DE2640682A1

DE2640682A1 - Vorrichtung zum automatischen messen des arterienblutdruckes

Info

Publication number: DE2640682A1
Application number: DE19762640682
Authority: DE
Inventors: Max Bretscher
Original assignee: Carba SA
Current assignee: Carba SA
Priority date: 1975-09-09
Filing date: 1976-09-09
Publication date: 1977-03-17
Also published as: FR2323365A1; CH607746A5; JPS5235488A; CA1070816A; GB1562706A

Description

PATENTANWALT y]

Dipl.-Ing., Dipl.-Wiitsdi.-Ing.

8000 München 90 Grünwalder Straße 175 a Telefon 646846

CARBA S.A., Waldeggstraße 38, 3097 Liebefeld/Bern, Schweiz

Vorrichtung zum automatischen Messen des Arterienblutdruckes

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum' * automatischen Messen des Arterienblutdruckes. ^;

Zur Messung des Blutdruckes mittels der Abtaetmethode, des Abhorchens oder der oszillometriechen Methode verwendet man einen Sphygmomanometer (Blutdruckmesser).

Die ganz modernen Methoden beruhen immer auf dem Prinzip der Sphygmomanometrie (Blutdruckmessung), weis en jedoch verbesserte Mittel zur. Veranschaulichung des Arterienpulses oder der arteriellen Geräusche auf. Unter diesen am häufigsten benutzten Methoden findet man die fotoelektrische Plethysmographie zur Bestimmung des Arterienpuls es und ein System, welches die arteriellen Geräusche verstärkt.

Eine andere Methode zur Feststellung des Arterienpulses für die indirekte Messung des systolenOruckes und des diastolenDruckes besteht in der Anwendung von Ultraschall.

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Der Vorteil dieser Methode ist die Unempfindlichkeit gegenüber äußeren Geräuschen und die Tatsache, daß sie den Druck selbst in demjenigen Falle zu messen gestattet, in welchem die üblichen Methoden, welche die arteriellen Geräusche messen, wegen der geringen Intensität der Geräusche (wie bei Kindern oder Erwachsenen mit gesenktem Blutdruck) nicht mehr anwendbar sind.

Diese Methode beruht auf dem Doppler-Effekt, wobei die erhaltene Frequenzänderung bestimmt ist nach der folgenden Gleichung:

dF = 2f v/c

bei welcher dF die Frequenz der ankommenden Ultraschallwellen ν die Vibrations geschwindigkeit der Arterie und c die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des .Ultraschalls im

Gewebe ist.

Alle diese Vorrichtungen oder Methoden zur Messung des Arterienblutdruckes erfordern die Anwendung einer aufblasbaren pneumatischen Manschette, was eine nicht vernachlässigbare Handhabung und deshalb · einen Zeitverlust mit sich zieht.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine automatisch arbeitende Vorrichtung zur Messung des Arterienblutdruckes zu verwirklichen, bei welcher die aufblasbare pneumatische Manschette nicht verwendet wird.

Die vorliegende Erfindung hat eine automatisch arbeitende Vorrichtung zur Messung des Arterienblutdruckes zum Gegenstand und ist dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gehäuse, welches mit einer geschmeidigen Wand an einem seiner Enden versehen ist und eine Meßkammer enthält, die teilweise durch diese geschmeidige Wand begrenzt ist, einen piezoelektrischen Ultraschallsender, einen piezoelektrischen Empfänger mit Doppler-Effekt sowie einen piezoelektrischen Druckfühler umfaßt,

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welcher elektrisch an einen Meßkreis und einen Anzeigekreis für den in der Kammer herrschenden Druck angeschlossen ist, und daß der Doppler-Empfänger den Anzeigekreis steuert.

Die beigefügte Zeichnung zeigt in schematischer Weise ein Aus führung β beispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung der Vorrichtung;

Fig. 2 zeigt den vorderen Teil der Vorrichtung im größeren Maßstab;

Fig. 3 zeigt ein Blockschaltbild der Vorrichtung und

Fig. 4 zeigt elektrische Kurven, die die Funktionsweise der Vorrichtung erläutern,.

Die V or richtung; umfaßt ein Gehäuse 1, dessen Wand 2 aus einem elastisch verformbaren Material besteht. Der vordere Teil des Gehäuses umschließt eine Meßkammer 3, die von dem Rest des Innenraumes des Gehäuses 1 durch eine Trennwand 4 abgetrennt ist. Diese Trennwand weist eine kalibrierte Abfluß-Drosselöffnung 5 sowie eine öffnung 6 auf, deren Verschluß durch ein Ventil 7 gesteuert ist. Diese Trennwand 4 trägt auch einen Ultraschallwandler 8, dessen Membran die Meßkammer vom Rest 9 des Gehäuses 1 trennt. .

Ein in der Kammer 3 angeordneter und am Gehäuse 1 befestigter Träger trägt zwei Ultraschallwandler 11 und 12.

Der Ultraschallwandler 11 wird als Sender und der Ultraschallwandler als Detektor für die reflektierten Ultraschallwellen verwendet. Dieser Träger umfaßt einen Durchlaß 13, der die Ultraschallwellen hindurchläßt.

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Ein als Sender und Empfänger arbeitender Wandler 14 ist elektrisch mit den Ultraschallwandlefη 11 und 12 verbunden und gibt eine Leistung ab,

die unterhalb von 200 mW/cm liegt, um kei: Vermittlung des Wandlers 11 hervorzurufen.

die unterhalb von 200 mW/cm, liegt, um keinen Hämolyse-Effekt unter

Der Ultraschallwandler 8 ist elektrisch mit einem Meßkreis 18 verbunden, der einen Anzeigekreis 15 steuert. Die Anzeige erscheint nur dann bei 16 oder 17, wenn die Anwesenheit reflektierter Ultraschallwellen durch den Ultraschallwandler 12 festgestellt wird. Schließlich liefert ein Akkumulator 19 die notwendige elektrische Energie für den Betrieb der Vorrichtung .

Die elastische Membran 2 des Domes ist im Zustand der Ruhe mit vollen Linien dargestellt und nimmt die mit gestrichelten Linien dargestellte Lage während des Messens des Blutdruckes ein, d.h. wenn diese Membran gegen ein Glied des Patienten gedrückt wird. Der Druck im Inneren der Kammer 3 nimmt einen momentanen Maximalwert an und vermindert sich langsam wegen des Vorhandenseins derAbfluß-Drosselöffnung 5. Das Ventil 7 ist geschlossen.

Der Ultraschallwandler 11 gibt ein Ultraschallsignal ab, welches im Falle des Vorhandenseins von arteriellen Schwingungen auf den Ultraschallwandler 12 reflektiert wird. Die beiden Wandler 11 und 12 sind auf dem Träger 10 befestigt, welcher mit Hilfe der öffnung 13 die Ausstrahlung der Ultraschallwellen bis zum Ultraschallwandler 8 gestattet, welcher als Druckfühler verwendet wird. Dieser steht mit seinem oberen Teil mit dem Inneren der Kammer 3 und mit seinem unteren Teil mit der äußeren Umgebung in Verbindung.

Im Falle des Vorhandenseins einer Druckes im Inneren der Kammer 3 unterliegt der obere Teil des Ultraschallwandlers einer mechanischen

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Beanspruchung, die sich in Abhängigkeit von dem Druck verändert. Ana Ende der Messung und beim Nachlassen der Belastung des Domes öffnet sich das Ventil 7 und gestattet der Wand 2, die ursprüngliche Form wieder anzunehmen.

Die "Wand 2 des Domes verformt sich während der Druckmessung und erzeugt in der Kammer 3 einen momentanen Druck, der über dem zu messenden s'ystolenDruck liegt. Dieser Druck vermindert sich langsam wegen der Ablaß-Drosselöffnung 5 und vergeht nach und nach in Übereinstimmung mit dem zu messenden diastolen- und systolen Pruck.

Fig. 3 zeigt ein elektrisches Ubersichts-Blockschaltbild des verwendeten Systems. Der Sender 20 ist mit der Basis des als Sender arbeitenden Ultraschallwandlers 21 verbunden; dieser strahlt andauernd auf die Basis des als Empfänger arbeitenden Ultraschallwandlers 22, der als Druckdetektor verwendet wird. Der Empfänger 23 wandelt die Druckschwankungen in elektrische Schwankungen um. Die Basis des als Empfänger arbeitenden Ultraschallwandlers 24 ist nur dann der Emission von Ultraschallwellen unterworfen, wenn Schwingungen der Arterie vorliegen. In diesem Falle mißt der Empfänger 25 das erhaltene Doppler-Signal und löst einen Speicher 26 gleichzeitig mit dem ersten Empfang des erhaltenen Dopplersignals aus ..Dies blockiert die Anzeigekreise 27, welche dauernd die Information des vorhandenen Druckes in der Kammer 3 erhalten, und zwar durch Vermittlung des Empfängers 23. Die maximale Information wird daher beim ersten Indikator 28 angezeigt. Zur Zeit dee Eintritts des zweiten Doppler-Effekts wiederholt sich der gleidhe Zyklus, wobei der Speicher 29 ausgewählt bzw. angesteuert wird und die minimale Information wird an dem zweiten Indikator 30 angezeigt. Die Löschung wird durch einen Ausschalter 31 bewirkt.

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Die Fig. 4 zeigt die elektrischen Betriebskurven des Systems. Die Kurve A zeigt den Verlauf des Herzrhythmus (Ps ist der systole und Pd ist der diastole Druck). Die Kurve B zeigt den Druck im Inneren des Domes vor der Messung und während der Messung. Die Kurve C zeigt die Anwesenheit der Doppler-Signale in dem Empfänger. Diese sind bestimmt als Funktion des Druckes im Inneren des Domes einerseits und als Funktion des Herzsignales andererseits. Die Kurven D und E bestimmen die Momente des Betriebs und daher die Sperrung der Anzeigen.

Wenn der in der Kammer 3 herrschende Druck gleich dem diastolen oder systolen Blutdruck ist, stellt der Ultraschallwandler 12 die durch das Schlagen der Arterie veränderten reflektierten Ultraschallwellen fest. Das Signal, welches der Wandler 12 liefert, ruft dann die Sperrung der Anzeigekreise hervor und der in der Kammer 3 herrschende und dirch den Wandler 8 gemessene Druck wird in den Anzeigekreisen 16 und 17 angezeigt, und zwar je nachdem, ob es sich um den diastolen oder den systolen Druck handelt.

Die Erfassung (Detektion) des Schiagens einer Arterie mittels des Doppier-Effektes wird in der Medizin bereits benutzt, jedoch nur in Kombination mit der pneumatischen Manschette, die die Anwendung eines Druckes auf den Arm des Patienten ermöglicht.

In Kombination mit einem Ultraschalldruckdetektor, welcher im übrigen den gleichen Sender 11 benutzt, wird die Vorrichtung selbständig und gestattet ein direktes digitales Ablesen des Arterienblutdruckes. Diese Vorrichtung ist schnell und leicht zu handhaben. Es sei bemerkt, daß der verwendete Druckdetektor demjenigen entspricht, der in der schweizerischen Anmeldung Nr. 9857/75 beschrieben ist.

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Die Empfindlichkeit dieser Vorrichtung gestattet ohne weiteres die Messung des Arterienblutdruckes bei Menschen mit abgesenktem Blutdruck oder bei Kindern.

Patentansprüche

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Claims

Pat entan s pr.üch e

\ Iy Vorrichtung zum automatischen Messendes Arterienblutdruckes, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren eines Gehäuses (1) ein Ultraschall-Sender-Empfänger (11, 12) sowie ein Ultraschall-Druckdetektor (8) angeordnet sind und daß das Gehäuse (1) eine Meßkammer (3) umschließt, die zumindest teilweise durch eine elastisch verformbare Wand (2) begrenzt ist, die dazu bestimmt ist, mit dem Patienten in Berührung zu kommen.

2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammer (3) mit der äußeren Atmosphäre durch eine kalibrierte Abfluß-Drosselöffnung (5) und eine weitere öffnung (6) in Verbindung steht, die im Betrieb durch ein Ventil (7) verschlossen.ist.

3, Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß digitale Anzeigekreise (27 ) für den diastolen und systolen Blutdruck vorgesehen sind.

4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (1) alle Bestandteile der Vorrichtung einschließlich der elektrischen Versorgung der elektrischen Schaltungen und Kreise umschließt.

5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Speicher (26, 29) vorgesehen sind, von denen jeder einen der zu messenden Drücke speichert.

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