DE1766031B2 - Blutdruckmessvorrichtung - Google Patents

Description

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Bei der Erfindung wird ausgegangen von einer Blutdruckmeßvorrichtung mit einer aufpumpbaren Druckmanschette zum Ausüben von Druck auf ein? Arterie. wobei bestimmte Änderungen in der elektrischen Leitfähigkeit des Körpergewebes für elektrischen Strom einer hohen Frequenz infolge im Kreislauf auftretender Schwankungen, wenn sich der Druck in der Druckmanschette allmählich ändert, ausgenutzt werden, und für die Zufuhr elektrischen Stromes hoher Frequenz Elektroden zwischen der Klemmanschette und dem von dieser umschlossenen Körperteil angeordnet sind.

Bei einer derartigen Vorrichtung verursacht jede Blutwelle, die in das jenseits der Druckmanschette liegende Blutgefäßsystem dringt, einen elektrischen Impuls. Zwischen zwei bei der Arterie anliegenden Elck-(roden, die auf geringem Abstand voneinander liegen, zeigen sich die Blu'.druckwellen als Modulation des zugeführten Wechselstroms. Bei ausreichend hoch gesteigertem Druck in der Manschette findet keine Bluidurchströmung statt, und ein erster elektrischer Impuls entsteht nach allmählicher Vei ringerung des Manschettendrucks, wenn der systolische Blutdruck erreicht ist, wobei sich die Arterie nur kurz öffnet und ein geringer Blutstrom durchläßt. Die zunehmende Strömungsintensität des Blutdrucks bei weiterer Druckverringerung zeigt sich in Amplitudenvergrößerung der elektrischen Impulse, deren Zunahme endet, wenn der Manschetlcndruck so weit herabgesunken ist, daß die Blutströmung regelmäßig erfolgt und nicht mehr durch Arterienverengung beeinträchtigt wird. Die Änderung von zuneh mender nach gleichbleibender Amplitude ist ein wenig zuverlässiger Maßstab, weil beim Passieren des diastolischen Blutdruckes der Spitzenwert der Amplitude nicht plötzlich konstant bleibt, sondern während einer Anzahl Herzschläge sich noch allmählich ändert.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßvoirichtung zu schaffen. die dienen Nachteil nicht aufweist.

Das Blut hat eine höhere spezifische Leitfähigkeit ais Körpergewebe, so daß jede Blutwelle die durch das Arteriensystem fließt, die elektrische Impedanz zwischen hintereinander angeordneten Elektroden ändert. Die Anordnung der Elektroden wird derart gewählt, daß die Amplituden der Spannungsimpulse zwischen jeder der Außenelektroden und der mittleren Elektrode einander wenigstens nahezu gleich sind.

Eine bis über den systolischen Druck aufgepumpte Druckmanschette verhindert die Blutdurchströmung völlig infolge der Tatsache, daß die Schlagader abgeklemmt wird. Verringerung des Manschettendrucks au! einen zwischen den systolischen und diastolischen Blutdruck liegenden Wert ergibt den Blutdurchgang durch die örtlich verengte Arterie, wobei die Laufzeit des Blutes durch diesen Teil eine Verzögerung der Blutwelle verursacht, so daß zunächst der Widerstand zwischen der Elektrode der Zufuhrseite, welche die proMmaie Elektrode genannt wird, und der mittleren Elektrode und danach der Widerstand zwischen dieser und der Elektrode, an der Ausströmungsseite, welcne die disuile Elektrode genannt wird, beeinflußt wird. Die in dieser Weise erscheinenden Spannungsimpulse zeigen daher einen Phasenunterschied. Bei einem herabgesetzten Manschettendruck auf einen Wert, bei dem die Arterie gerade nicht mehr geschlossen wird, verschwindet der Phasenunterschied ziemlich plötzlich.

Bei einem bestimmten hohen Druck in der Manschette, der dem systolischen Blutdruck nahezu entspricht, wird der Abschluß der Arterie unter dem Einfluß einer sich nähernden Blutwelle zu einem sehr schmalen Gebiet verengt, was noch gerade ausreicht, um die Blutdruckströmung zu verhindern. Um in diesem Fall die Beeinflussung des Widerstandes zwischen der mittleren Elektrode und der distalen Elektrode zu vermeiden, wird vorzugsweise die mittlere Elektrode außerhalb der Mitte der Druckmanschette an der von der Blutslromzufuhr abgewandten Seite angeordnet. Die Außenelektroden befinden sich in gleichen Abständen auf beiden Seiten der mittleren Elektrode.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die im wesentlichen die elektrische Schaltung betrifft,

F i g. 2 einige sogenannte rheografische Aufzcichnungsdiagramme.

Die Elektroden 1, 2 und 3 sind an dem Innenmantel der Manschette 4, die durch einen Luftschlauch 5 aufgepumpt werden kann, angebracht, wodurch die Elektroden fest gegen den durch die Manschette umschlossenen Körperteil 6 gedrückt werden. Von den Außenelektroden liegt die proximale Elektrode 1 an der Zuführungsseite des Blutstromes und die distale Elektrode 2 liegt iin der Abführseite. Die Elektrode 3 ist in gleichen Abständen von den beiden Außenelektroden angeordnet.

Abwechselnd wird der Druck in der Manschette 4 bis über den systolischen Druck erhöht, wobei der Blutstrom abgeklemmt ist. und danach verringert. In dem Augenblick, wo der abnehmende Manschettendruck den systolischen Blutdruck passiert, kommt der arte-

rielle Blutstrom bei jedem Herzschlag gerade einen Augenblick auf Gang. Die Durchströmung ist merkbar am Erscheinen von Spannungsimpulsew im distalen Teil des Widerstandes "-Zwischen den Außenelektroden ! und 2, d.h. in dem zwischen der mittleren Elektrode 3 und der distalen Elektrode 2 liegenden Teil. Im proximalen Teil zwischen den Elektroden 1 und 3 können vorhergehende Druckwellen bereits Spannungsimpulse verursacht haben, wenn diese Druckwellen nur teilweise unter die Manschene 4 dringen. Beim ersten Spannungsimpuls im distalen Teil wird der Manschettendruck aufgezeichnet, und dieser gibt den sysiolischen Druck an.

Bei weiterer Drucksenkung entsteht durch einen Vergleich der distalen Spannungsimpulse mit den proximalen Spannungsimpulsen das von der Phasenverschiebung zwischen beiden Spannungen abhängige Meßsignal. Dazu sind die proxima/en und die distalen Elektroden 1 und 2 über die Gleichrichter 7 und 8 mit den Verstärkern 9 und 10 verbunden, die eine gemeinschaftliche Verbindung Il mit der mittleren Elektrode 3 aufweisen. Die Ausgangsspannungen werden derart eingestellt, daß beim Nichtvorhandensein irgendeines Phasenunterschiedes die Amplituden beider Spannun gen einander gleich sind. Die dem Differenzverstärker 12 zugeführten Spannungen verursachen Spannungsimpulse am Ausgang des Verstärkers, wenn sich der Druck in der Manschette 4 vom systolischen /Lm diastolischen Druck ändert. Mit den Spannungsinipulsen ist eine bistabile Kippschaltung 16 steuerbar, wenn ein vorherbestimmter Amplitudenwert überschritten wird. Auf bekannte Weise ist erreichbar, daß die Spannungsinipulse beim Überschreiten eines Schwellenwertes dadurch auf die Kippschaltung einwirken, da.i ein schwebender Diskriminator 13 verwendet wird, dessen Schwellenwert ein fester Prozentsatz der erreichten maximalen Amplitude ist. Die Wahl des Schwellenprozentsatzes bietet die Möglichkeit, den Wert des Manschettendruckes, bei dem die Spitzenspannungen aus dem Differenzverstärker aufhören den Diskriminator Ku beeinflussen und der als der diastolische Druck betrachtet wird, den unterschiedlichen subjektiven Diastolekriterien, die bei der normalen Auskultation gangbar sind, anzupassen.

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 konttanten Abnahme von einigen jnm Quecksilbersäule/Sekunde. Der Manschetiendruck folgt, als Funktion der Zeit, dem Lauf der grafischen Darstellung 33 in F i g. 2.

Wem der Druck in der Manschette so weit gesunken ist. daß während des Maximums des vom Herzschlag verursachten Drucks das Blut unter der Manschette bis jenseits der ersten proximalen Elektrode 1 dringt, wird bereits der proximale Teil der Impedanz beeinflußt, so daß Impulse im Differenzverstärker entstehen, wie sie im Teil 34 des Aufseichnungsdiagramms 35 in F i g. 2 dargestellt sind, die jedoch keine richtige Anzeige ergeben. Erst wenn die Schlagader so weit geöffnet wird, daß eine Blutwelle durchgelassen wird, entspricht der Manschettendruck dem zu messenden systolischen Wert. Die Aufzeichnung desselben erfolgt mii Hilfe dis Verstärkers 10 für die distalen Spannungswel'en, von riam .-»ir» 7nf^|fT (jgrvj Endverstärker 14 zugeführt wird. Der Einsatz der von diesem herrührenden Spannungsimpulse ist kennzeichnend für den systolischen Blutdruck. Infolge des ersten Impulses öffnet sich eine Torschaltung 17 und das elektromagnetische Relais 27 wird erregt, wodurch sich eine Klappe 28 in der Verbinungsleitung des Druckmessers 29 mit der Druckleitung 5 schließt. Der systolische Druck isi also ablesbar. Mit dem Aufzeichnungsdiagramm 36 in F i g. 2 sind die distalen Spannungsimpulse dargestellt.

Im folgenden Zeitintervall wird die Schlagader während jeder Herzschlagperiode geöffnet und danach wieder geschlossen. Es hat sich herausgestellt, daß beim Gebrauch einer Wechselstiomquelle. die einige 111Λ bei 100 kHz liefert, brauchbare /mpedanzmessungen durchführbar sind, deren Unterschiede infolge des durch die Verzögerung in der Blutwelle verursachten Phasenunterschieds den hochfrequenten Strom modulieren. Als Stromquelle ist ein Generator mit einer Oszillatorröhre 18 wirksam, deren Gitterkreis einen Kondensator 19. einen Widerstand 20 und eine Spule 21. und deren Anodenkreis den Kondensaior 22 und eine Spule 23 enthält. Die Gitterspult· 21 und die Anodenspule 23 sind miteinander und mit der Sekundärspule 24 verbunden, wobei letztere Spule mit dem Kondensator 25 in Resonanz mit der Gencratorfrequen/. abgestimmt sind. Die Hochfrequenzenergie wird über die Trennkondensatoren 26 dem Stromkreis mit den Elektioden 1 und 2 zugeführt. Bei symmetrischer Anpassung der Verstärker 9 und 10 dringt die erzeugte Spannung nicht bis jenseits des Differenzverstärkers 12 durch.

Die Phasenmodulation ergibt die Spitzenspannungen am Ausgang des Differenzverstärkers 12 beim Auftreten jedes Herzschlages gemäß dem Aufzeichnungsbild 35. Der Diskriminator 13, dessen Schwellenspannung 37 auf einen bestimmten Prozentsatz der maximalen Amplitude eingestellt ist, sorgt dafür, daß die Schwellenspannung überschreitenden Spannungsimpulse durchgelassen werden.

Wenn der Druck in der Manschette soweit gesunken ist. daß sich die Schlagader nicht mehr nach jedem Herzschlag schließt, verschwinden der Phasenunterschied und zugleich die Spannungsimpulse aus dem Differenzverstärker 12 nahezu vollständig. Nach Verringerung bis zur Schwellenspannung des Diskriminator 13 zeigt der Druckmesser 30 den diastolischen Druck. Die schematische Darstellung der verwendeten elektronischen Mittel weist darauf hin. daß an sich bekannte Elemente gemeint sind. Mit einem schwebenden Diskriminator ist eine Schaltung gemeint, mit der eine Schwellenspannung erzeugt wird, die einen bestimmten Prozentsatz der maximalen Amplitude eines zugeführten Signals beträgt. Durch Vergleich des zugeführten Signals, dessen Amplitude nach Erreichung eines maximalen Wertes abnimmt, mn der Schwellenspannung, kann am Zeitpunkt, wo das Signal diese Spannung nicht mehr überschreitet, eine folgende Stufe in Gang gesetzt werden, beispielsweise eine in zwei Stellungen stabile Torschaltung 16. an welche ein elektromagnetisches Relais 31 angeschlossen ist, das ein Ventil 31 in der Druckleitung betätigt.

Hierzu i Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Blutdruckmeßvorrichtung 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 Zusat;:verstärker in beide mit den Außenelektroden (1, 2) gebildete Stromkreise eingeschleift ist, derart, daß die in diesen Kreisen erzeugten Spannungen im Differenzverstärker eine im wesentlichen von der gegenseiten Phasenverschiebung abhängige Meßspannung hervorrufen, die durch einen mit diesem Verstärker verbundenen Stromkreis in einem Schelle ndiskriminator (13) wirksam ist, dessen Schwellenspannung abhängig vom Spitzenwert der zugefühiten Spannung einstellbar ist, und der einen Bedienungsstromkreis zur Druckmessung in der Manschette steuert, wenn die Meßspannung unter die Schwellenspannung sinkt.

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 größten Eindrükkung an der von der Blutstromzufuhr ab^ewandten Seite angeordnet ist.