DE2206624B2 - Druckmessumformer, insbesondere fuer intraarterielles messen von blutdruck - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrilli ι neu Druckmebuniiormer. insbesondere für intraarienelles Messen von Blutdruck, mit einem in einer Öffnung eines Gehäuses abgedichtet ^¹ angeordneten langgestreckten Bugeelemcnt dessen durch Einwirken des zu messenden Diucks \erin s.u'li'e Durchbiegung durch Dehnungs oder Ki ahmcßliihlc 1 meßbar ist.

Ein derartiger Druckmeßumformer wird insbesondc ** re zur Durchführung physiologische!' Druckmessungen verwendet und ist daher bevorzugt in miniaturisierter Ausführung als Katheterspitze ausgebildet, um bei

spielsweise den Blutdruck in den Arterien direkt /u

messen.

Aus der LJS-PS 34 90 44Ϊ ist ein Druekmeliumtormer der oben beschriebenen An bekannt, bei dem das Biegeelement von einer die Katheterspilze umg-bencien Metallhülse abgedeckt, also dem zu messenden Druckmedium nicht direkt ausgesetzt ist. Kerner ist das Bkgeelemcnt an beiden Enden an den Querrändern der Öffnung befestigt, kann sich also nur in der Mine durchbiegen. Durch beide Faktoren ergeben sich nur relativ geringe und nichtlinerare Auslenkungen des Biegeelements bei entsprechenden Druckänderungen.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde einen Druckmeßumformer der bekannten An zu schaffen, dessen Empfindlichkeit verbessert ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Biegelement dem zu messenden Druckmedium unmittelbar ausgesetzt und an einem Ende fest eingespannt ist. und daß seine drei freien Seiten gegen die Ränder der Öffnung durch flexibles Dichtiingsmjie-1 ■■■! abgedichtet sind. Das Biegeelemeni ist also in die Omuing so eingesetzt, daß es frei liegt, an der eine!; Schmalseite eingespannt und an den drei anderen Sei ten frei beweglich ist. wobei lediglich der Spalt zwischen diesen drei freien Seiten und den Olfnungskanien des Gehäuses mil einem flexiblen, die Bewegung des Biegeelements nicht nennenswert behindernden Dkh uingsmaterial ausgefüllt ist.

An einem Ende eingespannte Biegeelemenie sind /war beispielsweise aus der DT-AS 15 Ii 7M2 bekannt Hierbei handelt es sich aber um einen Kraftmesser mit festliegendem Angriffspunkt der Kraft am Ende der Biegefeder, während bei dem erfindungsgemäßen Druckmeßumformer das Druckmedium auf das Biegeelement flächenhaft einwirkt. Darüber hinaus im aus dieser Druckschrift und aus der IIS-PS 3i53b2^r, ein Druckmeßgerät mit einer Biegefeder bekannt, bei der der Druck zunächst auf eine Membran wirkt und die dadurch erzeugte Kraft indirekt mit mechanischen Mitteln auf die Biegefeder übertragen wird. D^v aus der LJS-PS 32 39 b9b bekannte Druckmeßumformer ist scheibenförmig ausgebildet und daher nicht in Blutgefäße einführbar. Dabei ist das Biegeelcment gegenüber dem Druckmedium durch eine Membran abgedeckt und ha', selbst die Eigenschaften einer Membran, so daß sich vom Prinzip her nur eine außerordentlich geringe Empfindlichkeit ergibt.

Durch die außerordentliche Erhöhung der Meßempfindlicheit des erfindungsgemäßen Druckmeßumlormcrs wird einerseits in einem weiten Meßbereich ein dem Blutdruck proportionales Meßsignal erzeugt und anderc'seits können der Druckmeßumformer und die Katheters¹'''''-' klein genug konstruiert werden, ohne daß ein /u kleines Meßsignal erhalten wird. Daher ist insbesondere der erfindungsgemäße Druckmeßumloruier geeignet, durch die menschliche oder tierische Haut in eine Arterie eingeführt und durch die Arterie direkt ins Her/ geleitet zu werden. Ein derartige! Druckmeßumformer ist daher insbesondere -ur Blut diiickmessungen wahrend chirurgischer Eingriffe im kardiovaskulären Bereich geeignet.

Bei einer bevorzugten '\usfuhrungslorm des erlin dungsgemaßen Druckmeßumformers ist d.,s Biegi-ele- !Ment dutch mindestens erne durch eine Quer'iut defl incite ,¹MiICkSIeIIe in mindestens zwei gegeneinder \er biegbare Mischniite unterteilt, und die Dehnungsnieß fühler sind so .ingeoidnei. daß sie jeweils eine Knickstelle überbrücken. Durch diese Knicksiellen wild die

Empfindlichkeit des Druckmeßumiormers in voneilhafler Weise weiterhin erhöht, da die Durchbiegung auf clic Knieksielle begren/i und auch dort gemessen wird

Um die Meligenatiigkeit des erfindungsgemaßen DruckmcUumformers bei sich änderndem Außendruck /.u erhöhen, ist in vorteilhafter Weise die dem /u messenden Druckmedium abgewendeie Seilt des Βκ-geüiements mit einem Reieren/druck beaufschlagbar.

LJm das F-inführen des erfindungsgernaßen Druckmeßumformers in beispielsweise eine Arterie zu erleichtern, ist das Gehäuse in Ausgestaltung der Erfindung als rohrförmig-,.» Katheierspuze und die das Biegeelement enthaltende Öffnung in einer Abflachung der Katheterspitze ausgebildet.

Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäüen Druckmeßuniformers ergeben sich aus den C^:nteransprüchen.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Auslührungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig.! zeigt in perspekti\ ischer Darstellung eine Ausfuhrungsform des verwendeten Eiegeeiements:

F i g. 2 ist ein Längsschnitt längs der Linie 2O von Fig-1:

F i g. 3 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform eines in einer Katheierspnze :."!ergebrachten Druckmeßimformers;

F i g. 4 ist ein Längsschnitt längs der I.'nie 4-4 von F i g. 3;

F ι g. 5 ist ein Querschnitt längs der LiMe 5-? ·.-.-·· IF ig. 3:

F i g. b zeigt in gleicher Ansicht wie F ι g * die Yotrichtung mit durch den anliegenden ί );■·..ck durchgebogenem Biegeelement;

F" i g. 7 zeig, ein Schaltbild ein.." W ea'.Moneschen Brückenschaltung für eine elektrische Meßanzeige von dem an dem Biegeelement befestigten Dehnungseiement;

F i g. 8 zeigt im Querschnitt eine als Differe-i/drueknießumformer ausgebildete AusführungslOnn:

F i g. 9 zeigt einen Schnitt längs der Linie ^ ^ von F ig. 8;

F" ig. 10 zeigt im Schnitt eine Ausfuhrungsform, bei der der als Katheterspiizc ausgebildete Nießumiormer zur Druckmessung an einer von der Druckquei'e entfernten Stelle verwendet wird;

F i g. 11 zeigt eine weitere Ausführungsform zur Messung des Drucks eines in einer Leitung strömenden Mediums:

Fig. 12 ist ein Querschnitt längs der Linie ! z-' 2 mti F i g. 11;

Fig. 13 zeigt in Seitenansicht eine geänderte konstruktion des Biegeelements mit doppelten Dehnungsmeßelementen.

In F i g. 3 bis 5 ist eine Ausführung'-Iorm gezeigt, die eine in den Körper einführbare kaiheterspnze mit Meßumformer darstellt. Selbstverständlich ist der !,·.!- fachliche Meßumformer in den z\ ichiiunge'i " ^arl, Vergrößertem Maßstab dargestellt Die KaMictei »pilze !nit Meßumformer umfaßt ein allg'--'"-e^:P ^r' 'hrlo; nvgi ·■ (lenient 15. welches als starre Sonde dv.! und .:■ w ■. ft)es ein llexibles kabel 18 angesi.hlo-.se·· ist P.;». ■>>'■" lörmige Element 15 besitzt eine abgeii.¹. J¹Ie v. :u 20 ■ Welcher ein Abschnitt der V¹* and. de;· heSp.'/e ;:^:'·' Weggelassen ist. Aul der abgelochten V'iti 20 ^: ■■ ■" linggesirecktes, flexibles Micgeelenicn 22 ,:: ge- ■; J¹¹·.' Welches an einem Finde 22.; an dem lo'Ttorniigen I ; ment 15 befestigt ist Da«, andere l-'ndi- 22:''de·- IK-gi¹

elements 22 kann sich beim Anliegen eines Flussigkeusdrueks frei biegen. Hin elastisches Material 26. wie /. B Silikonkautschuk, umgibt den Zwischenraum zw,sehen den Wanden des rohrförmigen Elements 15 und den' K. I em ent 22 zur Schaffung einer abdichtenden Trennwand gegen die Flüssigkeit und einer gegen die ί !ussigkeit abgedichteten Kammer 28 innerhalb der Katheter- -■pitze.Die Kammer 28 in der Katheterspitze steht in \ erbmdung mit dem umgebenden Atmosphärendruck durch die innerhalb des flexiblen Kabels 18 vorgesehenen Verbindungsieitung. Somit sielli der Athmospharenuruck den Referenzdruck dar. mit dem der Druck des auf die Außenseite des Elements 22 wirkenden Mediums ν erglichen w ird.

Wie am deutlichsten in F i g. b gezeigt, bevsirkt das Einwirken des Drucks in Richtung der dargestellter: Pleüe eine Biegung des Elements 22. Bei der dargestellten Ausführungsform weist das Element 22 eine Quernut 33 auf. über die s;ch ein Dehnungsmeßstreifen 34 erstreckt. Da das Element 22 mit dem einen f "de 22.ι eingespannt ist and am anderen Ende 22b keine teste Abs-ii'zung hat. wirkt e- .iN kr.ig- oder Biegcbaiken und verhalt sich nach den Gesetzen der elastiscnen Biegung. Eine Biegung des Elements 22 ergib: eine \eriormung längs seiner Längsacn^e. Diese \ erformurg v\irü mi Rereich der Querr.u¹. 33 \ ersiarkt. Firne Hinwa""^bewegung des Hebeiarr.T- /.».-chen dem eingespannten Ende 22.; und der Nu; 33 bewirkt eine Korr.pre'-SK .r. des iJehnungsmeßeleirients 34. Der Dehnungstv.eßstreifen 34 :«.; durch Elektroden mit Drahten verbunden, die ■.nneihalr des i!e\ibien Kabels 18 zu einer geeigneten Mel.)-.;rjitung gefuhrt sind, mit der die Impedanz ue^ l'Jehniingsnießsireifens 34 gerne- .en. überwacht, ange /cig! i;",d oder aufgezeichnet werdet": kann.

Die Fig.! und 2 zeigen eine vergrößerte Darstellung einer speziellen Ausführungsform des iSiegeelenien'.s in F'c.rm eines beschichteten Stabs oder Streiten»· 40.

Der in F ig 1 und 2 dargestellte Balken oder Stab uintaiJt e.n Dehnungsmeßelement 34 und ein TemperaturkcnpeiT-ationselement 3β Der Stab 40 kann aus keramischem Material, wie z. B Aluminiumoxvd. bestehen, welches an '-einer oberen und unteren Flache mit je einem Überzug 42. 44 aus Fidelmetall \ersehen ist. Das Dehnungsmeßelement 34 umfaßt ein Paar von Findblocken 34.J und 34h die durch eine Brücke 34c^- von verringertem Querschnitt verbunden sind, leder der Liidbiöcke 34j und 34Λ ist z. B. durch Ankitten oder Anlöten an dem Stab 40 befestigt. Wenn der Stab 40 /weeks Biegung belastet ist. verändert sich die Breiten abmessung der Nut 33 unterhalb der Brücke 34c-. kompre^ion bzw Dehnung des Dehnungsnicßelements ?4 verursachen Änderungen seiner Impedanz, die durch die äußere Meß'-cha'tting erijßt werden. Eine Elektrode ist gebildet durch den Anschluß eines Drahts 4β ,in der leitender: OherPache 42. wodurch ein elektrischer ArT-chiuii zu Jem F ndblnck ^Ah aul der einen Seile ;!c^lV'h'iui'g'-nießeie'riiⁱ'i's 54 gevchaf'en ist 1 ine geme'ii-•-.."•e ! lckttovte w-j gc-ch .ι ff en durch den Draht 48 Jk! .-·. Ii ,ti::■-..'' 1 otcr ode" Schweißer, an d^r ieitiahiget¹ <>!'·. l!^!.H'·■. ,•■VM'.i."-e; .'.·:·ν \ i'.J^'.-n. k ?4,; lind dein Find- > ?h.' vii ·■ ! e" :". ',:■.■- ■'■ T^a "i> 'iT-eleirenl-. ν er .:.■■ --· ·': ... ,..:■ ..;,--> ι -JMoA Ihrgcbil··. ·'■ ander.

^i...'.' '■ ■■ I ·. ·' ·.-'!·; >.'■ ■';■ c'lVitlonsi. !erlern - ist Clurcl' .^: ·. ■■■:■. '*■.-.·'■ ν '" ...-g :\: vin die beiden Schichtet¹ ,-e'¹ ■ ·■■ ι-.¹- ^,-'.!"!ges Material 4^ .-w Ende de* ν..;-- ■· ;., ι- i;;<v:\p leitfäliigen ()ber|!.'che 44 ver hiirde'i ! ί 1 'ekiroviend-.'h: 50 ist / B durch l.oter

oder Schweißen mit der unteren leitfähigen Schicht 44 verbunden und schafft dadurch den elektrischen An Schluß zum Endblock 36b.

Selbstverständlich können auch andere Mittel verwendet werden, um die Verformung des Elements 22 /u messen. Beispielsweise können Dehnungsmeilelemente in Torn von dünnen Metalldrähten auf einer Oberfläche des Elements 22 aufgebracht werden.

Der Widerstand des Dehnungsmeßelcmenis 34 kann mit jeder geeigneten Meß- oder Überwachungsschaltung gemessen werden; ein Beispiel einer solchen Schaltung ist in F i g. 7 in Form einer Wheatstoneschcn Brückenschaltung dargestellt. Die Widerstände 34' und 36' stellen die Widerstände des Dehnungsmelielemenis 34 und des Tcmperaturkompensationsclemcnis 36 dar. Die Widerstände 54 und 55 sind so eingestellt, daß die Brücke temperaturkompcnsicrt ist, und die Widerstände 50 und 51 sind so gewählt, daß die Brücke ausgeglichen ist. Eine Einrichtung zur elektrischen Erregung, /.. B. in Form einer Gleichspannungsquelle 56. liegt an der Brücke an. Eine Meßeinrichtung, wie /. B. ein Meßinstrument 58, liegt quer über dem anderen Arm der Brücke. Wenn das Element 22 belastungsfrei ist. ist die Wheatstonesche Brücke ausgeglichen und der elektrische Strom durch das Meßinstrument 58 ist Null. Wenn an dem Element 22 eine Belastung durch Einwirken eines Flüssigkeilsdrucks anliegt, wird eine Widerstandsänderung des Dehnungsmeßelements 34 verursacht, die ihrerseits eine Veränderung des Widerstands 34' und damit das Fließen eines elektrischen Stroms durch das Meßgerat 58 verursacht. Der Stromfluü durch das Meßinstrument 58 ist direkt proportional zu dem die Biegung des Elements 22 bewirkenden Flüssigkeitsdruck.

Die dargestellte Wheatstonesche Brückcnschaltung ist eine Gleichstrombrückc; selbstverständlich ist es möglich und häufig auch vorteilhaft, statt dessen eine Erregung mit Wechselstrom vorzusehen. Ferner kann eine Ablesung in Form einer direkt sichtbaren Wellen form erfolgen, indem man das Meßinstrument 58 im Nu!l7\veig der Brücke durch ein Oszilloskop ersetzt. Ferner kann eine Aufzeichnung erfolgen, indem man die Arme der Wheatstoneschen Brückenschaltung an den Eingang eines Schreibgeräts anschließt und die Aufzeichnung als Funktion der Zeit vornimmt.

Für die Einzelheiten der mechanischen Konstruktion der in F i g. 3 bis 6 gezeigten Katheterspitze gilt folgendes. Das rohrförmige Gehäuse kann aus jedem ausreichend steifen Material wie z. B. Metall bestehen, wobei jedoch für medizinische Zwecke vorzugsweise rostfreier Stahl gewählt wird. Bei der Herstellung der Kathctcrspitze wird das rohrförmige Element 15 zuerst einem Bearbeitungsschritt unterworfen, bei dem im Bereich 20 der Teil der Wandung, der oberhalb der Mit telachse des Rohrs längs einer parallel zur Mittelachse verlaufenden Schnittebene liegt, entfernt wird. Das Biegclement 22 wird in die Öffnung des Trennwandbereichs eingesetzt und an dem rohrförmigen Element 15 durch einen Kitt 60, wie z. B. Epoxyharz, befestigt. Der umgebende Bereich wird mit einem elastischen Material 26, wie z. B. Silikonkautschuk, ausgefüllt. Somit ist das Element 22 frei, um sich unter Belastung, z. B. durch Anliegen eines äußeren Flüssigkeitsdrucks, durchzubiegen. Das elastische Material 26 dehnt sich, ohne die Biegung des länglichen Elements 22 unter Belastung wesentlich zu behindern.

Bei der dargestellten Ausfühningsform ist das EmIc der Katheterspit/e mit Epoxyharz 62 abgedichtet, und ein Stab 64 ist quer über das Ende des rohrförmigen Elements 15 verlaufend angeordnet und durch Verklebung mil dem Epoxyharz 62 festgehalten.

Das flexible Kabel 18 ist in den Schaft des rohrformi gen Elements 15 eingeführt und durch Epoxymaierial 66 verankert, welches das Kabel 18 konzentrisch umgibt und in Kontakt mit dem Ende des rohrförmigen Elements 15 steht.

Der als Katheterspitze ausgebildete Meßumformer ίο entsprechend F i g. J bis b kann so konstruiert werden, daß er eine beträchtlich größere Ausgangsspannung liefert als jeder andere derzeit auf dem Markt erhältliche Meßumformer. Bei einer tatsächlich hergestellten Ausführungsform lag die getestete Empfindlichkeit in der Größenordnung von 1 Millivolt pro cm Quecksilbersäule pro Volt angelegter Brückenspannung. Die Vorrichtungen nach dem Stand der Technik mit Draht-Dehnungsmeßelemcnten haben ein Ausgangssignal von nur 50 Mikrovolt pro cm Quecksilbersäule pro Volt angelegter Brückenspannung. Wegen des höheren Ausgangssignals des als Katheterspitze ausgebildeten Meßumformers ist normalerweise eine Abschirmung nicht erforderlich, und man benötigt eine wesentlich geringere elektronische Verstärkung vor der Wciierverarbeitung der Signale. Deshalb kann der als Katheterspitze ausgebildete Umformer mit extrem flexiblen, unabgeschirmten Kabelzuführungen versehen werden, ohne daß hierdurch unzulässige elektrische Beeinflussungen des Ausgangssignals auftreten. Mit einem Wort, das Signal- /u Rauschverhältnis eines Meßumformers für physiologische Verwendung wird wesentlich verbessert.

Die vorstehend beschriebene Ausführungsform hat vom praktischen Standpunkt her zahlreiche Vorteile. Ein Meßumformer von derartiger Konstruktion ist relativ leicht herzustellen und kann wegen der Möglichkeit, bereits vormontierte Siiikon-Dchnungsmeßsireifcn zu verwenden, nach bereits voll entwickelten M;issenherstellungsmethoden und mit niedrigen Kosten hergestellt werden. Bei den meisten bekannten Meßumformern müssen zur Mtniaturisierung die Silikon-Dehnungsmeßelemente an auslenkbaren Membranen befestigt werden. Da durch die vorliegende Erfindung die Verwendung von Membranen vermieden wird, wird auch die Befestigung der Silikonelemente an der Membran und der damit verbundene Arbeits- und Kostenaufwand ausgeschaltet.

Der vorstehend an H.ind der F i g. 3 bis 6 beschriebene, als Katheterspitze ausgebildete Meßumformer isi außer für iniraarterielle und intravenöse Messunger auch für zahlreiche andere Anwendungen geeignet. Ei kann beispielsweise gemäß Fig 10 in ein gesonderte Meßgehäuse eingeführt werden. Dargestellt ist ein al·. Katheterspitze ausgebildetes Umformerelement 80 in nerhalb eines Druckgefäßes 82, welches eine Druck kammer bildet. Die Druckkammer 84 steht in Verbin dung mit einem unter Druck stehenden Medium, da durch eine Leitung 86 Zugang hat. Das Druckgehäus« 82 hat ein Außengewinde, auf welches eine Kappe 8: paßt. Ein Dichtungsring 90 ist innerhalb der Kappe 8 im Anschluß an das Ende des Druckgefäßes 82 an geordnet. Durch Festziehen der Kappe 88 auf dem Ge winde wird der Dichtungsring 90 gegen die Scilcnfl; chen der Katheterspitze 80 gepreßt und erzeugt ein <>S Druckabdichtung innerhalb der Druckkammer 84. D; Rohr oder der Schlauch 86 kann verbunden werden m einer Quelle für eine /u messende, unter Druck stehet de Flüssigkeil, wie / B Blut, und der Fliissigkciisdnu:

wirkt auf das Biegeelemeni innerhalb der KailiLtcrspit /e 80. Somit kann. wie in Zusammenhaut: nut I ι g. 1<ι beschrieben, der als Kalheterspii/e ausgebildete MeH umformer weite Anwendungsmoglichkeiien niilv nur (ur Messungen direkt an der DtIk kqucllc. Mindern auch luv Messungen eines Flussigkeits- oder Gasdrucks ent lernt von der drucker/eugenden Stelle »uilw eisen, und /w;ir durch \ eiwendiing einer I'hissigkeiissaule. die vlie Dnickschu anklingen /u einer Druckkammer übertragt.

Bei anderen Ausführungsformen können andere Arten von Gehäusen /um Haltern des flexiblen Elements, auf welches der \ Uissigkeiis- oder Gasdruck einwirkt, vorgesehen sein. Allgemein kann jede Art eines Gehäuses verwendet werden. vorausgesetzt, daß es eine Olfnung definiert, in der das flexible Element angeordnet ist. Das Gehäuse mulJ Einrichtungen /um Messen der Deformation des Elements unter Belastung sowie mindestens ein Paar von Elektroden, die mit den Meßein richtungen elektrisch verbunden sind, aufweisen. Ein elastisches Material bewirkt die Abdichtung des Zwischenraums /wischen dem Gehäuse und dem länglichen Element /ur Bildung einer Trennwand. Das Ge hause muß anschließbar sein an eine Quelle für unter Referen/druck stehendes Medium, welches auf der einen Seite der Trennwand gegen das längliche Element einwirkt, und an eine Quelle für das unter dem Meßdruck stehende Medium, welches aul der anderen Seite der Trennwand gegen das Biegeelement wirkt.

In E i g. 11 und 12 ist eine weitere Ausführungsform dargestellt. Hierbei handelt es sich um eine Leitung mit Druckmeßumformer /um Messen des Drucks eines fließfähigen Mediums, welches durch ein Rohr oder eine Leitung 90 strömt. In der Wand des Rohrs 90 ist ein Ecnster ausgeschnitten, in welches ein langgestrecktes Element 22 eingesetzt ist. welches von gleicher Konstruktion wie oben beschrieben ist. Das Element 22 ist an einem Ende an dem Rohr 90 mittels Epoxyharz 92 befestigt. Das andere Ende des Elements 22 ist frei, um sich entsprechend dem anliegenden Druck durchzubiegen. Ein elastisches Material 94 umgibt das Element 22 in dem Eenster und bewirkt eine Abdichtung und eine Trennwand für den Druck. In Abhängigkeil von Schwankungen des Drucks des Mediums innerhalb des Rohrs 90 bicgl sich das Element 22. so daß Verformungen des Dehnungsmeßclemcnts 34 und damit Änderungen seiner elektrischen Charakteristik auftreten, die. wie oben beschrieben, gemessen werden können.

Das Dichtungsmaterial 94 kann Silikonkautschuk sein, wie oben in Zusammenhang mit den anderen Ausführungsformen beschrieben. Die Leitung 90 ist vorzugsweise aus rostfreiem Stahl hergestellt. Für spezielle Anwendungen kann die Wheatsioneschc Brüekcnschaltung direkt an dem Rohr 90 angeordnet und befestigt sein, wobei sie von einem Schutzrohr oder einer Abdeckung umgeben und geschützt sein kann.

In E i g. 8 und 9 ist ein Differcn/druckMeßumformer dargestellt. Ein Druckgehäuse 100 ist in /wci Hälften 100.7 und lOOft geteilt, die durch Schrauben 102. die durch einen umlaufenden Flansch 104 gesteckt sind, zusammengehalten werden. Das Druckgehäuse 100 isi in /wet Kammern unterteilt, die durch eine Drucktrenn wand getrennt sind, die aus eine·" /wischen den Scheiben 104 eingespannten Scheibe 110 besteht In einem ausgeschnittenen FenM; ^ der Schere 110 ist ein Biegeelemenl angcordi ■. ' d , scnet Ki ' ^"uk-ior de¹· vorstehend beschriebenem Au-luhrungsiormen ent snnchi. Das Biejreelement ;-' .in einem 1 nde durch geeignete Mittel wie / B. l.powkiu 112 belestigt und an seinem anderen Ende frei, um sich /u biegen. Ein elastisches Material wie /B. Silikonkautschuk 114 bilde! eine \bdichiung des Zwischenraum¹· /wischen dem % Biegeclemeni und der Scheibe 110. Das Biegeelement ι ragt Dehnungsnießelemente 34 und ein Temperauirkompensationselcment 3(v ähnlich wie bei den vorstehend beschriebenen Ausluhrungsformen Eine Biegung des Biegeelements fuhrt /u Druck oder Zug in dem

κ Dehnungsmeßelenient 34, die durch entsprechende Änderungen der elektrischen Eigenschaften gemessen werden können. Die obere Druckkammer wird mit einem Stutzen 116 mit einer ersten Quelle für Flüssigkeit- oder Gasdruck verbunden, während die untere

is Druckkammer durch einen Stutzen 118 mn einer /weiten Quelle fur Flüssigkeit- oder Gasdruck verbunden wird Der resultierende Differen/druck /wischen den beiden angelegten Drücken bewirkt eine Biegung des Bicgeelements in Richtung auf die eine oder andere

:o Druckkammer. Die entsprechende Änderung der elektrischen Eigenschaften des Dchnungsmeßelemems 34 ergibt eine direkte Messung der Druckdifferenz.

In F i g. I 3 ist eine abgeänderte Ausführungsform des Biegeelements dargestellt, wobei doppelte Dehnungsiveßfuhler als aktive Elemente verwendet werden. Mit 120 ist das Biegeelement bezeichnet, das in gleicher Weise montiert werden kann wie bei den vorstehenden Ausführungsformen beschrieben. Das Biegeelement 120 ist an seiner oberen und unteren Fläche mit einem Überzug 122 und 124 aus leitfähigem Material versehen, l.citlähiges Material 125 ist am Ende des Biegeelements 120 angebracht, um eine Leitungsbrücke zwischen der oberen und unteren Beschichtung 122 und 124 zu bilden.

Ein erstes druck- oder zugspannungsempfindliches Element 128 ist an der unteren Fläche des Biegeelen;ents 120 befestig! und überbrückt eir.e Qucrnui !34 in dem Biegeelement. An der oberen Fläche des Biegeelements 120 ist ein zweites spannungsempfindliches EIement 126 befestigt. Das Element 126 ist gegenüber dem Element 128 und auf der Rückseite der Nut 134 befestigt. Jedes der Elemente 126 und 128 hat somit die gleiche Hebelarmlänge zur Spitze des Biegeelements 120. Wenn das Biegeelement 120 durch Anlegen von Druck unter Belastung gesetzt wird, wird das eine Element 126 und 128 unter Zug und das andere unter Druck gesetzt.

Der kombinierte Effekt der Elemente 126 und 128 kann dazu dienen, die effektive Empfindlichkeit des Druckmeßumformers zu verdoppeln. Der Abgriff am Elemen, 126 erfolgt durch einen Draht 133. der an einer Elektrodensteiie mit der oberen leitfähigen Beschichtung 122 verbunden ist. und einen Draht 130. der 3n einer Elektrodenstelle mit der unteren leitfähiger Beschichtung 124 verbunden ist. Der Abgriff vom EIe ment 128 erfolgt durch einen Draht 132. der an einei Elektrodenstelle mit der unteren leitfähigen Beschich iung 124 auf einer Seite der Nut verbunden ist. Dei Draht 130 dient als gemeinsame Elektrode für beid<

f>o Elemente. Eine Unterbrechung 136 ist in der oberer gleitfähigen Beschichtung 122 vorgesehen, damit siel Änderungen der Impedanz des Elements 126 über dei Gclenkpunkt der Nut 134 ausbilden können.

Die Elemente 126 und 128 können in bezüglicl

^ Druck und Zug entgegengesetzter Anordnung in jedi geeignete Meßschaltung geschaltet werden. Beispiels weise können sie in eine Whcatstoncsche Brücken -.chaining gemäß F · g 7 cinbezogcn werden in der glci

hen Weise wie die bei l·' i g. 3 bis ti beschriebenen Henente 34 und 36. |edes der l-llemenle 12h und 128 be virkl die Temperalurkompensierung des jeweils ande en lilements.

Bei den beschriebenen Ausführungsiornien sind tlic )ehnungs- oder Kraftnießfiihler als vom ßiegeelement

ίο

gesonderte F.lemente ausgebildet. Is ist aber auch möglich und an sich bekannt, ein Hiegeelemcnt aus piezoelektrischem Material /u verwenden, welches selbst den Krafiineßfuhler /ur Messung seiner Durchbiegung bildet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1. Patentansprüche:

   fur

   traarterielles Messen von Blutdruck, mil einem in einer Öffnung eines Gehäuses abgedichtet angeordneten, langgestreckten Biegeelemcnt. dessen durch Einwirken des /u messenden Drucks verursachte Durchbiegung durch Dehnungs- oder Kraftmeßfühler meßbar ist. dadurch gekennzeichnet. daß d;>s Biegeelement (22) dem /u messenden Druckmedium unmittelbar ausgesetzt und in an sich bekannter Weise an einem Ende fest eingespannt ist. und daß seine freien Seiten gegen die Ränder der öffnung durch flexibles Dichtungsmaterial (26) abgedichtet sind.
2. 2. Druckmeßumformer nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß das Biegeelemem (22) durch mindestens eine durch eine Qucrnut (H) definierte Knickstelle in mindestens zwei gegeneinander \erbiegbare Abschnitte unterteilt ist und daß die Dehnungsmeßfühler (34. 36) so angeordnet sind, daß sie jeweils eine Knickstelle überbrücken.
3. 3. Druckmeßumformer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dem zu messenden Druckmedium abgewendete Seite des Biegeelements mit einem Referen/druck beaufschlagbai ist.
4. 4. Druckmeßumformer nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse als rohrförmige Katheterspitze (15) ausgebildet ist. und daß die das Biegeelement (22) enthaltende Öffnung in einer Abflachung (20) der Katheterspitze ausgebildet ist.
5. 5. Druckmeßumformer nach Anspruch 3 und -4. dadurch gekennzeichnet, daß eine an die Katheterspitze angeschlossene flexible Leitung (18) eine Zuführung für Referenzdruck enthält.
6. b. Druckmeßumformer nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dehnungsnießlühler (34. 36) an seinem die Knickstelle überbrückenden Abschnitt einen geringeren Querschnitt als in seinen beiderseits der Knickstellen liegenden Abschnitten aufweist.
7. 7. Druckmeßumformer nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten des Biegeelemems je ein die Knickstelle überbrückender DeIi nungsmeßfühler angeordnet ist.
8. 8. Druckmeßumformer nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß zwei Knickstellen vorgesehen lind und daß der zwischen den Knicksiellen liegende Teil des Biegeelements eine gemeinsame An- »chlußeleklrode für die die beiden Knicksiellen überbrückenden Dehnungsmeßiühler trägt.