Blutdruckmessgerät
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Blutdruckmessgerät mit einer vom Kompressor über ein Puffergefäss aufblasbaren Abschnürmanschette. Ein solches, nach der Methode Riva-Rocci-Korotkoff arbeitendes Blutdruckmessgerät ist beispielsweise aus der deutschen Auslegeschrift Nr. 1 259 012 bekannt.
Das Puffergefäss in der Leitung zwischen dem Kompressor und der Abschnürmanschette bewirkt, dass die Amplitude der Pumpstösse des Kompressors so stark verringert wird, dass diese Stösse in der Manschette und ihrer Zuleitung keine Geräusche verursachen, die von dem Abnehmer für die Korotkofftöne mit diesen Korotkofftönen verwechselt werden können. Zu diesem Zweck mussten die bekannten Puffergefässe relativ gross sein.
Die durch die technische Entwicklung möglich gewordene Erhöhung der Empfindlichkeit der Abnehmer für die Korotkofftöne würde eine weitere Vergrösserung des Puffervolumens erfordern, so dass die bisher schon verhältnismässig grossen Geräte noch grösser zu werden drohen.
Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, ein Blutdruckmessgerät zu schaffen, bei welchem die Stärke der Pumpstösse des Kompressors auf dem Weg zur Manschette derart verringert werden, dass die an der Manschette entstehenden, durch die Pumpstösse sich ergebenden Geräusche kleiner sind als die Ansprechschwelle des Korotkoffabnehmers; eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, das Puffervolumen soweit wie möglich zu verringern, um kleine Abmessungen des Gerätegehäuses möglich zu machen.
Nach dem Stand der Technik scheinen sich diese beiden Aufgaben in ihrer technischen Konsequenz zu widersprechen, da eine stärkere Verringerung der Amplitude der Pumpstösse nur durch Erhöhung des Puffergefässvolumens möglich ist. Erfindungsgemäss ist eine Lösung für beide Aufgaben dadurch erreicht, dass die Zuführungsleitung vom Kompressor zum Puffergefäss und/oder die Auslassleitung vom Puffergefäss zur Manschette eine Drossel enthält. Unter Drossel wird dabei ein (gegenüber den normalen Verbindungsleitungen) beachtlicher, aber endlicher Strömungswiderstand verstanden.
Weitere Vorteile von Ausführungsbeispielen nach der Erfindung werden nachstehend anhand von fünf Figuren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den Schaltplan des bekannten Blutdruckmessgerätes gemäss der DAS Nr. 1 259 012,
Fig. 2 eine Ausführungsform der Erfindung mit Verbesserungen am Puffergefäss,
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform des verbesserten Blutdruckmessgerätes,
Fig. 4 eine Variante der Einrichtung gemäss Fig. 3,
Fig. 5 ein elektrisches Ersatzschaltbild für Manschette, Drosseln unf Puffergefäss.
In der Fig. 1 ist mit 1 die aufblasbare Manschette, mit 2 ein Ablass-Magnetventil, mit 3 ein Puffergefäss, mit 4 ein Kompressor und mit 5 eine Einlassdrossel bezeichnet. Der Pfeil 6 gibt die Strömungsrichtung der Luft durch das Leitungssystem an. Die Zuführungsleitung vom Kompressor 4 zum Puffergefäss 3 ist mit 7 und die Auslassleitung vom Puffergefäss 3 zur Manschette 1 mit 8 bezeichnet. Das Puffergefäss der Ausführungsform hat starre Wände.
In der Fig. 2 ist der mit den gestrichelten Linien 9, 10 in Fig. 1 dargestellte Abschnitt herausgezeichnet; es sind in der Zuführungsleitung 7 und in der Auslassleitung 8 je eine Drossel 11 und 12 eingesetzt. Die Drosseln bestehen aus einer Düse mit den zentralen Bohrungen 13 und 14, welche einen Durchmesser von etwa 0,4 mm besitzen. Bei Versuchen wurde festgestellt, dass bei dieser Konstruktion die Pumpstösse des Kompressors an der Manschette nur noch so geringe Geräusche verursachen, dass sie unter der Ansprechschwelle des Ahnahmegliedes für die Korotkofftöne liegen. Das Volumen des Puffergefässes 3 betrug dabei 150 cm3, es wurden jedoch auch bei Verkleinerung des Puffergefässvolumens auf 70 cm3 noch sehr gute Ergebnisse erzielt. Die Verwendung eines grösseren Puf fergefässes, z.
B. mit einem Volumen über 300 cm3, würde zwar eine noch weitergehende, jedoch nicht mehr ins Gewicht fallende und schon gar nicht mehr notwendige Dämpfung bewirken, sowie der Aufgabe widersprechen, wonach die Abmessungen des Messgerätes klein gehalten werden sollen.
Bei Dauerversuchen mit den Düsen 11 und 12 wurde festgestellt, dass diese wegen ihres sehr geringen Durchlassquerschnittes von in der Luft immer vorhandenen Staubteilchen sehr bald mehr oder weniger stark verschlossen wurden, so dass das Gerät nach einiger Zeit nicht mehr betriebsfähig war. Ausserdem sind Bohrungen in dieser Grössenordnung nur mit erheblichem Aufwand genügend genau herzustellen.
Es sollte daher die Aufgabe gelöst werden, die Drosseln (Strömungswiderstände) so auszubilden, dass sie zwar die Wirkung der genannten Drosseln 11 und 12 besitzen, jedoch nicht die obengenannten Nachteile aufweisen, sondern auch iiber lange Zeit durchgängig bleiben und einfach, d. h. billig, herzustellen sind. Auch diese Aufgabe scheint zunächst insofern widersprüchlich, weil die Drosselwirkung einer Drossel um so grösser wird, je kleiner ihr Durchlassquerschnitt ist. Diese Aufgabe wurde dadurch gelöst, dass die Drosseln als Schlauchleitungen ausreichend grossen, d. h. durch Stabteile sich nicht verstopfenden Querschnitts (in der Grö ssenordnung von Quadratmillimetern) und einer Länge in der Grössenordnung von Dezimetern ausgebildet wurden.
Die gewünschte Drosselwirkung lässt sich bei ge gebenem Querschnitt durch Verändern der Schlauchlänge erzielen. Da auch diese Leitungen einen gewissen Raumbedarf haben, welcher im Sinne der Verkleinerung der Geräte abmessungen so gering wie möglich sein soll, wurde in Weiterbildung der Erfindung vorgeschlagen, diese Schläuche gemäss Fig. 3 ins Innere des Puffergefässes zu verlegen. In Fig. 3 sind die als Drosseln wirkenden Luftleitungen mit 11' und 12' bezeichnet. Sie sind mit einem relativ grossen Krümmungsradius ge wendet, damit sie nicht knicken und sie sind im Puffergefäss 3 untergebracht, welches bis auf die Anschluss stücke 8' bzw. 7' luftdicht verschlossen ist.
Diese Anordnung der als Drosseln wirkenden Luftleitungen innerhalb des Puffergefässes ist raumsparend und erlaubt einen sauberen Geräteaufbau, in dem frei hängende Teile (Schläuche), welche z. B. Reparaturarbeiten behindern können, vermieden sind. Wenn dieser Gesichtspunkt jedoch nicht im Vordergrund steht, wird im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, die als Drosseln wirkenden Luftleitungen ausserhalb des Puffergefässes vorzusehen, damit nicht die relativ kleine Luftmenge im Puffergefäss direkt druckübertragend wirkt (vgl.
Fig. 4).
Die Schlauchleitungen 11' und 12' bestehen bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung aus einem Stück Isolierschlauch, welcher eine Länge in der Grö ssenordnung von Dezimetern, vorzugsweise von 5 dm, und einen Querschnitt in der Grössenordnung von Quadratmillimetern (vorzugsweise einen Durchmesser von 1 mm) aufweiset. Bei einem ausgeführten Gerät wurde das Volumen des Puffergefässes derart bemessen, dass es in der gleichen Grössenordnung liegt, wie das mittlere Manschettenvolumen, das etwa 250 cm3 beträgt.
Bei dieser Ausführungsform sind auch die beiden Drosseln gleichartig ausgebildet, d. h. die Schlauchlängen und Schlauchdurchmesser sind gleich gross gewählt. Zur Optimierung der gegebenen Verhältnisse ist es bei unterschiedlichen Volumina von Puffergefäss und Manschette sinnvoll, die Widerstandwerte der Drosseln ebenfalls unterschiedlich zu wählen, nämlich so, dass das Produkt aus dem Drosselwiderstand in der Zuführungsleitung und dem Volumen des Puffergefässes gleich gross ist wie das Produkt aus Manschettenvolumen und Dros selwiderstand in der Auslassleitung.
Bei dieser Aus führungsform wurde ein Kompressor verwendet, dessen Förderleistung ohne Gegendruck 6 1 pro Minute, der maximale Staudruck 480 mm Hg betrug und bei dem der Schwinganker- oder Kolbenmotor mit einer Frequenz von 20 bis 50 Hz arbeitete.
Die pneumatischen Verhältnisse, welche zur Lösung der gestellten Aufgaben führen, lassen sich rein theoretisch nicht leicht erfassen. Sie sind das Ergebnis von Versuchen, die bei Verwendung verschiedener Kompres soren, verschieden grosser Puffergefässe, verschiedener Drosseln und verschiedenen Manschettengrössen vorgenommen wurden. Dieses Ergebnis bestätigt die Vermutung, dass für die gegebenen pneumatischen Ver hältnirse ein hinreichend ähnliches elektrisches Ersatzschaltbild angegeben werden kann (vgl. Fig. 5). In diesem Ersatzschaltbild sind die beiden Drosseln 11 und 12 als Widerstände 11" und 12" dargestellt und bezeichnet. Das Puffergefäss ist als Kapazität 15 angegehen und das Volumen der Manschette als veränderliche Kapazität 16.
Am Punkt 17 liegen die Druckstösse, deren Amplitude mit U bezeichnet wird und am Punkt 18, d. h. an der Manschette, herrscht lediglich noch die von den Pumpstössen U erzeugte kleine Druckschwankung u (U = 50 u). Aus diesem Ersatzschaltbild lässt sich entnehmen, dass die Kapazitäten und die Widerstände zusammen RC-Glieder mit einer gewissen Zeitkonstante bilden und dass diese als Verzögerungskette wirkende Schaltung auch eine gewisse Grenzfrequenz besitzt (Grenzfrequenz soll so gewählt sein, dass die Frequenz der Kompressordruckstösse möglichst weitgehend unterdrückt wird). Bei Durchrechnung des elektrischen Ersatzschaltbildes ergibt sich, dass tatsächlich die optimalsten Verhältnisse erzielt werden, wenn nicht nur vor dem Puffergefäss, sondern auch nach dem Puffergefäss, d. h. vor der Manschette, eine weitere Drosselstelle vorgesehen ist.
Blood pressure monitor
The present invention relates to a blood pressure measuring device with a constriction cuff that can be inflated by the compressor via a buffer vessel. Such a blood pressure measuring device operating according to the Riva-Rocci-Korotkoff method is known, for example, from German Auslegeschrift No. 1 259 012.
The buffer vessel in the line between the compressor and the constriction cuff has the effect that the amplitude of the pumping pulses of the compressor is reduced so much that these bumps in the cuff and its supply line do not cause any noises that the consumer confuses the Korotkoff tones with these Korotkoff tones can. For this purpose, the known buffer vessels had to be relatively large.
The increase in the sensitivity of consumers for Korotkoff tones made possible by technical development would require a further increase in the buffer volume, so that the previously relatively large devices threaten to become even larger.
The object of the present invention is to create a blood pressure measuring device in which the strength of the pumping pulses of the compressor on the way to the cuff are reduced in such a way that the noises arising on the cuff and resulting from the pumping pulses are smaller than the response threshold of the Korotkoffabnehmer; Another object of the invention is to reduce the buffer volume as much as possible in order to make small dimensions of the device housing possible.
According to the state of the art, these two tasks seem to contradict each other in terms of their technical consequence, since a greater reduction in the amplitude of the pump pulses is only possible by increasing the buffer vessel volume. According to the invention, a solution for both tasks is achieved in that the supply line from the compressor to the buffer vessel and / or the outlet line from the buffer vessel to the cuff contains a throttle. In this context, a throttle is understood to be a considerable but finite flow resistance (compared to normal connecting lines).
Further advantages of exemplary embodiments according to the invention are explained below with reference to five figures. Show it:
1 shows the circuit diagram of the known blood pressure monitor according to DAS No. 1 259 012,
2 shows an embodiment of the invention with improvements to the buffer vessel,
3 shows a further embodiment of the improved blood pressure monitor,
4 shows a variant of the device according to FIG. 3,
5 shows an electrical equivalent circuit diagram for the cuff, chokes and buffer vessel.
In FIG. 1, 1 denotes the inflatable cuff, 2 denotes a solenoid discharge valve, 3 denotes a buffer vessel, 4 denotes a compressor and 5 denotes an inlet throttle. The arrow 6 indicates the direction of flow of the air through the pipe system. The supply line from the compressor 4 to the buffer vessel 3 is designated by 7 and the outlet line from the buffer vessel 3 to the cuff 1 by 8. The buffer vessel of the embodiment has rigid walls.
In FIG. 2, the section shown with the dashed lines 9, 10 in FIG. 1 is drawn out; a throttle 11 and 12 each are inserted in the supply line 7 and in the outlet line 8. The throttles consist of a nozzle with the central bores 13 and 14, which have a diameter of about 0.4 mm. During tests it was found that with this construction the pump surges of the compressor on the cuff only cause so little noise that they are below the response threshold of the perception element for the Korotkoff tones. The volume of the buffer vessel 3 was 150 cm3, but very good results were still achieved even when the buffer vessel volume was reduced to 70 cm3. The use of a larger buffer vessel, e.g.
B. with a volume of more than 300 cm3, would cause even more extensive, but no longer significant and certainly no longer necessary damping, and contradict the task of keeping the dimensions of the measuring device small.
In long-term tests with the nozzles 11 and 12, it was found that, due to their very small passage cross-section, they were very soon more or less closed by dust particles that were always present in the air, so that the device was no longer operational after a while. In addition, holes of this size can only be produced with sufficient accuracy with considerable effort.
The aim should therefore be to design the throttles (flow resistances) in such a way that, although they have the effect of the throttles 11 and 12 mentioned, they do not have the disadvantages mentioned above, but also remain continuous over a long period of time and are simple, i.e. H. cheap to manufacture. At first glance, this task also seems contradictory because the throttling effect of a throttle becomes greater the smaller its passage cross-section. This object was achieved in that the chokes as hose lines are sufficiently large, i.e. H. were formed by rod parts with a non-clogging cross-section (in the order of magnitude of square millimeters) and a length in the order of magnitude of decimeters.
The desired throttling effect can be achieved with the given cross section by changing the hose length. Since these lines also require a certain amount of space, which should be as small as possible in the sense of reducing the device dimensions, it was proposed in a further development of the invention to lay these hoses according to FIG. 3 inside the buffer vessel. In Fig. 3, the air lines acting as throttles are denoted by 11 'and 12'. They are turned with a relatively large radius of curvature ge so that they do not kink and they are housed in the buffer vessel 3, which is hermetically sealed except for the connecting pieces 8 'and 7'.
This arrangement of the air lines acting as chokes within the buffer vessel is space-saving and allows a clean device structure, in which freely hanging parts (hoses), which z. B. can hinder repair work are avoided. If this aspect is not in the foreground, however, it is proposed within the scope of the invention to provide the air lines acting as throttles outside the buffer vessel so that the relatively small amount of air in the buffer vessel does not have a direct pressure-transmitting effect (cf.
Fig. 4).
The hose lines 11 'and 12' in one embodiment of the invention consist of a piece of insulating hose, which has a length in the order of magnitude of decimeters, preferably 5 dm, and a cross section in the order of magnitude of square millimeters (preferably a diameter of 1 mm) . In one implemented device, the volume of the buffer vessel was dimensioned in such a way that it is of the same order of magnitude as the mean cuff volume, which is approximately 250 cm3.
In this embodiment, the two throttles are designed in the same way, d. H. the hose lengths and diameters are selected to be the same. In order to optimize the given conditions, if the buffer vessel and cuff have different volumes, it makes sense to choose different resistance values for the throttles, namely so that the product of the throttle resistance in the supply line and the volume of the buffer vessel is the same as the product of the cuff volume and throttle resistance in the outlet line.
In this imple mentation form, a compressor was used whose delivery rate without back pressure was 6 1 per minute, the maximum dynamic pressure was 480 mm Hg and in which the oscillating armature or piston motor operated at a frequency of 20 to 50 Hz.
The pneumatic conditions that lead to the solution of the given tasks cannot easily be grasped in purely theoretical terms. They are the result of tests that were carried out using different compressors, buffer vessels of different sizes, different throttles and different sizes of cuffs. This result confirms the assumption that a sufficiently similar electrical equivalent circuit diagram can be specified for the given pneumatic ratio (cf. FIG. 5). In this equivalent circuit diagram, the two chokes 11 and 12 are shown and designated as resistors 11 ″ and 12 ″. The buffer vessel is addressed as capacity 15 and the volume of the cuff as variable capacity 16.
At point 17 are the pressure surges, the amplitude of which is denoted by U, and at point 18, i. H. on the cuff, there is only the small pressure fluctuation u (U = 50 u) generated by the pumping pulses U. From this equivalent circuit it can be seen that the capacitors and resistors together form RC elements with a certain time constant and that this circuit, which acts as a delay chain, also has a certain limit frequency (limit frequency should be selected so that the frequency of the compressor pressure surges is suppressed as far as possible ). When calculating the equivalent electrical circuit diagram, the result is that the most optimal conditions are actually achieved if not only in front of the buffer vessel, but also after the buffer vessel, i.e. H. in front of the cuff, another throttle point is provided.