DE2302326C3 - Schwingungsfähiges fluidisches System, in Form einer Kathetermeßstrecke zur intravasalen Blutdruckmessung - Google Patents

Description

Für die intntvasalc, insbesondere ininikardialc druckmessung werden Systeme verwendet, die aus einem in der Arterie einführburen Mikrokatheier und einem an seinem distalen Ende angeschlossenen, zur Umsetzung der Bluidrucksehwankungen in elektrische Signale dienenden Druckwandler (Transducer) bestehen. Zur Übertragung der Blutdruckschwankungen wird dieses System mit einer physiologisch verträgliehen Flüssigkeit gefüllt, so daß es den fluidischen Kontakt zwischen der Meßstelle, dem Mikrokaiheterausgang und dem Transducer herstellt. Ein derartiges System stellt einen fluidischen Schwingkreis dar Dabei ist normalerweise die fluidische Impedanz des ausgangssei· tigen. vor allem aus dem Transducer bestehenden Teil der Meßstrecke nicht an die Impedanz des Katheters

"5 angepaßt. Die Erfindung löst die somit gegebene Aufgabe, eine solche Anpassung zu erreichen durch die mit den Ansprüchen vorgeschlagenen Maßnahmen. Insbesondere i.st erfindungsgemäß eine Parallelschaltung eines fluidischen Impedanzgliedes zum Druck-

-° wandler, eine Vorrichtung zum Verstellen der fluidi sehen Impedanz dieses genannten Impedanzgliedes und eine Kuntrüllvurrichiung vorgesehen.

Das Prinzip und eine Ausführungsform für den Erfindungsgedanken werden an Hand von Figuren näher beschrieben.

F i g. I stellt ein Ersatzschaltbild für das beschriebene fluidische Meßsvstem dar.

I ι g. 2 veranschaulicht die Verarbeitung des zum Abgleichen herangezogenen Druckimpulses im System.

Fig. 3 zeigt den Aufbau des Systems, wobei der hvdraulkhe Teil einschließlich dem Katheterteil. im (Juersi.initt körperlich gezeichnet ist. während der elektrische Teil als Funktionsschema dargestellt ist.

Bei einem fluidisehen System der genannten Art herrscht am Ort des Meßgliedes oder Druckwandlers IV (Transducer) normalerweise keine Anpassung an die Impedanz der Kathclerleitung. vielmahr bildet die l.eilungsinduktivitat und eier l.eitungswidersu.nd zusammen nut der Transducer und der l.eilungskapazilät

•^|0 ein schw ingungsfahiges System, dit. ;iemaß F ι g. I durch ein elektrisches Ersatzschaltbild dargestellt werden kann In einem solchen System v.irkcn die Strömlings widerstände und induktivitäten wie Serienglieder. die Kapazitäten wie Querglieder. Fur die I Ibcrtragungs

··' funktion /v'(w) wird das l.eitungssluck durch den vom Druckwandler H gebildeten Komplexwidersland /Ί (u) abgeschlossen, der ledoch nicht an die l.eitungsinipe (lan/ angepaßt ist. Cieniäßder Lehre der Erfindung wird daher ein Dampfungsglied I) mit einem fluidischen

5" Impcdan/wcrl /. (u) /ugesi hallet, der den Widerstand /λ (\\) nun Wellenwiderstand der Leitung ergänzt Das Dampfungsglied D(siehe I ig J) liefen im allgemeinen einen hydraulichcn Widerstund, cine hydraulic he Induk livil.it (z. B. in form einer Kanüle variabler Lange) und

V< eine hvdraiilichc Kapa/ilal (in I urin eines (iefäßes mn definierter Masscnverschiebiing). Wie f Ί g J zeigt, kann es in I iirm eines hydraiilichen Drchpntenliomctcrs ausgebildet scm. Fs ist über einen Kanal I an den Drückdorn des Wandlers W angeschlossen In den

^h0 Kanal I kann auch über einen Hahn eine Zweigleitung munden, durch (.lic erforderlichenfalls Spiilfliissigkeil in das System eingeleitet wird.

Als fluidisch!« Itnpcclanzsicllglied D eignen sich insbesondere fluidische Potentiometer gemäß der

f>5 deutschen Patentanmeldung P 20 50 442,1 und der deutschen Gcbrauchsmusleranmcldung G 72 20 699.6.

Als Kriterium für die Erreichung einer ausreichenden Impedanzanpassung wird die Schwingungsdämpfung

tics Systems bei einer .Sprungerregung betrachtet. Da/u ist zweckmäßig ein elektrischer Rechteckgenerator R vorgesehen, um in einer der eigentlichen Meßphnse vorausgehenden Abgleichphase mittels eines Druckgenerators G einen rechteckförmigen Druckimpuls auf das proximale Ende des Katheters K zu geben. Der Druckwandler Werzeug! da,in ein Ausgangssignal, das auf dem Registriergerät oder Anzeigegerät RG dargestellt wird. Bei einem Abgleich durch Handbetrieb wird dann das Stellglied D mittels des Handrades HR so lange verstellt, bis die Differenz zwischen der Spitzenamplitude des dargestellten Kontrollimpulses und seinem End wert auf ein Minimum reduziert ist. was ein Indiz dafür ist, daß die Schwingungsneigung unterdrückt und damit maximale Anpassung erreicht ist.

Bei dem vorzuziehenden automatischen Abgleich wird ein automatischer Vergleich des vom Generator R gelieferten Generatorimpulses Ur (siehe Fig. 2a) mit dem vom Wandler D erzeugten elektrischen Antwortimpuls Uw (Fig.2b) vorgemommen. Der Rechteckgenerator R steuert dabei nicht nur den Druckgenerator G, dessen Drucksprünge auf den Kathetereingang übertragen und vom Druckwandler VV gemessen werden, sondern auch ein Zeitglied T und einen an diesen angeschlossenen Tast- und Haltekreis H. der Endwert Under vom Wandler W gelieferten Sprungantwort Uw speichert. Außerdem ist an den Ausgang des Wandlers W noch ein Spitzenwertspeicher S angeschlossen, der den Spitzenwert Us der Sprungantwort Uw[s. Fig.2b) speichert, und /war wenigstens so lange, bis der Endwerl Un erreicht ist. In F i g. 2c ist der vom Zeilglicd T gelieferte Tastkreisimpuls Ur dargestellt.

An die Ausgänge des Spit/cnwertspeichers Sund des Haltekrciscs /Yisteine Vergleichsslufe Vangcschlosscn. die die Differenz der beiden Signale bildet und ein Steuersignal für den Servomotor M des Impedan/.wertes D so lange erzeugt, bis durch die Veränderung des Stellgliedes /J der Abgleich und die Anpassung erreicht ist, indem die Differenz Ui (siehe F i g· 2b) zwischen dem Spitzenwert und dem Endwert der Sprungnntwort verschwunden bzw. auf ein zulässiges Maß herabgesetzt ist. Im allgemeinen ist nach ein Verstärker A für die vom Druckwandler W gelieferten Wandlerimpulse vorgesehen und in die Verbindungsleiiung zwischen dem Wandler W und dem Hallekreis // sowie dem Spitzen Wertspeicher S eingeschaltet.

to In der der Anwendung der Kathetermeßstrecke zur Messung intrakorporaler Blutdruckschwankungen zeitlich vorausgehenden Abgleichphase wird der Eingang des Katheters K zur Verbindung mit dem Drucfcgeneralor G in das im Meßgerät vorgesehene l.eitungsanschlußstück L eingesteckt, womit der hydrauliche Druckkreislauf für die Abgleichphase geschlossen ist. Der Abgleichvorgang kann zweckmäßig gleichzeitig an dem angeschlossenen Registrier- oder Anzeigegerät RG beobachtet werden. Bei Abgleich durch Handbedienung dient dieser Registrier- oder Anzeigegerät zur Kontrolle des Abgleichs. Nach 'Xirchführung des Abg'eichs wird der Katheter K aus Jen Verbindungsstück L genommen und kann zur Messung dienen: oder dieser Prüfkalheter wird durch einen Meßkatheicr gleicher Dimensionierung ersetzt. Am Ausgang 2 des Stellgliedes D ist ein Balg P angeschlossen, der die Sus/eptanz des fluidischen Schwingkreises darstellt und damit den Kreis definiert gegen den atmosphärischen Druck abschließt.

JO Die erfindungsgemäße Katheiermcusireeke hat eine erhebliche praktische Bedeutung in der medizinischen Diagnostik, da sie eine unverfälschte Übertragung der Blutdruckschwankungen aus dem Inneren des menschlichen Körpers, insbesondere des menschlichen Herzens zum Druckwandler und zur Meßanordnung ermöglicht und somit den diagnostischen Wert der Blutdruckmessungen maßgeblich erhöht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Schwingungsfähiges !"!indisches System in Form einer Kathciermeßsireeke /ur iniravasalen Blutdruckmessung, mit einem in Venen «der Arterien einlührbaren, flüssigkeiisgefüllten Katheter (K). einem an seinem disialen Ende angeschlossenen druckelekirisehen Wandler (W)und einem an diesen ausgangsseilig angeschlossenen Anzeige- und/oder Registriergerät (RG) für die über den Katheter übertragenen Druckschwankungen, gekennzeichnet durch ein am distalen Ende der Kaihetermeßstrecke parallel zum Druckwandler fVVJangeschlossenes variables fluidisches Impedanzglied (D), durch eine Vorrichtung (M oder HR) /um Verstellen der fluidischen Impedanz dieses Gliedes und durch Maßnahmen zur Kontrolle der durch Verstellen des Impedanzgliedes (D) crzielbaren Anpassung des Druckwandlers an die fluidischen Impedanz-Eigenschaften des Katheters (K).

2. SystfiA nach Anspruch I. gekennzeichnet durch eine Generator-Vorrichtung (R utidoy zur Aufpragung eines Druckimpulses rechteckiger Form auf ilen Eingang des Katheters (K) in einer der Meßphasc zeitlich vorausgehenden Abgleichphase, durch eine Vorrichtung (KV oder RG) zum automatischen oder visuellen Vergleich des Spitzen wertes (Us) und des Endweries (Lhl) des durch die Meßstrecke übertragenen und in ein elektrisches Signal umgewandelten Druckimpiilses und mit einer Vorrichtung (M oder HR) zum Verstellen des Impedanzg edes (D)so lange, bis die Differenz (IIf.) der beiden Ainpliludenwe^r|e (I\ und Uu) des übertragenen Signals ein Minimum wird.

3. System mach Anspruch I oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß automatische Abgleichvorrichtung (K. V) fur seine fliiidische Impedanz, die einen den Druckgeneralor (d) steuernden elektrischen Rechteckgenerator (R). einen Fast und llaltekreis (H). der den I ndwert (I Iu) des vom Wandler erzeugten Ausgangssign.ils des rechteckigen Druck impulses speichert, einen Spilzenwcrlspcicher (S)Un dieses Ausgangssignal, der die maximale I lb<-r uhwingamphtudc wenigstens bis /um Erreichen des l^ndwcrtes des Rechleckimpulscs festhall, und einen Vergleichcr f V/umfaßt, der die Differenz der beiden .Signalwerte bildet und so lange ein Aussteiiersignal an den Servo Motor (M)Un das Impcdan/glied (IJ) liefert, bis die genannte Differenz verschwindet.

4. System nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dein Ausgang des Druckwandlers (W) und dem Tasi und llaltekreis (II) sowie dem parallel zu letzterem hegenden Spit/enwerlspeicher (S)ein elektrischer Verstärker ^/I/geschaltet ist.

j. System nach einem der Ansprüche 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß fur die Abgleichphase cm Verbindungsstück (I.) /wischen dem proximalen Kathelercnde und dem Dmckgencrator ((!) im (ieral vorgesehen ist.

b System nach einem der Ansprüche I bis 3. dadurch gckcnn/.cithntl, daü an das ImpciJanzghetJ (D) am Ausgang (2) ein Balg (I') angeschlossen ist, der die SliSZcptähz des Schwingkreises darsleilt.