начать впрыск текучей среды после того, как давление в камере для текучей среды станет атмосферным давлением.
В предпочтительном варианте, на участке, соединяющем выпускное отверстие для выпуска текучей среды блоком сброса давления и камеру для текучей среды, может быть расположен фильтр, при этом, фильтр допускает проход текучей среды и не допускает прохода текучей среды, не находящейся под давлением.
В предпочтительном варианте, блок увеличения может быть наполнительным элементом, расположенным внутри камеры для текучей среды.
В предпочтительном варианте, наполнительный элемент может содержать что-то одно из пористого материала, пружины и микрогранул.
В соответствии с другим аспектом настоящего изобретения, устройство для измерения кровяного давления содержит камеру для текучей среды, блок нагнетания давления для нагнетания давления в камере для текучей среды посредством впрыска текучей среды в камеру для текучей среды, датчик для измерения изменения внутреннего давления в камере для текучей среды, блок измерения кровяного давления для вычисления значения кровяного давления на основании изменения внутреннего давления в камере для текучей среды, полученного датчиком, в процессе нагнетания давления, когда блок нагнетания давления впрыскивает текучую среду в камеру для текучей среды, и блок управления для управления блоком нагнетания давления и блоком измерения кровяного давления, при этом, блок управления определяет управляющую величину для управления блоком нагнетания давления на основании внутреннего давления в камере для текучей среды, чтобы обеспечивать пропорциональную зависимость между величиной впрыска текучей среды в единицу времени в камеру для текучей среды, впрыскиваемой блоком нагнетания давления, и скоростью нагнетания давления в камере для текучей среды, и управляет блоком нагнетания давления.
В предпочтительном варианте, блок нагнетания давления может содержать насос для впрыска текучей среды в камеру для текучей среды. Управляющая величина может быть напряжением возбуждения для приведения в действие насоса, и блок управления может корректировать напряжение возбуждения на основании внутреннего давления в камере для текучей среды с предварительно заданной отметкой времени, в процессе нагнетания давления.
В предпочтительном варианте, блок управления может определять такое напряжение возбуждения насоса, т.е. такую управляющую величину, что внутреннее давление в камере для текучей среды достигает скорость нагнетания давления, при которой предварительно заданное число или большее число пульсаций содержится в некотором интервале времени, изменяющемся от диастолического кровяного давления до систолического кровяного давления.
В предпочтительном варианте, блок сбора данных может получать информацию о периметре по числу оборотов насоса и внутреннему давлению в камере для текучей среды.
В предпочтительном варианте, устройство для измерения кровяного давления дополнительно содержит измерительный блок для измерения величины впрыска текучей среды в камеру для текучей среды, при этом, блок управления может управлять блоком нагнетания давления так, чтобы обеспечивать пропорциональную зависимость между величиной впрыска текучей среды в единицу времени в камеру для текучей среды, впрыскиваемой блоком нагнетания давления, и скоростью нагнетания давления в камере для текучей среды в процессе нагнетания давления, на основании величины впрыска текучей среды в единицу времени в камеру для текучей среды, измеренной измерительным блоком.
В предпочтительном варианте, блок управления может определять, находится ли скорость нагнетания давления в камере для текучей среды в допустимом диапазоне, и когда скорость нагнетания давления, согласно результату определения, не находится в пределах допустимого диапазона, блок управления прекращает операцию нагнетания давления блоком нагнетания давления.
Технический результат изобретения
В соответствии с настоящим изобретением, в устройстве для измерения кровяного давления, точность определения изменения объема кровеносного сосуда может быть приближена к постоянному уровню, независимо от давления в камере для текучей среды. Тем самым, можно уменьшить погрешность измерения кровяного давления. Кроме того, даже когда объем камеры для текучей среды различается в зависимости от периметра измерительного участка, скорость изменения точности определения изменения объема кровеносного сосуда может быть приближена к постоянной скорости. Вследствие этого, можно уменьшить погрешность измерения кровяного давления. Кроме того, таким образом исключается необходимость коррекции объема камеры для текучей среды, который различается в зависимости от периметра измерительного участка.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 - блок-схема, представляющая конкретный пример аппаратной конфигурации сфигмоманометра, выполняющего функцию устройства для измерения кровяного давления в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 2 - блок-схема последовательности операций, представляющая первый конкретный пример процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя измерения на сфигмоманометре в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 3 - блок-схема последовательности операций, представляющая второй конкретный пример процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя измерения на сфигмоманометре в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 4A - диаграмма, представляющая зависимость между периметром измерительного участка и скоростью нагнетания давления.
Фиг. 4B - диаграмма, представляющая зависимость между периметром измерительного участка и временем нагнетания давления.
Фиг. 5 - диаграмма, представляющая, для каждого периметра измерительного участка, степень изменения скорости сброса давления по отношению к давлению в камере для текучей среды, когда напряжение возбуждения клапана выдерживается постоянным.
Фиг. 6 - диаграмма, представляющая зависимость между напряжением возбуждения клапана и периметром измерительного участка, который определяется сфигмоманометром в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 7 - диаграмма, представляющая, для каждого прохода клапана, степень изменения скорости сброса давления по отношению к давлению в камере для текучей среды, когда периметр измерительного участка является одинаковым.
Фиг. 8 - блок-схема последовательности операций, представляющая модификацию процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя измерения на сфигмоманометре в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 9 - диаграмма, представляющая зависимость между напряжением возбуждения клапана и периметром измерительного участка, который определяется сфигмоманометром в соответствии с первой модификацией первого варианта осуществления.
Фиг. 10A - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и скоростью сброса давления в сфигмоманометре в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 10B - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и величиной выпуска текучей среды в сфигмоманометре в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 10C - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и амплитудой пульсовой волны в состоянии компрессии в отношении к постоянному изменению величины в сфигмоманометре в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 11 - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и зарегистрированной амплитудой пульсовой волны.
Фиг. 12 - блок-схема, представляющая другой конкретный пример аппаратной конфигурации сфигмоманометра, выполняющего функцию устройства для измерения кровяного давления, в соответствии с первым вариантом осуществления.
Фиг. 13 для - блок-схема, представляющая конкретный пример аппаратной конфигурации сфигмоманометра в соответствии со второй модификацией первого варианта осуществления.
Фиг. 14 - блок-схема последовательности операций, представляющая конкретный пример процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя измерения на сфигмоманометре в соответствии со второй модификацией первого варианта осуществления.
Фиг. 15A - схематическое изображение другого конкретного примера сфигмоманометра в соответствии со второй модификацией первого варианта осуществления.
Фиг. 15B - схематическое изображение другого конкретного примера сфигмоманометра в соответствии со второй модификацией первого варианта осуществления.
Фиг. 15C - схематическое изображение другого конкретного примера сфигмоманометра в соответствии со второй модификацией первого варианта осуществления.
Фиг. 16 - блок-схема, представляющая конкретный пример аппаратной конфигурации сфигмоманометра, выполняющего функцию устройства для измерения кровяного давления, в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг. 17 - блок-схема последовательности операций, представляющая конкретный пример процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя измерения на сфигмоманометре в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг. 18 - диаграмма, представляющая, для каждого периметра измерительного участка, зависимость между давлением в камере для текучей среды и скоростью нагнетания давления, когда напряжение возбуждения насоса выдерживается постоянным.
Фиг. 19 - диаграмма, представляющая, для каждого напряжения возбуждения насоса, зависимость между давлением в камере для текучей среды и величиной притока текучей среды в камеру для текучей среды в единицу времени.
Фиг. 20 - диаграмма, представляющая зависимость между напряжением возбуждения насоса, давлением в камере для текучей среды и периметром измерительного участка, который определяется сфигмоманометром в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг. 21A - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и величиной притока текучей среды в камеру для текучей среды в единицу времени в сфигмоманометре в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг. 21В - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и скоростью нагнетания давления в камере для текучей среды в сфигмоманометре в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг. 21C - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и амплитудой пульсовой волны в состоянии компрессии в отношении к постоянному изменению величины в сфигмоманометре в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг. 22 - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и зарегистрированной амплитудой пульсовой волны.
Фиг. 23 - блок-схема, представляющая другой конкретный пример аппаратной конфигурации сфигмоманометра, выполняющего функцию устройства для измерения кровяного давления, в соответствии со вторым вариантом осуществления.
Фиг. 24 - блок-схема, представляющая конкретный пример аппаратной конфигурации сфигмоманометра в соответствии с модификацией второго варианта осуществления.
Фиг. 25 - блок-схема последовательности операций, представляющая конкретный пример процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя измерения на сфигмоманометре в соответствии с модификацией второго варианта осуществления.
Фиг. 26 - блок-схема последовательности операций, представляющая конкретный пример процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя измерения на сфигмоманометре в соответствии с третьим вариантом осуществления.
Фиг. 27 - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и зарегистрированной амплитудой пульсовой волны.
Фиг. 28 - блок-схема последовательности операций, представляющая конкретный пример процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя измерения на сфигмоманометре в соответствии с третьим вариантом осуществления.
Фиг. 29 - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и зарегистрированной амплитудой пульсовой волны.
Фиг. 30 - блок-схема, представляющая конкретный пример аппаратной конфигурации сфигмоманометра, выполняющего функцию устройства для измерения кровяного давления, в соответствии с четвертым вариантом осуществления.
Фиг. 31 - блок-схема последовательности операций, представляющая конкретный пример процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя измерения на сфигмоманометре в соответствии с четвертым вариантом осуществления.
Фиг. 32 - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и зарегистрированной амплитудой пульсовой волны.
Фиг. 33 - диаграмма, представляющая характеристику камеры для текучей среды.
Фиг. 34 - диаграмма, представляющая изменение объема камеры для текучей среды, изменение плотности текучей среды в камере для текучей среды и изменение давления в камере для текучей среды в зависимости от изменения объема кровеносного сосуда, когда плотность текучей среды в камере для текучей среды является низкой, в электронном сфигмоманометре для измерения кровяного давления в процессе сброса давления в камере для текучей среды.
Фиг. 35 - диаграмма, представляющая изменение объема камеры для текучей среды, изменение плотности текучей среды в камере для текучей среды и изменение давления в камере для текучей среды в зависимости от изменения объема кровеносного сосуда, когда плотность текучей среды в камере для текучей среды является высокой, в электронном сфигмоманометре для измерения кровяного давления в процессе сброса давления в камере для текучей среды.
Фиг. 36 - диаграмма, представляющая изменение объема камеры для текучей среды и изменение давления в камере для текучей среды в зависимости от изменения объема кровеносного сосуда, когда скорость выпуска текучей среды, вытекающей из камеры для текучей среды, является высокой, т.е. величина выпуска в единицу времени является большим, в электронном сфигмоманометре для измерения кровяного давления в процессе сброса давления в камере для текучей среды.
Фиг. 37 - диаграмма, представляющая изменение объема камеры для текучей среды и изменение давления в камере для текучей среды в зависимости от изменения величины кровеносного сосуда, когда скорость выпуска текучей среды, вытекающей из камеры для текучей среды, является низкой, т.е. величина выпуска в единицу времени является небольшой, в электронном сфигмоманометре для измерения кровяного давления в процессе сброса давления в камере для текучей среды.
Фиг. 38A - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и скоростью сброса давления в сфигмоманометре для сброса давления в камере для текучей среды с постоянной скоростью и измерения кровяного давления в процессе сброса давления.
Фиг. 38B - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и величиной выпуска текучей среды в сфигмоманометре для сброса давления в камере для текучей среды с постоянной скоростью и измерения кровяного давления в процессе сброса давления.
Фиг. 38C - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и значением амплитуды пульсовой волны в состоянии компрессии в отношении к постоянному изменению объема в сфигмоманометре для сброса давления в камере для текучей среды с постоянной скоростью и измерения кровяного давления в процессе сброса давления.
Фиг. 39 - диаграмма, представляющая изменение объема камеры для текучей среды, изменение плотности текучей среды в камере для текучей среды и изменение давления в камере для текучей среды в зависимости от изменения объема кровеносного сосуда, когда плотность текучей среды в камере для текучей среды является низкой, в электронном сфигмоманометре для измерения кровяного давления в процессе нагнетания давления в камере для текучей среды.
Фиг. 40 - диаграмма, представляющая изменение объема камеры для текучей среды, изменение плотности текучей среды в камере для текучей среды и изменение давления в камере для текучей среды в зависимости от изменения объема кровеносного сосуда, когда плотность текучей среды в камере для текучей среды является высокой, в электронном сфигмоманометре для измерения кровяного давления в процессе нагнетания давления в камере для текучей среды.
Фиг. 41 - диаграмма, представляющая изменение объема камеры для текучей среды и изменение давления в камере для текучей среды в зависимости от изменения объема кровеносного сосуда, когда скорость притока текучей среды, втекающей в камеру для текучей среды, является высокой, т.е. величина притока в единицу времени является большой, в электронном сфигмоманометре для измерения кровяного давления в процессе нагнетания давления в камере для текучей среды.
Фиг. 42 - диаграмма, представляющая изменение объема камеры для текучей среды и изменение давления в камере для текучей среды в зависимости от изменения объема кровеносного сосуда, когда скорость притока текучей среды, втекающей в камеру для текучей среды, является низкой, т.е. величина притока в единицу времени является небольшой, в электронном сфигмоманометре для измерения кровяного давления в процессе нагнетания давления в камере для текучей среды.
Фиг. 43A - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и скоростью нагнетания давления в сфигмоманометре для нагнетания давления в камере для текучей среды с постоянной скоростью и измерения кровяного давления в процессе нагнетания давления.
Фиг. 43B - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и величиной притока текучей среды в камеру для текучей среды в единицу времени в сфигмоманометре для нагнетания давления в камере для текучей среды с постоянной скоростью и измерения кровяного давления в процессе нагнетания давления.
Фиг. 43C - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и значением амплитуды пульсовой волны в состоянии компрессии по отношению к постоянному изменению величины в сфигмоманометре для нагнетания давления в камере для текучей среды с постоянной скоростью и измерения кровяного давления в процессе нагнетания давления.
Фиг. 44A - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и скоростью нагнетания давления в электронном сфигмоманометре для измерения кровяного давления в процессе нагнетания давления в камере для текучей среды, при постоянном напряжении возбуждения насоса, нагнетающего давление в камере для текучей среды.
Фиг. 44B - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и величиной притока текучей среды в камеру для текучей среды в единицу времени в электронном сфигмоманометре для измерения кровяного давления в процессе нагнетания давления в камере для текучей среды, при постоянном напряжении возбуждения насоса, нагнетающего давление в камере для текучей среды.
Фиг. 44C - диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере для текучей среды и значением амплитуды пульсовой волны в состоянии компрессии по отношению к постоянному изменению величины в электронном сфигмоманометре для измерения кровяного давления в процессе нагнетания давления в камере для текучей среды, при постоянном напряжении возбуждения насоса, нагнетающего давление в камере для текучей среды.
Наилучший вариант осуществления изобретения
Варианты осуществления настоящего изобретения описаны ниже со ссылками на чертежи. В нижеприведенном описании, одинаковые части и составляющие элементы обозначены одинаковыми позициями. Их названия и функции также являются одинаковыми.
[Первый вариант осуществления]
Ниже приведено описание первого варианта осуществления устройства для измерения кровяного давления, предназначенного для измерения кровяного давления в процессе сброса давления в камере для текучей среды.
Как показано на фиг. 1, сфигмоманометр 1, выполняющий функцию устройства для измерения кровяного давления в соответствии с первым вариантом осуществления, содержит основной блок 2, манжету 5, оборачиваемую вокруг измерительного участка, и трубку 10, соединяющую данные элементы. Операционный блок 3, например, переключатель, и дисплей 4 для отображения результатов измерения, и т.п. расположены на передней поверхности основного блока 2. Операционный блок 3 содержит выключатель 31 питания для выдачи команд на включение и выключение питания, переключатель 32 измерения для выдачи команды на начало измерения, переключатель 33 останова для выдачи команды на прекращение измерения и переключатель 34 воспроизведения для вызова и отображения записанного измеряемого значения. Манжета 5 выполнена с камерой 13 для текучей среды. Текучая среда, нагнетаемая в камеру 13 для текучей среды и выпускаемая из камеры 13 для текучей среды, является, например, воздухом. Когда манжету 5 оборачивают вокруг измерительного участка, камера 13 для текучей среды прижимается к измерительному участку. Примеры измерительных участков содержат плечо и кисть.
Камера 13 для текучей среды соединена с датчиком 23 давления для измерения изменения внутреннего давления в камере 13 для текучей среды, насосом 21 для впрыска и выпуска текучей среды в/из камеру/ы 13 для текучей среды и клапаном 22. Датчик 23 давления, насос 21 и клапан 22 соответственно соединены со схемой 28 генерации, схемой 26 возбуждения насоса и схемой 27 возбуждения клапана. Кроме того, схема 28 генерации, схема 26 возбуждения насоса и схема 27 возбуждения клапана соединены с CPU (центральным процессором) 40, управляющим всем сфигмоманометром 1 в целом.
CPU 40 дополнительно соединен с дисплеем 4, операционным блоком 3, памятью 6 для хранения программ, исполняемых в CPU 40, и выполнения функции рабочей области, когда исполняется программа, памятью 7, хранящей результаты измерений и т.п., и источником 53 питания.
CPU 40 работает при получении питания от источника 53 питания. CPU 40 содержит блок 41 сбора данных о периметре и блок 43 определения напряжения возбуждения клапана. Данные блоки формируются в CPU 40 посредством выдачи в CPU 40 команды на исполнение предварительно заданной программы, хранимой в памяти 6, по входному рабочему сигналу из операционного блока 3. Блок 41 сбора данных о периметре получает информацию о периметре, характеризующую размер измерительного участка, и вводит информацию о периметре в блок 43 определения напряжения возбуждения клапана. Блок 43 определения напряжения возбуждения клапана определяет напряжение (в дальнейшем, напряжение Ev возбуждения) для приведения в действие клапана 22 на основании информации о периметре. CPU 40 выдает сигнал управления в схему 27 возбуждения клапана в соответствии с напряжением Ev возбуждения, вычисленным блоком 43 определения напряжения возбуждения клапана. Кроме того, CPU 40 исполняет предварительно заданную программу, хранящуюся в памяти 6, и выдает сигнал управления в схему 26 возбуждения насоса по входному рабочему сигналу из операционного блока 3.
Схема 26 возбуждения насоса и схема 27 возбуждения клапана приводят в действие насос 21 и клапан 22 в соответствии с сигналами управления. Насос 21 приводится в действие под управлением схемы 26 возбуждения насоса в соответствии с сигналом управления, выдаваемым из CPU 40, и насос 21 впрыскивает текучую среду в камеру 13 для текучей среды. Открытие/закрытие и ширина (далее называемая проходом) отверстия клапана 22 регулируются схемой 27 возбуждения клапана в соответствии с сигналом управления, выдаваемым из CPU 40, и текучая среда выпускается из камеры 13 для текучей среды через клапан 22.
Датчик 23 давления является емкостным датчиком давления, и значение емкости датчика 23 давления изменяется в зависимости от внутреннего давления в камере 13 для текучей среды. Схема 28 генерации формирует сигнал с частотой колебаний соответственно значению емкости датчика 23 давления, и сигнал подается в CPU 40. CPU 40 исполняет предварительно заданную процедуру на основании изменения внутреннего давления в камере 13 для текучей среды, полученного из датчика 23 давления, и выводит сигналы управления в схему 26 возбуждения насоса и схему 27 возбуждения клапана, в зависимости от результата процедуры. Кроме того, CPU 40 вычисляет значение кровяного давления на основании изменения внутреннего давления в камере 13 для текучей среды, полученного из датчика 23 давления, и выполняет процедуру для обеспечения отображения результата измерения на дисплее 4, то есть, вывода данных отображения и сигнала управления на дисплей 4. Кроме того, CPU 40 выполняет процедуру для сохранения значения кровяного давления в памяти 7.
Первый конкретный пример процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя 32 измерения на сфигмоманометре 1, описан ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, представленную на фиг. 2. Процедура, показанная на блок-схеме последовательности операций, представленной на фиг. 2, осуществляется выдачей в CPU 40 команды на исполнение предварительно заданной программы, хранящейся в памяти 6.
Как показано на фиг. 2, CPU 40 контролирует входной рабочий сигнал из операционного блока 3. Когда CPU 40 обнаруживает, что переключатель 32 измерения срабатывает, блок 41 сбора данных о периметре в CPU 40 получает информацию о периметре, характеризующую периметр измерительного участка, т.е. размер измерительного участка, на этапе S101. В приведенном варианте осуществления, переключатель, составляющий операционный блок 3 и т.п., используют для ввода информации о периметре, например, «увеличенный» и «тонкий», во время измерения, и блок 41 сбора данных о периметре получает информацию о периметре из рабочего сигнала, выдаваемого операционным блоком 3.
Следует отметить, что способ получения информации о периметре, выполняемый блоком 41 сбора данных о периметре, не ограничен вышеописанным способом. Например, во втором конкретном примере процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя 32 измерения в сфигмоманометре 1, информация о периметре может быть получена на этапах S201-S205, вместо этапа S101, как показано на фиг. 3. В частности, на этапе S201, CPU 40 выдает в схему 26 возбуждения насоса сигнал управления для приведения в действие насоса 21 ранее определенным, предварительно заданным напряжением и приводит в действие насос 21 предварительно заданным напряжением, и, тем самым, нагнетает давление в камере 13 для текучей среды, пока в камере 13 для текучей среды не будет получено ранее определенное, предварительно заданное давление. Когда в камере 13 для текучей среды достигается предварительно заданное давление (Да на этапе S203), CPU 40 сохраняет время нагнетания давления, за которое в камере 13 для текучей среды достигается предварительно заданное давление, на этапе S205. Как показано на фиг. 4A, в случае, когда напряжение возбуждения насоса 21 является одинаковым, скорость нагнетания давления снижается, когда периметр измерительного участка увеличивается. Поэтому, как показано на фиг. 4B, время нагнетания давления увеличивается, когда увеличивается периметр измерительного участка. То есть, время нагнетания давления, за которое в камере 13 для текучей среды достигается предварительно заданное давление, считается показателем, характеризующим периметр измерительного участка. Соответственно, блок 41 сбора данных о периметре получает время нагнетания давления, сохраненное в памяти, на этапе S205 в качестве информации о периметре. В качестве альтернативы, блок 41 сбора данных о периметре может извлекать информацию о периметре, аналогичным образом, из давления в камере 13 для текучей среды и числа оборотов насоса 21, вместо получения упомянутой информации на основании времени нагнетания давления. В другом примере, ткань (не показана) для наложения камеры 13 для текучей среды обертыванием вокруг измерительного участка может содержать движковый переменный резистор, и блок 41 сбора данных о периметре может получать информацию о периметре на основании значения сопротивления, полученного из движкового переменного резистора, когда камеру 13 для текучей среды оборачивают вокруг измерительного участка.
На этапах S103, S105, CPU 40 выдает сигнал управления в схему 26 возбуждения насоса, и насос 21 нагнетает давление в камере 13 для текучей среды, пока в камере для текучей среды не будет достигнуто ранее определенное, предварительно заданное давление. Когда в камере 13 для текучей среды будет достигнуто предварительно заданное давление (Да на этапе S105), CPU 40 выдает сигнал управления в схему 26 возбуждения насоса на этапе S107, и нагнетание давления в камере 13 для текучей среды прекращается. После этого, на этапе S109, блок 43 определения напряжения возбуждения клапана в CPU 40 определяет напряжение Ev возбуждения клапана 22 на основании информации о периметре, полученной на этапе S101 или этапах S201-S205. На этапе S111, CPU 40 выдает сигнал управления в схему 27 возбуждения клапана, чтобы привести в действие клапан 22, с выдерживанием напряжения Ev возбуждения, вычисленным на этапе S109, и начинает сброс давления в камере 13 для текучей среды. На этапе, CPU 40 выделяет колебательный компонент, обусловленный изменением объема артерии и наложенный на внутреннее давление в камере 13 для текучей среды, полученный в процессе декомпрессии, и вычисляет значение кровяного давления в соответствии с предварительно заданным методом вычисления. Следует отметить, что, в случае, когда скорость сброса давления является, на этапе S111, слишком высокой для вычисления значения кровяного давления на этапе S113, или, напротив, скорость сброса давления является, на этапе S111, слишком низкой для выпуска текучей среды (Нет на этапе S114), то CPU 40 определяет появление ошибки на этапе S117 и выдает сигнал управления в схему 27 возбуждения клапана для открытия клапана 22, чтобы быстро выпустить текучую среду из камеры 13 для текучей среды. В другом случае, т.е., когда значение кровяного давления вычислено на этапе S113 (Да на этапе S114), клапан 22 открывается по сигналу управления, выдаваемому из CPU 40, на этапе S115, чтобы выпустить текучую среду из камеры 13 для текучей среды.
Ниже описано определение напряжения Ev возбуждения в блоке 43 определения напряжения возбуждения клапана, на этапе S109.
В данном случае, когда напряжения Ev возбуждения выдерживается равным постоянному напряжению, степень изменения скорости сброса давления в отношении к давлению в камере для текучей среды различается в зависимости от периметра измерительного участка, как показано на фиг. 5. Данное свойство более точно описано ниже со ссылкой на фиг. 5. Чем меньше периметр измерительного участка, тем больше степень изменения скорости сброса давления. Чем больше периметр измерительного участка, тем меньше степень изменения скорости сброса давления. Другими словами, как можно предположить из зависимости, показанной на фиг. 5, периметр измерительного участка является параметром для определения напряжения Ev возбуждения.
На этапе S109, блок 43 определения напряжения возбуждения клапана использует зависимость, показанную на фиг. 5, для определения напряжения Ev возбуждения. В конкретном примере, блок 43 определения напряжения возбуждения клапана определяет напряжение Ev возбуждения посредством подстановки информации о периметре, полученной на этапе S101 или этапах S201-S205, в следующее выражение (1).
Выражение (1)
Напряжение Ev возбуждения = α × информация о периметре + β.
Когда вышеприведенное выражение (1) используют на этапе S109, напряжение Ev возбуждения определяется как абсолютная величина, пропорциональная периметру измерительного участка, как показано на фиг. 6.
Следует отметить, что, в случае, когда периметр измерительного участка является одним и тем же, степень изменения скорости сброса давления в отношении к давлению в камере 13 для текучей среды различается в зависимости от прохода клапана 22, т.е. абсолютной величины напряжения возбуждения, как показано на фиг. 7. Данное свойство более точно описано ниже со ссылкой на фиг. 7. Чем больше проход клапана 22, тем больше степень изменения скорости сброса давления. Чем меньше проход, тем меньше степень изменения скорости сброса давления. Поэтому, в соответствии с зависимостью, показанной на фиг. 7, проход, предпочтительно, имеет такой размер, чтобы скорость сброса давления в камере 13 для текучей среды между вычислением систолического кровяного давления и вычислением диастолического кровяного давления находилась в пределах предварительно заданного диапазона скоростей. В частности, проход, предпочтительно, имеет упомянутый размер, обеспечивающий такую скорость сброса давления, что число пульсаций, определяемых между систолическим артериальным давлением и диастолическим артериальным давлением в процессе сброса давления, равно или больше, чем предварительно заданное число. В более предпочтительном варианте, вышеупомянутое «предварительно заданное число» равно пяти. Данное условие связано с тем, что, как изложено в нерассмотренной опубликованной заявке на патент Японии № 2001-70263, поданной заявителем настоящей заявки, настройку, с учетом выполнения алгоритма измерения в процессе сброса давления, целесообразно делать такой, чтобы регулировать скорость сброса давления таким образом, чтобы между систолическим артериальным давлением и диастолическим артериальным давлением в процессе сброса давления измерялось около пяти пульсаций. Скорость сброса давления, допускающая измерение, по меньшей мере, пяти пульсаций между систолическим артериальным давлением и диастолическим артериальным давлением в процессе сброса давления, может быть получена, например, экспериментально и т.п. и, как принято считать, заранее записана в памяти 6. В частности, значение скорости сброса давления, предпочтительно, находится в приблизительных пределах от 3 мм рт. ст./сек до 13 мм рт. ст./сек. Поэтому, коэффициенты α, β в вышеприведенном выражении (1) могут иметь такие значения, которые обеспечивают, чтобы, при измерении кровяного давления, скорость сброса давления в камере 13 для текучей среды в диапазоне вблизи значения кровяного давления находилась в диапазоне заданной скорости сброса давления, т.е., приблизительно, от 3 мм рт. ст./сек до 13 мм рт. ст./сек. Упомянутые коэффициенты α, β могут быть получены, например, экспериментально и т.п. и, как принято считать, заранее записаны в памяти 6. В вышеприведенном примере, напряжение Ev возбуждения определяют вводом полученной информации о периметре в вышеприведенное выражение (1) на этапе S109. В альтернативном варианте, вместо выражения (1), память 6 может хранить таблицу, задающую зависимость между информацией о периметре и напряжением Ev возбуждения, и блок 43 определения напряжения возбуждения клапана может считывать напряжение Ev возбуждения, соответствующее полученной информации о периметре из таблицы.
[Модификация 1]
Ниже, со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг. 8, приведено описание модификации процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя 32 измерения в сфигмоманометре 1. Процедура, показанная на фиг. 8, выполняется таким же образом, как во втором конкретном примере, показанном на фиг. 3. То есть, на этапах S201-S205, периметр измерительного участка оценивается на основании времени нагнетания давления, за которое давление в камере 13 для текучей среды достигает предварительно заданного давления, и, в последующем процессе сброса давления, CPU 40 оценивает значение систолического кровяного давления на основании изменения внутреннего давления в камере 13 для текучей среды, полученного из датчика 23 давления на этапе, на этапе S301. На этапе S303 вычисляется давление в камере 13 для текучей среды в конце процесса нагнетания давления. Сфигмоманометр 1 выполнен с возможностью вычисления значения систолического кровяного давления на основании изменения внутреннего давления в камере 13 для текучей среды, полученного в процессе сброса давления после того, как давление в камере 13 для текучей среды нагнетено до предварительно заданного давления. Соответственно, на этапе S303, CPU 40, предпочтительно, вычисляет, в качестве давления в конце нагнетания давления, значение давления, превышающее значение систолического кровяного давления, оцененное на этапе S301, на предварительно заданное значение давления. После того, как давление в камере 13 для текучей среды достигает давления в конце нагнетания давления, вычисленного на этапе S303, (Да на этапе S105'), выполняется определение напряжения Ev возбуждения таким же образом, как в процедуре, показанной на фиг. 2 и 3, и вычисляется значение кровяного давления в процессе сброса давления, при котором управление выполняется так, чтобы приводить в действие клапан, с выдерживанием, при этом, напряжения Ev возбуждения.
В данной модификации, на этапе S109, блок 43 определения напряжения возбуждения клапана определяет напряжение Ev возбуждения с учетом значения систолического кровяного давления, оцененного на этапе S301, вместо или в дополнение к вышеописанной зависимости, показанной на фиг. 5. В конкретном примере, блок 43 определения напряжения возбуждения клапана определяет напряжение Ev возбуждения подстановкой информации о периметре, полученной на этапе S101 или этапах S201-S205, в следующее выражение (2).
Напряжение Ev возбуждения = α × информация о периметре + β + величина S смещения,
Выражение (2)
Величина S смещения = оценочное значение систолического кровяного давления × γ.
В данной модификации, вышеприведенное выражение (2) используют на этапе S109. Соответственно, как показано на фиг. 9, напряжение Ev возбуждения определяется как абсолютная величина, пропорциональная периметру измерительного участка и в соответствии с оценочным систолическим артериальным давлением. В вышеприведенном конкретном примере предполагается, что величина S смещения вычисляется на основании оценочного значения систолического кровяного давления. В альтернативном варианте, величина S смещения может быть вычислена на основании оценочного значения диастолического кровяного давления, пульсового кровяного давления или периода пульсовой волны.
Поэтому, в соответствии с зависимостью, описанной со ссылкой на фиг. 7, проход имеет, предпочтительно, такой размер, который обеспечивает, чтобы, при измерении кровяного давления, скорость сброса давления в камере 13 для текучей среды в диапазоне вблизи значения кровяного давления находилась в диапазоне заданной скорости сброса давления. Соответственно, коэффициент γ в вышеприведенном выражении (2) также может иметь такое значение, которое обеспечивает, чтобы скорость сброса давления в камере 13 для текучей среды в период от вычисления систолического кровяного давления до вычисления диастолического кровяного давления находилась в диапазоне заданной скорости сброса давления, т.е., приблизительно, от 3 мм. рт. ст./сек до 13 мм. рт. ст./сек.
На этапе S111, CPU 40 выполняет управление так, чтобы приводить в действие клапан 22, с выдерживанием, при этом, напряжения Ev возбуждения, определенного на этапе S109. То есть, регулировка прохода клапана 22 выполняется так, чтобы выдерживать его постоянное значение в процессе сброса давления. Соответственно, в процессе сброса давления, скорость сброса давления в камере 13 для текучей среды изменяется, как показано на фиг. 10A, в зависимости от изменения давления в камере 13 для текучей среды. В частности, как можно видеть из фиг. 10A, когда давление в камере 13 для текучей среды равно или меньше, чем некоторое давление, скорость сброса давления в камере 13 для текучей среды имеет почти одинаковое давление, независимо от абсолютной величины периметра измерительного участка, и не изменяется при последующем изменении (сбросе) давления. В процессе сброса давления, величина выпуска из клапана 22 под давлением в камере 13 для текучей среды изменяется, как показано на фиг. 10B, в зависимости от изменения давления в камере 13 для текучей среды. В частности, как можно видеть из фиг. 10B, когда давление в камере 13 для текучей среды равно или меньше, чем некоторое давление, величина выпуска из клапана 22 имеет значение, зависящее от периметра измерительного участка, и не изменяется при последующем изменении (сбросе) давления. Другими словами, из зависимости, показанной на фиг. 10A и 10B, очевидно, что управление для обеспечения постоянного напряжения Ev возбуждения, т.е. управление для обеспечения постоянного прохода клапана 22, эквивалентно управлению напряжением Ev возбуждения для обеспечения пропорциональной зависимости между величиной выпуска из клапана 22 и скоростью сброса давления в камере 13 для текучей среды.
В сфигмоманометре 1, CPU 40 осуществляет управление описанным выше способом, что обеспечивает почти пропорциональную зависимость между величиной потока текучей среды из камеры 13 для текучей среды и скоростью сброса давления. Соответственно, можно добиться почти постоянной точности определения изменения величины кровеносного сосуда, и точность определения можно повысить. Поэтому, как показано на фиг. 10C, независимо от изменения давления в камере 13 для текучей среды, амплитуда пульсовой волны в состоянии компрессии по отношению к постоянному изменению величины может быть постоянной величиной, соответствующей периметру измерительного участка.
На фиг. 11 приведены диаграммы, представляющие зависимость между давлением в камере 13 для текучей среды и зарегистрированной амплитудой пульсовой волны. Диаграмма (A) представляет изменение давления в камере 13 для текучей среды в зависимости от истекшего времени и изменение давления для давления в артерии. На диаграмме (A), пунктирная линия A характеризует изменение давления в камере 13 для текучей среды в случае, когда давление в камере для текучей среды регулируется с целью сброса давления с постоянной скоростью в обычном примере. Напротив, в сфигмоманометре 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления, изменение давления в камере 13 для текучей среды характеризуется сплошной линией В для случая, когда напряжение Ev возбуждения является постоянным, т.е. давление в камере для текучей среды регулируется так, чтобы давление сбрасывалось при постоянном проходе клапана 22. В сфигмоманометре 1, напряжение Ev возбуждения является постоянным, т.е. давление в камере для текучей среды регулируется так, чтобы давление сбрасывалось при постоянном проходе клапана 22. Соответственно, давление в артерии измеряется как показано на диаграмме (C), тогда как, в обычном примере, упомянутое давление измеряется в зависимости от изменения (сброса) давления в камере 13 для текучей среды, как показано на диаграмме (B). В частности, на диаграмме (С), пунктирная линия представляет отрезки линий, полученные соединением каждого измеренного значения давления в артерии, как показано на диаграмме (B). Как показано на фиг. 34 и 35, в обычном сфигмоманометре с такой регулировкой давления в камере для текучей среды, чтобы сбрасывать давление в камере для текучей среды с постоянной скоростью, точность определения изменения объема кровеносного сосуда в области, в которой давление в камере для текучей среды является низким, ниже, чем в области, в которой давление в камере для текучей среды является высоким, даже когда давление в артерии является одинаковым. Напротив, как очевидно из сравнения между диаграммами (B) и (C), сфигмоманометр 1 в соответствии с настоящим вариантом осуществления обеспечивает значительно большую точность определения изменения объема кровеносного сосуда в области, в которой давление в камере 13 для текучей среды является низким, по сравнению с точностью определения обычного сфигмоманометра с такой регулировкой давления в камере для текучей среды, чтобы сбрасывать давление в камере для текучей среды с постоянной скоростью. Аналогично, вышеизложенное указывает, что точность определения изменения величины кровеносного сосуда повышается в области, в которой давление является высоким.
В вышеприведенном примере, в процессе сброса давления на этапе S111, CPU 40 выдерживает напряжение Ev возбуждения равным напряжению Ev возбуждения, полученному блоком 43 определения напряжения возбуждения клапана на этапе S109, т.е., осуществляет управление для выдерживания постоянного значения напряжения Ev возбуждения. Однако, сфигмоманометр 1 может дополнительно содержать расходомер 55 для измерения величины выпуска из клапана 22, как показано на фиг. 12, в дополнение к вышеописанной конфигурации устройства, и в процессе сброса давления, блок 43 определения напряжения возбуждения клапана может корректировать напряжение Ev возбуждения, чтобы обеспечивать пропорциональную зависимость между величиной выпуска из клапана 22 и скоростью сброса давления. В данном случае, CPU 40 осуществляет управление с обратной связью, чтобы изменять напряжение Ev возбуждения до напряжения Ev возбуждения, определяемого согласно конкретной отметке времени, например, через предварительно заданный интервал времени, и выдерживает напряжение Ev возбуждения. Данный вид управления с обратной связью обеспечивает почти пропорциональную зависимость между величиной потока текучей среды, выпускаемой из камеры 13 для текучей среды, и скоростью сброса давления. Следовательно, амплитуду пульсовой волны в состоянии компрессии по отношению к постоянному изменению величины кровеносного сосуда можно выдерживать почти на постоянном уровне, и точность измерений можно повысить.
[Вторая модификация]
Аппаратная конфигурация сфигмоманометра 1-1, т.е. модификации сфигмоманометра 1, описана ниже со ссылкой на фиг. 13. Как показано на фиг. 13, сфигмоманометр 1-1 дополнительно содержит емкость 54, хранящую текучую среду, не находящуюся под давлением, и соединенную с камерой 13 для текучей среды трубкой 10, в дополнение к аппаратной конфигурации сфигмоманометра 1, показанной на фиг. 1. Емкость 54 соединена с насосом 51 и клапаном 52. Насос 51 и клапан 52, соответственно, соединены со схемой 56 возбуждения насоса и схемой 57 возбуждения клапана. Кроме того, схема 56 возбуждения насоса и схема 57 возбуждения клапана соединены с CPU 40. CPU 40 исполняет предварительно заданную программу, хранящуюся в памяти 6, на основании входного рабочего сигнала из операционного блока 3. CPU 40 определяет напряжения для приведения в действие насоса 51 и клапана 52 и выдает сигналы управления в схему 56 возбуждения насоса и схему 57 возбуждения клапана в соответствии с определенными напряжениями. Когда приводится в действие насос 51, текучая среда, не находящаяся под давлением, вытекает из емкости 54 в камеру 13 для текучей среды по трубке 10. Когда приводится в действие клапан 52, текучая среда, не находящаяся под давлением, выпускается из камеры 13 для текучей среды.
На участке, соединяющем камеру 13 для текучей среды и клапан 22, расположен фильтр 9. Фильтр 9, предпочтительно, изготовлен из материала, который допускает прохождение текучей среды, но не допускает прохождение текучей среды, не находящейся под давлением, чтобы предотвращать вытекание текучей среды, не находящейся под давлением, из клапана 22, который служит для впрыска текучей среды в камеру 13 для текучей среды или выпускает текучую среду из камеры 13 для текучей среды, когда текучая среда, не находящаяся под давлением, перетекает из емкости 54 в камеру 13 для текучей среды.
Конкретный пример процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя 32 измерения в сфигмоманометре 1-1, описан ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг. 14. Процедура, представленная блок-схемой последовательности операций, показанной на фиг. 14, обеспечивается выдачей в CPU 40 команды на выполнение предварительно заданной программы, хранящейся в памяти 6.
Как показано на фиг. 14, в данной модификации, на этапе S1401, CPU 40 выдает сигнал управления в схему 27 возбуждения клапана для закрытия клапана 22 и перекрывает впуск и выпуск текучей среды в/из камеры 13 для текучей среды. Затем, на этапе S1403, выдается сигнал управления в схему 56 возбуждения насоса для приведения в действие насоса 51, и текучая среда, не находящаяся под давлением, перетекает из емкости 54 в камеру 13 для текучей среды, пока давление в камере 13 для текучей среды не достигнет ранее определенного, предварительно заданного давления, или скорость нагнетания давления в камере 13 для текучей среды не достигнет предварительно заданного значения. То есть, текучая среда, не находящаяся под давлением, перемещается из емкости 54 в камеру 13 для текучей среды. Когда внутреннее давление в камере 13 для текучей среды достигает предварительно заданного давления, или скорость нагнетания давления в камере 13 для текучей среды достигает предварительно заданной скорости нагнетания давления, (Да на этапе S1405), CPU 40 выдает сигнал управления в схему 57 возбуждения клапана для закрытия клапана 52 на этапе S1407 и перекрывает впуск текучей среды, не находящейся под давлением, в камеру 13 для текучей среды. Затем, после закрытия, CPU 40 выдает сигнал управления в схему 27 возбуждения клапана для открывания клапана 22 на этапе S1409 и понижает давление в камере 13 для текучей среды. Таким образом, в камеру 13 для текучей среды впрыскивается предварительно заданная величина текучей среды, не находящейся под давлением, и, кроме того, внутреннее давление становится равным атмосферному давлению.
Затем, этапы S103-S107 процедуры выполняются таким же образом, как этапы процедуры в соответствии с первым вариантом осуществления, и давление в камере 13 для текучей среды нагнетается, пока давление в камере 13 для текучей среды не достигнет ранее определенного, предварительно заданного давления. В данном состоянии, нагнетание давления в камере 13 для текучей среды прекращается. Затем, на этапе S111 сбрасывается давление в камере 13 для текучей среды, и одновременно вычисляется значение кровяного давления на этапе S113.
Когда сфигмоманометр 1-1 завершает вычисление значения кровяного давления (Да на этапе S1411), CPU 40 выдает сигнал управления в схему 57 возбуждения клапана для открывания клапана 52 на этапе S1413 и выпуска текучей среды, не находящейся под давлением, из камеры 13 для текучей среды. Затем, на этапе S115, открывается клапан 22 по сигналу управления, выданному из CPU 40, и текучая среда выпускается из камеры 13 для текучей среды.
Сфигмоманометр 1-1 имеет следующие отличия. Перед нагнетанием давления в камере 13 для текучей среды на этапе S103, сфигмоманометр 1-1 впрыскивает предварительно заданную величину текучей среды, не находящейся под давлением, в камеру 13 для текучей среды для увеличения объема камеры 13 для текучей среды, что уменьшает объем текучей среды, втекающей в камеру 13 для текучей среды. Соответственно, по сравнению со способом побуждения протекания всей текучей среды из исходного состояния, в сфигмоманометре 1-1 уменьшается изменение объема камеры 13 для текучей среды в области, где внутреннее давление в камере 13 для текучей среды является таким низким, как на участке A на фиг. 33, как изложено выше со ссылкой на фиг. 33. Поэтому, в сфигмоманометре 1-1 можно повысить точность определения изменения объема кровеносного сосуда.
В вышеприведенном примере, изменение объема камеры 13 для текучей среды в области низкого давления уменьшается посредством протекания текучей среды, не находящейся под давлением, в камеру 13 для текучей среды. В альтернативном варианте, изменение объема можно уменьшить посредством предварительного размещения наполнительного элемента в камере 13 для текучей среды. Например, как показано на фиг. 15A, можно обеспечить предварительную подачу гелеобразного материала, например, микрогранул, выполняющего функцию наполнительного материала, в камеру 13 для текучей среды. Кроме того, например, как показано на фиг. 15B и 15C, в камере 13 для текучей среды можно расположить упругий материал, например, пористый материал и пружину, выполняющий функцию наполнительного материала. Когда подобные наполнительные материалы предварительно располагают в камере 13 для текучей среды, объем камеры 13 для текучей среды можно увеличить до нагнетания давления в камере 13 для текучей среды. Следует отметить, что наполнительный материал не ограничен вышеупомянутым гелеобразным материалом и упругим элементом. Наполнительный материал может быть другим материалом. В альтернативном варианте, наполнительный материал может быть комбинацией из упомянутых материалов.
Кроме того, можно сочетать управление сфигмоманометра 1 в соответствии с первым вариантом осуществления в процессе сброса давления и конфигурацию сфигмоманометра 1-1 в соответствии с модификацией. То есть, в рамках процедур сфигмоманометра 1-1, процедура этапа S109 может выполняться после того, как нагнетание давления в камере 13 для текучей среды прекращается на этапе S107, и давление в камере 13 для текучей среды может сбрасываться с управлением в виде регулировки для выдерживания постоянного прохода клапана 22. Соответственно, зависимость между величиной потока текучей среды, выпускаемой из камеры 13 для текучей среды, и скоростью сброса давления может быть приближена к пропорциональной зависимости. Следовательно, можно обеспечить почти постоянную точность определения изменения объема кровеносного сосуда, и точность определения можно повысить.
[Второй вариант осуществления]
Ниже приведено описание второго варианта осуществления устройства для измерения кровяного давления, предназначенного для измерения кровяного давления в процессе нагнетания давления в камере для текучей среды.
Как показано на фиг. 16, сфигмоманометр 1', выполняющий функцию устройства для измерения кровяного давления в соответствии со вторым вариантом осуществления, имеет почти такую же аппаратную конфигурацию, как сфигмоманометр 1 в соответствии с первым вариантом осуществления, показанный на фиг. 1.
В сфигмоманометре 1' в соответствии со вторым вариантом осуществления, CPU 40 содержит блок 45 определения напряжения возбуждения насоса, вместо блока 43 определения напряжения возбуждения клапана. Блок 41 сбора данных о периметре и блок 45 определения напряжения возбуждения насоса формируются в CPU 40 посредством выдачи в CPU 40 команды на исполнение предварительно заданной программы, хранимой в памяти 6, по входному рабочему сигналу из операционного блока 3. Блок 41 сбора данных о периметре получает информацию о периметре, характеризующую размер измерительного участка, и вводит информацию о периметре в блок 45 определения напряжения возбуждения насоса. Блок 45 определения напряжения возбуждения насоса определяет управляющий параметр Ap для управления напряжением (в дальнейшем, напряжением Ep возбуждения) для приведения в действие насоса 21, на основании информации о периметре. Далее, блок 45 определения напряжения возбуждения насоса определяет напряжение Ep возбуждения на основании управляющего параметра Ap и внутреннего давления P, т.е. давления в камере 13 для текучей среды, измеренного датчиком 23 давления, подаваемого при посредстве схемы 28 генерации. CPU 40 выдает в схему 26 возбуждения насоса сигнал управления в соответствии с напряжением Ep возбуждения, вычисленным блоком 45 определения напряжения возбуждения насоса. Кроме того, CPU 40 исполняет предварительно заданную программу, хранящуюся в памяти 6, и выдает сигнал управления в схему 27 возбуждения клапана на основании входного рабочего сигнала из операционного блока 3.
Конкретный пример процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя 32 измерения на сфигмоманометре 1', описан ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, представленную на фиг. 17. Процедура, изображенная на блок-схеме последовательности операций, представленной на фиг. 17, осуществляется выдачей в CPU 40 команды на исполнение предварительно заданной программы, хранящейся в памяти 6.
Как показано на фиг. 17, блок 41 сбора данных о периметре в CPU 40 получает информацию о периметре, характеризующую периметр измерительного участка, т.е. размер измерительного участка, подобно тому, как на этапе S101 процедуры, показанной на фиг. 2, в первом варианте осуществления. Во втором варианте осуществления, как поясняется для первого варианта осуществления со ссылкой на фиг. 3 и 4, в качестве информации о периметре может быть получено время нагнетания давления, за которое давление в камере 13 для текучей среды достигает предварительно заданного давления. В качестве альтернативы, как пояснялось выше, когда ткань (не показана) для наложения камеры 13 для текучей среды обертыванием вокруг измерительного участка содержит движковый переменный резистор, информация о периметре может быть получена на основании значения сопротивления, полученного из движкового переменного резистора.
На этапе S401, блок 45 определения напряжения возбуждения насоса в CPU 40 определяет управляющий параметр Ap для управления напряжением Ep возбуждения насоса 21 на основании информации о периметре, полученной на этапе S101.
На этапе S403, CPU 40 использует внутреннее давление P и управляющий параметр Ap, полученные на этапе S401, для определения напряжения Ep возбуждения и выдает, в схему 26 возбуждения насоса, сигнал управления для приведения в действие насоса 21 с использованием определенного напряжения Ep возбуждения, что обеспечивает нагнетание давления в камере 13 для текучей среды. Следует отметить, что, на этапе S403, CPU 40 выполняет вышеописанные процедуры с предварительно заданной отметкой времени для определения напряжения Ep возбуждения в зависимости от изменения внутреннего давления в камере 13 для текучей среды. Примеры предварительно заданных отметок времени содержат предварительно заданный интервал времени, отметку времени, в которой давление в камере 13 для текучей среды достигает предварительно заданного давления и т.п. Затем, на этапе S113', CPU 40 выделяет колебательный компонент, обусловленный изменением объема артерии и наложенный на внутреннее давление в камере 13 для текучей среды, полученный в процессе декомпрессии, и вычисляет значение кровяного давления в соответствии с предварительно заданным методом вычисления. Следует отметить, что, в случае, когда скорость нагнетания давления является, на этапе S403, слишком высокой для вычисления значения кровяного давления на этапе S113', или, напротив, скорость сброса давления является, на этапе S403, слишком низкой для нагнетания давления текучей среды (Нет на этапе S114), то CPU 40 определяет появление ошибки на этапе S117 и выдает сигнал управления в схему 27 возбуждения клапана для открытия клапана 22, чтобы быстро выпустить текучую среду из камеры 13 для текучей среды. В другом случае, т.е., когда значение кровяного давления вычислено на этапе S113' (Да на этапе S114), клапан 22 открывается по сигналу управления, выдаваемому из CPU 40, на этапе S115, чтобы выпустить текучую среду из камеры 13 для текучей среды.
Ниже описано определение управляющего параметра Ap в блоке 45 определения напряжения возбуждения насоса на этапе 401 и определение напряжения Ep возбуждения в блоке 45 определения напряжения возбуждения насоса на этапе S403.
На фиг. 18 представлена диаграмма, отражающая, для каждого периметра измерительного участка, зависимость между давлением в камере 13 для текучей среды и скоростью нагнетания давления, когда выдерживается постоянное напряжение Ep возбуждения. Как показано на фиг. 18, чем меньше периметр измерительного участка, тем больше общая скорость нагнетания давления. С другой стороны, чем больше периметр измерительного участка, тем меньше общая скорость нагнетания давления. Кроме того, чем меньше периметр измерительного участка, тем больше степень изменения скорости нагнетания давления. Чем больше периметр измерительного участка, тем меньше степень изменения скорости нагнетания давления. Другими словами, как можно предположить из зависимости, показанной на фиг. 18, периметр измерительного участка является параметром для определения напряжения Ep возбуждения.
Соответственно, на этапе S401, блок 45 определения напряжения возбуждения насоса использует зависимость, показанную на фиг. 18, для определения управляющего параметра Ap. В конкретном примере, блок 45 определения напряжения возбуждения насоса определяет управляющий параметр Ap посредством подстановки информации о периметре, полученной на этапе S101 или этапе S201, в следующее выражение (3).
Выражение (3)
Управляющий параметр Ap = α' × информация о периметре + β'.
На фиг. 19 приведена диаграмма, представляющая, для каждого напряжения Ep возбуждения, зависимость между давлением в камере 13 для текучей среды и скоростью притока текучей среды в камеру 13 для текучей среды, т.е. величину притока в единицу времени, в случае, когда периметр измерительного участка имеет некоторый постоянный размер. Как показано на фиг. 19, чем больше (выше) напряжение Ep возбуждения, т.е. чем больше движущая сила насоса 21, тем больше общая скорость притока. Напротив, чем меньше (ниже) напряжение Ep возбуждения, т.е. чем меньше движущая сила насоса 21, тем меньше общая скорость притока. Кроме того, чем больше напряжение Ep возбуждения, тем больше степень изменения скорости притока. Чем меньше напряжение Ep возбуждения, тем меньше степень изменения скорости притока.
Соответственно, на этапе S403, блок 45 определения напряжения возбуждения насоса использует зависимость, показанную на фиг. 19, для определения напряжения Ep возбуждения. В конкретном примере, блок 45 определения напряжения возбуждения насоса определяет напряжение Ep возбуждения подстановкой управляющего параметра Ap и внутреннего давления P в камере 13 для текучей среды, полученных вышеописанным образом, в следующее выражение (4).
Выражение (4)
Напряжение Ep возбуждения = управляющий параметр Ар × внутреннее давление P.
Когда на этапах S401, S403 используются вышеприведенные выражения (3), (4), напряжение Ep возбуждения определяется как абсолютная величина, пропорциональная периметру измерительного участка и внутреннему давлению P, как показано на фиг. 20. Кроме того, на этапе S403, когда давление в камере 13 для текучей среды достигает предварительно заданного давления на этапе S105, напряжение Ep возбуждения определяется вышеописанным образом, и далее выполняется процесс нагнетания давления. Аналогично, впоследствии, напряжение Ep возбуждения может определяться (корректироваться) в соответствии с предварительно заданной отметкой времени. Когда напряжение Ep возбуждения определяется по вышеупомянутой отметке времени, блок 45 определения напряжения возбуждения насоса определяет напряжение Ep возбуждения подстановкой внутреннего давления P в выражение (3).
В частности, напряжение Ep возбуждения, предпочтительно, имеет абсолютную величину, обеспечивающую такую скорость нагнетания давления, что число пульсаций, определяемых между систолическим артериальным давлением и диастолическим артериальным давлением в процессе нагнетания давления, равно или больше, чем предварительно заданное число. В более предпочтительном варианте, вышеупомянутое «предварительно заданное число» равно пяти. Скорость нагнетания давления, допускающая измерение, по меньшей мере, пяти пульсаций между систолическим артериальным давлением и диастолическим артериальным давлением в процессе нагнетания давления, предпочтительно, находится в приблизительных пределах от 3 мм рт. ст./сек до 13 мм рт. ст./сек. Соответственно, коэффициенты α', β' в вышеприведенном выражении (3) могут иметь такие значения, которые обеспечивают, чтобы скорость нагнетания давления в камере 13 для текучей среды от вычисления систолического кровяного давления до вычисления диастолического кровяного давления была в диапазоне заданной скорости нагнетания давления, т.е., приблизительно, от 3 мм рт. ст./сек до 13 мм рт. ст./сек. Упомянутые коэффициенты α', β' могут быть получены, например, экспериментально, из зависимости, показанной на фиг. 19, и т.п. и, как предполагается, заранее записаны в память 6 сфигмоманометра 1'. В вышеприведенном примере, управляющий параметр Ap определяется вводом полученной информации о периметре в вышеприведенное выражение (3) на этапе S401. В качестве альтернативы, вместо выражения (3), память 6 может хранить таблицу, задающую зависимость между информацией о периметре и управляющим параметром Ap, и блок 45 определения напряжения возбуждения насоса может считывать управляющий параметр Ap, соответствующий полученной информации о периметре, из таблицы. Аналогично, вместо выражения (4), память 6 может хранить таблицу, задающую зависимость между информацией о периметре и напряжением Ep возбуждения, и блок 45 определения напряжения возбуждения насоса может считывать напряжение Ep возбуждения, соответствующее полученной информации о периметре, из таблицы.
На этапе S403, CPU 40 корректирует напряжение Ep возбуждения в соответствии с внутренним давлением P, при одновременном нагнетании давления в камере 13 для текучей среды. Соответственно, в процессе нагнетания давления, величина притока текучей среды в камеру 13 для текучей среды в единицу времени регулируется, как показано на фиг. 21A, в соответствии с давлением в камере 13 для текучей среды. При этом, скорость нагнетания давления в камере 13 для текучей среды изменяется (нагнетается), как показано на фиг. 21В, в соответствии с изменением давления в камере 13 для текучей среды. Соответственно, сфигмоманометр 1' обеспечивает почти пропорциональную зависимость между величиной потока текучей среды, впрыскиваемой в камеру 13 для текучей среды в единицу времени, и скоростью нагнетания давления в камере 13 для текучей среды. Следовательно, можно повысить точность измерения. Поэтому, как показано на фиг. 21C, независимо от изменения давления в камере 13 для текучей среды, в отношении к постоянному изменению величины, амплитуда пульсовой волны в состоянии компрессии может быть постоянной величиной, соответствующей периметру измерительного участка.
На фиг. 22 приведена диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере 13 для текучей среды и зарегистрированной амплитудой пульсовой волны. Диаграмма (A) представляет изменение давления в камере 13 для текучей среды в зависимости от истекшего времени и изменение давления для давления в артерии. На диаграмме (A), пунктирная линия A характеризует изменение давления в камере 13 для текучей среды в случае, когда давление в камере для текучей среды регулируется с целью нагнетания давления с постоянной скоростью в обычном примере. Напротив, в сфигмоманометре 1' в соответствии с настоящим вариантом осуществления, изменение давления в камере 13 для текучей среды характеризуется сплошной линией В для случая, когда напряжение Ep возбуждения регулируется с целью коррекции и нагнетания давления в соответствии с внутренним давлением P, т.е. давлением в камере 13 для текучей среды. В сфигмоманометре 1', напряжение Ep возбуждения насоса 21 корректируется в зависимости от давления в камере 13 для текучей среды в процессе нагнетания давления. Соответственно, давление в артерии измеряется как показано на диаграмме (C), тогда как, в обычном примере, упомянутое давление измеряется в зависимости от изменения (нагнетания) давления в камере 13 для текучей среды, как показано на диаграмме (B). В частности, на диаграмме (С), пунктирная линия представляет отрезки линий, полученные соединением каждого измеренного значения давления в артерии, как показано на диаграмме (B). Как показано на фиг. 39 и 40, в обычном сфигмоманометре с такой регулировкой давления в камере для текучей среды, чтобы нагнетать давление в камере для текучей среды с постоянной скоростью, точность определения изменения величины кровеносного сосуда в области, в которой плотность текучей среды в камере для текучей среды является низкой, ниже, чем в области, в которой плотность текучей среды в камере для текучей среды является высокой, даже когда давление в артерии является одинаковым. Напротив, как очевидно из сравнения между диаграммами (B) и (C), сфигмоманометр 1' в соответствии с настоящим вариантом осуществления обеспечивает значительно большую точность определения изменения объема кровеносного сосуда в области, в которой давление в камере 13 для текучей среды является низким, по сравнению с точностью определения обычного сфигмоманометра с такой регулировкой давления в камере для текучей среды, чтобы нагнетать давление в камере для текучей среды с постоянной скоростью. Аналогично, вышеизложенное указывает, что точность определения изменения объема кровеносного сосуда повышается в области, в которой давление является высоким.
В вышеприведенном примере, в процессе нагнетания давления на этапе S403, CPU 40 корректирует напряжение Ep возбуждения на основании давления в камере 13 для текучей среды. Однако, сфигмоманометр 1' может дополнительно содержать расходомер 55 для измерения величины притока текучей среды в камеру 13 для текучей среды, как показано на фиг. 23, в дополнение к вышеописанной конфигурации устройства, и, в процессе нагнетания давления, блок 45 определения напряжения возбуждения насоса может корректировать напряжение Ep возбуждения так, чтобы поддерживать пропорциональную зависимость между величиной притока текучей среды в камеру 13 для текучей среды в единицу времени и скоростью нагнетания давления. Описанное решение позволяет также приблизить зависимость между величиной притока текучей среды в камеру 13 для текучей среды в единицу времени и скоростью нагнетания давления к пропорциональной зависимости. Следовательно, можно обеспечить почти постоянную амплитуду пульсовой волны в состоянии компрессии в отношении к постоянному изменению объема кровеносного сосуда, и точность измерения можно повысить.
[Модификация]
Ниже, со ссылкой на фиг. 24, приведено описание аппаратной конфигурации сфигмоманометра 1'-1, т.е. модификации сфигмоманометра 1'. Сфигмоманометр 1'-1 имеет такое же устройство, как сфигмоманометр 1-1. В частности, описание сфигмоманометра 1'-1 приведено далее со ссылкой на фиг. 24. Сфигмоманометр 1'-1 дополнительно содержит емкость 54, содержащую текучую среду, не находящуюся под давлением, и соединенную с камерой 13 для текучей среды трубкой 10, в дополнение к аппаратной конфигурации сфигмоманометра 1', показанной на фиг. 16. Емкость 54 соединена с насосом 51 и клапаном 52. Насос 51 и клапан 52, соответственно, соединены со схемой 56 возбуждения насоса и схемой 57 возбуждения клапана. Кроме того, схема 56 возбуждения насоса и схема 57 возбуждения клапана соединены с CPU 40. CPU 40 исполняет предварительно заданную программу, хранящуюся в памяти 6, на основании входного рабочего сигнала из операционного блока 3. CPU 40 определяет напряжения для приведения в действие насоса 51 и клапана 52 и выдает сигналы управления в схему 56 возбуждения насоса и схему 57 возбуждения клапана в соответствии с определенными напряжениями. Когда приводится в действие насос 51, текучая среда, не находящаяся под давлением, вытекает из емкости 54 в камеру 13 для текучей среды по трубке 10. Когда приводится в действие клапан 52, текучая среда, не находящаяся под давлением, выпускается из камеры 13 для текучей среды.
На участке, соединяющем камеру 13 для текучей среды и клапан 22, расположен фильтр 9. Фильтр 9, предпочтительно, изготовлен из материала, который допускает прохождение текучей среды, но не допускает прохождение текучей среды, не находящейся под давлением, чтобы предотвращать вытекание текучей среды, не находящейся под давлением, из клапана 22, который служит для впрыска текучей среды в камеру 13 для текучей среды или выпускает текучую среду из камеры 13 для текучей среды, когда текучая среда, не находящаяся под давлением, перетекает из емкости 54 в камеру 13 для текучей среды.
Конкретный пример процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя 32 измерения в сфигмоманометре 1'-1, описан ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг. 25. Процедура, представленная блок-схемой последовательности операций, показанной на фиг. 25, обеспечивается выдачей в CPU 40 команды на выполнение предварительно заданной программы, хранящейся в памяти 6.
Как показано на фиг. 25, сфигмоманометр 1'-1 выполняет процедуры, аналогичные процедурам сфигмоманометра 1-1. В частности, процедуры, аналогичные процедурам сфигмоманометра 1-1 выполняются на этапах S1401-S1409. Текучая среда, не находящаяся под давлением, перетекает из емкости 54 в камеру 13 для текучей среды, пока внутреннее давление в камере 13 для текучей среды не достигнет предварительно заданного давления. После этого, впуск текучей среды, не находящейся под давлением, в камеру 13 для текучей среды перекрывается, клапан 22 открывается, и давление в камере 13 для текучей среды сбрасывается. Таким образом, в камеру 13 для текучей среды впрыскивается предварительно заданная величина текучей среды, не находящейся под давлением, и, кроме того, внутреннее давление становится равным атмосферному давлению.
Затем выполняется процедура этапа S111, которая аналогична процедуре в соответствии со вторым вариантом осуществления. На этапе S113 выполняется вычисление значения кровяного давления в процессе нагнетания давления в камере 13 для текучей среды. Когда сфигмоманометр 1'-1 заканчивает вычисление значения кровяного давления (Да на этапе S114), сфигмоманометр 1'-1 действует таким же образом, как сфигмоманометр 1-1, в следующем порядке. CPU 40 выдает сигнал управления в схему 57 возбуждения клапана для открытия клапана 52 на этапе S1413 и выпускает текучую среду, не находящуюся под давлением, из камеры 13 для текучей среды. После этого, на этапе S115, клапан 22 открывается по сигналу управления из CPU 40, и жидкость выпускается из камеры 13 для текучей среды.
Аналогично сфигмоманометру 1-1, сфигмоманометр 1'-1 имеет следующие отличия. Перед нагнетанием давления в камере 13 для текучей среды на этапе S111, сфигмоманометр 1'-1 впрыскивает предварительно заданную величину текучей среды, не находящейся под давлением, в камеру 13 для текучей среды для увеличения величины камеры 13 для текучей среды, что уменьшает объем текучей среды, втекающей в камеру 13 для текучей среды. Соответственно, по сравнению со способом впрыска всей текучей среды из исходного состояния, в сфигмоманометре 1'-1 уменьшается изменение объема камеры 13 для текучей среды в области, где внутреннее давление в камере 13 для текучей среды является таким низким, как на участке A на фиг. 33, как изложено выше со ссылкой на фиг. 33. Поэтому, в сфигмоманометре 1'-1 можно повысить точность определения изменения объема кровеносного сосуда.
Сфигмоманометр 1'-1, подобно сфигмоманометру 1-1, может использовать способы, показанные на фиг. 15A-15C, или их сочетания, чтобы уменьшить изменение объема камеры 13 для текучей среды в области низкого давления.
Кроме того, можно сочетать управление сфигмоманометра 1' в соответствии со вторым вариантом осуществления в процессе нагнетания давления и конфигурацию сфигмоманометра 1'-1 в соответствии с модификацией. В частности, процедура этапа S101, не показанная на фиг. 25, выполняется в составе процедуры сфигмоманометра 1'-1, в рамках которой блок 41 сбора данных о периметре получает информацию о периметре, и блок 45 определения напряжения возбуждения насоса определяет управляющий параметр Ap. Кроме того, процедура этапа S111 выполняется вместо этапа S111', на котором блок 45 определения напряжения возбуждения насоса определяет напряжение Ep возбуждения, когда давление в камере 13 для текучей среды нагнетается. Кроме того, в процессе нагнетания давления на этапе S111, блок 45 определения напряжения возбуждения насоса может корректировать напряжение Ep возбуждения в зависимости от внутреннего давления в камере 13 для текучей среды. Соответственно, зависимость между величиной потока в единицу времени жидкости, впрыскиваемой в камеру 13 для текучей среды, и скоростью нагнетания давления в камере 13 для текучей среды можно приблизить к пропорциональной зависимости. Следовательно, можно обеспечить почти постоянную точность определения изменения объема кровеносного сосуда, и можно повысить точность определения.
[Третий вариант осуществления]
Когда вышеописанное управление выполняется в сфигмоманометре 1 в соответствии с первым вариантом осуществления, внутреннее давление в камере 13 для текучей среды изменяется в процессе сброса давления, как показано на фиг. 11(A). С другой стороны, когда вышеописанное управление выполняется в сфигмоманометре 1' в соответствии со вторым вариантом осуществления, внутреннее давление в камере 13 для текучей среды изменяется в процессе нагнетания давления, как показано на фиг. 22(A). Как показано на обеих фиг. 11(A) и 22(A), скорость изменяется значительно на стороне высокого давления при использовании обоих способов управления. Поэтому, в любом случае, число пульсовых волн, получаемых на стороне высокого давления, невелико, как показано на фиг. 11(C) и 22(C). Другими словами, при любом из способов управления, на стороне высокого давления может быть получено меньше информации о пульсовых волнах, чем на стороне низкого давления.
Соответственно, в третьем варианте осуществления, сфигмоманометр 1 и сфигмоманометр 1' выполняют измерение кровяного давления как в процессе нагнетания давления, так и в процессе сброса давления.
Сначала, ниже приведено описание сфигмоманометра 1. Конкретный пример процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя 32 измерения в сфигмоманометре 1 в соответствии с третьим вариантом осуществления, описан ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, представленную на фиг. 26. При сравнении третьего варианта осуществления с процедурами первого варианта осуществления, показанного на фиг. 2, выявляется следующее отличие. В процессе нагнетания давления в камере 13 для текучей среды на этапе S103, CPU 40 выделяет колебательный компонент, обусловленный изменением объема артерии и наложенный на внутреннее давление в камере 13 для текучей среды, из выходного сигнала датчика 23 давления на этапе S104 и вычисляет значение систолического кровяного давления в соответствии с предварительно заданным вычислением. Следует отметить, что процесс нагнетания давления на этапе S103 может быть обычным процессом нагнетания давления с постоянной скоростью. Затем, на этапе S104 вычисляется значение систолического кровяного давления (Да на этапе S105'), и выполняются процедуры этапа S107 и следующие этапы. В третьем варианте осуществления, CPU 40 вычисляет значение диастолического кровяного давления в соответствии с предварительно заданным правилом вычисления по выходному сигналу датчика 23 давления (этап S113”) в рамках процедуры этапа S113, т.е. в процессе сброса давления в камере 13 для текучей среды, когда напряжение Ev возбуждения регулируется так, чтобы сохраняться постоянным (то есть, проход клапана 22 является постоянным), на этапе S111.
На фиг. 27 показана диаграмма, представляющая зависимость между давлением в камере 13 для текучей среды и зарегистрированной амплитудой пульсовой волны. Диаграмма (A) представляет изменение давления в камере 13 для текучей среды в зависимости от истекшего времени и изменение давления для давления в артерии. Диаграмма (B) показывает давление в артерии, измеряемое в соответствии с изменением (нагнетанием) давления в камере 13 для текучей среды на этапе S104. Давление в артерии, измеряемое на этапе S113 для” является таким же, как давление, показанное на фиг. 11(C).
Ниже приведено описание сфигмоманометра 1'. Конкретный пример процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя 32 измерения на сфигмоманометре 1' в соответствии с третьим вариантом осуществления описан ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, показанную на фиг. 28. При сравнении третьего варианта осуществления с процедурами второго варианта осуществления, показанного на фиг. 17, выявляется следующее отличие. Процедуры, аналогичные процедурам второго варианта осуществления выполняются вплоть до этапа S403. Затем, в третьем варианте осуществления, в рамках процедуры, когда нагнетается и регулируется давление в камере 13 для текучей среды на этапе S403, CPU 40 измеряет давление в артерии на этапе S405 и вычисляет значение диастолического кровяного давления. На этапе S301', CPU 40 оценивает значение систолического кровяного давления на основании изменения внутреннего давления в камере 13 для текучей среды, полученного из датчика 23 давления, и, на этапе S303, CPU 40 вычисляет давление в камере 13 для текучей среды в конце процесса нагнетания давления. Затем, когда давление в камере 13 для текучей среды достигает давления, вычисленного на этапе S303, в конце нагнетания давления, (Да на этапе S105'), CPU 40 выдает сигнал управления в схему 26 возбуждения насоса на этапе S107 и прекращает нагнетание давления в камере 13 для текучей среды. Затем, на этапе S111' выполняется обычный процесс сброса давления с постоянной скоростью. В процессе сброса давления измеряется давление в артерии и вычисляется значение систолического кровяного давления (этап S112).
На фиг. 29 приведена диаграмма зависимости между давлением в камере 13 для текучей среды сфигмоманометра 1' и зарегистрированной амплитудой пульсовой волны в соответствии с третьим вариантом осуществления. Диаграмма (A) представляет изменение давления в камере 13 для текучей среды в зависимости от истекшего времени и изменение давления для давления в артерии. Диаграмма (B) представляет давление в артерии, измеренное в зависимости от изменения (сброса) давления в процессе сброса давления в камере 13 для текучей среды. Давление в артерии, измеренное в процессе нагнетания давления, является таким же, как давление, показанное на диаграмме (C) на фиг. 22.
Как можно понять из сравнения диаграммы (B), показанной на фиг. 27, с диаграммой (C), показанной на фиг. 11, сфигмоманометр 1 измеряет давление в артерии на этапе S104. Следовательно, число пульсовых волн, получаемых на стороне высокого давления, увеличивается по сравнению со случаем, когда давление в артерии измеряется на этапе S113 или этапе S113”. Как можно понять из сравнения диаграммы (B), показанной на фиг. 29, с диаграммой (C), показанной на фиг. 22, сфигмоманометр 1' измеряет давление в артерии в процессе сброса давления. Следовательно, число пульсовых волн, получаемых на стороне высокого давления, увеличивается по сравнению со случаем, когда давление в артерии измеряется в процессе нагнетания давления. Другими словами, сфигмоманометры 1, 1' измеряют давление в артерии в соответствии со способом измерения согласно третьему варианту осуществления и вычисляют значение кровяного давления. Следовательно, на стороне высокого давления можно получить больше информации об артерии, чем при измерении в соответствии со способом измерения согласно первому варианту осуществления или способом измерения согласно второму варианту осуществления. В результате, точность измерения систолического кровяного давления можно повысить. Следовательно, когда в сфигмоманометре 1 осуществляется управление, описанное в первом варианте осуществления, и вышеописанное управление, то можно повысить не только точность определения изменения объема кровеносного сосуда в области, в которой давление в камере 13 для текучей среды является низким, но также точность определения изменения объема кровеносного сосуда в области, в которой давление в камере 13 для текучей среды является высоким. Аналогично, когда в сфигмоманометре 1' осуществляется управление, описанное во втором варианте осуществления, и вышеописанное управление, то можно повысить не только точность определения изменения объема кровеносного сосуда в области, в которой давление в камере 13 для текучей среды является низким, но также точность определения изменения объема кровеносного сосуда в области, в которой давление в камере 13 для текучей среды является высоким.
[Четвертый вариант осуществления]
Кроме того, управление, описанное во втором варианте осуществления, может осуществляться в процессе нагнетания давления в камере 13 для текучей среды, и управление, описанное в первом варианте осуществления, может осуществляться в процессе сброса давления. Как показано на фиг. 30, CPU 40 сфигмоманометра 1”, выполняющий функцию устройства для измерения кровяного давления, в соответствии с четвертым вариантом осуществления содержит блок 43 определения напряжения возбуждения клапана, описанный в первом варианте осуществления, и блок 45 определения напряжения возбуждения насоса, описанный во втором варианте осуществления.
Конкретный пример процедуры, выполняемой по срабатыванию переключателя 32 измерения на сфигмоманометре 1”, описан ниже со ссылкой на блок-схему последовательности операций, представленную на фиг. 31. Процедура, показанная на блок-схеме последовательности операций, представленной на фиг. 31, является сочетанием процедуры, представленной на фиг. 2, процедуры, представленной на фиг. 8, и процедуры, представленной на фиг. 17, описанных выше. Как изложено в третьем варианте осуществления, настоящая процедура предназначена для измерения давления в артерии в ходе какого-то одного из процесса нагнетания давления и процесса сброса давления в камере 13 для текучей среды и вычисления значения кровяного давления.
В частности, далее приведено описание со ссылкой на фиг. 31. На этапе S101, блок 41 сбора данных о периметре в CPU 40 получает информацию о периметре, характеризующую периметр измерительного участка, т.е. размер измерительного участка. На этапе S401, блок 45 определения напряжения возбуждения насоса в CPU 40 определяет управляющий параметр Ap для управления напряжением Ep возбуждения насоса 21 на основании информации о периметре, полученной на этапе S101. Затем, на этапе S403, CPU 40 использует внутреннее давление P и управляющий параметр Ap, определенный на этапе S401, для определения напряжения Ep возбуждения. CPU 40 выдает сигнал управления в схему 26 возбуждения насоса для приведения в действие насоса 21 определенным напряжением Ep возбуждения и, тем самым, для нагнетания давления в камере 13 для текучей среды. Процедуры вплоть до данного этапа аналогичны процедурам второго варианта осуществления, описанного с использованием блок-схемы последовательности операций, показанной на фиг. 17.
В четвертом варианте осуществления, в процессе, в ходе которого давление в камере 13 для текучей среды нагнетается и регулируется на этапе S403, CPU 40 измеряет давление в артерии на этапе S405, и вычисляет значение диастолического кровяного давления. Данная процедура аналогична обработке третьего варианта осуществления. В четвертом варианте осуществления, на этапе S301', CPU 40 оценивает систолическое артериальное давление на основании изменения внутреннего давления в камере 13 для текучей среды, полученного из датчика 23 давления, и, на этапе S303, CPU 40 вычисляет давление в камере 13 для текучей среды в конце процесса нагнетания давления. Затем, когда давление в камере 13 для текучей среды достигает давления в конце процесса нагнетания давления, вычисленного на этапе S303 (Да на этапе S105'), CPU 40 выдает сигнал управления в схему 26 возбуждения насоса на этапе S107 и прекращает нагнетание давления в камере 13 для текучей среды. Процедуры вплоть до данного этапа аналогичны процедурам в модификации первого варианта осуществления, описанным с использованием блок-схемы последовательности операций, показанной на фиг. 8.
Затем, на этапе S109, блок 43 определения напряжения возбуждения клапана в CPU 40 определяет напряжение Ev возбуждения клапана 22 на основании информации о периметре, полученной на этапе S101. На этапе S111, CPU 40 выдает сигнал управления в схему 27 возбуждения клапана для приведения в действие клапана 22, с обеспечением, при этом, напряжения Ev возбуждения, определенного на этапе S109, и начинает сброс давления в камере 13 для текучей среды. Процедуры вплоть до данного этапа аналогичны процедурам первого варианта осуществления, описанным с использованием блок-схемы последовательности операций, показанной на фиг. 2.
В четвертом варианте осуществления, в процессе, когда давление в камере 13 для текучей среды сбрасывается и регулируется на этапе S111, CPU 40 измеряет давление в артерии на этапе S112 и вычисляет значение систолического кровяного давления. Как пояснялось в третьем варианте осуществления, в процессе осуществления управления сбросом давления, описанного в первом варианте осуществления, скорость значительно изменяется на стороне высокого давления, как показано на диаграмме (A), представленной на фиг. 11, и число пульсовых волн, полученных на стороне высокого давления, является небольшим, как показано на диаграмме (C), представленной на фиг. 11. Соответственно, в четвертом варианте осуществления, на этапе S109, определяется напряжение Ev возбуждения для уменьшения прохода по сравнению с проходом в случае, когда клапан 22 приведен действие напряжением Ev возбуждения, определенным на этапе S109 процедуры в первом варианте осуществления, чтобы не допустить повышения скорости сброса давления на стороне высокого давления в процессе сброса давления на этапе S111, т.е. не допустить быстрого сброса давления в камере 13 для текучей среды на стороне высокого давления. В частности, в первом варианте осуществления, когда как систолическое артериальное давление, так и диастолическое артериальное давление вычисляются в процессе сброса давления, проход, предпочтительно, имеет такую величину, которая обеспечивает такую скорость сброса давления, при которой число пульсаций, зарегистрированных между систолическим артериальным давлением и диастолическим артериальным давлением, например, равно или больше, чем предварительно заданное число. В четвертом варианте осуществления, проход, предпочтительно, имеет такую величину, которая обеспечивает такую скорость сброса давления, при которой число пульсаций, зарегистрированных в предварительно заданном диапазоне, обычно, содержащем значение систолического кровяного давления, но не содержащем значение диастолического кровяного давления, в процессе сброса давления, равно или больше, чем предварительно заданное число. В четвертом варианте осуществления, предпочтительные скорости сброса давления могут быть заранее записаны в памяти 6 таким же образом, как в первом варианте осуществления. В четвертом варианте осуществления, напряжение Ev возбуждения может определяться при сохранении, в памяти 6, коэффициентов α, β вышеприведенного выражения (1) в соответствии со скоростью сброса давления. В качестве альтернативы, в четвертом варианте осуществления, коэффициенты α, β, хранящиеся в памяти 6, описанные в первом варианте осуществления, могут отличаться в предварительно заданном отношении, и можно применять такие коэффициенты.
Кроме того, в четвертом варианте осуществления, когда значение систолического кровяного давления вычисляется на этапе S112 (Да на этапе S114'), клапан 22 открывается в зависимости от сигнала управления, выдаваемого из CPU 40 на этапе S115, чтобы текучая среда выпускалась из камеры 13 для текучей среды.
На фиг. 32 представлена диаграмма, изображающая зависимость между давлением в камере 13 для текучей среды и зарегистрированной амплитудой пульсовой волны. Диаграмма (A) представляет изменение давления в камере 13 для текучей среды в зависимости от истекшего времени и изменение давления для давления в артерии. Диаграмма (B) представляет давление в артерии, измеренное в зависимости от изменения (нагнетания) давления в камере 13 для текучей среды, на этапе S405. Диаграмма (C) представляет давление в артерии, измеренное в зависимости от изменения (сброса) давления в камере 13 для текучей среды, на этапе S112.
В процессе нагнетания давления в камере 13 для текучей среды, сфигмоманометр 1” в соответствии с четвертым вариантом осуществления выполняет управление для нагнетания давления в камере 13 для текучей среды, с коррекцией, при этом, напряжения Ep возбуждения в зависимости от внутреннего давления P в камере 13 для текучей среды, как описано во втором варианте осуществления. Соответственно, как пояснялось выше, точность определения изменения величины кровеносного сосуда можно повысить, главным образом, в области, в которой давление в камере 13 для текучей среды является низким. Другими словами, как показано на диаграмме (A), нагнетание давления на стороне низкого давления является умеренным, и, как показано на диаграмме (B), число пульсовых волн, зарегистрированных в данной области, велико. Следовательно, при вычислении значения диастолического кровяного давления по давлению в артерии, измеренному на стороне низкого давления процесса нагнетания давления, можно получить высокую точность значения диастолического кровяного давления.
Кроме того, сфигмоманометр 1” в соответствии с четвертым вариантом осуществления выполняет процедуру, описанную в модификации первого варианта осуществления, в ходе которой значение систолического кровяного давления оценивается на основании давления в артерии, измеренного в процессе нагнетания давления в камере 13 для текучей среды, и процесс нагнетания давления оканчивается, когда давление в камере 13 для текучей среды достигает давления в соответствии с оценкой значения систолического кровяного давления. Следует отметить, что, в четвертом варианте осуществления, данная процедура не выполнима. Вместо этого, может выполняться обычная процедура для нагнетания давления в камере 13 для текучей среды, чтобы обеспечивать ранее определенное давление, независимо от значения систолического кровяного давления. Однако, когда выполняется вышеописанная процедура, давление для нагнетания давления в камере 13 для текучей среды с целью измерения в процессе сброса давления, можно уменьшить до уровня ниже, чем давление для нагнетания давления в камере 13 для текучей среды до достижения ранее определенного давления, независимо от значения систолического кровяного давления. Кроме того, по сравнению со способом нагнетания давления в камере 13 для текучей среды до достижения ранее определенного давления, независимо от значения систолического кровяного давления, можно сократить время нагнетания давления, и можно сократить общее время, необходимое для измерения кровяного давления. Следовательно, можно ослабить нагрузку, испытываемую пациентом.
Кроме того, в процессе сброса давления в камере 13 для текучей среды, сфигмоманометр 1” в соответствии с четвертым вариантом осуществления выполняет управление для выдерживания постоянного напряжения Ev возбуждения, т.е. для выдерживания постоянного прохода клапана 22, как описано в первом варианте осуществления. Соответственно, как изложено выше, точность определения изменения величины кровеносного сосуда можно повысить, главным образом, в области, в которой давление в камере 13 для текучей среды является низким. Кроме того, в четвертом варианте осуществления, как изложено выше, напряжение Ev возбуждения регулируется так, чтобы поддерживать постоянное значение напряжения, обеспечивающее проход меньше, чем в случае, когда клапан 22 приводится в действие напряжением, имеющим значение, определенное на этапе S109 процедуры по первому варианту осуществления. Следовательно, как показано на диаграмме (A), нагнетание давления на стороне высокого давления является умеренным, и, как показано на диаграмме (C), число пульсовых волн, зарегистрированных в данной области, велико. Следовательно, при вычислении значения систолического кровяного давления по давлению в артерии, измеренному на стороне высокого давления процесса сброса давления, можно получить высокую точность значения систолического кровяного давления.
Кроме того, как пояснялось выше, сфигмоманометр 1” в соответствии с четвертым вариантом осуществления уже получает значение диастолического кровяного давления в процессе нагнетания давления. Соответственно, как только в процессе сброса давления определяется значение систолического кровяного давления, жидкость быстро выпускается из камеры 13 для текучей среды, и процедура измерения может быть закончена. Поэтому, по сравнению со способом получения значения систолического кровяного давления и значения диастолического кровяного давления в процессе сброса давления, можно сократить время сброса давления, и можно сократить общее время, необходимое для измерения кровяного давления. Следовательно, можно ослабить нагрузку, испытываемую пациентом.
Следует понимать, что варианты осуществления, описанные в настоящей заявке, являются, во всех отношениях, примерными, а не ограничивающими. Следует понимать, что объем настоящего изобретения определяется не вышеприведенными пояснениями, а формулой изобретения и содержит смысловые значения, эквивалентные формуле изобретения, и все модификации и варианты в пределах объема изобретения.
Описание символов
1, 1-1, 1', 1'-1, 1” Сфигмоманометр
2 Основной блок
3 Операционный блок
4 Дисплей
5 Манжета
6, 7 Память
9 Фильтр
10 Трубка
13 Камера для текучей среды
31 Выключатель питания
21, 51 Насос
22, 52 Клапан
23 Датчик давления
26, 56 Схема возбуждения насоса
27, 57 Схема возбуждения клапана
28 Схема генерации
32 Переключатель измерения
33 Переключатель останова
34 Переключатель вызова воспроизведения
40 CPU (центральный процессор)
41 Блок сбора данных о периметре
43 Блок определения напряжения возбуждения клапана
45 Блок определения напряжения возбуждения насоса
53 Источник питания
54 Емкость
55 Расходомер