DE2646018A1

DE2646018A1 - Pulsabhoervorrichtung

Info

Publication number: DE2646018A1
Application number: DE19762646018
Authority: DE
Inventors: Masayuki Shinoda
Original assignee: Nippon Colin Co Ltd
Current assignee: Nippon Colin Co Ltd
Priority date: 1975-12-03
Filing date: 1976-10-12
Publication date: 1977-06-08
Also published as: DE2646018B2; US4141350A

Description

MUiLLER-BORE · DTE. ITI¹I¹.1 · SCHÖN · HBRTEL 2 6 A 6 O 1

PATESTAIWÄITE

'■,""■" ^U OKT. 1976

N 1242/Hl * 3.

DR. WOLFGANG MÜLLER-BORE (PATENTANWAUT VON 1927 - 197S) DR. PAUL DEUFEL, DlPL-CHEM. DR. ALFRED SCHÖN. DiPL.-CHEM. WERNER HERTEL. DIPL.-PHYS.

NIPPON COLIN CO., LTD. Kyoto, Japan

Pulsabhörvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Pulsabhörvorrichtung und insbesondere eine Abhörvorrichtung bzw. einen Tondetektor oder eine schallsammelnde Vorrichtung zum Feststellen von Blutgefäßtönen oder Gefäßtönen, die im folgenden als Puls bezeichnet werden, mittels eines Mikrophons, um den Blutdruck automatisch zu messen. Der erfindungsgemäße Pulsdetektor soll in eine Manschette einsetzbar sein_r damit er in einem automatischen Sphygmomanometer verwendet werden kann. Der Pulsdetektor hat einen Hohlraum, der von einer flexiblen filmartigen bzw. folienartigen inneren Seitenwand und einer ziemlich flexiblen, jedoch weniger dünnen Außenseitenummantelung umgeben ist, an der eine langgestreckte Rippe einstückig angeformt ist. In einem mit dem Hohlraum über einen Kanal für die Ton- bzw. Pulsentnahme verbundenen Gehäuse ist . ein hochempfindliches Kodensatormikrophon aufgenommen.

Die erfindungsgemäße Pulsabhörvorrichtung kann bogenförmig ausgebildet werden, so daß eine gute Anpassung an den menschlichen Körper erreicht wird. Weiterhin kann eine kleine

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MÜNCHEN 86 · SIEBEHTSTR. 4 · POSTFACE 860720 · KABEI,: MtTEBOPAT · TEl. (0S9) 174005 - TELEX 5-34285

öffnung in dem Hohlraum vorgesehen v/erden, um das Ansammeln des Rauschens während des Messens merklich zu verringern.

Bisher hat man den Blutdruck so gemessen, daß man in eine Manschette in Form eines länglichen gürteiförmigen Luftsacks,■ der um den Oberarm eines Patienten gelegt wird, Druckluft gepumpt hat, um den Luftdruck auf einen bestimmten Wert zu erhöhen und dann allmählich abzusenken, um das Pulsieren einer Arterie zu untersuchen bzw. abzuhören. Neuerdings wurde eine Blutdruckmeßvorrichtung entwickelt und verwendet, ein sogenanntes automatisches Sphygmomanometer, mit welchem der systolische und der diastolische Druck und erforderlichenfalls ein mittlerer Blutdruck oder eine Pulsation elektrisch gemessen und digital mittels einer Pulstonfeststellung mit einem Mikrophon angezeigt v/erden. Das Sphygmomanometer hat die Blutdruckmessung dahingehend stark verbessert, daß individuelle Unterschiede eliminiert wurden, die von dem Können der die Messung ausführenden Person abhängen, wodurch Meßfehler verringett wurden. Das Manometer hat jedoch noch einige Nachteile. Gewöhnlich wird bei diesem bekannten Instrument eine Pulsmessung verwendet, bei welcher der Schalldetektor bzw. die Abhörvorrichtung, die ein keramisches Mikrophon oder ein dynamisches Mikrophon aufweist, direkt mit einem Körperteil eines Patienten relativ nahe einer Arterie in Kontakt gebracht wird. Dies hat den Nachteil, daß der Detektor genau auf einer Arterie angeordnet werden muß, da er in einem im wesentlichen flachen Metallgehäuse mit einem Durchmesser von 2o bis 25 mm sitzt, daß er relativ schwierig in innigem Kontakt mit dem menschlichen Körper, insbesondere am Oberarm, vor allem bei dünnen oder schlanken Patienten oder Kindern zu bringen ist und daß solche Mikrophone im Niederfrequenzband unter 1oo Hz, wie aus Fig. 2 zu ersehen ist, eine veränderliche Empfindlichkeit haben.

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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Abhörvorrichtung zu schaffen, bei welcher die vorstehenden Nachteile der herkömmlichen Instrumente beseitigt sind.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Abhörvorrichtung einen einheitlichen Hohlraum hat, der insgesamt ziemlich flexibel ist, wobei in dem Raum eine Längsrippe angeordnet ist, um den Hohlraum unabhängig von irgendeinem Außendruck in seiner Form aufrechtzuerhalten. In einem Gehäuse ist ein hochempfindliches Kondensatormikrophon bzw. elektrostatisches Mikrophon angeordnet, wobei der den Schall sammelnde Abschnitt dem Hohlraum zugeordnet ist.

Die erfindungsgemäße Abhörvorrichtung ist in einer Manschette eines automatischen Sphygmomanometers einsetzbar, wobei der Einheitshohlraum eine konkave Schale bildet, so daß er einfach mit dem menschlichen Körper in Kontakt bringbar ist, wobei die innere Oberfläche aus einer dünnen flexiblen Folie und die äußere Oberfläche aus einem stärkeren und ziemlich steifen Material besteht. Der Einheitshohlraum steht mit der Außenatmosphäre über eine kleine öffnung in Verbindung, um das gleichzeitig aufgenommene störende Rauschen stark zu reduzieren.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein Blutgefäß-Pulstondetektor, der in eine Manschette eines automatischen Sphygmomanometer einsetzbar ist, um so Pulstöne wirksam messen zu können, ohne daß eine Beeinträchtigung durch ein unnötiges Rauschen erfolgt. Für diesen Zweck hat das erfindungsgemäße Instrument

a) einen einheitlichen Hohlraum, der von einer flexiblen folienartigen inneren Seitenwand und einer ziemlich flexiblen, jedoch stärkeren äußeren seitlichen Schale bzw. ^UjSmantelung aus weichen Materialien umgeben wird,

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wobei eine längliche Rippe vorgesehen ist, um den Hohlraum aufrechtzuerhalten, so daß er nicht zusammengedrückt werden kann,

b) ein hochempfindliches Mikrophon, wie ein Kondensatormikorphon,für das Sammeln des Schalls, der in dem Hohlraum vorhanden ist,

c) bei einigen Ausfuhrungsformen zur besseren Anpassung an den menschlichen Körper eine insgesamt bogenförmige Kontur und

d) bei manchen Aus führungsformen eine feine öffnung in dem Hohlraumkörper, um ein Sammeln des Rauschens mittels des Ausgleichs des Luftdrucks im Inneren der Atmosphäre zu verhindern.

Die erfindungsgeiaäße Pulsabhörvorrichtung bzw- die Vorrichtung zum Sammeln des Schalls bzw. der Pulstöne aus Blutgefäßen oder Gefäßen ist zum Sammeln dieses Schalls in eine Manschette oder ein Ärmelstück einsetzbar, wobei die ermittelten Daten einem automatischen Sphygmomanometer zugeführt werden. Die Vorrichtung hat einen einheitlichen Hohlraum, der von einer flexiblen inneren Seitenwand und einer erheblich stärkeren und weniger flexiblen Schale bzw. Ummantelung auf der Außenseite umgeben wird, an der eine langgestreckte Rippe einstückig angeformt ist, die verhindert _r daß der Hohlraum zusammengedrückt werden kann. In dem Hohlraum ist für das Sammeln des Schalls ein hochempfindliches Mikrophon ausgelegt. Die Pulsabhörvorrichtung kann in engem Kontakt um den Oberarm eines menschljA chen Körpers gelegt werden.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

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Fig. 1 zeigt perspektivisch ein herkömmliches Mikrophon.

Fig. 2 zeigt in einem Diagramm, in welchem die Empfindlichkeit über der Frequenz aufgetragen ist, einen Vergleich eines herkömmlichen Mikrophons B und eines erfindungsgemäßen Mikrophons A.

Fig. 3 ist ein Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Abhörvorrichtung längs der Linie III-III von Fig.

Fig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie IV-IV von Fig. 3.

Fig. 5 ist eine Draufsicht auf eine Manschette, in der die Abhörvorrichtung bzw. der Schalldetektor von Fig. 3 eingesetzt ist.

Fig. 6 und 7 zeigen in Fig. 3 entsprechenden" Ansichten eine dritte und eine vierte Ausführungsform.

Fig. 8 zeigt perspektivisch teilweise ausgebrochen die vierte Ausführungsform der Abhörvorrichtung.

Fig. 9 ist ein Schnitt längs der Linie IX-IX von Fig. 8.

Fig. 1ο zeigt perspektivisch teilweise aufgebrochen die fünfte Ausführungsform der Abhörvorrichtung.

Fig. 11 ist ein Schnitt längs der Linie XI-XI von Fig. 1o.

Bei der in Fig. 3 im Querschnitt und in Fig. 4 im Längsschnitt gezeigten ersten Ausführungsform hat die Abhörvorrichtung 1o eine Länge £ von 8o mm, eine Breite b von 3o mm und eine Tiefe d von 8 mm. Die Vorrichtung hat eine folienartige Wand 2 auf der Innenseite mit einer Stärke von o,5 bis 1,o mm und auf der Außenseite einen Mantel 1 mit einer Stärke von 2,ο bis 3,ο mm sowie eine daran einstückig

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angeformte Längsrippe 1a. Sowohl die Wand 2 auf der Innenseite als auch der Mantel 1 auf der Außenseite bestehen aus synthetischem Kautschuk (Neoprene mit 6o bis 8o Härtegraden entsprechend den japanischen Industrienormen JIS). Die Wand 2 ist ziemlich dünn und dient dazu, daß Messen bzw. Erfassen des Pulstons zu erleichtern, während der Mantel 1 stärker ist, um das Eindringen von äußeren Geräuschen zu verhindern.

Ein hierbei verwendetes Mikrophon 3 ist in einem Zylinder aufgenommen, der beispielsweise einen Durchmesser von 1o mm und eine Länge von 1o mm hat. Dieser Zylinder steht mit dem Einheitshohlraum 4, der von der Wand 2 auf der Innenseite und dem Mantel 1 auf der Außenseite umschlossen wird, über einen Kanal 4a in Verbindung.

Die Abhörvorrichtung Io wird gewöhnlich in eine Tasche 22 einer Manschette 2o in bekannter Weise eingesetzt, wie dies in Pig. 5 gezeigt ist. Die Manschette 2o wird ziemlich fest um den Oberarm eines Patienten gelegt und mit einem frei angreifenden Befestigungsmittel, beispielsweise einem Haftverschluß 24, 25, befestigt, wobei ein Luftsack der Manschette mit Druckluft über ein Rohr 23 von einer Luftzuführungseinrichtung aus aufgepumpt wird, die in einem automatischen, nicht gezeigten Sphygmomanometer installiert ist. Nachdem der Luftdruck soweit angehoben worden ist, daß er das Pulsieren einer Arterie unterbricht, wird die Luft freigegeben, damit der Luftdruck allmählich niedriger wird und sich der Pulston wieder einstellen kann. Der Blutdruck zu diesem Zeitpunkt ist der systolische Druck oder der maximale bzw. obere Blutdruck. Ein weiteres Absenken des Luftdrucks führt dazu, daß der Pulston stärker, laut und klar und dann plötzlich schwach und schließlich unhörbar wird. Wenn der Pulston plötzlich schwach oder unhörbar wird, ist der zugehörende Blutdruck bekanntlich der diastolische oder untere Blutdruck.

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Automatische Sphygmomanometer versuchen, diese Pulstöne mit einem Mikrophon 3 festzustellen bzw. abzuhören und die systolischen und die diastolischen Druckwerte beispielsweise digital durch elektronische Aufbereitung der Daten in dem Gerät anzuzeigen.

Erfindungsgemäß werden nun folgende Verbesserungen erzielt:

a) Ein flexibler Aufbau der Abhörvorrichtung 1o als ganzes ermöglicht es, daß diese ziemlich fest zusammen mit der Manschette in Kontakt mit dem menschlichen Körper, insbesondere dem Oberarm, gebracht werden kann, wobei die Nachteile der herkömmlichen Instrumente, wie die Herstellung eines schlechten Kontaktes an der Anbringungsstelle oder eine Beschränkung der Anbringungsstelle genau über der Arterie, ausgeschlossen werden.

b) Das Vorhandensein eines hohlen einheitlichen Raums 4 mit einer großen Breite ermöglicht einen sehr einfachen und zweckmäßigen Einsatz des Instrumentes, da es zur Ermittlung des Pulstons die Arterie an irgendeinem Abschnitt überkreuzen kann. Dadurch entfällt eine mühsame Auswahl der Anbringungsstelle.

c) Durch die Wahl eines Kondensatormikrophons 3 wird die Empfindlichkeit der Abhörvorrichtung 1o wesentlich erhöht, wobei das Mikrophon auch im niedrigen Frequenzband, wie aus Fig. 2, Kurve A, zu ersehen ist, eine relativ unveränderbare Empfindlichkeit bzw. Leistung hat. Der Austausch eines herkömmlichen dynamischen oder keramischen Mikrophons durch ein Kondensatormikrophon gemäß der Erfindung ist dadurch besonders günstig, daß die Korotkoff-Töne, die eng mit dem systolischen und diastolischen Druck zusammenhängen, gewöhnlich zu Frequenzen zwischen 4o und 8o Hz gehören und daß die normalen Pulstöne unter 4o Hz liegen.

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Die in Fig. 6 gezeigte zweite Ausführungsform und die in Fig. 7 gezeigte dritte Ausführungsform sind Modifizierungen der ersten Ausführungsform hinsichtlich, der Form und Position der Rippe 1a in dem Hohlraum der Abhörvorrichtung 1o, wobei Material und Stärke der Wand 2 auf der Innenseite und des Mantels 1 auf der Außenseite denen der ersten Ausführungsform entsprechen. Die zweite Ausführungsform ist hinsichtlich der Flexibilität und der Kontaktherstellung mit dem Oberarm überlegen, da die Längsrippe 1a durch eine Vielzahl von seitlichen Rippen 1'a ersetzt ist. Die dritte Ausführungsform hat einen Kanal 4"a zwischen dem Hohlraum 4 und dem Mikrophon 3, das an das eine Ende des Hohlraums 4 angeschlossen ist. Diese Ausführungsform ist dann besonders zweckmäßig, wenn der zum Ende führende Kanal für die Schallentnahme seitlich versetzt werden muß.

Bei der in den Figuren 8 und 9 gezeigten vierten Ausführungsform ist eine konkave Innenfläche vorgesehen, so daß die Vorrichtung insgesamt nach innen gekrümmt ist. Die Wand 2"¹ auf der Innenseite besteht vorzugsweise aus einer flexiblen Folie aus synthetischem Kautschuk (Neoprene) und hat eine Stärke von o,3 bis 1,o mm. Der Mantel 1"¹ auf der Außenseite besteht vorzugsweise aus einem relativ weichen Harz oder Kautschuk. Der einheitliche Hohlraum 4^llf ist mit dem Gehäuse für das Mikrophon 3"' über einen Kanal 4"'a verbunden. In dem Hohlraum 4"' ist eine Längsrippe 1^irta angeordnet, die ein Stück mit dem Mantel 1"' bildet. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der im folgenden beschriebenen fünften Ausführungsform dadurch, daß der Aufbau insgesamt eine gekrümmte Kontur hat und ein noch flexibleres Material für das Gehäuse zum besseren Anpassen an den menschlichen Oberarm verwendet wird, wodurch dieses Gerät in der Praxis eine beträchtliche Verbesserung darstellt.

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Bei der in Fig. 1o und 11 gezeigten fünften Ausführungsform ist eine Öffnung vorgesehen, die den Hohlraum 4 "" mit der Außenatmosphäre verbindet. Zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen verbesserten Möglichkeit, das Instrument mit dem menschlichen Körper in Kontakt zu bringen, führt das Anbringen der feinen öffnung in dem Hohlraum zu überraschenden Erfolgen.

Wie aus den Figuren 1o und 11 zu ersehen ist, wird eine Injektionsnadel 7 mit einer feinen Bohrung 8 mit einem Innendurchmesser von o,6 mm durch den Mantel 1"" gestoßen, um den Hohlraum 4 ^nit mit der Atmosphäre zu verbinden. Die Verbindungseinrichtung ist nicht auf die Injektionsnadel beschränkt. Es kann auch ein dünnes Metallrohr oder nur ein winziges Loch verwendet werden. Die Stelle der Verbindungsöffnung ist nicht auf die in den Figuren gezeigte begrenzt. Der Durchmesser der öffnung soll jedoch in einem begrenzten Bereich liegen.

Das Anbringen dieser feinen öffnung löst drei Probleme, nämlich die Beseitigung eines störenden Rauschens, wie es bisher bei diesen Instrumenten nicht zu vermeiden war, die Beseitigung von Meßfehlern und die Beseitigung von Änderungen der Mikorphonempfindlichkeit. Wenn der Hohlraum völlig luftdicht abgeschlossen ist, kann sich darin der Druck abhängig von dem Zusammenpressen der Manschette leicht ändern, was demzufolge zu einer Änderung der Empfindlichkeit der Abhörvorrichtung führt. Die feine öffnung, aufgrund derer der Druck im Inneren gleich dem auf der Außenseite wirkt, beseitigt diesen Nachteil. Bei dem luftdichten Instrument ist das Mikrophon der Aufnahme von Geräuschen aufgrund von Muskelreibung oder aus anderen Geräuschquellen zusammen mit den Pulstönen ausgesetzt, wodurch eine genaue Messung gestört wird. Diese Art des Rauschens kann auch durch eine Verbesserung der elektrischen Schaltung im Sphygmomanometer nicht gänzlich

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beseitigt werden. Erfindungsgemäß wird nun durch die simple kleine Öffnung gemäß dieser Ausführungsform erfolgreich dafür gesorgt, daß die Aufnahme von solchen Geräuschen ausgeschlossen wird.

Für die Erzielung eines Ausgleichs des Luftdrucks innen und außen kann hinsichtlich des Innendurchmessers der öffnung keine strenge Begrenzung angegeben werden, vorausgesetzt, daß die öffnung größer ist als ein minimaler Wert. Um zu verhindern, daß das Rauschen aufgenommen wird, sollte jedoch der Innendurchmesser in einem begrenzten Rahmen liegen. Wenn er zu klein ist, kann der das Rauschen verhindernde Effekt nicht erwartet werden. Wenn er zu groß ist, wird der Schallsammeleffekt in gleicher Weise verschlechtert. Um die wesentliche Wirkung gemäß der Erfindung zu erzielen, sollte die Abhörvorrichtung für ein Frequenzband von 5 bis 2oo Hz empfindlich genug sein und für„Geräusche auf einem höher liegenden Frequenzband unempfindlich sein.

Der Innendurchmesser der feinen öffnung kann von der Form des Hohlraums 4, dem verwendeten Material, der Stärke usw. der flexiblen folienartigen Wand der Innenseite abhängen. Versuchswerte mittels einer Injektionsnadel bei einem Körper der Abhörvorrichtung in einer Größe von 9o χ 2o χ 4 mm, wobei eine konkave Wand auf der Innenseite aus synthetischem Kautschuk (Neoprene) mit einer Stärke von o,5 mm verwendet wird, zeigen, daß eine öffnung mit einem Innendurchmesser von o,2 mm bis 1,5 mm wirksam ist und daß insbesondere im Bereich von o,5 mm bis 1,5 mm besonders gute Ergebnisse erzielbar sind.

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Claims

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ANSPRÜCHE

Pulsabhörvorrichtung, welche in eine den Blutdruck messende Manschette einsetzbar ist, gekennzeichnet durch eine ziemlich flexible folienartige Xtfand (2, 2"¹, 2"") auf der Innenseite, durch einen weniger flexiblen Mantel (1, 1¹, 1", 1"', 1"") auf der Außenseite, der zusammen mit der Wand auf der Innenseite einen Hohlraum (4, 4"', 4"") von im wesentlichen konstanter Tiefe begrenzt, durch eine Längsrippe (1a, 1'a, 1"a, 1"'a), die an der Innenseite des äußeren Mantels einstückig angeformt ist, und durch ein Kondensatormikrophon (3), wobei der Hohlraum als gleichbleibender Hohlraum aufrechterhalten wird und der den Ton fühlende Abschnitt des Mikrophons (3) direkt dem Inneren des Hohlraums ausgesetzt ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrippe aus einer Vielzahl von ziemlich kurzen Rippen (1'a) besteht, die seitliche abwechselnd auf jeder der breiteren Seiten des Hohlraums angeordnet sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Längsrippe von einer von einer kürzeren Seite vorspringenden Rippe (1"a) gebildet wird, wobei ein den Schall nach außen zum Mikrophon führender Kanal (4"a) zu der Seite versetzt ist, von der die Rippe (1"a) vorsteht.

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4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , daß der Hohlraum (4¹¹¹, 4"") insgesamt bogenförmig ausgebildet ist und von einer konkaven Wand (2"') auf der Innenseite und von einer in gleicher Weise gebogenen Ummantelung U"¹) auf der Außenseite umgeben wird, um eine bessere Anpassung an den menschlichen Körper zu erreichen.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine feine Öffnung

(8) mit einem Innendurchmesser in einem begrenzten Bereich von o,2 mm bis 1,5 mm, die in dem Hohlraum (4"") angeordnet ist und diesen mit der Außenatmosphäre verbindet.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Innendurchmesser der feinen Öffnung (8) zwischen o,5 und 1,5 mm liegt.

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