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Gerät zur selbsttätigen Messung des systolischen Blutdruckwertes Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zur selbsttätigen Messung des systolischen
Blutdruckes, bestehend aus einer aufblasbaren Abschnürmanschette, einem Puls abnehmer,
einer Anzeigevorrichtung und einer Vorrichtung zur Steuerung eines Druckzyklus in
der Abschnürmanschette in der Weise, daß einem Anstieg des Manschettendruckes bis
über den systolischen Blutdruckwert hinaus abwechselnd Phasen langsam sinkenden
Druckes und Phasen steigenden Druckes folgen, wobei jeweils die Umsteuerung zur
Druckerhöhung durch den während der Phasen sinkenden Druckes bei Annäherung an den
systolischen Blutdruckwert auftretenden, durch den Pulsabnehmer erfaßten ersten
Korotkoff-Impuls bewirkt wird. Ein derartiges Gefäß ist aus der USA.-Patentschrift
3 104661 und der deutschen Patentschrift 509638 bekannt. Solche Geräte dienen zur
fortlaufenden Messung des systolischen Blutdruckes und funktionieren im Prinzip
folgendermaßen: Nach einer Druckerhöhung bis über den systolischen Blutdruckwert
sinkt der Druck in der Manschette langsam ab. Sobald der Manschettendruck dem systolischen
Blutdruck entspricht, wird vom Pulsabnehmer ein Signal (z. B. Kortkoffton) aufgenommen.
In Abhängigkeit vom Auftreten dieses Signals wird der gerade in der Manschette herrschende
Druck als systolischer Blutdruck gemessen und registriert sowie der Druck in der
Manschette um einen gewissen Betrag erhöht; anschließend sinkt der Druck wieder
langsam ab (über ein entsprechend eingestelltes Ablaßventil), bis ein neues Signal
eine weitere Messung und eine erneute Erhöhung des Manschettendruckes bewirkt usw.
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Abgesehen davon, daß die lange andauernde Aufrechterhaltung des Druckes
in der Manschette für den Patienten unbequem und möglicherweise schädlich ist und
daß wegen der Druckbeanspruchung des unter der Manschette liegenden Gewebes Gegenregulationen
ausgelöst werden, was zu falschen Meßergebnissen führen muß, besteht bei diesem
Gerät insbesondere die Gefahr der Fehlmessung auf Grund von Störimpulsen, die vom
Pulsabnehmer aufgenommen und vom Gerät wie Meßsignale behandelt werden.
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Daraus ergibt sich der große Nachteil, daß zu hohe Blutdruckwerte
vom Gerät angegeben werden. Der überwachende Arzt wird demzufolge kreislaufstützende
Mittel nicht oder zu spät geben, was bei Operationen verhängnisvoll sein kann. Die
zu hohen Meßwerte ergeben sich dadurch, daß z. B. ein bald nach der Erhöhung des
Manschettendruckes eintreffender Störimpuls eine Messung veranlaßt, gleichzei-
tig
aber für eine weitere Erhöhung des Druckes in der Manschette sorgt. Folgt nun vor
dem Eintreffen eines richtigen Signals wieder ein Störimpuls usw., so wird ein weit
überhöhter Blutdruckwert gemessen und angezeigt.
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Nun ist es zwar aus der deutschen Patentschrift 1083 494 bekannt,
zur Ausschaltung von Störimpulsen eine Kontrolle der abgenommenen Signale durch
die dem Pulsschlag entsprechenden Druckpulsationen vorzunehmen. Im Normalfall mag
diese Kontrolle auch angängig sein. Bei Messungen des Patienten während einer Operation
versagt aber diese Kontrolle häufig, weil durch moderne Narkosemittel (insbesondere
Halothan) die aus der Herztätigkeit abgeleiteten, für die Blutdruckmessung brauchbaren
Phänomene unkontrollierbar geschwächt werden.
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Die Schwächung der Pulsphänomene während einer Operation ist übrigens
auch ein Grund dafür, daß man im Operationssaal auf die noch kritischere und unsichere
Messung des diastolischen Blutdruckes oft verzichtet. Um so größer ist aber die
Forderung der Arzt, ein Gerät für die operationsbegleitende Messung des Blutdruckes
zu haben, welches den systolischen Blutdruckwert, diesen aber mit großer Sicherheit,
richtig anzeigt.
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Die Erfindung geht auf Grund der vorstehenden Überlegungen von der
in der Praxis (insbesondere der operationsbegleitenden Messung des Blutdruckes)
gegebenen Situation aus, daß die vom Pulsabnehmer aufgenommenen Signale auch Störsignale
enthalten, und sie verzichtet auf eine fortlaufende Messung des Blutdruckes, um
die oben angegebenen Nachteile der bekannten Lösung zu vermeiden. (Bei Verwendung
einer Abschnürmanschette besteht übrigens die Gefahr, daß bei lang dauernden [fortlaufenden]
Messungen der Patient Schaden leidet, weil am gleichen
Arm, an dem
die Manschette angelegt ist, oft eine Infusion vorgenommen wird. Statt der Verwendung
einer Manschette empfiehlt es sich daher manchmal, eine der bekannten Pelotten als
Abschnürgefäß zu verwenden. In der Erfindung ist das Wort »Manschette« stellvertretend
für »Abschnürgefäß« verwendet, also nicht beschränkend gemeint.) Die Meßsicherheit
des vorgeschlagenen Gerätes wird - obwohl dem Gerät Meßimpulse und Störimpulse vom
Pulsabnehmer zugeführt werden - erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung erreicht,
die die Wirkung von Störimpulsen des Pulsabnehmers auf das Meßergebnis dadurch weitgehend
ausschaltet, daß sie die Druckumsteuerungsvorrichtung für ankommende Schaltimpulse
des Pulsabnehmers vom Zeitpunkt einer Umsteuerung zur Druckerhöhung bis zu dem Zeitpunkt
sperrt, zu dem in der jeweils nachfolgenden Phase sinkenden Manschettendruckes ein
Druckwert erreicht wird, der nur wenig über dem bei der Umsteuerung in der vorangegangenen
Druckperiode erreichten Druckwert liegt.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend
an Hand von drei Figuren, die ein Ausführungsbeispiel darstellen, erläutert. Es
zeigt F i g. 1 den Druckverlauf in der Manschette sowie in schematischer Darstellung
die Schaltzustände einzelner Bauelemente, wenn keine Störimpulse auftreten, F i
g. 2 die pneumatische Schaltung für das Steuern eines Druckzyklus in der Manschette,
F i g. 3 den Druckverlauf beim Auftreten von Störimpulsen.
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Aus der F i g. 1 ist der Verlauf des Manschettendruckes in Abhängigkeit
von der Zeit t dargestellt. Es ist ersichtlich, daß der Druck in der Manschette
vom Wert 0 zunächst rasch anwächst bis zu einem Höchstwertpmax. Dieses Kurvenstück
ist mit I, der Zeitpunkt, in dem Pmax erreicht wird, mit t1 bezeichnet. Es schließen
sich die Kurvenstücke II bis X an; die Endpunkte der Kurvenstücke sind - vom Startzeitpunkt
an gerechnet - zu den Zeitpunkten tII, tui . . . tx erreicht.
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Die lER:urvenstücke II, IV; VI, VIII bezeichnen Suchphasen, in denen
der Manschettendruck langsam absinkt. Die Kurvenstücke III, V, VII bezeichnen Aufblasphasen,
in denen der Manschettendruck um jeweils gleiche Beträge, z. B. 10 Torr, rasch gesteigert
wird. Vor der schnellen Entlüftung (Kurvenstück X) ist eine kurze Sicherheitspause
IX (tix-tviu) eingeschaltet.
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Die Zeitpunkte tu bis tVIlI werden vom Auftreten von Signalen gesteuert,
die entweder Meßimpulse (Korotkofftöne) oder Störimpulse sein können. Die im Kurvenstück
I auftretenden Signale werden nicht wirksam. Die in den Absenkphasen II, IV, VI,
VIII auftretenden Signale bewirken die Beendigung der jeweiligen Suchphase und den
Beginn der nachfolgenden Aufblasphasen III, V, VII.
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Fig. 2 zeigt die pneumatische Schaltung mit der der dargestellte
Druckverlauf in der Manschette hergestellt wird.
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Mit 1 ist bezeichnet ein Kompressor, mit 2 ein Ausgleichsgefäß, mit
3 ein durch Federdruck geschlossenes, elektromagnetisch zu öffnendes Ventil, mit
4 eine Manschette, mit 5 ein Ventil entsprechend Ventil 3, mit 6 ein Manometer,
mit 7 ein durch 3Rederdruck geöffnetes, elektromagnetisches schließendes Ventil,
mft 8-eine Auslaßdüse. Die einzelnen
Teile sind - in Druckrichtung - folgendermaßen
über pneumatische Leitungen miteinander verbunden: 1 mit 2 und 3; 3 mit 4, 5, 7
und 8; 5 mit 6.
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Bei »Start« wird der Kompressor 1 von Hand z. B. mittels einer Taste
eingeschaltet und gleichzeitig Ventil 3 geöffnet. Die Einschaltung des Kompressors
bleibt auch nach Loslassen der Taste bis zum Ablauf des gesamten Druckzyklus erhalten.
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Im Zeitpunkt tI, d. h., wenn der gewünschte maximale Manschettendruck
erreicht ist, wird die Taste losgelassen, und Ventil 3 schließt (Kurve a). Über
die Düse 8 wird die Manschette 4 langsam entlüftet (Kurvenstück II). Der im Zeitpunkt
tii auftretende Impuls (K) bewirkt ein kurzzeitiges Öffnen von Ventil 3, d. h.,
einen Druckanstieg in der Manschette. Dieses Absenken und Aufblasen wird mehrmals
in entsprechender Weise-wiederholt, bis zur Suchphase VIII.
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Es ist einzuschieben, daß der Impuls zum Zeitpunkt t1I einen einstellbaren
Zeitschalter(Kurvec) angestoßen hat, der während der Phase VIII abgelaufen ist.
(Als Zeitschalter können abfallverzögerte Relais oder elektronische Kippschalter
in bekannter Weise verwendet werden.) Durch den Ablauf dieses Zeitschalters werden
die im Gerät untergebrachten Mittel zur Steuerung eines Druckzyklus derart beeinflußt,
daß ein danach eintreffendes Signal kein nochmaliges Aufblasen der Manschette bewirkt,
sondern die Messung des in diesem Zeitpunkt gerade herrschenden Manschettendruckes.
Anschließend wird die Manschette entlüftet.
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Die mit griechischen Buchstaben unter der Zeitachse eingetragenen
Kurvenzüge zeigen das Verhalten einzelner Schaltelemente zu den einzelnen Zeitpunkten
des Druckzyklus.
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Kurve Q zeigt, daß das Ventil 3 während der Betätigung z. B. einer
Taste (I(urve A) geöffnet ist.
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Außerdem ist es kurzzeitig geöffnet, wenn am Ende einer Suchphase
(II, IV, VI, VIII) ein Impuls IC eintrifft, sofern nur der Zeitschalter (I(urve
e) noch nicht abgelaufen ist (taxi).
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Kurve v läßt erkennen, daß das Ventil 7 (Schnellablaßventil) im Zeitpunkt
tIx geöffnet wird, d. h. kurz nach dem Zeitpunkt tviii, in welchem das Ventil 5
schließt (Kurve b) und damit den Meßwert am Meßinstrument festhält. Der Schaltverlauf
eines weiteren Zeitschalters zeigt die Kurve 5. Nach dem Aufblasen auf Pmax bewirkt
der erste in einer Suchphase auftretende Impuls die Umschaltung dieses Zeitschalters.
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Der am Schalter eingestellte Zeitwert ist so auf die Aufblasgeschwindigkeit
(über Ventil 3) und die Ablaßgeschwindigkeit der Düse 8 eingestellt, daß nach Ablauf
der eingestellten Zeit der Druck in der Manschette um etwa 2 Torr höher liegt als
im Zeitpunkt der Umschaltung (in den Zeitpunkten t1T, t,, tvl) Man könnte daran
denken, in den Aufblasphasen (III, V, VII) den Manschettendruck lediglich um etwa
diese 2 Torr aufzublasen, damit der Zeitschalter (Kurve ¢) überflüssig wird. Versuche
haben aber ergeben, daß dann in den nachfolgenden Suchphasen (IV, VI, VIII) das
physiologische Kriterium für die Beendigung der Suchphase nicht eindeutig kommt.
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Die Aufblasphasen müssen nach den Feststellungen des Erfinders eine
Druckerhöhung von mindestens 10 Torr in der Manschette bewirken. Damit infolge von
Störimpulsen ein dauerndes Steigen des Manschettendruckes vermieden wird, ist daher
der Zeitschalter (Kurve ¢) erforderlich, der das Gerät gegen Signale unempfindlich
macht, die zwischen Beginn
der Aufblasphase und dem Zeitpunkt liegen,
in welchem der Manschettendruck etwa 2 Torr über dem Druckwert liegt, der am Ende
der vorhergehenden Suchphase herrschte.
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Zum besseren Verständnis wurde in der F i g. 1 ein Druckzyklus gezeigt,
bei dem keine Störimpulse aufterten. F i g. 3 zeigt einen Druckzyklus mit Störimpulsen.
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Es ist ersichtlich, daß das Ende jeder Suchphase näher dem zu messenden
systolischen Blutdruck liegt, obwohl die als Pfeile gezeichneten Störimpulse die
Suchphase beenden, bevor der gesuchte Wert erreicht ist. Die als Doppelpfeile gezeichneten
Störimpulse bleiben unwirksam, weil sie durch den Zeitschalter (Kurve ¢) ausgetastet
werden. Das am Ende der letzten Suchphase (als einfacher Strich gezeichnete) auftretende
Pulssignal (bzw. Korotkofftöne) bewirkt schließlich die Messung.
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Die Erfahrungen mit dem erfindungsgemäßen Gerät an einer Vielzahl
von Patienten, die während Operationen gemessen wurden, haben ergeben, daß bei einer
Einstellung des Zeitschalters auf etwa 9 Sekunden im Durchschnitt drei Suchphasen
abgeschlossen sind und die nachfolgende Messung mit einer Sicherheit von über 90
ovo den richtigen (bei den Versuchen durch Vergleichsmessungen ermittelten) Blutdruck
angibt.
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Wegen des geringen erforderlichen technischen Aufwandes ist das Gerät
billig und betriebssicher.
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Seine Störunempfindlichkeit gegen Fehlsignale wird insbesondere durch
die Wirksamkeit des billigen Zeitschalters (Kurve in der angegebenen Programmführung
erreicht.