DE2430788C2 - Warngerät zur Anzeige eines drohenden Schocks - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Warngerät zur Anzeige eines drohenden Schocks mit einem auf die Haut des Patienten aufzusetzenden fotoelektrischen Pulsabnehmer.

Die mit dem Begriff »Schock« bezeichnete kritische Veränderung im Zustand eines Patienten kann unterschiedliche Ursachen haben. Einige Gemeinsamkeiten lassen sich jedoch bei den verschiedenen Schocktypen feststellen.

Das zentrale Symptom bildet dabei eine unzureichende Sauerstoffversorgung des Gewebes, die häufig mit einer Verringerung von Durchblutung und Herzminutenvolumen verbunden ist. Charakteristische Erscheinungen bei Schockzuständen sind Änderungen des Blutdrucks, der Temperatur, Farbe und Feuchtigkeit der Haut sowie des Querschnitt und der Pulsation peripherer Gefäße.

Durch die DT-OS 19 40 234 ist bereits ein Warngerät der obigen Art bekannt, welches neben einem wahlweise entweder nur im Reflexions- oder im Transmissionsverfahren arbeitenden fotoelektrischen Pulsabnehmer noch einen rheographischen Hautwiderstandsabnehmer aufweist, der ein dem Hautwiderstand entsprechendes Signal erzeugt. Dieses Signal ergibt ein Kriterium für die Hautfeuchtigkeit des Probanden. Bei gleichzeitiger starker Hautfeuchtigkeit und vom Pulsabnehmer erfaßter Durchblutungsstörung (Blässe) wird ein Signal erzeugt, das z.B. über ·:ίηε Alarmeinrichtung den drohenden Schock anzeigt.

Nachteilig bei dem bekannten Warngerät ist, daß zum Erfassen eines drohenden Schocks zwei auf unterschiedlichen Meßverfahren beruhende Meßwertabnehmer mit zugeordneten entsprechend unterschiedlichen Signalverarbeitungseinrichtung relativ hohen technischen Aufwandes verwendet werden müssen. Vorteilhafter wäre ein Warngerät, das nach einem einzigen Meßverfahren, vorzugsweise dem optischen Verfahren, arbeitet.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein derartiges Warngerät aufzubauen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Pulsabnehmer ein kombinierter Reflexions- und Transmissionsabnehmer ist und dem Pulsabnehmer eine Signalvergleichsvorrichtung zugeordnet ist, die die aus einer Reflexions- und Transmissionsmessung gewonnenen Signale mit vorgebbaren Signalgrenzwerten vergleicht und ein Ausgangssignal zur Auslösung eines Alarms erzeugt, wenn die Ausgangssignale des Pulsabnehmers den ihnen zugeordneten Grenzwert überschreiten.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß fotoelektrische Pulsabnehmer abhängig davon, ob sie im, Reflexions- oder Transmissionsbetrieb arbeiten,, unterschiedliche Signaleinzugsgebiete haben. Bei; Applikation von Pulsabnehmern am Finger ist es: z. B. so, daß das reflektierte Licht überwiegend im kapillar durchbluteten Gewebe moduliert wird, wäh-

rend das transmittierte Licht vor allem die Pulsation der palmarcn Fingerarterien (Λ. digitales palmares propriae) wiedergibt. Während diese Einzugsgebiete im schockfreien Zustand des Patienten Reflexionsbzw. Transmissionssignale bestimmter Amplitude liefern, ergibt sich bei drohendem Scheck eine Ampliiudenveränderung, die für beide Signalarten unterschiedlich stark ausfällt. Die unle^chiedlich starke Amplitudenveränderung kann mittels geeigneter Grenzwertmelder erfaßt und als drohender Schock, z. B. durch akustische Alarmauslösung, an^tzeiat werden. Das Gerät nach der Erfindung verzichtet auf das technisch relativ aufwendige rheographische Hautfeuchtigkeitsmeßverfahren und beschränkt sich auf lediglich zwei optische Messungen, wobei die bei der jeweiligen Messung anfallenden Signale durch ein und dasselbe Verarbeitungscerät vorarbeitet werden. Es ist somit — wie erwünscht — ein Warngerät geschaffen, das bei geringstem technischem Aufwand optimale Schockerfassungs- und Anzeigebcdinsungen gewährleistet.

In einer schaltungstechnisch besonders vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sollte die Vergleichsvorrichtung einen Verhältnisbildner aufweisen, der aus dem Reflexionssignal R sowie dem Transmissionssignal T das Verhältnissignal RIT bildet und dem ein Grenzwertmelder nachgeschaltet ist, der ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Verhältnissignal RiT einen eingestellten Grenzwert über- oder unterschreitet. Das Verhältnissignal RIT eliminiert insbesondere patienteneigene zeitabhängige Amplitudenschwankungen der Pulskurven und gibt somit ein besonders scharfes Schockkriterium ab.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels an Hand ^~^r Zeichnung in Verbindung mit den Unteransprüchen.

In der Figur ist mit 1 der Finger eines schockgefährdeten Patienten teilweise im Schnitt angedeutet. Die Kennziffer! steht hierbei für kapillar durchblutetes Fingergewebe, die Kennziffer 3 für den Fingerknochen und die Kennziffer 4 für eine palmare Fingerarterie. Auf der Fingeroberseite sind ein Lichtsender S neben einem ersten Lichtempfänger 6 für aus dem Finger reflektiertes Licht angeordnet und auf der Unterseite des Fingers entsprechend ein zweiter Lichtempfänger7 für durch den Finger transmittiertes Licht. Die Kunnstoffträger 8 für Sender 5 und ersten Lichtempfänger 6 einerseits sowie 9 für den zweiten Lichtempfänger 7 andererseits können bevorzugt als Klappen oder Klemmen eines Scharnier- oder Klemmklappenabnehmers (z. B. in etwa entsprechend dem Abnehmer gemäß der DT-AS 15 16 423) ausgebildet sein. Bei dem Lichtsender 5 kann es sich um eine normale Glühbirne handeln, die im Takt eines Taktgebers 10 über eine Aktivierstufe 11 Lichtimpulse in den Finger 1 abstrahlt. Ebensogut kann auch eine Lumineszenzdiode od. dgl. als Lichtsender eingesetzt werden. Die Lichtempfänger 6 und 7 sind bevorzugt Fotodioden, die der Intensität des jeweils empfangenen Lichts entsprechende elektrische Signale erzeugen.

Die vom Empfänger 6 anfallenden Reflexionssignale R werden nach Filterung und Verstärkung in einem Frequenzilherungs- und Verstäikerteil 12 einem Demodulator 14 zugeleitet, der die Signale im Takt des Taktgebers 11 für den Lichtsender demoduliert. Entsprechendes geschieht mit den am Lichtempfänger 7 anfallenden Transmissionssignalen T in Jem Frequenzfilierung.-.- und Verstärkerteil 13 mit nachgeschaltetem Demodulator 15.

Die so demodulierten Signale werden nach weiterer Frequenzfilterung und Verstärkung in den Bauelementen 16 und 17 auf einen Verhältnisbildner 18 (Dividierstufc) gegeben, der das Verhältnissignal R/T bildet. Dieses Verhältnissignal RIT wird schließlich einem Grenzwertmelder 19 zugeleitet, der ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Vtrhältnissignal in der Schocksituation amplitudenmäßig einen eingestellten Grenzwert überschreitet. Das Ausgangssignal des Grenzwertmelders 19 wiederum wird einer logischen Verknüpfungsschaltung 20 mit nachgeschaltetem Alarmgeber, z.B. Lautsprecherstufe 21, zugeführt.

Die Verknüpfungsschaltung 20 enthält beispielsweise ein UND-Glied 22 nebst Ansteuerschaltern 23 bis 26. Bei geschlossenem Schalter 23 sowie geöffneten Schaltern 24 bis 26 gelangt das Ausgangssignal des Grenzwertmelder 19 für das Verhältnissignal RlT über ein Verzögerungsglied 27 unmittelbar auf den Alarmgeber 21. Das Verzögerungsglied 27 aktiviert hierbei den Alarmgeber 21 im Sinne der Alarmgebung erst dann, wenn das Ausgangssignal des Grenzwertmelders 19 für eine vorgebbare Zeitdauer, z. B. 5 s"c, ansteht. Fehlerhafte Schockmeldungen sollen hierdurch vermieden werden. Das Verzögerungsglied 27 kann beispielsweise als frei laufender Integrator, z.B. /?C-Stufe, ausgebildet sein, der mit Anfall eines Grenzwcrtmelderausgangssignals in der Spannung hochläuft und nach der vorgebbaren Verzöge mn gsze it ein Spannungsniveau zur Alarmauslösung erreicht, bei vorzeitig rückgestelltem Grenzwertmelder 19 hingegen wieder auf Null gesetzt wird.

Die Schalter 24 bis 26 erlauben bei geöffnetem Schalters 23 die wahlweise Zuschaltung weiterer aus den Rcfle/.ons- und Transmissionssignalen R bzw. T abgeleiteter Grenzgrößen zusammen mit dem Verhäftnissigna! RIT "an das UND-Glied 22. Solche Grenzgrößen sind beispielsweise ein mittels Differenzierglied 28 und nachgcschaltetem Grenzwertmelder 29 erfaßter Schwellwert der zeitlichen Änderung ^d--£·■'- des Verhältnisssignals RIT, ein gegebenenfalls mittels Pulsfrequenzmesser 30 nebst Grenzwertmelder 31 erfaßter Grenzwert der Pulsfrequenz/ oder ein mittels Differenzierglied 32 nebst Grenzwertmelder 33 erfaßter Grenzwert eier zeitlichen Änderung d//di der Pulsfrequenz /. Am Alarmgeber 21 wird dann jeweils immer nur dann Alarm ausgelöst, wenn sich zusätzlich zum Grenzwert des Verhältnissignals RIT auch noch ein weiteres Grenzwertsignal der Signale -^d-^---~ , / oder d//df ergibt. Da die Größen

^dA^RJ.l (insbesondere sehr rasche Abnahme der

Amplitude des Verhältnissignals). Pulsfrequenz / (insbesondere hohe Werte) sowie d//df (insbesondere rascher Anstieg der Pulsfrequenz) weitere Schwellkriterien für einen drohenden Schock darstellen, ergibt deren UND-Kombinatinn mit dem Verhältnissignal RIT eine besonders scharfe Eingrenzung der Schockdiagnose.

Die Anwahl der Steuerschaltung 23 bis 26 erfolgt über eine Anwahlcinhcit 34 für bestimmte Schocktypen. Zur Einstellung erwünschter Grenzwerte an den Grenzwertmelder!! 19. 29, 31 und 33 dient ein

Grenzwerteingabeglied 35. Ein Sichalter 36 ermöglicht die Anschaltung des Pulsfrequenzmessers 30 wahlweise an das demodulierte und gefilterte R- oder T-Signal oder die gänzliche Abschaltung von beiden Signalen. Die Anzeigegeräte 37, 38, 39 dienen zur Anzeige der R- oder Γ-Pulskurve, der Pulsfrequenz / bzw. zur Anzeige der Änderungstendenz des Verhältnissignals R/T bzw. der Pulsfrequenz/.

Die Verknüpfungsschaltung 20 gemäß der vorliegenden Figur erlaubt die Verknüpfung insbesondere von jeweils zwei Grenzwertgrößen. Bei entsprechender Ausgestaltung, z. B. bei Verwendung von weiteren UND-Gliedern oder eines UND-Gliedes mil mehr als zwei Verknüpfungseingängen, lassen sich wahlweise jedoch auch mehr als nur zwei derartige Größen miteinander kombinieren und als zusätzliche Kriterien für einen drohenden Schock mit in die Schockanzeige einbeziehen. Entsprechend können auch weitere physiologische Größen, z. B. EKG, Blutdruck, Atemfrequenz od. dgl. beispielsweise übei ίο die Zusatzeingänge 40 der Verknüpfungsschaltung in die Verknüpfung mit einbezogen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Warngerät zur Anzeige eines drohenden Schocks mit einem auf die Haut des Patienten aufzusetzenden fotoelektrischen Pulsabnehmei, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulsabnehmer (5 bis 7) ein kombinierter Reflextonsund Transmissionsabnehmer ist und dem Pulsabnehmer eine Signa!vergleichsvorrichtung(12 bis 19) zugeordnet ist, die die aus einer Reflexionsund Transmissionsmessung gewonnenen Signale (R. T) mit vorgebbaren Signalgrenzwerten vergleicht und ein Ausgangssignal zur Auslösung eines Alarms erzeugt, wenn die Ausgangssignale des Pulsabnehmers den ihnen zugeordneten Grenzwert über- oder unterschreiten.

2. Warngerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vergleichsvorrichtung einen Verhältnisbildner (18) aufweist, der aus dem Reflexionssignal (R) sowie dem Transmissionssignal (T) das Verhältnissignal (R/T) bildet und dem ein Grenzwertmelder(19) nachgeschaltet ist, der ein Ausgangssignal erzeugt, wenn das Verhältnissignal {RlT) einen eingestellten Grenzwert über- oder unterschreitet.

3. Warngerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalvergleichsvorrichtung ein Verzögerungsglied (27) für die Alarmauslösung umfaßt, das erst dann Alarm auslöst, wenn die Ausgangssignale des Pulsabnehmers für eine vorgebbare Zeitdauer, z. B. 5 see lang, die zugeordneten Grenzwerte über- oder unterschreiten.

4. Warngerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalvergleichsvorrichtung Mittel (28, 29) zugeordnet sind, die die Geschwindigkeit von Amplitudenänderungen der Reflexions- und Transmissionssignale erfassen und beim Überschreiten vorgebbarer Geschwindigkeitsgrenzwerte ein Ausgangssignal erzeugen, und daß ein UND-Glied (22) für dieses Ausgangssignal sowie die Reflexions- und Transmissionssignale des Pulsabnehmers vorhanden ist, das ein Signal zur Alarmauslösung nur dann erzeugt, wenn sowohl das Ausgangssignal als auch die Reflexions- und Transmissionssignale die ihnen zugeordneten Grenzwerte über- oder unterschreiten.

5. Warn gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Signalvergleichsvorrichtung ein Pulsfrequenzmesser (30) zur Ermittlung der Blutpulsfrequenz aus den Reflexions- oder Transmissionssignalen zugeordnet ist und daß ein UND-Glied (22) vorgesehen ist, das ein Signal zur Alarmauslösung nur dann erzeugt, wenn sowohl die Pulsfrequenz oder gegebenenfalls nach Differentiation die differenzierte Pulsfrequenz als auch die Amplituden der Reflexions- und Transmissionssignale die ihnen zugeordneten Grenzwerte über- oder unterschreiten.

6. Warngerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Pulsabnehmer aus einem Liclmender (5) mit daneben angeordnetem erstem Lichtempfänger (6) für das reflektierte Licht sowie einem dem Sender gegenüberliegend angeordneten zweiten Lichtempfän2er(7) für das transmittierte Licht besteht.

7. Warngerüt nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Lichtsender (S) und erster Lichtempfänger (6) einerseits sowie der zweite Lichtempfänger (7) andererseits auf je einer der beiden Klappen oder Klemmen (8 bzw. 9) eines Scharnier- oder Klemmklappenabnehmers angeordnet sind.