DE1766031A1 - Blutdruckmessvorrichtung - Google Patents

Description

PHN.2399 '.,'.-.. ■ · . ν. . ',!.ι ι j.:,C JW/TH

. PHN- 2399
A: γ..- - . -■- 22ο März 1968

"Blutdruckmessvorrichtung."

Die Erfindung bezieht sich auf eine Blutdruckmessvorrichtung mit einer aufPUm₁.baren Lruckmanschette zum Ausüben von Druck auf eine Arterie, wobei bestimmte Änderungen in der elektrischen Leit f-ihigkeit de.s ilörpergewebes für elektrischen

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Strom einer hulien Frequenz infolge im Kreislauf auftretender Schwankungen, wenn sich der Druck in der Druckm^nschette allmählich ändert, ausgenutzt werden, und für die Zufuhr elektrischen Stromes hoher Frequenz Elektroden zwischen der Elemmanschette und dem von dieser umschlossenen Körperteil angeordnet sind.

Bei einer der.rtif'en

Vorrichtung verursacht jede Blutwelle, die in das jenseits der Druckmanschette liegende Blutgefässsystem dringt, einen elektrischen Impuls. Zwischen zwei bei der Arterie anliegenden Elektroden, die auf geringem Abst _:nd voneinander liefen, zeigen sich d e Blutdruckwellen· als Modulation des zugeführten V/echseist ro ms. Bei ausreichend hoch gesteigerten. Druck in der Kant-chatte findet keine Blut durchs tröinung statt, und ein erster elektrischen Impuls entsteht nach allmählicher Verringerung des Manschettendrucks, wenn der syetolische Blutdruck erreicht ist, wobei sich die Arterie nur kurz öffnet und ein geringer Blutstrom durchlässt. Die zunehmende Sirb'mungsintensitüt des Blutdrucks bei weiterer Druck verringerung zei£t sich in Am.litudenvergrösserung der elektrischen Impulse, deren Zunahme endet, wenn der Kanschettendruck soweit herabgesunken ist, diss die Blutströmung regelmässig erfolgt und nicht, mehr durch Arterienverengung beeinträchtigt wird. Die Änderung 109821/0662

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von ζ un ■/■!.:.: en der na oh gleichblei bender Arc.litude ist ein wenig zuverlässiges I-Iasstab, weil beim Passieren des diastolischen Blutdruckes der .~i itzenwert der Amplitude nicht plötzlich kou-Et.nt bleibt, sondern während einer Anzahl Herzschläge sich rnch ^ΙΙπΛΊιΙ ich "ndert.

Di. Erfindung bezweckt,

die ten Nachteil ~u vermeiden. Nach der "Erfindung ist zwischen den beiden Zlektrcden zur Zuführung des elektrischen fronet huher Freuten.' eine dritte Elektrode angeordnet, die über den Hingang eines Diffeivnsverrtärkers unrdtt elb-^r <;ner durcr: Zwitcl.enscL, !tun, r.ui.-'-'tzlicher V^r-."tärker in beide ii.it den Aus.-.ensi e'-:troden gebildeten Ctrciakrei^e "uf.jen« ::-T._;en ist, wcb^i die in die.-en Kreieen er^^ugt er. ''~ vniiUng · r. i.: "if feren^ vei'ct-""rker eine ir. we. ent : ci.en von der /cenneitiron Vh ,.'envc rrcidebun.: aoh'.'nrige I'osss . nnung verursach n, uie durch einen -.it iesem Verstärker verbun enen i:trt.:r. reis in einem ' CiiV/el lendiskri runator wirksam i^t, tief, sen Schwell ens. annunp abhängig ve S;iti:en".vert der zugeführt en Span.iunr einstellbar ist, -;nd der einen Eedienungsstroiükreis aim Hef t: ^n -5es Uruckes in der tlanschette, wenn die I"ecspi.nnung unter die Schv/ellensrai. lu.i,.: cinkt, steuert.

Ώ~.ε Blut hat eine höhere spezifische Leitf'ihigkeit alt- Töruergewebe, so 109821/0662

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dass jede Blutwelle die durch das Arteriensystem fliesst, die elektrische Impedanz zwischen hintereinander angeordneten ElektiOden ändert·. Die Anordnung der Elektroden wird derart gewählt, dass die Amplituden der Spannungs inr ul se zwischen jeder der Aussenelektroden und der Kittleren Elektrode einander wenigstens nahezu gleich sind.

Eine bis über den systo-

^Ί isi-l.en Iruck iufge^umjte Druck-.-,!,schotte verhindert die Blutdurchstrcmung völlig infolge .". ~r Tatsuche, dAss die Schlagader abgalrle^nt v/ird. Verringerung des Iuanschettcnirucks .?.uf einen zwischen ."Jen syotolischen und oi: stolischeu Blutdruck liegenden wert ergibt den 31utdurchhang durch die örtlich verengte .'rterie, wobei -lie Laufzeit des Blutes durch diesen Teil eine Ver-' sögerung der Blutwelle verurf^acht, ~ so dv.ss. zunächst der "iVideretind a/ischon der Elektrode der Zufuhrseite, v.elche die proximule Elektrode £enannt v/ird, und der mittleren -Elektrode und danich der V>'id erstand zv/iseben dieser und άβν !\lsktrede, an der Ausströnungeeeite, welche die cista-Ie ilektrcäe genennt wird, beeinflusst wird. Die in dieser u'oise erscl einenden i."--annun£si-r: ulse reigen ä:her einen Ph senunter. chicä. Bei Dinera herabges-tzten tlanschettenöruck rtuf einen Wert, bei dem die Arterie gerade nicht mehr geschlossen

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wird, verschwindet dor Phasenunters.ehieä ziemlich ■- lötzlich. '

, Bei einem bestimmten hohen i'ruolr in der ITanschette, der den syetolisohen Blutdruck nahezu entspricht, wird der Abschluss der Arterie unter dem Einfluss einer sich nl'hernden Blutwelle zu einem sehr schmalen Gebiet verengt, wax noch gerade ausreicht um die Blutdrucksbrör.:un2 zu ver'.. indem. Ur.; in diesem IVJLl dia Beeinflussung des .vider&'tandes a-zischen der nittleren Elektrode und der dist-len Elektrode zu vermeiden, -,vird vorzugsweise die riittlere Elektrode ausserh:-lb der Kitte der Druckm,inschette an der von der Blutst-roiTiKuiuhr Kbgev.'cndten Seite angeordnet. Die Auseenelektroden befinden sich in gleichen ;Vbs"tanken " uf beiden Seiten der i.iittl:rcn -Elektrode.

Ein Ausführun£:s bei spiel

der Zrfindung ist in der eichnung dargestellt und wird im |"olgenden n'^:her beschrieben. Ώβ zeigen

"Pig. 1 eine schematische

'.us führung ε form der erf lud unosgem"s ε en Vorrichtung, die imwesentlichen die elektrische Schaltung betrifft,

Fig, 2 einige sogenannte rheografische Aufzeichnungsdiagrairane.

Die Elektroden 1, 2 und aind j.n dem Innenmantel der Manschette 4·, die durch

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einen Luftschlauch 5 aufgepumpt werden kann, angebracLt, wodurch die Elektroden feet gegen den durch die Manschette umschlossenen Lörperteil 6 gedrückt v/erden. Von den Aussenelektroden liegt die proximale Elektrode 1 ,n der Zuf ü'hrun^sseite des Blutstromes und die distcle Elektrode 2 liegt an der Abfuhrseite. Die Elektrode 3 ist in gleichen Abstanden von den beiden ".usseneZektrcden angsordnet.

Abwechselnd wird der

Drucl: in der !Manschette 4 bis ü'oer den systolischen Druck erhöht, wobei der Uüutetroin abgeklemmt ist, und danach verringert. In de::. Augenblick, 'vo der abnehmende Manschettendruck den tystolischen Blutdruck passiert, kommt der arterielle Blutstrom bei jedem Herzschlag gerade einen Augenblick auf G ng. Die Durchströmung ist rerkb?.r an Erscheinen von Spannungsimpulsen im dist-len Teil des Widerstandes zwischen den Aussenelektroden 1 und 2, d.h., in dem zwischen der n.ittieren Elektrode-3 und der distalen Elektrode 2 liegenden Teil. Ira .iroximalen Teil zwischen den Elektroden 1 und 3 können vorhergehende Druckwellen bereits Spannungsinipulse verursacht haben, wenn diese Druckwellen .ur teilweise unter die "onschette 4 dringen. Beirr, ersten S .annungsinn u]s im dist::len Teil wird der Μεη-schettendruck aufgezeichnet, und dieser gibt den

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systolischen Druck cn.

Bei weiterer Drucksenkung

entsteht durch einen Vergleich der distalen Spannungsimpuls e wit den rroximalen Spannungsimrulsen das von der Phasenverschiebung zwischen beiden Sj^nnungen abhängige liessignal. Dazu sind die proxiirulen und die distalen Elektroden 1 und 2 über die Gleichrichter 7 und C mit den Verstärkern 9 und TC verbunden, die eine gemeinschaftliche Ver bindung 11 mit der mittleren Elektrode 3 auf v,-ei£--en. Die \usg .noss^annung'en v/erden der-rt eingestellt, d;ss beim Kichtvorhandeneein irgend eines. Phaeenuntarschiedes die Amplituden beider Spannungen einander gleich L-ind. Die dem Differenzverstr.rker 12 sugeführten Spannungen verursachen Enannungsimpulse am Ausgang des Ver;.. türker ε, wenn sich .der Iiruck in der ISanschette 4 vcn systolischen sum diastolischen Druck ändert. Liit den Sp-.nnungsimpulsen ist eine bistabile Kippschaltung 16 steuerr b r, wenn ein vcrherbestiitimter Amplitudenv/eri; überschritten Wird. Auf bekannte Weise ist erreichb-.r, d-:es die Sp?nnüngsinpulse beim Überschreiten eines 3ch-.,ellomvertes d.-..-durch -\uf die ICippsch.:ltung einwirken, d.-..-ss ein echv/ebender Diskriminator 1'3 verwendet värd, dessen Schwellenwert ein fester Pro aentsutz der erreichten maximalen Amplitude ist. Die 'Wahl dee Schwellenprozentsaizee bietet die l'ög-

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liclikeit, den Wert dec Mans ehe ttendru ckes, bei dem die Spitsenspunnungen -us dem Differenzverstärker aufhören den Diskriminator zu be-einflussen und der als der diastolische Druck betracLtet wird, ι den unterschiedlichen subjektiven Diistolekriterien,

! die bei der normalen Auskultation gangbnr sind,

-.nsupsssen.

Die Wirkungsweise der

Vorrichtung ist nun wie folgt. Nachdem die Manschette 4 angebracht ist, wird diese aufgepumpt bis zu einem derartigen Druck, dass die Schlagader abgeklemmt wird. Nach dem Aufpumpen entweicht die ■Luft aus der Manschette, wodurch der Druck allmählich sinkt, vorzugsweise mit einer konstanten Abnahme vcn einigen mm Quecksilbersäule/Sekunde. Der Hansehettendruck folgt, als Funktion der Zeit, dem lauf der grafischen Darstellung 33 in Fig.

We m_ der Druck in der

P Manschette so weit gesunken ist, dass während des Maximums des vom Herzschlag verursachten Drucks das Blut unter der «!anschette bis jenseits der ersten proximal en !Elektrode 1 dringt, wird bereits; der proximale Teil der Impedanz beeinflusst, so dass Impulse im Differenzverstärker entstehen, wie sie im Teil 34 des AufseichnungsdiÄgramms 35 in Fig. 2 dargestellt sind, die jedoch keine richtige Anzeige ergeben. Erst wenn die Schlagader so weit geöffnet wird, dass eine Blutwelle durchgelassen

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wird, entspricht der "cnschettenclruok dein .tu messenden systoliechen "wert. Die Auf zeichnung desselben erfolgt mit Hilfe des Versfrkers 10 für die distalen Spannungsv/ellen, von dem ein Zweig dem Endverstärker 14 zugeführt wird. Der üinsatz der v:n diesem herrührenden Sp&nnungsin: ulse ist kennzeichnend für den systolischen Blutdruck. In-. folge des ersten Impulses öffnet sich eine Torscn ltung 17 und das elektromagnetische Relais 27 wird erregt, wodurch sich eine Klappe 28 in der Verbindungsleitung des Druckmessers 29 mit der Druckleitung 5 achlieBst. Der systclische Druck ist also ablesbar. Hit den: Aufzeichnungsdiagr'mm 36 in Pig. 2 sind die distalen Spannungsimpulse dargestellt.

Im folgenden Zeitinterv--ll

v/ird die Schlagader während jeder Herzschlo-.gperiode geöffnet und danach v/ieder geschlossen. "3s hat sich herausgestellt, d^ss beirr. Gebrauch einer s.echselstromquelle, die einige mA bei 100 kHz liefert, brauchbare Im_fedanzmesßungen durchführbar sind, deren Unterschiede infolge des durch die Verzögerung in der Blutv/elle verursachten Ph'itsenunteröchieds den hochfrequenten Strom modulieren. Als Stromquelle ist ein Generator mit einer Oszillatorröhre 1.8 wirksam, deren Gfitterkrels einen Kondensator 1'j, einen V/iderstand 20 und

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eine Spule 21, und deren Anodenkreis den Kondensator 22 und eine Spule 23 enthalt. Die Gitterspule 21 und die Anodenspule 23 sind miteinander und mit der Sekundärspule 24 verbunden, wobei letztere Spule mit den Kondensator 25 in Resonanz mit der Generatorfrequenz abgestimmt sind. Die Hcchfrequenzenergie wird über die Trennkondensatorsn 26 den Stromkreis mit den Elektroden 1 und 2 zugeführt. Bei symmetrischer Anpassung der Verstärfc ker 9 und 10 dringt die erzeugte Spannung nicht bis

jenseits des Differenzveret'irkers 12 durch.

Die Phasenmodulation ergibt die S_rJitzenspannungen ^:m Ausgang des Differenzverstärkers 12 beim Auftreten jedes Herzschlages gemüss dem Aufzeichnungsbild 35. Der Diskriminator 13» dessen Schwellenspannung 37 auf einen bestimmten Prozentsatz der maximalen Amplitude eingectellt ist, sorgt d-;für, dass die Schwellenspannung überschreitenden Spannungsimpulse durchgelassen werden.

Wenn der Druck in der

LIanschette soweit gesunken ist, dass sich die Scl:l-gader nicht mehr nach jederu Herzschlag schliesst, verschwinden der Phasenunterschied und zugleich die Spannunßsinipulae aut- dem ^ifferenzverst'irker 12 nahezu vollständig. Nach Verringerung bis zur Schwellenspannung des Diskriminator 13 zeigt der Druckmesser 30 den diastclischen Druck. Die sche-

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iaatische Darstellung der verwendeten elektronischen '."ittel weist darauf hin, dass tin siel bekannte Elemente geraeint sind. JIit\ einem schwebenden Diskriminator ist eine Schaltung gemeint, mit der eine ^cliwellensT·.nnung ersaugt wird, die einen bestimmten Prosentsatz der maximalen Auvlitude eines zugeführton ''ignals beträgt. Durch Vergleich des zugeführten i'ign'.ls, dessen Anrolituds nach Erreichung eines r.t ximalen Wertes abninat, mit der "chv/ellen- 9 a_nnunf:, knnn am Zeitpunkt, wo das Sign, !diese Spani.unr; nich" r.vehr überschreitet, eine folgende Stufe in Gang gesetzt werden, beispielsweise eine in z,.ei Stellungen stabile Torschaltung 15, an welche ein elektromagnetisches Relais 31 ^r-ngescLlessen ict, das ein Ventil 31 in der Druckleitung "bet-Vtist,

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Claims (2)

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   PAT3NT \K"TRDECHE i

   MJ Blutdruckinessvorrichtung

   mit einer aufpumpbaren Druckmanschette und mit zwischen der 'Manschette und dem von dieser umschlossenen Körperteil angeordneten Elektroden zur Zuführung eines elektrischen Hochfrequenzstromes, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden erwähnten Elektroden eine dritte Elektrode (3) angeordnet ist, die über den Eingang eines Differenzverstärkers unmittelbar oder über Zusatzverst ärker in beide mit den Aussenelektroden (1, 2) gebildete Stromkreise aufgenommen ist, wobei die in diesen Kreisen erzeugten Spannungen im Differenzverstärker eine im wesentlichen von der gegenseitigen Phasenverschiebung abhängige Messspannung hervorrufen, die durch einen mit diesem Verstärker verbundenen Stromkreis in einem Schellendiskriminator (13) wirksam ist, dessen Schwellenspannung abhängig vom Spitzenwert der zugeführten Spannung einstellbar ist, und der einen Bedienungsstromkreis cur Druckmessung in der Manschette steuert, wenn die Ilessspannung unter die Schwellenspannung sinkt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mittlere Elektrode unter der Manschette und ausserhalb der Mitte der Manschette, wenigstens jenseits der Stelle der gröasten Eindrückung an der von der

   Blutstromzufuhr abgewandten Seit« angeordnet ist. 109821/0662

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