Wie misst cosinuss° den Blutdruck?

Die Sensorik, die in cosinuss° Geräten steckt, arbeitet mit einem optischen Messverfahren. Das funktioniert ähnlich wie die Fingerclip-Sensoren, die beispielsweise in Krankenhäusern verwendet werden. Mithilfe optischer Messtechnik leitet sich das photoplethysmographische Signal, kurz PPG-Signal, ab. Aus diesen erzeugten individuellen Pulswellen können wichtige Vitalparameter wie beispielsweise die Herzfrequenz oder der Blutdruck abgeleitet werden.
Vereinfacht dargestellt korreliert das PPG-Signal mit dem Blutvolumen im Gehörgang und dieses wiederum mit dem Blutdruck. Je mehr Blutvolumen vorhanden ist, desto höher ist im Umkehrschluss der Blutdruck.

Obwohl die Pulswellen je nach Person individuell sind, gibt es zur Bestimmung des Blutdrucks einige relevante Schlüsselpunkte, die in der nachfolgenden Grafik veranschaulicht sind:

Abb. 3: Abb.3: Schematische Amplitude der Pulskurve aus einem Photoplethysmogramm und dessen essentielle Merkmale zur Bestimmung des Blutdrucks.

Beginnend mit dem systolischen Fuß startet der Herzzyklus. Das Blutvolumen am Messort Ohr steigt dann kontinuierlich an bis der systolische Peak erreicht ist. Ein weiterer wichtiger Punkt zur Bestimmung des Blutdrucks befindet sich zwischen den beiden Werten: die maximale Steigung des Anschlagpulses. Ist der systolische Peak erreicht, fällt das PPG-Signal und somit auch das Blutvolumen bis zum Punkt der dikrotischen Kerbe. Durch den Schluss der Aortenklappe (= dikrotische Kerbe) sinkt das Blutvolumen kurzzeitig und führt grafisch zu einem lokalen Minimum. Durch das erneute Öffnen der Herzklappen steigt das Blutvolumen (und damit das PPG-Signal) wieder bis zum diastolischen Peak an. Danach fällt es wieder ab und ein neuer Herzzyklus beginnt. Kommt es nun zu Änderungen der oben grafisch dargestellten Charakteristika, ändert sich mit ihnen auch der Blutdruck der gemessenen Person.

Da die PPG-Wellenformen sehr personenspezifisch sind, verwendet cosinuss° einen Kalibrierungsansatz. Dadurch werden Ungewissheiten minimiert und die Blutdruckmessgenauigkeit erhöht. Die komplexe Aufgabe der Blutdruckbestimmung löst ein intern entwickeltes, neuronales Netz. Wichtige Abhängigkeiten und Berechnungen für den Blutdruck finden in den jeweiligen Layern (Ebenen) statt. Die generierten Informationen werden dann in Blutdruckwerte übersetzt.

Jene oben dargestellten Parameter stellen eine Auswahl von vielen dar, die cosinuss° verwendet, um die Herzschläge algorithmisch zur Blutdruckberechnung auszuwerten. Basierend auf dieser Technologie ist cosinuss° in der Lage, den Blutdruck im Gehörgang kontinuierlich zu messen.