DE2515868A1

DE2515868A1 - Vorrichtung zur messung des blutdrucks

Info

Publication number: DE2515868A1
Application number: DE19752515868
Authority: DE
Inventors: Yoshifumi Matsuoka; Koichi Shigematsu; Atsushi Toda
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1974-04-12
Filing date: 1975-04-11
Publication date: 1976-03-18
Also published as: US4026277A; FR2267077A1; GB1481117A; CA1029123A; FR2267077B1; DE2515868B2; DE2515868C3

Description

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MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL COo, LTD. Osaka, Japan

Hi-M?. ssung_de s_Blutdrucks

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur indirekten elektrischen Messung des Blutdrucks.

Es ist bekannt, daß nach dem Abdrucken einer Arm Schlagader zur zeitweiligen Unterbrechung des Blutstroms und beim anschließenden allmählichen Verringern des Quetschdrucks in der Arterienwand Blutstromgeräusche erzeugt werden, die sog. Korotkoff-Gerausche , wenn das Blut wieder zu zirkulieren beginnt. Bei der Anwendung der Auskultationsme thode wird jener Mansche tte ndruek, bei dem die Korotkoff-Geräusche beim Druckabfall zuerst erzeugt werden, als der obere Blutdruckwert bezeichnet. Die Ko ro tko ff -Ge räu sehe treten bei der Verringerung des Manschettendrucks in laufender Folge auf, bis das Blut wieder kontinuierlich strömt. Derjenige Druck, bei dem die Korotkoff-Geräusche dann aufhören, wird als unterer Blutdruckwert bezeichnet.

Bei automatischen Geräten zur elektronischen Blutdruckmessung werden die Zeitpunkte des Auftretens und Aufhörens der Korotkoff-Geräusche festgestellt, um die Manschettendruckwerte in diesen Momenten

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ten zu messen und anzuzeigen. Die Korotkoff-Geräusehe werden für gewöhnlich mit einem Mikrophon aufgenommen. Da der Signalpegel jedoch sehr niedrig liegt und durch Außenstörungen leicht "beeinflußt werden kann, erwies es sich bei den nach dem Stand der Technik "bekannten automatischen Geräten zur Blutdruckmessung als ein recht schwieriges Problem, die Korotkoff-Geräusche von den Störsignalen zu trennen.

Durch die Erfindung sollen die bei den bekannten Geräten zu verzeichnenden Schwierigkeiten umgangen werden.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein Gerät zur Blutdruckmessung zu schaffen, bei dem die Trennung der Störungen von den Korotkoff-Geräuschen in den Pulsschlagsignalen gewährleistet ist, so daß eine genaue Feststellung des Blutdrucks ermöglicht wird.

Die obigen und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen mit größerer Deutlichkeit aus der nachfolgenden eingehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigegebenen Zeichnungen hervor. Darin zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Geräts zur Blutdruckmessung;

Fig. 2 und 3 Darstellungen des Signal Verlaufs an verschiedenen Punkten in dem in Fig. 1 gezeigten Gerät*

Fig. 4 und 5 Darstellungen von Pulsschlagwellen und von Au sgangsve rl aufe η eines Zeitgliedes;

Fig. 6 ein Schaltbild eines im Rahmen der Erfindung vorgesehenen abgeänderten Filterkreises, der eine AVR-Schaltung einbegreift}

Fig. 7 ein Schaltbild eines weiteren abgeänderten Filterkreises;

Fig. 8A eine Darstellungeines Spannungsverlaufs, wie er als Mikrophonausgang erhalten wird, und Darstellungen der Spannungsverläufe von Zeitgliedern»

Fig. 8B ein Blockschema eines Zeitgliedteils, der in der Ausführungsform der Fig. 1 vorgesehen sein kann;

Fig. 9 und 10 Darstellungen der als Mikrophonausgang erhaltenen Spannungsverläufe für den Zeitpunkt der Messung des oberen Blut-

druckwerts

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druckwerte und für den Zeitpunkt der Ilessung des unteren Blutdruckwerts*

Fig. 11 Ote Kennlinien der bei der die Erfindung -verkörpernden Anordnung vorgesehenen Filter- und

51g. 12 eine Darstellung zur Veranschaulichung der Vorgänge bei der Wahl eines der beiden bei dieser Ausführungsform der Erfindung vorgesehenen Eliter.

In Fig. 1 ist eine Ausführr.ngsform der Erfindung dargestellt. IJi t dem Bezugs symbol A ist in Fig. 1 der Ausgangsanschluß eines Mikrophons zum Auffangen der Korotkoff-Geräusche bezeichnet. Die Bezugszahl 1 bezeichnet ein Bandpaßfilter, das die Frequenzkomponenten von Pulsschlagwellen durchläßt, bei spiel swei se 5 bis 30 Ez. ilit der Bezugszahl 2 ist ein Zeitglied bezeichnet, das Impul s si gnale von einer vorbestimmten Dauer erzeugt, beispielsweise ein monostabiler Multivibrator, der im Ansprechen auf einen Ausgang des Filters 1 für die Zeitdauer der Pul sschlagwelle von annähernd 100 bis 400 msec in einen instabilen Zustand geschaltet wird. Die Bezugszahl 5 bezeichnet ein Bandpaßfilter, das die Frequenzkomponenten der Korotkoff-Geräusche durchläßt, beispielsweise 40 bis 2CO Hz. Diu Bezugszahl 4 bezeichnet ein Zeitglied, bei dem es sich um einen monostabilen Ilultivibrator ähnlich dem KuI ti vibrator 2 handeln kann, und dem der Ausgang des Filters 3 nur in geschalteten Zustand des ITultivibrators 2 zum Umschalten in einen instabilen Zustand zugeführt wird. Die Dauer des Schal t zustande s ist im wesentlichen gleich der des Multivibrators 2 oder langer als bei diesem. Die Beschreibung soll sich im folgenden auf eine Au sfüh rungs form beziehen, bei der das Zeitglied durch einen monostabilen Ilultivibrator gebildet wird. Der Ausgang das IM. ti vibrators 2 wird durch einen Kondensator 5 und einen Inverter 6 differenziert und dann als Zeitimpuls einem geeigneten Zähler oder einem Schieberegister zugeführt, bestehend aus Flip-Flops 8, 9 und 10. Ein Ausgang des Schieberegisters wird mit einem Ausgang des monostabilen liul ti vibrators 4 gekoppelt. Die Ausgänge Q der betreffenden Stufen des Schieberegisters werden einer UKD-Verknüpfung in einem UND-Tor 11 unterzogen, dessen Ausgang zum Ansteuern eines Flip-Flops 12 dient. Ein Ausgang des Flip-Flops 12 und der Ausgang Q der ersten

Stufe

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Stufe 8 des Schieberegisters werden einer OBSlR-Verknüpfung in einem ODER-Tor 13 unterworfen. Die Ausgänge Q der ersten Stufe 8 und der zweiten Stufe 9 de s Schieberegisters werden einem NI CH T-UlTD -Tor 14 zugeleitet, dessen Ausgang als Stellsignal für ein Flip-Flop 15 dient. Der Ausgang des Flip-Flops 12 dient als Rückstell signal für das Flip-Flop 15, so daß das Flip-Flop 15 im Rückstell zu stand verbleibt, bis das Flip-Flop 12 gestellt wird. Ein Ausgang Q des Flip-Flops 15 und der Ausgang des Multivibrators 4 werden einem UND-Tor 16 zugeführt, dessen Ausgang als Systemausgang erscheint.

Es sollen nun die Betriebsvorgänge bei dem obigen System erläutert werden. In Fig. 2 ist der Signal verlauf an verschiedenen Stellen des Systems dargestellt, wie man ihn erhält, wenn der über den oberen Blutdruckwert erhöhte Manschet te η druck allmählich verringert wird. Der Signal verlauf A im Mikrophonausgang setzt sich zusammen aus den Puls schlagtöne η und den Korotkoff-Geräuschen. Die Pulsschlaggeräusche B werden durch das Filter 1 abgetrennt, während die Korotkoff-Gerausche E durch das Filter 3 abgetrennt werden. Ist das Mikrophon in eine Manschette eingehüllt, so nimmt es die dem Pulsschlag entsprechende Änderung im Arteriendruck auf, die dann in Form des Pul sschlaggeräuschs durch das Filter 1 entnommen wird, wie dies durch den Signal verlauf B verdeutlicht ist. Für jede Pulsschlagwelle wird also eine Rechteckwelle erzeugt, wie es der Signal verlauf C von Tl bis T7 zeigt, um diese dann zu differenzieren, so daß man einen Signal verlauf D erhält. Falls zum Zeitpunkt T'2 eine Störung im Frequenzbereich der Korotkoff-Geräusehe erzeugt werden sollte, so wird der mono stabile Multivibrator 4 angesteuert, und durch den in F dargestellten Ausgang wird der Ausgang des Flip-Flops 8 auf einen hohen Pegelwert gebracht, wie dies im Terlauf L beim Taktimpulseingang D gezeigt ist. Dies bewirkt, daß der hohe Pegel des Ausgangs Q durch das ODER-Tor 13 erscheint. Der Ausgang Q, zeigt den oberen Blutdruckwert an, was auf ein momentanes Halten des Manschettendrucks in diesem Augenblick weist. Danach erscheint zum Zeitpunkt T3 im Verlauf D ein nächster Taktimpulseingang. Da in diesem Moment jedoch kein Eorotkoff-Geräusch vorhanden ist, verbleibt der Terlauf F auf dem niederen Pegel und der Ausgangsverlauf L des Flip-Flops 0 wird auf den niederen Pegel gebracht. Der Ausgang des ODER-Tors 13 nimmt daher

wie de r

wieder Jen niederen pegelwert an und die Verriegelung der Anzeige de 3 oberen Blutcruckwerts wird aufgehoben, so daß der tatsächliche Lianschettendruck angezeigt werden kann. Zum Zeitpunkt T'4, da ein Korotkoff-Geräusch erzeugt Yiird, wie dies im Verlauf E gezeigt ist, wird der Verlauf L wie im Fall des Zeitpunktes T'2 auf den hohen pegelwert gebracht und auch der Ausgangsverlauf Q, wird auf den hohen Pegelwert gebracht, so daß die Anzeige des Man sehet te η drucks verriegelt wird. Zum Zeitpunkt T'5, in dem ein Korotkoff-Gteräusch erzeugt wird, verbleibt der Verlauf L dann auf dem hohen Pegel und der Ausgangsverlauf M des Flip-Flops 9 wird bei einem Taktimpuls im Verlauf D auf den hohen pegelwert gebracht, da der Ausgang der voraufgehenden Stufe den hohen Pegel hat. Zum Zeitpunkt T'6, in dem ebenfalls ein Korotkoff-Geräusch erzeugt wird, verbleiben die Verläufe L und M auf dem hohen Pegel und der Ausgangs ve rl auf N des Flip-Flops 10 wird bei einem Taktimpulseingang aus dem Verlauf D im Ansprechen auf den Ausgangsverlauf M der voraufgehenden Stufe auf den hohen Pegelwert gebracht. Alle drei Ausgangsverläufe L, Mund N haben jetzt den hohen Pegelwert, so daß der Ausgaiigsverlauf 0 de s TJBfD-Tors 11 den hohen Pegel annimmt, wodurch der Ausgangsverlauf E des Flip-Flops 12 gleichfalls auf den hohen pegelwert gebracht wird. Infolgedessen verbleibt der Ausgangsverlauf Q des OEER-Tors 13 ^auf dem hohen Pegel, so daß der Manschettendruck im Augenblick des Zeitpunktes T¹4 festgehalten wird. Hierdurch wird die Anzeige des oberen Blut druckwerte ermöglicht.

Erscheinen bei dieser Ausführungsform im Synchronismus mit dem Pulsschlag drei aufeinanderfolgende Korotkoff-Geräusehe , so wird der Manschettendruck im Augenblick des ersten Korotkoff-Geräuschs als oberer Blutdruckwert festgestellt. Es sei bemerkt, daß sich die gleiche Tffirkung auch erzielen läßt, wenn mit zwei aufeinanderfolgenden Geräuschen oder mehr als drei aufeinanderfolgenden Geräuschen gearbeitet wird, wobei sich die Genauigkeit allerdings mit der Zahl der Stufen erhöht. Soll das System in den Zustand der Betriebsbereitschaft für die nächste Messung gebracht werden, so kann ein Rückstellimpuls zugeführt werden, wie dies im Verlauf P gezeigt ist.

In dieser Weise werden die Pulsschlaggeräusche im Rahmen der Erfindung zur Unterscheidung der Korotkoff-Geräusche genutzt,

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und wenn also beispielsweise zum Zeitpunkt T3 ein 7ulsschlaggerausch erscheint, aber kein Korotkoff-Geräusch , wird die bis dahin als oberer Blutdruckwert geltende Blutdruckanzeige gelöscht und ein Bereitschaftszustand für den Eingang des nächsten Korotkoff-Geräuschs hergestellt. Das erfindungsgemäße System ermöglicht also eine sehr genaue und zuverlässige Messung auch bei personen, bei denen die Intervalle zwischen den Pulsschlägen etwas unregelmäßig sind.

JtiS soll nun die Messung des unteren Blutdruckv/erts e rl Lute rt werden. In Fig. 3 sind wie in Hg. 2 mit A bis K und R die Signalverläufe ν η verschiedenen Stellen des in Fig. 1 dargestellten Systems bezeichnet. Pig. 3 zeigt die Zustandsänderung im zeitlichen Verlauf, wenn der Manschettendruck allmählich verringert ?iird, ausgehend von einem Druckwert, bei dem die Korotkoff-Gerausche erzeugt werden, bis sie aufhören. Die Terläufe A bis F entsprechen den in Fig. 2 dargestellten. Falls die Korotkoff-Geräusche i... Synchronismus mit dem Pulsschlag nacheinander bis zum Zeitpunkt T'3 erzeugt werden, wird der Multivibrator 4 bei jedem Auftreten von Korotkof f-Ge räu sehe η angesteuert und im Ansprechen darauf werden die Flip-Flops 8 und 9 beim Taktsignal D auf den hohen Fegelwert gebracht, während die Verläufe G und H auf dem niederen Pegel verbleiben. Falls das Korotkoff-Geräusch zum Zeitpunkt T9 infolge einer Puls schl agunre gel maß igke it zufällig ausbleibt, so wird der Multivibrator 4 in diesem Augenblick nicht angesteuert und das Flip-Flop 8 wird gestellt, so daß der Ausgang G den hohen Pegelwert hat. Da der Pegel des Flip-Flops 8 zum Flip-Flop 9 verschoben wird, verbleibt der Ausgang H auf dem niederen Pegel und der Ausgang I verbleibt auf dem hohen Pegel. Wenn also zum Zeitpunkt ΤΊ0 das Korotkoff-Geräusch wieder erscheint, nimmt der Ausgang G des Flip-Flops 8- wieder den niederen pegel an, während der Ausgang I unverändert bleibt.

Wenn die Korotkoff-Geräusche zu den aufeinanderfolgenden Zeitpunkten TIl und T12 nicht erscheinen, nehmen beide Ausgänge G und H den hohen Pegel an und der Ausgang I nimmt den niederen Pegel an, so daß das Flip-Flop 15 gestellt wird, da der Ausgang I den niederen Pegel hat. Das UND-Tor 16 dient zur Anzeige des Druckwerts, und im Zustand eines hohen Pegels des Ausgangs J liefert es einen Ausgang K mit hohem pegel, wenn ein Ko ro tko ff- Ge räu sch erscheint und

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im Verlauf F ein hoher Pegelwert festzustellen ist. Kur wenn der Ausgang K den hohen Pegelwert hat, wird daher ein Druckanzeige eingang durchgelassen, und nur wenn ein Korotkof f-Ge rausch erscheint, wird der in diesem Augenblick herrschende Druck angezeigt, wohingegen eine Anzeige des I!ansehettendrucks im Augenblick des letzten Auftretens eines Korotkoff-Geräuschs erfolgt, wenn die Korotkof f-Geräusche nicht in Aufeinanderfolge erscheinen. Infolgedessen verbleibt der Ausgang K auf dem niederen pegel, wenn der Verlauf J den niederen Έί-gelwert annimmt, und es wird so der untere Blutdruckwert ermittelt. 3ei dieser Ausführungsform erfolgt die Ee st stellung des unteren Blutdruckwerts, wenn im Synchronismus mit den Pulsschlaggeräuschen nacheinander zwei Korotkoff-Geräusche entfallen. Das Entfallen von mehr als zwei aufeinanderfolgenden Korotkoff-Gerauschen kann zur Feststellung des unteren Blut druckwert 8 dienen, indem man den Ausgang Q des hinter das Flip-Flop 9 geschalteten Flip-Flops 10 zusammen mit den Signal ve rl auf en H und G dem EI CH T-IIlTD-Tor 14 zuleitet.

In dieser T/eise wird im Rahmen der Erfindung der untere Blutdruckwert durch das Vorhandensein oder Entfallen der Korotkoff-Geräusche festgestellt, die sich im Synchronismus mit den Pulsschlagtönen befinden. Das erfindungsgemäße System gestattet also eine exakte Lie s sung des Blutdrucks, die unabhängig von den Zeitintervalle η der Pulsschläge und von den sonstigen jeweiligen persönlichen Eigenarten ist. Da der untere Blutdruckwert durch das Ausbleiben von zwei aufeinanderfolgenden Korotkoff-Ge räu sehe η ermittelt wird, ermöglicht das erfindungsgemäße System ferner die Messung des Blutdrucks bei Personen, deren Puls schlag unregelmäßig ist.

Als Zeitglieder sind bei der Ausführungsform der Fig. 1 die mono stabilen MuI ti vibratoren 2 und 4 vorgesehen, doch kann ebenso auch jede andere Schaltung verwendet werden, die funktionell ähnlich ist. So kommen hierfür beispielsweise gleichermaßen auch Flip-Flops mit Zeitbegrenzungscharakteristik in ihren Stell- und Rückstell Signalen in Betracht.

Es soll nun ein abgeänderter Filterkreis in seinen Einzelheiten beschrieben werden, der eine AVR-Schaltung (automatische Verstärkungsregelung) einbegreift und der statt des Filters 1 zur Feststellung

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stellung der Pulsschlagtöne vorgesehen sein kann. Da bei dem erfindungsgemäßen System die Pulsschlagtöne als Bestimmungsbezug dienen, muß die Festeteilung der FuIsschlaggerausche zuverlässig erfolgen.

Der Pulsschlag schwankt jedoch in seiner Stärke in Abhängigkeit von den jeweiligen persönlichen Eigenarten, und infolge von Körperbewegungen oder infolge von Herzerkrankungen o.dgl. kann auch in Perioden außerhalb des regelmäßigen Auftretens der Pulsschlagwellen ein Wellenverlauf beobachtet werden, der ähnliche Frequenzkomponenten aufweist wie die Puls schlagwellen.

Von den Figuren 4 ^u"-d 5? ^au-f cü-^e nun Bezug genommen sei, zeigt Fig. 4 den üblichen Fall bei einer Normalperson, wogegen Fig. den Fall einer Untersuchungsperson betrifft, bei der sehr intensive Pulsschlagwellen festgestellt werden. Bei A und C sind für die beiden Fälle die Ausgangsverläufe des Bandpaßfilters 1 der Fig. 1 dargestellt. Die bei B und D dargestellten Signal verlaufe sind die Ausgänge des Zeitgliedes 2. Im Fall der Fig. 4 wird von dem Zeitglied für jede Pulsschlagwelle ein Ausgang erzeugt und es wird ein normaler Ausgangsverlauf erhalten. Da die Dauer einer Pulsschlagwelle im Fall der Fig. 5 jedoch lang ist, wird das Zeitglied 2 anschließend durch das nächste Signal nochmals angesteuert, nachdem es eine Betätigung speri ο de beendet hat. Das Zeitglied 2 wird also für jeden PuIsschlagwellenzug zweimal angesteuert und erzeugt zwei aufeinanderfolgende Ausgangswellen, wie dies bei D dargestellt ist. Da die Korotkoff-Geräusche jedoch nur in dem ersten der beiden aufeinanderfolgenden, bei D gezeigten Ausgänge enthalten sind, wird die puls schlagwelle auch bei Erzeugung von Korotkoff-Geräuschen nur in jedem zweiten der jeweils aufeinanderfolgenden beiden Ausgänge des Zeitgliedes festgestellt, was möglicherweise Störungen in der Entscheidungsgenauigkeit des Zählkreises nach sich ziehen kann.

In den abgeänderten Filterkreis ist eine AYR-Schaltung einbegriffen, wodurch sichergestellt wird, daß das Zeitglied 2 be i jedem Auftreten der Puls schlagwelle nur einmal betätigt wird, unabhängig davon, ob der lellenzug des Pulsschlages bei der üntersuchungsperson lang oder kurz ist.

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In Fig. 6 ist der die AVR-Schaltung einbegreifende , abgeänderte Filterkreis dargestellt, "obei der Eingangsanschluß A für die Pul s schlagweile η dem in Fig. 1 gezeigten Eingangsanschluß A entspricht. Sin Impulsformer 22 fungiert zusammen mit Impedanzgliedern ZL und Z2 als Filterkreis, der Pulsschlagwellen in dem Bereich von etwa 5 Ms 30 Hz durchläßt. Gleichzeitig erfolgt eine Umformung der Pulsschlagwelle zu einer invertierten Form durch den Impulsformer 22, dessen Ausgang durch einen Kopplungskondensator 23 und einen Widerstand 24 geleitet und der Basis eines Transistors 27 zugeführt wird, der normalerweise über Widerstände 25 und 26 in den leitenden Zustand vorgespannt ist. Ier Transistor 27 erzeugt beim Ansteigen der Pulsschlagwelle einen Impuls. Mt der Bezugszahl 28 ist ein Kollektorwiderstand und mit der Bezugszahl 29 ein Emitterwiderstand des Transistors 27 bezeichnet. Der Kollektor des Transistors 27 ist mit einem Zeitglied 2 verbunden, das die Puls schlagwelle in ein einziges Torsignal umwandelt. Dieses Zeitglied 2 gleicht dem in Fig. 1 gezeigten Zeitglied 2.

Der Ausgang des Impulsformers 22 wird anderseits über eine Diode 31 ^un<3. einen Widerstand 32 einem Kondensator 33 zum Speichern einer Ladung zugeleitet, die der Amplitude des Ausgangs des Impulsformers 22 proportional ist. Diese Ladung dient zum Vorspannen des Verbindungspunktes zwischen dem Kondensator 23 und dem Widerstand über einen Widerstand 34* wodurch eine sog. AVR-Schaltung gebildet wird.

Wenn die Pulsschlagwelle sehr groß ist, nimmt bei einem solchen System die in dem Kondensator 33 gespeicherte Ladung zu, so daß zur Betätigung des Transistors 27 ein stärkerer Eingang als der mit der durch die Widerstände 25 und 26 bestimmten Vorspannung gegebene erforderlich ist. Tritt eine Muskelzuckung auf, so wird in dem Kondensator 33 eine Ladung zum Löschen der dadurch hervorgerufenen Wellenform gespeichert, um so den Betrieb des Transistors 27 zu stabilisieren und die Weiterleitung des Signals zu dem Zeitglied 2 während einer anderen Periode als der des Auftretens der Pulsschlagwelle zu verhindern.

In Fig. 7 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung

dargestellt

- ίο -

dargestellt. Die Schaltung der Fig. 7 ist ähnlich jener der Fig. 6, wobei hiervon abweichend jedoch noch ein weiterer Transistor 35 vorgesehen ist, der aus einer gesonderten Spannungs quelle El betrieben wird. Wenn der Transistor 27 nichtleitend ist, ist auch, der Transistor 35 nichtleitend und der Kondensator 33 wird aus der Spannungsquelle Sl über einen Widerstand 36 und eine Diode 31 aufgeladen. Ist der Pulsschlagweileneingang groß, so wird infolgedessen wie bei der Schaltung der Fig. 6 die Nichtleitperiode des Transistors 27 länger, so daß die Ladung des Kondensators 33 zunimmt und die Eingangsbetriebsspannung des Transistors 27 erhöht wird· In dieser Weise wird also im AYR-Betrieb gearbeitet.

Die Schaltungsanordnung der Fig. 7 bietet Vorteile gegenüber jener der Fig. 6, worauf im folgenden näher eingegangen werden soll. Bei der Anordnung der ilg. 6 wird der Kondensator mit einer positiven Spannung aus dem Ausgang des Impulsformers 22 aufgeladen und der Transistor 27 wird daher mit einer negativen Spannung angesteuert. Palis der Ausgang der Filterkreiselemente 22, Zl und Z2 einen unsymmetrischen Verlauf hat, ist also die AVR-V/irkung. nicht unbedingt gewährleistet. Da demgegenüber bei der Schaltungsanordnung der Fig. 7 der Kondensator 33 in jenen Zeitperioden aufgeladen wird, wenn der Transistor 27 nicht leitet, ist die AVE-Wirkung auch dann sichergestellt, wenn der iLusgangsverlauf unsymmetrisch ist.

"/ie aus den obigen Darlegungen hervorgeht, läßt sich bei dem erfindungsgemäßen Gerät zur elektrischen Blutdruckmessung durch Eingliederung einer einfachen Schaltung erreichen, daß durch das Zeitglied jeweils in der Periode des zu erwartenden Auftretens einer Pulsschlagwelle ein Torimpuls erzeugt wird, so daß die Rauschtrennungsperiode auf ein Minimum herabgesetzt werden kann.

Es soll nun näher auf das Zeitglied 2 für die Pulsschlagwellen eingegangen werden. Da das Signal des Filters 3 von dem Zeitglied 4 nur während der Betriebsperiode des Zeitgliedes 2 aufgenommen wird, ist die Betriebsperiode des Zeitgliedes 2 zur besseren Stö rsi gnal ab trennung vorzugsweise kurz zu halten. Da jedoch die PuIsschlagwelle, wie bereits erwähnt, zur Feststellung des Auftretens oder Ausbleibens von Korotkoff-Geräuschen dient, muß die Betriebs-

periode

periods das ieligliede s 2 anderseits νχ-rsugswei se lang sein, urn sicherzustellen, daß für jede Fulsation eir Taktsignal erzeugt und eine durch ein Rauschen hervoi'eerufene Fehlbe tatigung verhindert v.lrd. Diesen beiden gegensätzlichen Zi 21 set zunge η wire im Rahmen der Erfindung dadurch Lechnun,/; getragen, das zwai ^sonderte Zeitglieder voigesehej; sind. Eine solche Ausführungsforin soll anhand der Fig. SA und 83 beschrieben werden.

Fig. ΘΒ zeigt die Einzelheiten des das 2>itglied 2 der Pig. 1 einbegreifenden Teils, wobei dieses Seitglied 2 durch eine Kaskadenschaltung eines Zeitglied? s 2' und eines Zeitgliedes 2" ersetst ist. Des Zeitglied 2' hat eine lange Betriebsperiode und das Zeitglied 2", das durch den Anstiegsteil im Betrieb de & Zeitgliedes 2' angesteuert wird, hat eine kurze Betriebsperiode.

In Fig. 8A ist bei A ein Signal verlauf gezeigt, der mit einem Mikrophon vor. einer Kormslperson aufgenommen wurde und der dem in Hg. 1 gezeigten Eingang A entspricht. In de ,3 Signal verlauf A sind die Korotkoff-Geräusche der Puls schlagwelle von niederer Frequenz überlagert. Bei den Si gnal ve rl auf e η B und G handelt es sich un schaubildliche Darstellungen, die auf dem Signal verlauf A beruhen. Der Signal verlauf B des Zeitgliedes 2· mit der langen Betriebsperiode (200 bis 600 msec) wird im Anstiegsteil der Puls schlagwelle A erzeugt. Der Si gnal ve rl auf C de s Zeitgliedes 2" -dt der kurzen Betriebsperiode (50 bis 300 msec) wird im Anstieg des Signal verlauf s B erzeugt. Eine Feststellung von Korotkoff-Geräuschen kann nur während der den Signal verlauf C entsprechenden Betriebsperiode erfolgen.

Durch Verwendung zweier hi ntereinanderge schal teter Zeitglieder 2» und 2·· läßt sich also erreichen, daß durch das Zeitglied 2« eine hinreichend lange Zeitperiode verfügbar gemacht wird, so daß für jede Pulsschlagwelle mit Sicherheit ein Signal erhalten wird, während anderseits durch eine hinlämglich kurze Betriebsperiode des Zeitgliedes 2" innerhalb der Zeitdauer der Korotkoff-Geräusche eine wirksame Stör si gnal ab trennung erzielt wird, da die außerhalb der Betriebsperiode des Zeitgliedes 2" auftretenden Signale beseitigt werden.

Es soll nun auf das Filter J zur Feststellung der Koro tkoff -

Ge räu sehe

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Geräusche und auf das durch dieses "betätigte Zeitglied 4 eingegangen werden. Bei dem an dem Eingang A der Ig. 1 erzeugten Signal handelt es sich um den Ausgang des in die Manschette eingefügten Mikrophons, .tieim Auftreten des oberen Blut druckwerte wird die in Fig. 9 gezeigte Wellenform erzeugt, während heim Auftreten des unteren Blutdruckwerts die in Fig. 10 gezeigte Wellenform erzeugt wird. Die Frequenzkomponenten, die sich der Pulsschlagwelle überlagern, sind in Fig. 9 und 10 unterschiedlich.

In der Darstellung der Fig. 9 werden die Korotkoff-Gerausche bei b in Überlagerung zur Puls schlagwelle erzeugt. An diesem Punkt ist die Amplitude der Korotkoff-Gerausche klein. Wenngleich sich die Frequenzkomponenten von 30 bis 100 Hz erstrecken, so nehmen die Hauptkomponenten doch den Bereich von 30 bis 50 Hz ein. Im Verlauf der Wellenformänderungen von c bis e treten größere Signalkomponenten von 50 bis 100 Hz auf. Bei der Messung des oberen Blutdruckwerts unter Verwendung der Manschette sind die Koro tkoff-Ge räu sehe daher vorzugsweise dadurch festzustellen, daß man die Signale durch ein Filter leitet, das nur die Frequenzkomponenten von 30 bis 100 Hz durchläßt, da in diesen Fall ein höheres Signal-Störverhältnis erzielt wird.

Fig. 10 zeigt ein I/LLkrophonsignal, das in dem Bereich um den unteren Blutdruckwert erhalten wurde, in dem die Korotkoff-Geräusche allmählich schwächer werden. Von f bis g wird als Korotkoff-Geräusch ein Signal von 30 bis 100 Hz erhalten. Von h bis i wird jedoch nur ein Signal unter 70 Hz erhalten und danach erscheint nur noch das Puls sohl agwe He nsignal. Bei der Auskultation werden die Geräusche bis g festgestellt und im Hinblick auf die Vergleichbarkeit mit der Auskultationsmethode ist es also erforderlich, die Ko ro tkoff-Ge räu sehe bis g festzustellen. Unter diesem Gesichtspunkt ist der Filterkreis zur Messung des unteren Blutdruckwerts so aufzubauen, daß Signale über 50 Hz durchgelassen werden. Ohne eine solche Filterung der Signale würden die Resultate nicht den bei der Auskultationsmethode erhaltenen entsprechen. Falls anderseits ein Bandpaßfilter von 30 bis 100 Hz verwendet wird, um die Ermittlung des oberen Blutdruckwerts zu gewährleisten, würde sich der erhaltene untere Blutdruckwert als zu niedrig erweisen.

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Zur Ausschaltung dieser Komplikation sind bei dieser Ausführungsform zwei unterschiedliche 511 ter und ein rückstellbares Zeitglied vorgesehen, so daß die Filter wahlweise in den Sinne verwendet werden können, daß eine engere Entsprechung zur Auskultationsmethode gewahrt "bleibt.

Die Entsprechung der !Resultate zu den bei der Auskultationsmethode für den Punkt des unteren Blutdrucks erhaltenen wird durch die Verwendung von zwei Filtern mit unterschiedlicher Charakteristik verbessert, wie dies in Fig. 11 veranschaulicht ist. In Fig. 11 gibt die Abszisse die Frequenzwerte wieder, während auf der Ordinate die Verstärkung aufgetragen ist, wobei die Kurve 6o die Charakteristik eines bei der !feststellung des oberen Blutdruckwerts benutzten Filters darstellt und die Kurve 6l die Charakteristik eines bei der Feststellung des unteren Blutdruckwerts verwendeten Filters, das nur die Frequenzkomponenten von 50 bis 100 Hz durchläßt. Bei Verwendung des Filters 6l kann der in Fig. 10 dargestellte Signal verlauf einen Ausgang liefern, der so abgeschwächt ist, daß er dem bei der Auskultationsmethode erhaltenen entspricht, und der auch durch menschliche Stimmkomponenten in dem Bereich über 100 Hz nicht beeinflußt wird.

Anhand der Fig. 12 soll nun die Methode der Umschaltung zwischen den beiden Filtern erläutert werden. In Fig. 12 bezeichnen die Bezugs zahl en 3¹ und 3" sowie 4' und 4" jeweils Hälften der in Fig. 1 gezeigten Schaltungen 3 bzw. 4· Der aus dem Mikrophon erhaltene Korotkoff-Geräuscheingang A wird dem Filter 3' zugeleitet, das die Frequenzkomponenten von 30 bis 100 Hz durchläßt, um damit das rückstellbare Zeitglied 4^f anzusteuern. Der Eingang A wird zum andern auch dem Filter 3" zugeleitet, das die Frequenzkomponenten von 50 bis 100 Hz durchläßt, wodurch das rückstellbare Zeitglied 4" angesteuert wird. Die Bezugszahl 12 bezeichnet eine Schaltung zur Erzeugung eines Signals zur Identifizierung des oberen Blut druckwerte, die vor der Identifizierung des oberen Blut druckwerte über eine Leitung 62 die Betätigung des Zeitgliedes 4' ermöglicht und über eine Leitung 63 dem Zeitglied 4" einen Rück stelle ingang zur Verhinderung einer Betätigung des Zeitgliedes 4" zuführt. Ist dann der obere Blutdruckwert identifiziert worden, so führt sie dem Zeitglied 4· über

ßnoQiö /nein

die Leitung 62 einen Rückstelleingang zu und beendet die Zuleitung des Rückstelleingangs auf der Leitung 63, so daß die Betätigung des Zeitgliedes 4" zur !feststellung der Ko ro tko ff-Ge rau sehe einsetzen kann. Die Ausgänge der Zeitglieder 4' ^un-d 4" werden den Eingangsanschlüssen eines OEER-Tors 64 zugeführt, dessen Ausgang so verwendet wird wie der Ausgang P der in iig. 1 gezeigten Schaltung 4·

In dieser Weise wird durch die Verwendung rückstell barer Zeitglieder erreicht, daß bei dem erfi ndungs ge mäße η System hinsichtlich des Punktes, an dem die Korotkoff-Gerausche erscheinen (oberer Blutdruckwert), und hinsichtlich jenes Punktes, an dem die Korotkoff-Geräusche aufhören (unterer Blutdruckwert), eine exakte Entsprechung zur Auskultationsmethode erzielt wird, wodurch sine genauere Messung des Blutdrucks gewährleistet ist.

P a te η tan sp rü ehe

ß 0 9 8 1 2 / 0 6 1 0

Claims

ρ -a t ent ε. η Sprüche

!.Vorrichtung zur I "es sung de s Blutdrucks, bei der die Korotkoff-"' Geräusche rüttele eines LEkronlions festgestellt urd. zur Festlegung eines oberen Blutdruckwerts und eines unteren Blutdruckwerts genutzt -werden, gekennzeichnet durch ein erstes Bandpaßfilter (l) ;:;it einen LingangsanSchluß für die Zuführung eines Likrophonausgangs zur Weiterleitung von Frequenzkomponenten der Pulsschlaggeräusche, ein zweites Bandpaßfilter (5) mit einem Ξ In gangs ans chluß, das zur Zuführung eines ilikrophonausgangs auf ge schaltet und dem ersten Bandpaßfilter (l) zur Yfeiterleitung von Frequenzkomponenten der Korotkoff-Geräusehe parallelgeschaltet ist, ein mit dem ersten Bandpaßfilter (l) verbundenes Zeitglied (2) zur Erzeugung eines Taktimpulses im Ansprechen auf einen Ausgang des ersten Bandpaßfilters (l) und eine Zähleranordnung (8-l6) mit Singangsanschlüssen, die zum Zählen des Vorhandenseins und Hichtvorhandenseins eines Ausgangs des zweiten Bandpaßfilters (3) zum jeweiligen Zeitpunkt der Erzeugung· eines Taktimpulse s mit dem Zeitglied (2) beziehungsweise mit dem zweiten Bandpaßfilter (3) verbunden sind, wobei die Zähleranordnung (8-I6) in Abhängigkeit vom Vorhandensein oder Nichtvorhandensein des Ausgangs des zweiten Bandpaßfilters (3) in den einen Zustand oder in den anderen Zustand überführbar ist, wobei eine Entscheidung hinsichtlich des oberen Blutdruckwerts zum Zeitpunkt eines nicht weniger als zweimaligen sukzessiven iiberführens der Zähleranordnung (8-I6) in jenen einen Zustand fällbar ist und wobei eine Entscheidung hinsichtlich des unteren Blutdruckwerts nach Lrmittlung des oberen Blutdruckwerts bei einem nicht weniger als zweimaligen sukzessiven Überführen der Zähleranordnung (8-I6) in den anderen Zustand fällbar ist.
2. Vorrichtung zur Messung des Blutdrucks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zwischen das zweite Bandpaßfilter (3) und die Zähleranordnung (8-I6) gelegtes und durch einen Ausgang des zweiten Bandpaßfilters (3) betätigbares zweites Zeitglied (4) vorgesehen ist, wobei das erste Zeitglied (2) durch den Ausgang des ersten Bandpaßfilters (l) ansteuerbar und bei Rückkehr in den ursprünglichen Zustand nach Beendigung einer Betätigungsperiode zur Erzeugung eines Signals als Taktimpuls für die Zähl er anordnung

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(8-l6) bets, tig-bar ist, wobei der Ausgang des zweiten Zeitgliedes (4) durch die Zähleranordnung (8-l6) im Ansprechen auf den aus dem ersten Zeitglied (2) zugeführten Taktimpuls sequentiell zählbar ist, wobei die Zähleranordnung (8-16) beim Zuführen des Ausgangs des zweiten Zeitgliedes (4) in den einen Zustand überführbar ist und wobei eine Entscheidung hinsichtlich des oberen Blut druckwerte zum Zeitpunkt eines nicht weniger als zweimaligen sukzessiven Überführens der Zähle ranordnung (8-16) in jenen einen Zustand fällbar ist.
3· Torrichtung zur Messung des Blutdrucks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bandpaßfilter (l) ein Filterkreisglied (22) mit einem Eingangsanschluß für die Zuführung des Mikrophonausgangs, eine zwischen das Filterkreisglied (22) und das Zeitglied (2) gelegte impulserzeugende Schaltung (27) zur Erzeugung eines Impulssignals beim Ansteuern durch ein Ansteigen der über das Filterkreis glied (22) zugeführten Pulsschlagwelle und ein einen elektri sehen Ladungsspeicherkreis (31-34) einbegreifendes Vorspannungsmittel (23-26, 31-34) mit einem an das Filterkreisglied (22) gelegten Eingangs an Schluß und einem an die impulserzeugende Schaltung (27) gelegten Ausgangsanschluß umfaßt, wobei das Vorspannungsirittel (23-26, 31-34) zum Speichern der elektrischen Ladung im Verhältnis zur Amplitude der Pulsschlagwelle und zum Anlegen eines der gespeicherten elektrischen Ladungsmenge entsprechenden Vorspannungspotentials an die impulserzeugende Schaltung (27) betätigbar ist und wobei aus dem Zeitglied (2) unabhängig von der Intensität der Puls sohl ag-wel Ie jeweils ein einziger Rechteckimpuls entnehmbar ist.
4· Vorrichtung zur Messung des Blutdrucks nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zeitglied (2) aus einem dritten Zeitglied (2') und vierten Zeitglied (2") in Hintereinanderschaltung besteht, wobei das dritte Zeitglied (2·) gleichzeitig mit dem Anstieg einer durch das erste Bandpaßfilter (l) zugeführten Pulsschlagwelle ansteuerbar ist und eine Betriebsperiode von 200 bis 500 msec hat, wobei das vierte Zeitglied (2") zum Zeitpunkt der Inbetriebnahme des dritten Zeitgliedes (2¹) ansteuerbar ist und eine Betriebsperiode von 50 bis 300 msec hat und wobei die Betriebsperiode des

vierten

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vierten Zeitgliedes (2") als Betriebsperiode zur Feststellung der Kbrotkoff-Geräusche vorgesehen ist.
5. Vorrichtung zur Messung des Blutdrucks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Bandpaßfilter (3) aus zwei einander parallelgeschalteten I¹Htern (3>, 3") besteht, wobei das eine dieser beiden Filter (3¹ , 3")> das ²^¹¹¹¹ Durchlassen von Frequenzkomponenten von 30 bis 100 Hz betätigbar ist, zur Feststellung der Korotkoff-Geräusche im Fall der Messung des oberen Blutdruckwerts vorgesehen ist und wobei das andere der beiden Filter (3'» 3")> das zum Durchlassen von Frequenzkomponenten von 50 bis 100 Hz betätigbar ist, zur Feststellung der Korotkoff-Geräusche im Fall der Jfessung des unteren Blutdruckwerts vorgesehen ist.
6. Torrichtung zur Messung des Blutdrucks nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Bandpaßfilter (l) einen Frequenzbereich von 5 ^iS 30 Hz hat, während das zweite Bandpaßfilter (3) einen Frequenzbereich von 40 bis 200 Hz hat.
7. Vorrichtung zur Messung des Blutdrucks nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Entscheidung hinsichtlich des unteren Blutdruckwerts zum Zeitpunkt eines nicht weniger als zweimaligen sukzessiven Überführe ns der Zähl er anordnung (8-l6) in den anderen Zustand fällbar ist.
8. Vorrichtung zur Messung des Blutdrucks nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß zwei Zeitglieder (4«, 4") vorgesehen sind, die jeweils zum Umformen des Korotkoff-Geräuschsignals zu einem einzigen Impuls betätigbar sind, wobei die beiden Zeitglieder (4¹, 4") jeweils mit dem betreffenden der beiden Filter (3·, 3") verbunden sind und wobei ihnen aus der Zähleranordnung (12) als Zustandssi gnal ein Ent s ehe i dungs signal für den oberen Blutdruckwert zum umschalten der Betätigung der beiden Zeitglieder (4·, 4") in Abhängigkeit von der Feststellung oder Nichtfeststellung des oberen Blutdruckwerts zuführbar ist.

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