Institut für Technik der Informationsverarbeitung (ITIV)

Blutdruck

Kontinuierliche & belastungsfreie Blutdruckmessung

Hintergund

Das weltweit am häufigsten angewandte medizinische Untersuchungsverfahren ist die Blutdruckmessung. Gegenwärtige Messgeräte lassen sich in zwei Gruppen einteilen: In invasive, sehr genau und kontinuierlich messende Systeme, und in nichtinvasive Systeme. Letztere arbeiten üblicherweise oszillometrisch bzw. auskultatorisch mit aufblasbarer Manschette. Sie sind sehr einfach zu bedienen, aber aufgrund der abdrückenden Manschette unangenehm für den Patienten. Eine kontinuierliche Überwachung ist mit diesen Systemen nicht möglich, darüber hinaus sind die Messungen relativ ungenau. Die mittleren Korrelationen solcher Systeme bezüglich des invasiven Blutdrucks liegen etwa bei 0,80 (systolisch) und 0,70 (diastolisch), die mittleren Standardabweichungen betragen ca. 12 mmHg (systolisch) bzw. 10 mmHg (diastolisch).

 

 

Methode

 

Aus den oben genannten Gründen bedarf es einer innovativen Methode, den Blutdruck eines Patienten ohne abdrückende Manschette dauerhaft und belastungsfrei überwachen zu können. Durch die Erfassung der kardiovaskulären Parameter Blutfluss und Pulswellengeschwindigkeit ist es möglich, den Blutdruck mittels einer intelligenten Signalverarbeitung Puls für Puls zu bestimmen.

Hierzu werden verschiedene Biosignale aufgezeichnet und daraus Merkmale extrahiert, welche zur Berechnung des systolischen und diastolischen Blutdruckwerts herangezogen werden. Die Rekonstruktion des Blutdrucks erfolgt aus einem EKG-Signal und der Blutflussgeschwindigkeit, welche mit einem Laser-Doppler Flusssensor aufgenommen wird.

 

 

Realisierung

Der kontinuierlich nichtinvasiv messende Blutdruckmonitor besteht aus den Sensoreinheiten zur Akquirierung der benötigten Biosignale und einer Recheneinheit, welche aus den aufgenommenen Signalen den aktuellen Blutdruck bestimmt und diesen visualisiert. Die Sensoren sind autark und können auch drahtlos mittels einer Bluetooth®-Schnittstelle an die Rechen- und Anzeigeeinheit angebunden werden. Dadurch ergibt sich die Möglichkeit den Blutdruck im natürlichen Umfeld des Patienten zu erfassen. Die Messung wird nicht durch psychologische Effekte wie z.B. die sogenannte „White Coat Hypertension“ oder ähnliche verfälscht, da der Patient von der eigentlichen Messung unbeeinflusst bleibt und in seiner Bewegungsfreiheit nicht eingeschränkt wird.

Die Berechnung und Visualisierung der Signale erfolgt auf einem medizinischen Panel-PC mit Touchscreen. Diese Aufgaben können jedoch auch von einem mobilen PDA übernommen werden. Die aufgezeichneten Blutdruckwerte und Biosignale können optional auch über eine weitere Datenverbindung in einer zentralen Patientenakte abgespeichert werden.

 

 

Studien

 

Mit der vorgestellten Methode wurden in klinischen Studien durchschnittliche Korrelationen von 0,90 (systolisch), bzw. 0,81 (diastolisch) gemessen. Die dabei ermittelten Standardabweichungen von 5,8 mmHg (systolisch) sowie 2,3 mmHg (diastolisch) liegen unter denen herkömmlicher Manschettensysteme. In der untenstehenden Graphik ist für eine Beispielmessung an einem Patienten der zeitliche Verlauf des systolischen (rot) und diastolischen (blau) Blutdrucks dargestellt. Die dunkleren Linien sind die Verläufe des invasiv gemessenen Referenzblutdrucks.

 

 

Einsatzmöglichkeiten & Miniaturisierung

 

Mit dieser Methode ist es möglich, die in der Intensivmedizin häufig angewandten invasiven Blutdruckmessungen zu ersetzten und damit den für die invasive Messung erforderlichen und mit Risiken verbundenen operativen Eingriff zu umgehen. Das mobile System eröffnet durch eine dauerhafte Kontrolle des Blutdrucks völlig neue Möglichkeiten in Diagnose und Behandlung von Herz-Kreislauferkrankungen. In Verbindung mit anderen Sensoren des Personal Health Monitoring Systems ergeben sich Aussagen über den Gesundheitszustand eines Patienten, die bisher nur in aufwändigen klinischen Untersuchen zu erhalten sind.

 

 

Projekte

Personal Health Monitor (PHMon)

 

Kontakt

 

Prof. Dr. rer. nat. Wilhelm Stork