Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-4140
Main Title: Entwicklung einer Methode für die belastungsarme nichtinvasive Langzeitmessung des Blutdrucks
Translated Title: Development of a method for the undisturbing noninvasive longterm measurement of blood pressure
Author(s): Schneider, Sarah
Advisor(s): Affeld, Klaus
Referee(s): Paschereit, Christian Oliver
Affeld, Klaus
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät V - Verkehrs- und Maschinensysteme
Type: Doctoral Thesis
Language: German
Language Code: de
Abstract: Bluthochdruck ist eine der wichtigsten Einflussgrößen bei Herz-Kreislauf-Erkrankungen, die die häufigste Todesursache in den Industrienationen darstellen. Für viele Bluthochdruck­patienten ist eine nichtinvasive Langzeitblutdruckmessung erforderlich. Oft kann erst durch eine Langzeitüberwachung eine Aussage über den Grad der Erkrankung getroffen werden. Für viele Patienten ist eine Überwachung des Blutdrucks über längere Zeit erforderlich, wird jedoch oft nicht durchgeführt, weil die Messung als belastend empfunden wird. Mit den bisherigen Verfahren kann nur der Ruheblutdruck bestimmt werden. Eine Blutdruckmessung während einer Aktivität ist nicht möglich. Der Blutdruck des Menschen in seinem alltäglichen Leben kann also mit den herkömmlichen Methoden nicht gemessen werden. Ziel der Dissertation war die Lösung dieses Problems, also die Entwicklung einer Methode für die belastungsarme nichtinvasive Langzeitmessung des Blutdrucks. Hauptaugenmerk lag darauf, die Messung des Blutdruckes so zu gestalten, dass die Belastung des Patienten minimal ist. Die Messung soll auch bei den Tagesaktivitäten der Patienten durchführbar sein. Die Grundlage der Methode ist das Riva-Rocci-Prinzip. An die Stelle der Messung des leicht störbaren Druckpulses in einer Armmanschette tritt die Messung des Blutflusses in der Handgelenksarterie mit der Ultraschalltechnik. Dies ermöglicht eine intermittierende Messung des systolischen und diastolischen Blutdrucks in frei wählbaren Intervallen. Bei der Messung wird dazu die Radialarterie am Handgelenk intermittierend mit einem kleinen luftgefüllten Kissen abgeklemmt. Eine kleine Ultraschallsonde misst die Blutgeschwindigkeit in der Arterie stromab vom Kissen. Da das Kissen nicht das ganze Handgelenk umschließt, sondern nur lokal auf die Arterie drückt, wird dies als wenig belastend empfunden. Die Methode konnte mit dem Einsatz der Regelungstechnik zu einer kontinuierlichen Messung erweitert werden. Damit ist die Erfassung des Blutdruckpulses in seinem zeitlichen Verlauf möglich und nicht nur die Messung eines systolischen und diastolischen Wertes wie bei der intermittierenden Methode. Das Ultraschallsignal wurde hierfür als Regelgröße verwendet und der Kissendruck als Stellgröße vom Regler so eingestellt, dass das Ultraschallsignal einen Grenzwert nicht überschreitet. Es ist gelungen, die Grundlagen für eine Methode einer nichtinvasiven und belastungsarmen Blutdruckmessung zu entwickeln und funktionsfähige Labormuster herzustellen. In weiterführenden Arbeiten kann auf dieser Basis ein Gerät entwickelt werden, dass die bisher nicht durchführbare störungsfreie Messung des Blutdruckes über 24 Stunden ermöglicht.
Hypertension is the most important risk factor for cardiovascular diseases, which are the main cause of death in most industrial nations. A noninvasive longterm blood pressure measurement is essential for hypertensive patients. Only a longterm monitoring leads to information about the severity of the disease. A lot of patients would benefit from a 24h measurement of blood pressure. However, the common technique is disturbing for the patient and is therefore not performed. Only the blood pressure at rest conditions can be measured using the established techniques. A measurement for the active patient is not possible. The blood pressure of a patient in his daily activity remains unknown with the conventional technology. The goal of this dissertation was the solution of this problem, thus, the development of a method for the undisturbing noninvasive longterm measurement of blood pressure. The main focus was to minimize the stress for the user. The blood pressure should also be measured during activity. The new method is based on the Riva-Rocci-principle. The measurement of the easily disturbed pressure in an arm cuff was replaced by the measurement of the blood flow in the radial artery using ultrasound. This leads to an intermittent measurement of the systolic and diastolic pressure in arbitrary intervals. The radial artery on the wrist is occluded with a small air balloon. A small ultrasound sensor measures the blood velocity in the artery downstream of the balloon. The balloon does not surround the wrist and presses only locally on the artery making the method undisturbing. The method was extended to a continuous technique using control engineering. This permits the acquisition of the complete blood pressure pulse and not only single systolic and diastolic values given by the intermittent method. The ultrasound signal is used as the control variable. The balloon pressure was controlled to set the ultrasound signal to a constant threshold value. The basis of a method for the noninvasive and undisturbing measurement of blood pressure was developed and operational laboratory model was produced. In future work this can be used to develop a device that allows the undisturbing longterm measurement of blood pressure.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus4-55619
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/4437
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-4140
Exam Date: 8-Jul-2014
Issue Date: 7-Aug-2014
Date Available: 7-Aug-2014
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Blutdruckmessung
Ultraschall
Bewegungsartefakte
Blutdrucksimulator
Blood pressure measurement
ultrasound
motion artifacts
blood pressure simulator
Creative Commons License: https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/de/
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