DE2041916A1 - Vorrichtung zur indirekten Blutdruckmessung - Google Patents

Description

Vorrichtung zur indirekten Blutdruckmessung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur indirekten Blutdruckmessung, bei welcher die Oeffnungs- und Schliessbe- wegungen einer Arterienwand unter externer Druckanwendung aus der Dopplerverschiebung einer an der Arterienwand reflektierten Ultraschallwelle relativ zur erzeugenden Ultraschallwelle ermittelt werden, mit einer Sende- und Empfangseinrichtung für Ultraschallwellen und einem daran angeschlossenen Diskriminator, der am Ausgang ein der Dopplerverschiebung in der Frequenz analoges Dopplersignal abgibt.

Bei der üblichen, klinischen Methode der indirekten Blutdruckmessung wird der arterielle Blutdruck an Hand der sogenannten "Korotkoff-Geräusche" abgeschätzt. Dazu wird die bekannte Druckmanschette um ein Körperglied, z.B. einen Arm herumgelegt und auf einen Druckwert aufgepumpt, welcher den Spitzenwert des arteriellen Blutdruckes überschreitet, so dass das Blut zu fliessen aufhört,·Anschliessend wird die Luft aus der Manschette langsam abgelassen und dadurch der Druck reduziert. Gleichzeitig wird das Körperglied stromabwärts auf das Auftreten oder Fehlen von hörbaren Geräuschen hin abgehorcht, welche nach herrschender Ansicht auf Turbulenzen des vom abgeschnürten Arterienabschnitt fortfliessenden Blutes zurückzuführen sind und auftreten, wenn der Manechettendruck während einiger aufeinanderfolgender Harzzyklen unter den Spitzenwert des Blutdruckes absinkt. Die er-

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wähnten Geräusche werden normalerweise mittels eines Stethoskops oder eines Mikrophones abgehorcht. Indem die Bedienungsperson gleichzeitig den Manschettendruck beobachtet und auf die hörbaren Geräusche achtet, kann sie den systolischen und den diastolischen Blutdruck des Patienten bestimmen.

Im Zuge des Bemühens, die indirekte Blutdruckmessung genauer zu machen und den störenden Einfluss von Umgebungsgeräuschen weitgehend zu beseitigen, ist die indirekte Blutdruckmessung unter Anwendung von Ultraschall entwickelt worden. Bei dieser Art der indirekten Blutdruckmessung wird die Bewegung der Wandung einer Arterie, die sich unter äusserer Druckanwendung, z.B. mittels der erwähnten, aufblasbaren Manschette abschnüren lässt, während des raschen Wechsels der Arterienwand zwischen einer erweiterten und einer verengten Stellung festgestellt. Der systolische Blutdruck kann aus dem äusseren Manschettendruck in dem Moment bestimmt werden, in welchem die ursprünglich vollkommen abgeschnürte Arterie ihre erste Deffnungsbewegung macht. Der diastolische Blutdruck kann aus dem Manschettendruck in dem Moment bestimmt werden, in welchem die Abschnürung der Arterie zu irgendeinem Zeitpunkt des Herzzyklus aufhört.

Die Veränderungen der Arterienwand-Stellung werden mit Hilfe einer ständigen Ultraschallbestrahlung unter Ausnutzung des Dopplereffektes festgestellt. Wegen der Ausnutzung des Dopplereffektes erhält man nur Signale von bewegten Strukturen, während stationäre Objekte ignoriert werden. Das der Dopplerverschiebung entsprechende Dopplersignal besitzt eine im Hörbereich liegende Frequenz, welche der Geschwindigkeit der sich bewegenden, reflektierenden Zielfläche relativ zürn Wandler, welcher den Ultraschall abgibt, proportional ist. Eine zusätzliche Diskriminierung zu Gunsten von 5ignalen von den gewünschten Zielflächen und zu Ungunsten ungewünschter Signale erhält man durch die ausgeprägte Richtcharakteristik der Ultraschallausbreitung.

Durch Anwendung dieser neueren Methode der indirekten Blutdruckmessung können Deffnungs- und Schliessvorgänge einer Arterie mittels eines harmlosen, auf den fraglichen Arterienabschnitt

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gerichteten Energiestrahles in Bezug auf die Zeit genau definiert werden. Die neuere Methode beruht im Gegensatz zur konventionellen Methode nicht auf einem Fliessen des Blutes und kennt daher auch nicht die bekannten, auf der Horchlücke beruhenden Fehler der bekannten Abhorch-Methode. Jedoch sind Probleme im Zusammenhang mit dem von Patient zu Patient und Messung zu Messung unterschiedlichen Geschwindigkeiten und Bewegungsdistanzen der unter Druck stehenden Arterienwand aufgetreten. Einige dieser Probleme beruhen auf den unterschiedlichen Durchmessern und Wandstärken der Arterien und darauf, dass Dopplersignale auch von anderen als den abgeschnürten Arterienabschnitten empfangen werden. Die Signalamplitude wird sich auch zwischen einem dünnen Arm und einem solchen mit übermässigem Gewebe, welches eine Dämpfung der Ultraschallenergie bewirkt, ändern. Auch ist teilweise der Gesundheitszustand des Patienten von Einfluss, da

die Wandgeschwindigkeiten der Arterie bei einem mit niedrigem Druck einhergehenden Schock offensichtlich niedriger als in Fällen hohen Blutdrucks sind. Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Vorrichtung zur indirekten Blutdruckmessung unter Beobachtung der Oeffnungs- und 5chliessbewegungen einer Arterienwand zu schaffen, bei welcher unter bestimmten festgelegten Bedingungen das Kriterium zur Beobachtung solcher Bewegungen selbsttätig geändert wird.

Eine diese Aufgabe lösende Vorrichtung der eingangsgenannten Art ist erfindungsgemäss gekennzeichnet durch eine an den Diskriminator angeschlossene Filtereinrichtung, welche ein erstes Frequenzband und wahlweise durch Umschalten bewirkbar ein zweites Frequenzband zu einem Ausgang hindurchlässt, und durch einen an die Filtereinrichtung angeschlossenen, mindestens auf die Amplitude des 5ignals im zweiten Frequenzband ansprechenden Detektor, durch dessen Ausgangssignal die Filtereinrichtung umschaltbar ist. Eine bevorzugte Ausbildungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung zwei mit dem Eingang parallel geschaltete Bandpassfilter für das erste und zweite Frequenzband umfasst, deren Ausgänge zum Ausgang der Filtereinrichtung wahlweise mittels eines durch den Detektor gesteuerten

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Umschaltrelais durehschslxbar sin-j, dJSE-tn Ruhekontakt mit dem Ausgang des Bandpassfilisrs für das erste Frequenzband verbunden ist.

Bei der srfindungsgsinassen Vorrichtung werden unerwünschte Signale einschliesslich der Störgeräusche auf Grund der Filtereinrichtung unterdrückt, welche zur wahlweisen Dämpfung der die arterielle Wandbewegung anzeigenden DoppJersignale in einem vorbestimmten Frequenzbereich dient. Die beiden Bandpassfilter der bevorzugten Ausbildungsform haben jeweils einen anderen Durchlassbereich für das Dopplersignal. Zuerst, im systolischen Bereich, wird das Bandpassfilter für das erste Frequenzband zur Auswertung des Dopplersignals benutzt. Wenn anschliessend der Detektor auf Signale einer vorbestimmten Mindestenergie anspricht, die durch das Bandpassfilter für das zweite Frequenzband hindurchgelangen, wird selbsttätig das zweite Bandpassfilter für das Durchlassen'und Auswerten der nachsystolischen Signale ausgewählt. Insbesondere kann das wiederholte Auftreten solcher Signale, die durch das Bandpassfilter für das zweite Frequenzband hindurchgelangen und die vorbestimmte Mindestenergie überschreiten, als Bestirriniungsfaktor bei der automatischen Wahl oder Umschaltung benutzt werden.

Die Erfindung ist mit weiteren vorteilhaften Einzelheiten im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigten?

Fig. 1 eine graphische Darstellung des Verlaufs des Blutdrucks über der Zeit und des Abschnür-Druckes,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der bevorzugten Ausbildungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung, bei welcher die Ultraschaildopplernnethoda zur Ueberwachung von Blutdruckwerten benutzt wird,

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Arm zur Illustration, wie eine Arterienwandung in einem Körper zur Feststellung arterieller Wandbewegung untersucht wird,

Fig. 4 eine mehr Einzelheiten zeigende, schematische Darstellung des Schaltdetektors der Fig. 2,

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Fig. 5 eine graphische Darstellung dar E\i ngangspotentiale des Differential-Vergltiichsql indes der Fig. 4 über der Zeit,

Fig. 6 eine graphische Darstellung der Duichlasseigenschaften der Bandpassfilter m f^rig. ?,

Das Verhalten einer Arteriern-jand unter dem Druck einer Manschette lasst sich am besten an Hand der Fig, I erläutern, in welcher der Verlauf des periodischen arteriellen Druckes durch die Kurve 11 und der in der aufgeblasenen, u,v den Arm des Patienten herumgelegten Manschette herrschende, linear abnehmende Druck durch die Kurve 12 dargestellt ipt. Ls ist ersichtlich, dass der Anstieg des arteriellen Drucken bei jedem Herzzyklus an der Spitze 13 flach, in der Mitta 14 steil und im unteren Bereich 15 etwas weniger steil ist.

Wenn sich der abschnürende Druck der Manschette dem systolischen Druck gleich ist, öffnet und schliesst sich die Arterienwand mit niedriger Geschwindigkeit, wie dies durch das Dopplersignal 16¹ entsprechend dem spitzwinkligen Schnitt der den Manschettendruck wiedergebenden Kurve mit der den arteriellen Druck wiedergebenden Kurve im Punkt 16 gezeigt ist. Beim weiteren Absinken des Manschetten-druckes wird die Kurve des arteriellen Druckes während des nächstfolgenden Herzzyklus am Punkt 17 unter einem weniger spitzen Winkel geschnitten und die Arterie wird mit viel höherer Geschwindigkeit geöffnet werden wie es durch das Dopplersignal 17' angedeutet ist. In entsprechender Weiee erfolgt gemäss dem Schnitt während des nächsten Herzzyklus im Bereich der steilen Steigung am Punkt 18 ein sehr plötzliches Oeffnen der Arterie, wie dies durch das Dopplersignal 18' darge stellt ist.

Es ist ersichtlich, dass im Normalfall sowohl Dopplersig- nala niedriger Geschwindigkeit im syetoliachen Punkt als auch Dopplarsignale hoher Geschwindigkeit nach dem systolischen Punkt beobachtet werden In Schockfällen, bei denen sehr niedrige Blut- druckwerte Auftreten, ist dies jedoch nicht notwendigerweise der Fall. Nach ainer aorgföltigen Untersuchung dieser Beobachtungen in Verbindung mit einer Untersuchung der zuvor erläuterten Pro-

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bleme wurde die vorliegende Erfindung gemacht, mit welcher Blutdruckwerte einschliesslich der diastolischen Blutdruckwerte genau gemessen werden können.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zeigen die Fig. 2 und 3 eine Darstellung eines Oberarmes 21 eines Patienten, um welchen die bekannte pneumatische Manschette 22 herumgelegt ist, die mittels einer geeigeneten Pumpen- und Steuereinheit 23 aufblasbar ist. Ein typisches pneumatisches System zur Abschnürung der Brachialis kann ein bekanntes, selbsttätig arbeitendes elektropneumatlsches System (nicht gezeigt) umfassen, mit welchem die Manschette sehr schnell aufblasbar und anschliessend die Luft aus der Manschette allmählich ablassbar ist, beispielsweise mittels eines Entlüftungsventils 24, welches die Luft aus der Manschette mit gleichbleibender Geschwindigkeit entweichen lässt, nachdem ein ausreichend hoher, vorbestimmter Manschettendruck erreicht worden war, Ein Schlauch 2fj verbindet die Manschette mit einer Anzeigeeinrichtung 26, welche zwei Manometer 27 und 28 zur Anzeige des systolischen bzw. des diastolischen Blutdruckes des Patienten umfasst.

Unterhalb der Manschette und in Berührung mit dem Arm ist eine Ultraschallwandleranordnung 30 angeordnet, welche zur Feststellung arterieller Wandbewegungen im Bereich des abzuschnürenden Arterienabschnitts 29 dient. Die dargestellte Wandleranordnung umfasst zwei piezoelektrische Kistalle 31 und 32. Der Kristall 31 dient in Verbindung mit ainem HF-Oszillator 33 zur Abstrahlung einsa Ultraschallstrahles von 2 HHz, dessen Energie auf den von der Manschette umgebenen Arterienabachnitt 29 gerichtet ist. Der zweite Kristall 32 dient zum Empfang der am Arterienabschnitt 29 reflektierten Ultraschallenergia und zu* Umwandlung der empfangenen Energie in sin elektrisches Signal, Imi Zusammenhang mit der Beschreibung der Erfindung sind getrennte KriatallBleimente für das Senden und din Empfang gezeigt,, Jedoch kann aelbstveratändlich genausogut sir» gemeinsames Sende- und Empfangseleroent benutzt werden.

Beim vorliegendem Ausfühxungsbeiipiel ist da-x kristall an einen Di«kr.Iκ-EiiH'?r 34 «nfeichloaein, de» aur £*k fassung der sich ergebenden gshwch frequenz- und phetenmodu-

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lierten Signale dient, welche der durch die arterielle Wandbewegung hervorgerufenen Dopplerverschiebung zugeordnet sind. An den Diskriminator sind zwei entweder passive oder aktive. Bandpassfilter 35 und 36 angeschlossen. Bei einer Oszillatorfrequenz von 2 MHz hat das Bandpassfilter 35 einen auf -3 db bezogenen Durchlassbereich zwischen ungefähr 45 Hz und ungefähr 300 bis 400 Hz. Das Filter hat an der unteren Bereichsgrenze eine Dämpfung von bis 30 db pro Oktave und an der oberen Bereichsgrenze eine Mindestdämpfung von 12 db pro Oktave. Das Bandpassfilter 36 hat einen auf -3 db bezogenen Durchlassbereich zwischen 100 Hz und .500 Hz bei einer Mindestdämpfung von IB db pro Oktave an der unteren Bereichsgrenze. Die Ausgangsleitung des Bandpassfilters 35 ist an den Ruhekontakt 38 eines Relais 37 angeschlossen, während die Ausgangsleitung des Bandpassfilters 36 an den Arbeitskontakt 39 angeschlossen ist.

An den beweglichen Schaltkontakt des Relais 37 ist ein Audio-Verstärker 41 angeschlossen, mit dessen Ausgang ein einstellbarer Schwellwertdetektor 42 "verbunden ist. Der digitale Ausgang des Schwellwertdetektors 42 ist zum einen Eingang eines Undgatters 43 geführt.

An eine Stelle des Schlauches 25 ist ein Druckwandler 44 angeschlossen, welcher auf den in der Manschette herrschenden Druck anspricht und diesen in ein analoges elektrisches Signal umsetzt. Der Druckwandler ist an ein Dif ferential-Vergleichsg.l ied 45 angeschlossen, das zur Feststellung dient, wann die Manschette vor dem Ablassen der Luft auf einen vorbestimmten Maximaldruck aufgeblasen worden ist. Zwischen den Ausgang des Vergleichsgliedns 45 und einen zweiten Eingang des Undgatters 43 ist eine monostabile Kippschaltung 46 eingefügt. Diese wird durch die Vorderflanke des Ausgangssignals des Vergleichsgliedes 45 getriggert und gibt ein Signal mit einer Impulsdauer von beispielsweise 2,5 Sek. ab. Neben einer später zu beschreibenden Funktion hat der Impuls von der Kippschaltung 46 die Funktion eines Sperrimpulses für das Undgatter 43 und verhindert ein falsches Triggern entweder durch den F^Jumpenmotor oder die sich auf den Luftdruck einstellende Manschette Der Ausgang des Undgatters 43 ict über eine monostabile Kippschaltung 47 an die Anzeigeeinrichtung 26 angeschlossen. Die Kippschaltung 47 erzeugt bei jedem Triggern einen Irrpulc von 250 insel·:.

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Dauer, welcher die Lampe 48 zürn Aufleuchten bringt und so eine kurzzeitige sichtbare Anzeige jedesmal dann erzeugt, wenn auf Grund einer arteriellen Wandbewegung ein Dopplersignal vorhanden ist. Der Ausgang des Undgatters 43 gelangt ausserdem an eine logische Schaltung 49, welche zur Steuerung des systolischen und diastolischen Manometers 27 bzw. 2B über die Leitungen 51 bzw. in der Weise dient, dass sie den Druckpegel der Manometer auf den gemessenen systolischen und diastolischen Druckpunkten des Patienten fixiert. Im Bedarfsfall kann eine Aufzeichnungseinrichtung 53 an die Anzeigeeinrichtung 26 angeschlossen werden, damit man eine Aufzeichnung der digitalen und/oder analogen Information erhält, welche den Blutdruck repräsentiert.

Vom Ausgang des Bandpassfilters 36 führt eine Abzweigleitung 54 zu einem Schalt-Detektor 55, welcher in Fig. 2 innerhalb des gestrichelten Rechtecks liegt. Der Detektor 55 dient zur Ueberwachung der;Signale, die durch das Bandpassfilter 36 hindurchgelangen, und zur Betätigung des Relais 37.

Die zum Detektor 55 führende Eingangsleitung ist an einen Operationsverstärker 56 angeschlossen, dessen Ausgang zu einem als Schwellwertvergleichsglied dienenden Differentialverstärker 57 führt. An den Differentialverstärker 57 ist über einen Impulsformer 58 ein Steuer-Flipflop 59 angeschlossen, welches ausserdem mit dem Ausgang der monostabilen Kippschaltung 47 verbunden ist, die das Flipflop 59 mit der Hinterflanke des 25G msek.Lampenimpulses zurückstellt. An den Ausgang des Steuer-FlipfJ op 59 ist ein Impulszähler 61 angeschlossen, welcher ausserdom zum Zwecke der Rückstellung mit der monostabilen Kippschaltung 46 verbunden ist. Der Ausgang des Impulszählers 61 ist zu einer Geberschaltung 62 für das Relais 37 geführt und dient zur Betätigung des Relais.

Die Fig. 4 zeigt ein genaues Schaltbild der Glieder 57, 58, 59 und 61 des Schalt-Detektors 55. Das Ausgangssignal des Operationsverstärkers . 56 ist auf einen Transistor 64 gekoppp.lt, der als Emitterfolger arbeitet und dazu dient, eine konstantt; Emitterspannung E_ von ungefähr 4 - 5 V, welche von Arttiriensignalen von ungefähr IUO mV_rr und mehr überlagert ist, an p.inpn Eingang des VergleirliGcjliedHH zu liefern. Dan zwe>ite Eingangssignal zum

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Differential-Vergleichsglied ist eine Schwellwertspannung E₁, welche mittels eines Potentiometers 65 zwischen ungefähr 1 - 5 V einstellbar ist. Die als Schwellwert dienende Spannungsdifferenz £ E-E„ - E. stellt das Kriterium der Amplitude des Arterien-Signals zur Betätigung des Vergleichsgliedes dar, um den Impulsformer einschliesslich des Integriergliedes 66 anzusteuern und den Transistor 67 durchzuschalten, welcher einen hohen Schaltwert an den einen Eingang des Steuer-Flipflop 59 liefert. Wenn der Transistor 67 gesperrt ist, ist sein Ausgangspegel über den Widerstand 68 an Masse niedrig. Es sei unter Bezugnahme auf Fig. 5 angenommen, dass die Spannungsdifferenz β E auf 300 mV eingestellt ist. Wenn dann ein Arterien-Impuls 69 die Spannungsdifferenz bei 71 überschreitet, wird am Kollektor des Transistars 67 ein digitales Arterien-Signal 72 erzeugt, welches das Steuer-Flipflop 59 stellt.

Der Zähler 61 umfasst drei Flipflops zur Aufnahme aufeinanderfolgender, vom Steuer-Flipflop 59 erzeugter Impulse. Wenn vier der Arterien- (Audio-)Signale vom Patienten einen IDO-Hz-Anteil von ausreichender Grosse haben, geht der Ausgang des letzten Zähler-Flipflop 73 auf einen niedrigen Wert und triggert dadurch die Relais-Geberschaltung 62..

Bei Benutzung der Vorrichtung wird zuerst in der Manschette ein Druck erzeugt, welcher den systolischen Druck des Patienten überschreitet, so dass der Arterienabschnitt 29 unter der Manschette abgeschnürt und das Blut aus diesem Abschnitt herausgedrückt wird, vgl. Fig. 1 und 2. Wenn dann der Manschettendruck mittels des Entlüftungsventils 24 abgesenkt wird, wird das Blut während der Systole den Arterienabschnitt 29 in dem Moment füllen, in welchem der Manschettendruck dem systolischen intra-arteriellen Druck gleicht oder etwas darunter liegt. Mit weiterem Abfall des Manschettendruckes bleibt der Arterienabschnitt 29 jeweils für längere Zeitintervalle geöffnet, wie dies in FLq. 1 graphisch dargestellt ist. 5chliesslich bleibt der Arterienabschnitt ständig geöffnet, wenn dex. Manschottendruck dem dias tulischeri Druck gleicht.

Während des oben geschilderten Vorgangs ist η Ln vom Sender-Kris tall 31 ausgehendes 2MHz-U Ltrar.challsignal auf den Arm ge-

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richtet. Der Empfänger-Kristall 32 empfängt die reflektierte Ultraschallenergie von sich bewegenden Oberflächen innerhalb des Armes einschliesslich der dopplerverschobenen Arterien-Signale und wandelt diese in elektrische Signale um, welche zum Diskriminator 34 gelangen. Im Diskriminator 34 erzeugt die Abweichung des 2 MHz-Trägers Differenzfrequenzen oder Dopplersignaie, welche einer Modulation des 2 MHz-Trägers durch die arterielle Wandbewegung entsprechen.

Bei der Analyse der durch die Demodulation erzeugten Dopplersignale wurde festgestellt, dass sowohl der durch die Arterienwand reflektierte Energiebetrag als auch die Weglänge und die Geschwindigkeit der Bewegung der Arterienwand zu berücksichtigen ist. In den meisten Fällen variieren diese drei unabhängigen Variablen bei sonst gleichen Bedingungen von Person zu Person und von Messung zu Messung. Bei einer normalen Blutdruckmessung sind die Eigenschaften der Dopplersignale, als Folge dieser drei unabhängigen Variablen bezüglich Amplitude und Frequenz unterscheidbar, so dass bei einer geeigneten Signalverarbeitung systolische und diastolische Werte zur Bestimmung der wahren Blutdruckwerte genau ermittelt werden können. Entsprechend wurde die vorliegende Erfindung dazu entwickelt, zuerst die Systole zu überwachen und dann, wenn bestimmte unterscheidbare Kriterien in den Dopplersignalen eines Patienten entdeckt werden, die ursprüngliche Ueberwachungsanordnung selbsttätig umzuschalten oder zu ändern, so dass sich nachfolgende Blutdruckwerte einschliesslich des diastolischen Blutdruckes des Patienten genauer ermitteln lassen.

Aus Fig. 6 ist erkennbar, dass das Bandpassfilter 35 praktisch ohne Dämpfung alle Dopplersignaie mit einer Frequenz von 45 Hz und höher bis ungefähr 310 Hz hindurchlässt. Wegen der Dämpfungs- oder Sperrbereichsteilheit an der unteren Bereichsgrenze werden Signale mit Frequenzen unterhalb 45 Hz mit einem bevorzugten Wert von ungefähr 24 db pro Oktave gedämpft, so dass im Ergebnis 5ignale mit einer Frequenz im Bereich von 0-20 Perioden praktisch vollständig und ausserdem Signale im Bereich zwischen 20 und 45 Perioden,deren Amplitude zu klein ist, unterdrückt werden. Unterhalb 45 Hz dient dieses Filter dazu, störende

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Armbewegung, nicht durch den Manschettendruck herbeigeführte arterielle Wandbewegung, Einschwingvorgänge im Netz, Strahlung usw. zu unterdrücken.

Der Ausgang des Bandpassfilters 35 gelangt über den Ruhekontakt 3B des Relais 37 zum Audio-Verstärker 41 und von dort nach Verstärkung zum Schwellwertdetektor 42, in dem die Dopplersignale bezüglich der Amplitude von Störsignalen, wie sie z.B. auf störende Armbewegung, nicht durch Manschettendruck erzeugte arterielle Wandbewegung, Einschwingvorgänge im Netz, Strahlung usw. zurückgehen, getrennt werden. Durch den Schwellwertdetektor 42 hindurchgehende Signale gelangen dann zum Undgatter 43.

Während des Druckanstiegs in der Manschette 22 wird der Druck im Verbindungsschlauch 25 mittels des Druckwandlers 44 in ein analoges 5ignal umgesetzt und dann mit einem Sollwert verglichen, um zu ermitteln, wann sich ein vorbestimmter Maximaldruck in der Manschette eingestellt hat. Zu diesem Zeitpunkt wird die pumpe 23 abgeschaltet und die Manschette mittels des Entlüftungsventils 24 langsam entlüftet. Gleichzeitig wird vom Vergleichsglied 45 ein Signal- abgegeben, welches die monostabile Kippschaltung 46 triggert, so dass an deren Ausgang ein Impuls von 2,5 5ek. Dauer erscheint und das Undgdtter 43 sperrt. Dies verhütet ein falsches Triggern durch Signale, welche entwfdt . vom Pumpenmotor oder von der sich auf den Luftdruck einstelienden Manschette stammen, indem solche falsch getriggerten 5ignale am Eintreten in die logische Schaltung 49 gehindert werden.

Nach Ablauf der durch den Sperrimpuls gegebenen Zeitdauer von 2,5 5ek. wird, wenn ein Signal über den Schwellwertdetektor 42 ankommt, das Undgatter 43 durchgeschaltet, wodurch die monostabile Kippschaltung 47 getriggert und an ihren Ausgang ein Impuls von 250 msek. Dauer für die Betätigung der Lampe 48 erzeugt wird. Die Ausgangs-Impulse vom Undgatter 43 steuern ausserdem die logische Schaltung 49 an, mit dem Ergebnis, dass das systolische und/oder diastolische Manometer 27 bzw. 28 den Blutdruck des Patienten anzeigt.

Die DopplErsignale vom Ausgang des Diskriminators 34 gelangen gleichzeitig zum Bandpassfilter 36, welches bei der vor-

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liegenden Ausführungsform gemäss Fig. 6 alle Dopplersignale mit einer Frequenz von 100 Hz und höher bis zu ungefähr 500 Hz hindurchlässt. Der Sperrbereich unterhalb 100 Hz, welcher eine Dämpfungscharakteristik von ungefähr 21 db pro Oktave hat, wird auch 5ignale mit einer Frequenz niedriger als 100 Hz hindurchlassen, wenn sie trotz der Dämpfung immer noch eine ausreichende Intensität haben. Zur Erfassung der kleinen Dopplerfrequenzverschiebungen bei der Diastole ist eine ausreichende Dämpfung notwendig. Die durch das Filter 36 hindurchgelangten Dopplersignale werden mittels des Schaltdetektors 55 überwacht, welcher auf ein bestimmtes, vorher festgelegtes Kriterium anspricht, um das Relais 37 zu betätigen und dadurch den Arbeitskontakt 39 zum Schliessen zu bringen, wodurch das Bandpassfilter 36 zum Durchlassen der Dopplersignale benutzt wird.

Ein vom Eingang durch das Bandpassfilter 36 hindurch zum Detektor 55 gelangtes Signal wird im Differential-Vergleichsglied 57 mit einer Referenz verglichen und weitergeleitet, wenn es die Referenzspannung überschreitet. Der Impulsformer 58 formt den Ausgang des Vergleichsgliedes in einen digitalen Ausgang zum Stellen des Steuer-Flipflop 59 um, welches mittels der Hinterflanke des von der monostabilen Kippschaltung 47 stammenden Lampenimpulses von 250 msek. Dsuer rückstellbar ist. Der 250 msek.-Impuls stellt sicher, dass jeweils nur eine Zählung pro Herzschlag das Steuer-Flipflop durchschaltet und in den Zähler 61 gelangt. Dadurch wird der Schaltdetektor von der Anzahl von Impulsen pro Herzschlag unabhängig, und andere, nicht relevante Impulse während jeweils eines Herzschlages werden ignoriert, da diese Periode von 250 msek. dem kleinsten Zeitintervall zwischen zwei Herzschlägen eines Erwachsenen, sei dieser nun krank oder von normaler Gesundheit, entspricht.

Nachdem das Bandpassfilter 36 und das Differential-Vergleichsglied 57 vier Dopplersignale hindurchgelassen haben, um das Steuer-Flipflop viermal anzusteuern, wird der Ausgang des Zählers 61 betätigt und steuert die Geberschaltung 62 für das Relais an, wodurch dieses erregt wird und die Relaiskontakte von 3B auf 39 umschaltet. Dadurch wird das Bjndpassfilter 36 an Stelle des Band iassfilters 35 mit dem Audio-Verstärker Al ver-

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buntlen. Es wurde das Zählen von vier solchen Dopplersignalen gewählt, da die Wahrscheinlichkeit, vier falsche Signeile gezählt zu haben, praktisch nicht existent ist. Sobald das Relais erregt worden ist, findet ein neuerliches Erregen des Relais und ein Setzen des Zählers 61 nicht statt, bevor die Vorderflanke des 2, 5-Iinpulses aus der monostabilen Kippschaltung 46 erzeugt worden ist, d.h. dass entsprechend der Aktivierung des Vergleichsgliedes 45 für den maximalen Manschfittendruck ein neuer Arbeitszyklus angelaufen ist. Selbstverständlich werden die Filter nicht notwendigerweise während jedes Messzyklus der Vorrichtung umgeschaltet, da es bei einzelnen Patienten durchaus vorkommen kann, dass keine vier Dopplersignale von ausreichender Energie das Bandpass filter 36 passieren.

Es darf als erkennbar unterstellt werden, dass die obige Offenbarung sich natürlich nur auf eine besvorzugte Ausbildungsform der Erfindung bezieht und dass zahllose Modifikationen oder Abänderungen im Rahmen der Erfindungsidee möglich sind. Wenn beispielsweise eine Schwingungs- oder Sende-Frequenz von 8 MHz an Stelle von 2 MHz verwendet wird, würde das Bandpassfiiter 35 von ungefähr IOD - 1240 Hz und das Bandpassfilter 36 von ungefähr 400 - 2000 Hz eingestellt. Offensichtlich tritt dies deshalb auf, da mit der Erhöhung der 5endefrequenz von 2 MHz auf das Vierfache auch die Anzahl der Wellenlängen welche während der Bewegung der Arterienwand auf diese auftreffen bzw. durch die Wandbewegung moduliert werden, um den Faktor vier erhöht wird.

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Claims (11)

1. Patentansprüche

   !Vorrichtung zur indirekten Blutdruckmessung, bei welcher die Ueffnungs- und Schliessbewegungen einer Arterienwand unter externer Druckanwendung aus der Dupplerverschieburuj einer an der Arterienwand reflektierten Ultraschallwelle relativ zur erzeugenden Ultraschallwelle ermittelt werden, mit einer Sende- und Empfangseinrichtung für Ultraschallwellen und einem daran angeschlossenen Diskriminator, der am Ausgang ein unr Dopp.l^r Schiebung in der Frequenz analoges Doppler-sigmil cibgibt, kennzeichnet durch eine an den Diskriminator (34) Eingeschlossene Filtereinrichtung (35, 36, 37), welche ein erstes Frequenzband Und wahlweise durch Umschalten bewirkbar ein zweites Frequenzband zu einem Ausgang hindurchlässt, und durch einen an die Filtereinrichtung angeschlossenen, mindestens auf die Amplitude des Signals im zweiten Frequenzband ansprechenden Detektor (55), durch dessen Ausgangosignal die Filtereinrichtung umschaltbar ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Frequenz der erzeugenden Ultraschallwelle von 2 MHz, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Frequenzband eine untere Grenzfrequenz von 45 Hz bei einer Danipfungssteilhe.it von IB - 30 db pro Oktave und das zweite Frequenzband eine untere Grenzfrequenz von 100 Hz bei gleicher Dämpfungssteilheit hat (Fig. 6).
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (55) ein Vergleichsglied (57) uirfasst, welches ein Ausgangsnignal beim Ueberschreiten eines Schwellwertes abgibt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Detektor (55) einen rückstellbaren Zähler (61) für dir? Ausgangssignale des Vergleichsgliedes (57) umfasst.

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5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler (61) bei einem vorbestimmten Zählerstand ein Signal abgibt, welches als Ausgangssignal des Detektors (55) zum Umschalten der Filtereinrichtung (35, 36, 37) auf den Durchlass des zweiten Frequenzbandes zum Ausgang dient.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der vorbestimmte Zählerstand mindestens zwei beträgt.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen das Vergleichsglied (57) und den Zähler (61) ein Sperrglied (58, 59) eingeschaltet ist, welches pro Herzschlag des untersuchten Patienten nur ein zählbares Signal an den Zähler weiterleitet.
8. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler (61) vor jeder Benutzung der Vorrichtung selbsttätig rückstellbar ist.
9. 9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf einen Maximalwert des auf die Arterienwand ausgeübten Druckes ansprechender Druckgeber (44, 45) vorgesehen ist, dessen Ausgangssignal als Rückstellsignal für den Zähler (61) dient.
10. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Filtereinrichtung (2) πit dem Eingang parallelgeschaltete Bandpassfilter (35, 36) für das erste und zweite Frequenzband umfasst, deren Ausgänge zum Ausgang der Filtereinrichtung wahlweise mittels eines durch den Detektor (55) gesteuerten Umschaltrelais (37) durchschaltbar sind, dessen Ruhekontakt (38) mit dem Ausgang des Bandpassfilters für das erste Frequenzband verbunden ist.

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11. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10 mit zwei den auf die Arterienwand ausgeübten Druck anzeigenden Manometern, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal der Filtereinrichtung (35, 36, 37 ) eine Anzeigelampe (48) und eine zur Fixierung der Anzeige der Manometer (27, 28) dienende logische Schaltung (49) steuert.

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