DE1949753A1 - Blutdruckmessgeraet - Google Patents

Description

• Blutdruckmeßgerät Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Blutdruckmeßgerät zur Ermittlung des systolischen und/oder diastolischen Blutdruckwertes aus einem den Druckschwankungen entsprechenden elektrischen Spannungsverlauf, wobei der Maximal- und/oder Minimalwert mit je einem Kondensator erfaßt und an einem Instrument angezeigt wird. Bei bekannten derartigen Blutdruckmeßgeräten wird in eine Arterie ein mechanisch-elektrischer Druckrezeptor eingeführt, welcher die Schwankungen des Blutdruckes in eine elektrische Spannungskurve umwandelt. Die Druckmaxima stellen dabei den systolischen Blutdruckwert und die Druckminima den diastolischen Blutdruckwert dar. Zur Erfassung des systolischen Blutdruckwertes dient ein Kondensator, der sich auf den höchsten Spannungswert der Spannungskurve auflädt und diesen Wert, vorzugsweise Uber einen Verstärker, an das Anzeigeinstrument weitergibt. Für den Fall, daß die Spitzenwerte des Spannungsverlaufes bei Jedem Herzpuls weiter ansteigen, folgt die Kondensator-Spannung diesem steigenden Wert und die Anzeige wird richtig den systolischen Blutdruckwert anzeigen. Sinkt Jedoch der Blutdruckwert im Verlauf der Messung ab, so wird nur dann richtig gemessen und ein richtiger Blutdruckwert angezeigt, wenn sich der Kondensator so schnell entlädt, daß sein Spannungswert bis zum folgenden Blutdruckmaximum mindestens bis auf den neuen entsprechenden Spannungswert abgesunken ist. Da bei den bekannten Geräten die Zeitkonstante der Entladung des Kondensators mittels hochohmiger Widerstände für die niedrigste Pulsfrequenz (ca. 20 pro Minute) bemessen ist, ist sie bei normaler Pulsfrequenz 80 groß, daß mehrere Impulse bei abfallendem Blutdruck (bzw. abfallendem Spannungsverlauf) nicht erfaßt werden. Eine Verkleinerung der Zeitkonstanten der RC-Kombination, bestehend aus dem Maximalwertkondensator und seinem Entladewiderstand, ist nicht angängig, weil bei rascher Entladung des Kondensators seine Entladungskurve sich der vom systolischen zum diastolischen Wert hin abfallenden Spannungskurve annähert und dabei Druckschwankungen erfaßt werden könnten, die nicht das Maximum der Druckkurve darstellen (vgLFig. 1).
• Das Gesagte gilt entsprechend für die Erfassung des diastolischen Blutdruckwertes, d.h. der Minima des entsprechenden Spannungsverlaufes.
• Ausgehend davon, besteht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe darin, ein Gerät der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß auch bei sinkenden systolischen Blutdruckwerten und auch bei steigenden diastolischen Blutdruckwerten jedes Druckmaximum bzw. Druckminimum sicher erfaßt wird. Bei extrem steilen Druckanstiegen oder -abfällen soll wenigstens in sehr kurzer Zeit das richtige Ergebnis wieder zur Verfügung stehen und angezeigt werden. Gemäß der Erfindung ist dies dadurch erreicht, daß der für die Erfassung des Maximalwertes vorgesehene Kondensator in Abhängigkeit von der Herzaktion in einem etwa im 7 tbereich zwischen dem Auftreten eines nachfolgenden Minimal und neuen Maximalwertes liegenden Zeitpunkt mindestens teilweise entladen wird und/oder daß der für die Erfassung des. Minimalwertes vorgesehene Kondensator in Abhängigkeit von der Herzaktion in einem etwa im Zeitbereich zwischen dem Auftreten eines nachfolgenden Maximal- und neuen Minimalwertes mindestens teilweise entladen wird. Bei der erfindungsgemäßen Lösung ist es gleichgültig, wie dieser Zeitpunkt ermittelt wird. So könnte z.B. der Zeitpunkt der Entladung des Maximalwertkondensators durch die R'-Zacke des EKG bestimmt werden. Da aber bei Blutdruckmessungen nicht unbedingt immer auch ein EKG aufgenommen wird, wird gemäß weiterer Erfindung vorgeschlagen, aus der aufgenommenen Blutdruckkurve selbst die Zeitpunkte der Entladung zu bestimmen und als Zeitpunkte die Maxima und Minima der Kurve zu wählen Zu diesem Zweck sind Mittel zum Erfassen des Zeitpunktes eines Maximal- und/oder Minimalwertes des Spannungsverlaufes, der den Blutdruckschwankungen entspricht, vorgesehen. Solche Mittel sind einfach zu realisieren und bestehen im allgemeinen aus einem Kondensator, der sich auf den Maximal- bzw. Minimalwert auflädt und dessen'Spannungswert verglichen wird mit dem Spannungsverlauf der Kurve.
• Solange Spannungsgleichheit herrscht zwischen dem Spannungswert des Kondensators und dem der Kurve, ist der Maximal- oder Minimalwert noch nicht erreicht. Erst dann, wenn der Kondensator den Maximalwert des Spannungsverlaufes erreicht hat und die Spannungskurve wieder abfällt, wird der Ladestrom zu Null bzw.
• es entsteht eine Spannungsdifferenz zwischen dem Kondensator und der Spannungskurve und das Kriterium "Ladestrom = 0" bzw.
• die Differenzspannung wird als Signal für die Anzeige des erreichten Maximal- bzw. Minimalwertes genommen. Das Vorhandensein der genannten Mittel erlaubt es, daß der Zeitpunkt der Entladung des Maximalwertkondensators durch die Mittel zur Erfassung des Zeitpunktes des Minimalwertes bestimmt wird und daß der Zeitpunkt der Entladung des Minimal-wertkondensators durch die Mittel zur Erfassung des Zeitpunktes des Maximalwertes bestimmt wird. Auf diese Weise ist erreicht, daß der sich auf den Maximalwert aufgeladene Kondensator auf seinem Maximalwert hält bis zum Zeitpunkt des diastolischen Blutdruckwertes, d.h. des Minimalwertes der Druckkurve. Erst in diesem Augenblick wird entladen.
• Auf diese Weise ist erreicht, daß momentane Druckerhöhungen im Bereich zwischen dem systolischen und dem diastolischen Blutdruckwert nicht dazu führen, daß diese Druckerhöhungen eine erneute Anzeige abgeben. Die Entladung des Maximalwertkondensators braucht nicht vollständig zu sein. Jedenfalls genügt eine Absenkung der Kondensatorladung bis auf den Wert der Spannungskurve, der dem diastolischen Blutdruckwert entspricht. Aber auch eine so weitgehende Absenkung der Kondensatorspannung ist nicht erforderlich und auch nicht geraten, Es hat sich nämlich herausgestellt, daß auch im Druckverlauf zwischen dem diastolischen und dem systolischen Blutdruckwert Unregelmäßigkeiten im Druckverlauf auftreten können, welche von den Mitteln zum Erfassen des Zeitpunktes eines Maximal- oder Minimalwertes als tatsächliche Meßwerte aufgegriffen würden. Im Rahmen der Erfindung ist es daher zweckmäßig, nur eine sehr begrenzte Absenkung des Spannungswertes des Maximalwertkondensators zu bewirken, Untersuchungen an Pulsdruckurven haben ergeben, daß in dem Bereich kurz vor dem Erreichen des Maximalwertes Druckschwankungen kaum mehr auftreten. Von diesem Umstand macht eine Weiterbildung der Erfindung Gebrauch und sieht Mittel sur Erfassung des Spannungsunterschiedes zwischen Maximal- und Minimalwert der Spannungskurve sowie eine Teilung dieses Spannungswertes etwa im Verhältnis 50:20:30 vor. Diese Mittel bestehen im einfachsten Fall aus den Kondensatoren für die Anzeige der gemessenen Spannung (Cmax 2' Cmin 2 vgle spätere Beschreibung) sowie einem dreigliedrigen Spannungsteiler zwischen diesen Kondensatoren. Bei Anwendung dieser Mittel in der Weise, daß die Entladung des Maximalwertkondensators auf die vom Spannungsteiler ermittelten 50 % des Spannungsunterschiedes zwischen Maximum und Minimum und die Entladung des Minimalkondensators auf 90 % des Spannungsunterschiedes geschieht, ist gewährleistet, daß in der Uberwiegenden Zahl aller untersuchten Fälle der Maximalwertkondensator nur so weit entladen wird, daß seine Restspannung in einer solchen Größenordnung liegt, in der bei steigendem Blutdruck keine Druckschwankungen vor Erreichen des folgenden Maximalwertes mehr auftreten. Ähnliche Überlegungen führten zu der Wahl der 30 %-igen Absenkung der Kondensatorspannung des Minimalwertkondesantors.
• Ein ähnlicher Effekt könnte erreicht werden, wenn die Absenkung des Maximalwertkondensators nach dem Zeitpunkt eines Minimalwertes - also verzögert - erfolgt. Bei einer solchen Lösung müßte aber dem Umstand Rechnung getragen werden, daß die Pulsfrequenz sehr unterschiedlich sein kann, ao daß die Verzöge rungszeit von der Pulsfrequenz zu steuern wäre.
• Im Rahmen der Erfindung ist es zweckmäßig, je zwei Maximalweert-und Minimalwertkondensatoren vorzusehen, wobei der eine Maximal-bzw. Minimalwertkondensator als Teil der Mittel zum Erfassen des Zeitpunktes eines Maximal- und/oder Minimalwertes dient.
• Dieser Kondensator dient sozusagen der Signalerfassung oder dem Verfolgen des Spannungsverlaufes der Spannungskurve. Nach seiner (Teil-) Entladung wird er von der Spannung der Kurve wieder auf den nächstfolgenden Maximalwert aufgeladen usw..
• Der zweite Maximalwertkondensator bzw. Minimalwertkondensator wird beim Entladen des eraten Maximal- bzw. Minimalwertkondensators nicht mitentladen und von den Mitteln zum Erfassen des Zeitpunktes eines Maximal- bzw. Minimalwertes wird der zweite Kondensator in diesem Zeitpunkt auf den aktuellen Maximal bzw.
• Minimalwert entladen, falls dieser kleiner ist als der vorhergehende Maximal- bzw. Minimalwert. Steigt jedoch die Spannungskurve wieder an, so wird der Spannungswert des Kondensators von der Spannungskurve auf den nächsthöheren Kondensatoren können also mit hinaufgenommen. An diese zweiten Kondensatoren können also z.B. über Verstärker die Meßinstrumente angeschlossen werden.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand von zwei Figuren erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eien der Blutdruckkurve entsprechende elektrische Spannungskurve und den Verlauf der Spannung an den Maximal- und Minimalwertkondensatoren und Fig. 2 ein entsprechend den verwandeten elektrischen oder elektronischen Schaltmitteln modifizierbares Prinzipechaltbild.
• In der Fig. 1 ist eine blutdruckkurve (stark gezeichet) aufgetragen, deren Verlauf mittels eines mechanisch-elektrischen Wandlers elektrisch nachgebildet ist. Die Maximalwerte (Systole) Max 1, Max 2 werden mittels des geerdeten Maximalwertkondensators Cmax 1 erfaßt. Die Minimalwerte (Diastole) Min 1, Min 2 speichert der Minimalwertkondensator C min 1, welcher einseitig an einem gegenüber den zu erwartenden höchsten diastoli Spannungswerten höheren Bezugspotential U liegt. Die @@@@@zipielle Wirkungsweise kann an der Schaltskizze gemäß Fig. 2 erläutert, werden. Der Kondensator Cmax ist mittels des Schalters 1 in der Schaltstellung I an das (statische) Meßinstrument 2 angeschlossen. Dieses Instrument zeigt also den in amax gespeicherten Maximalwert (Max 1) an. Kurz vor dem Auftreten eines nächsten Maximalwertes schaltet das Steuergerät 3 den Schalter kurzzeitig in die Schaltstellung III, in der der Kondensator über den Widerstand R mindestens teilweise entladen wird, und geht anschließend bis zum Auftreten eines Maximalwertes (Max 2) in die kontaktlose Schaltstellung II und kehrt in diesem Zeitpunkt in die Ausgangsstellung I zurück, so daß am Instrument 2 der neue Maximalwert (Max 2) angezeigt wird. Entsprechendes gilt für die Anzeige dea Minimalwertes. Das Steuergerät 3 wird von der Herzaktion gesteuert und kann beispielsweise das EKG des zu messenden Patienten in der Weise verarbeiten, daß die Umschaltung des Schalters 1 in die Stellung III beim Auftreten einer R-Zacke erfolgt Beim Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält das Steuergerät jedoch Mittel zur Erfassung des Maximalwertes bzw. Minimalwertes einer Spannungskurve und bestimmt den Zeitpunkt der Entladung des Maximalwertkondensators durch das Auftreten eines Minimalwertes und des Minimalwertkondensators durch das Auftreten eines Maximalwertes.
• Die Spannung, auf die die Kondensatoren entladen werden, wird erzeugt durch einen Spannungsteiler, an welchem die Differenzspannung zwischen dem letzten gemessen Maximal- und Minimalwert anliegt. Der Spannungsteiler ist im Verhältnis 50:20:30 ausgelegt. Dieser Wert hat sich bei allen gemessenen, insbesondere pathologischen Blutdruckkurven als zweckmäßig erwiesen.
• In der Fig. 1 sind lediglich die Kondensatoren Cmax1 und cmin 1 durch ihr Symbol dargestellt; ihr Spannungsverlauf ist aus dem gestrichelten Linien ersichtlich. Im Ausführungsbeispiel sind jedoch noch die zweiten Kondensatoren Cmax 2 und C min 2 vorhanden; in der Figur ist nur deren Spannungs Verlauf, und zwar strichpunktiert angegen. Cmax 1 wird auf das Spannungsmax. aufgeladen und im Zeitpunkt des Spannungsminimums auf 50 % der Differenzepannung zwischen Maximum und Minimum entladen; überschreitet die Spannungskurve (stark gezeichnet) in ihrem weiteren Verlauf diesen Kondensatorspannungswert, so hebt sie diesen Wert bis zum neuen Maximalwert Max 2 an. Vom Maximalwert an ist die Ladespannung = 0 bzw. es ergibt sich eine Spannungsdifferenz zwischen Cmax 1 und der Spannung der Kurve, woraus ein Schalt impuls abgeleitet wird für die Entladung von Cm 2 der bis Setzt den Wert Max 1 gehalten hat, auf den neuen Maximalwert Max 2 sowie für die Teilentladung von Cmin 1. Cmax 2 ist an das Meßinstrument angeschlossen, das nun sprunghaft den neuen Maximalwert (Systole) anzeigt. Im Falle, daß die 50 5-ige Absenkung nicht ausreicht, um den neuen (niedrigeren) maximalen Spannung wert zu erfassen, wird in Abhängigkeit vom Zeitpunkt des folgenden Minimums die Spannung erneut um 50 % abgesenkt, so daß auch bei diesen relativ seltenen pathologischen Fällen nur. eine Messung ausfällt.
• Entsprechendes ergibt sich für die Minimalwerterfassung, wobei der Minimalwertkondensator Cmin 1 nur auf 30 % der Diferenzspannung zwischen Maximum und Minimum entladen wird. Diese Werte haben sich in langen Versuchsreihen als am zweckmäßigsten herausgestellt, d.h. bei Absenkung der Kondensatorspannungen auf die entsprechenden Werte wurden keine Fehlmessungen vorgenommen, wie anhand eines Registrierschriebes der Blutdruckkurve betätigt werden konnte. Sowohl die Zeitpunkte der Entladung als auch die Grdße der Entladung schließen also aus, daß Unstetigkeiten in der Blutdruckkurve (Scheinminima, Scheinmaxima, Smax, Smln) in den durch die teilentladenen Kondensatoren erfaßbaren Bereichen erfaßt und gewertet werden.
• Die Spannungskurve des Kondensators Cmin 1 ist gestrichelt und die des Kondensators Cmin2 strichpunktiert eingezeichnet. Aus diesen Kurven ergibt sich, daß bei Feststellung eines Minimums durch Cmin 1 die Teilentladung von amax 1 erfolgt und die Teilentladung von Cmin 1 bei Feststellung eines Maximums durch Cmax 1.
• Cmin 2 springt in seinem Wert von Minimum zu Minimum, so daß am angeschlossenen Meßinstrument der jeweilige diastolische Wert angezeigt wird.
• Die Erfindung kann sinnvoll auch in der Lungenfunktionstechnik angewendet werden, wo von der Atmung abgeleitete elektrische Spannungsverläufe mit Maximum und Minimum entstehen, deren Periodendauer etwa in der gleichen Größenordnung liegt, wie bei den Blutdruckkurven.

Claims (10)

PatentansprUche

1.) Blutdruckmeßgerät zur Ermittlung des systolischen und/oder diastolischen Blutdruckwertes aus einem den Druckschwankungen entsprechenden elektrischen Spannungsverlauf, wobei der Maximal- und/oder Minimalwert mit Je einem Kondensator erfaßt und an einem Instrument angezeigt wird, d a d u r a h g e k e n n z e i c h n e t , daß der für die Erfassung dos Maximalwertes vorgesehene Kondensator (Cmax 1) in Abhängigkeit von der Herzaktion in einem etwa im Zeitbereich zwischen dem Auftreten eines nachfolgenden Minimal- und eines neuen Maximalwertes (z.B. Min 2 - May 2) liegenden Zeitpunkt sprunghaft mindestens teilweise entladen wird und/oder daß der für die Erfassung des Minimalwertes vorgesehene Kondensator (Cmin 1) in Abhängigikeit von der Herzaktion in einem etwa im Zeitbereich zwischen dem Auftreten eines nachflogenden Maximal- und neuen Minimalwertes (z.B. Max 2 - Min 3) liegenden Zeitpunkt sprunghaft mindestens teilweise entladen wird.

2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Mittel (Cmax 1, C mim 1) zum Erfassen des Zeitpunktes eines Maximal-und/oder Minimalwertes.

3. Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt der Entladung des Maximalwertkondensators (Cmax 1) durch die Mittel (Cmin 1) zur Erfassung des Zeitpunktes des Minimalwertes bestimmt wird.

4. Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitpunkt der Entladung des Minimalwertkondensators (Cmin 1) durch die Mittel (Cmax 1) zur Erfassung des Zeitpunktes des Maximalwertes bestimmet wird.

5. Gerät nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet durch Mittel zur Erfassung des Spannungsunterschiedes zwischen Maximal- und Minimalwert und Teilung dieses Spannungswertes etwa im Verhältnis 50:20:30.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Maximalwertkondensator bis auf etwa 50 S5 des Spannungsunterschiedes zwischen Maximal- und Minimalwert entladen und/ oder der Minimalwertkondensator auf etwa 30 % des genannten Spannungsuntersohiedes entladen wird.

7. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen zweiten Maximalwertkondensator (Cmax 2) der beim Entladen des (ersten) Maximalwertkondensators (Cmax 1) nicht mitenladen wird und von den Mitteln zum Erfassen des Zeitpunktes eines Maximalwertes in diesem Zeitpunkt auf den aktuellen Maximalwert (z.B. Max 2, 3 ...) entladen wird, falls dieser kleiner als der vorhergehende Maximalwert ist.

8. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen zweiten Minimalwertkondensator (Cmin 2), der beim Entladen des (ersten) Minimalwertkondensators (Cmin 1) nicht mitenladen wird und von den Mitteln zum Erfassen des Zeitpunktes eines Minimalwertes in diesem Zeitpunkt auf den aktuellen Minimalwert entladen wird, falls diesser kleiner als der vorhergehende Minimalwert ist.

9. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Erfassen des Zeitpunktes eines Maximalwertes bzw. Minimalwertesx den ersten Maximal- bzw. Minimalwertkondensator mitumfassen.

10. Gerät nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß an die zweiten Kondensatoren (Cmax 2, Cmin 2) die Meßinstrumente (2) für systolischen und diastolischen Blutdruckwert angeschlossen sind.