DE2646018B2

DE2646018B2 - Pulsabhörvorrichtung

Info

Publication number: DE2646018B2
Application number: DE2646018A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Iwakura Aichi Shinoda (Japan)
Original assignee: Nippon Colin Co Ltd
Current assignee: Nippon Colin Co Ltd
Priority date: 1975-12-03
Filing date: 1976-10-12
Publication date: 1979-11-08
Also published as: DE2646018A1; US4141350A

Description

Eine Pulsabhörvorrichtung, welche in eine den Blutdruck messende Manschette cinsetzbar ist. dien», als Abhörvorrichtung, bzw. Tondetektor oder schallsammelnde Vorrichtung zum Feststellen von Blutgefäßtönen oder Gefäßtönen mittels eines Mikrofons, und zwar insbesondere bei der automatischen Messung des Blutdruckes. Die Pulsabhörvorrichtung ist in eine Manschette einsetzbar, wie sie zusammen mit einem automatischen Sphygmomanometer eingesetzt wird.

Nach dem Stand der Technik wird der Blutdruck dadurch gemessen, daß man in eine Manschette mit der Form eines länglichen gürteiförmigen Luftsackes, der um den Oberarm eines Paiicnten herumgelegt wird, Druckluft pumpt, worauf der Luftdruck auf einen bestimmten Wert erhöht und dann allmählich abgesenkt wird. Während des Absenkens wird das Pulsieren einer Arterie abgehört. Zur Messung des Blutdruckes ist auch ein sogenanntes automatisches Sphygmomanometer bekannt, mit welchem der systolische und der diastolischc Druck und erforderlichenfalls ein mittlerer Blutdruck oder eine Pulsation elektrisch gemessen und digital mittels einer Pulstonfeststellung mit einem Mikrophon angezeigt werden können. Durch ein Sphygmomanometer wird die Blutdruckmessung dadurch verbessert, daß individuelle Unterschiede der Bedienungsperson ohne EinHuß sind und dadurch Meßfehler verringert werden. Da bei einem derartigen Manometer als Abhörvorrichtung ein keramisches oder dynamisches Mikrophon verwendet wirf¹ welches mit

ίο dem betreffenden Körperteil eines Patienten, nahe einer Arterie, in Kontakt gebracht werden muß, ergibt sich der Nachteil, daß die Vorrichtung ganz genau auf der Arterie angeordnet werden muß. Die bekannte Vorrichtung besteht aus einem im wesentlichen flachen Metallgehäuse mit einem Durchmesser von 20 bis 25 mm, auf dem der Detektor angebracht ist. Dadurch kann die Vorrichtung verhältnismäßig schwer im innigen Kontakt mit dem menschlichen Körper, insbesondere dem Oberarm vor allem schlanker Patienten oder von Kindern gebracht werden. Es 7eigt sich auch, daß die bekannten Pulsabhörvorrichtu igen im Bereich niedriger Frequenzen unter 100 Hz einen starken Empfindlichkeitsabfall aufweisen, so daß gerade die Pulstöne, deren Frequenzen vorwiegend unter 100 Hz liegen, schlecht erfaßt werden können.

Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugnuide. eine Pulsabhorvorrichtung, welche in eine den Blutdruck messende Manschette einsetzbar ist. zu schaffen, die bei gleichmäßiger Empfindlichkeit über den interessierenden Frequenzbereich an den zu untersuchenden Körperteil eines Patienten anschmiegbarist.

Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß die Pulsabhörvorrichtung insgesamt flexibtl und daher an beliebige Körperteile anschmiegbar ist und dabei gleichzeitig sichergestellt wird, daß der eingeschlossene, die Töne zum Mikrophon übertragende Hohlraum unabhängig von dem angelegten äußeren Druck in seiner Form aufrecht erhalten wird. Das verwendete Mikrophon ist ein hochempfindliches Kondensatormikrophon, dessen Empfindlichkeit gerade im Bereich tiefer Frequenzen unter 100 Hz gleichmäßig hoch ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Mit der Ausbildung nach Anspruch 5 wird erreicht, daß das als Nebengeräusch aufgenommene störende Rauschen stark reduziert wird.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; es zeigt

F i g. I perspektivisch ein herkömmliches Mikrophon. F i g. 2 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 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsformeiner Abhörvorrichtung längs der Line 111 —III von F i g. 4,

F i g. 4 einen Schnitt liings der Linie IV-IV von Fig. 3.

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

Fig.6 und 7 in Schnitiansichten entsprechend der F i g. 3 pine dritte und eine vierte Ausführungsform,

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

Fig,9 einen Schnitt längs der Linie IX —IX von F ig. 8,

Fig. IO perspektivisch teilweise aufgebrochen die fünfte Ausführungsform der Abhörvorrichtung und

Fig. Il einen Schnitt längs der Linie Xl-Xl von Fig. 10.

Bei der in Fig.3 im Querschnitt und in Fig.4 im Längsschnitt gezeigten ersten Ausführungsform hat die Abhörvorrichtung 10 eine Länge / von 80 mm, eine Breite b «η 30 mm und eine Tiefe d von 8 mm. Die in Vorrichtung hat eine folienartige Wand 2 auf der Innenseite mit einer Stärke von 0,5 bis 1,0 mm und auf der Außenseite einen Mantel 1 mit einer Stärke von 2,0 bis 3,0 mm sowie eine daran einstückig angeformte Längsrippe I a. Sowohl die Wand 2 auf der Innenseite als auch der Mantel 1 auf der Außenseite bestehen aus synthetischem Kautschuk (Neoprene mit 60 bis 80 Härtegraden entsprechend den japanischen Industrienonnen JIS). Die Wand 2 ist ziemlich dünn und dient dazu, daß Messen bzw. Erfassen des Pulstons zu erleichtern, während der Mantel I 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 10 mm und eine Länge von 10 mm hat. 2ί Dieser Zylinder steht mit dem Einheitshohlraum 4, der von der Wand 2 auf der Innenseite und dem Mantel I auf der Außenseite umschlossen wird, über einen Kanal 4a in Verbindung.

Die Abhörvorrichtung 10 wird gewöhnlich in eine so Tasche 22 einer Manschette 20 in bekannter Weise eingesetzt, wie dies in F i g. 5 gezeigt ist. Die Manschette 20 wird ziemlich fest um den Oberarm eines Patienten gelegt und mit einem frei angreifenden Hcfestigungsmittel, beispielsweise einem Haftverschluß 24, 25. befestigt, li 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 -n 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.

Automatische Sphygmomanometer versuchen, diese Pulütöne 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.

Es werden nun folgende Verbesserungen erzielt:

a) Ein flexibler Aufbau der Abhörvorrichtung 10 als ganzes ermöglicht es, daß diese ziemlich fest M) 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 odor 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 Pulsions die Arlierie an irgendeinem Abschnitt überkreuzen kann. Dadurch entfällt eine mühsame Auswahl der Anbringungsstelle,

c) Durch die Wahl eines Kondensatormikrophons 3 wird die Empfindlichkeit der Abhörvorrichtung 10 wesentlich erhöht, wobei das Mikrophon auch im niedrigen Frequenzband, wie aus Fig.?, Kurve Λ 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 40 iind 80 Hz gehören und daß die normalen Pulstöne unter 40 Hz liegen.

Die in Fig.6 gezeigte zweite Ausführungsform und die in Fig. 7 gezeigte dritte Ausführungsform sind Modifizierungen der ersten Ausführungsfonn hinsichtlich der Form und Position der Rippe la in dem Hohlraum der Abhörvorrichtung 10, 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 la durch eine Vielzahl von seitlichen Rippen Ya 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 Ausführungsfonn ist dann besonders zweckmäßig, wenn der zum Ende führende Kanal für die Schallentnahme seitlich versetzt werden muß.

Bei der in den F i g. 8 und 9 gezeigten vierten Ausführungsform ist eine konkave Innenfläche vorgesehen, so daß die Vorrichtung insgesamt nach innen gekrümmt ist. Die Wand 2'" auf der Innenseite besteht vorzugsweise aus einer flexiblen Folie aus synthetischem Kautschuk (Neoprene) und hat eine Stärke von 0,3 bis 1,0 mm. Der Mantel Y" auf der Außenseite besteht vorzugsweise aus einem relativ weichen Harz oder Kautschuk. Der einneitliche Hohlraum 4'" ist mit dem Gehäuse für das Mikrophon 3'" über einen Kanal 4"'a verbunden. In dem Hohlraum 4'" ist eine Längsrippe \'"a angeordnet, die ein Stück mit dem Mantel Y" bildet. Diese Ausführungsform unterscheidet T>'ch 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 darstel·..

Bc^; der in Fig. IO und Il gezeigten fünften Ausführungsform ist eine öffnung vorgesehen, die den Hohlraum 4"" mit der Außenatmosphäre verbindet. Zusätzlich zu der vorstehend beschriebenen verbesser ten 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 F i g. 10 und 11 zu ersehen isl. wird eine Injcklionsnadcl 7 mil einer feinen Bohrung 8 mit einem Innendurchmesser von 0,b mm durch den Mantel I"" gestoßen, um den Hohlraum 4"" mit der Atmosphäre zu verbinden. Die Vcrbindungseinrichuing isl nicht auf die Injektionsnadel beschränkt. Ls 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 lösi drei Probleme, nämlich die lieseil igung eines störenden Rauschens, wie es bisher bei diesen Instrumenten nicht /Ii vermeiden war. die Beseitigung von Meßfehlern und die Beseitigung von Änderungen der Mikrophonempfindliehkeii. Wenn der llohlraui . völlig luftdicht abgeschossen ist, kann sich darin der Druck abhängig von dein Zusammenpressen der Manschelle leicht .niuLiii. «n demzufolge zu einer Änderung der l.mpfindhchkeit der Abhörvorrichtung führt. Die feine Of lining, aulimind derer der Druck im Inneren gleich dem auf der Außenseite wirkt, beseitigt diesen Nachteil. Hei dem luftdichten Instrument ist das Mikrophon tier Aufnahme von (ieräuschen aufgrund von Muskelreibung oder aus anderen Geräuschquellen zusammen mit den l'iilstöncn ausgesetzt, wodurch eine genaue Messung gestört wird. Diese Art des Rauschens kann auch durch eine Verbesserung der elektrischen Schaltung im Sphygmomanometer nicht gänzlich beseitigt werden. Ls wird nun durch die simple kleine Öffnung gemäß dieser Ausführungsforni erfolgreich dafür gesorgt, daß die Aufnahme von solchen Geräuschen ausgeschlossen wird.

Für die Lrzieliing eines Ausgleichs des Luftdrucks

■> innen und außen kann hinsichtlich des Innendurchmessers der öffnung keine strenge Begrenzung angegeben werden, vorausgesetzt, daß die Öffnung größer isl als ein minimaler V/erl. Um zu verhindern, daß das Rauschen aufgenommen wird, sollte jedoch der

ι« Innendurchmesser in einem begrenzten Rahmen liegen. Wenn er zu klein isl, kann der das Rauschen verhindernde F.ffeki nicht erwarlcl werden. Wenn er zu groll ist. wird der Schallsammeleffckl in gleicher Weise verschlechtert. I Im die wesentliche Wirkung gemalt der

i> I rfindiing zu erzielen, sollte die Abhörvorrichtung für ein Frequenzband von 5 bis 2(K) Hz empfindlich genug sein und für Geräusche auf einem höher liegenden Frequenzband unempfindlich sein.

Der Innendurchmesser der feinen Öffnung kann von

2" der l-orni lies Hohlraums 4. dem verwendeten Material. der Stärke usw. der flexiblen folienarligen Wand der Innenseile abhängen. Versuchswerte mittels einer Injektionsnadel bei einem Körper der Abhörvorrichtung in einer Größe von 90 χ 20 χ 4 mm, wobei eine

2~< konkave Wand auf der Innenseite aus synthetischem KaiKschuk (Neoprene) mil einer Stärke von 0,1 mm verwendet wird, /eigen, daß eine Öffnung mit einem Innendurchmesser von 0.2 mm bis 1.5 mm wirksam ist und ·Λΐι1 insbesondere im Bereich von 0.5 mm bis 1.5 mm

i" besonders gute Lrgcbnissc crziclbar sind.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Pulsabhörvorrichtung, welche in eine den Blutdruck messende Manschette einsetzbar ist, gekennzeichnet durch eine flexible folienartige Wand (2, 2"\ 2"") auf der inneren Abhörseite, durch einen weniger flexiblen Mantel (1, Ι', Ι", Γ", 1"") auf der Außenseite, der zusammen mit der Wand auf der Abhörseite einen Hohlraum (4, 4'", 4"") von im wesentlichen konstanter Tiefe begrenzt, durch eine Längsrippe (la, I'a, Va, l"'ajl die an der Innenseite des äußeren Mantels einstückig angeformt ist, durch ein Kondensalormikrophon (3), und dadurch daß der Hohlraum im Betrieb als einheitlicher Hohlraum aufrechterhalten wird und der Schallaufnahmeteil des Mikrophons (3) direkt dem Inneren des Hohlraums ausgesetzt ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrippe aus einer Vielzahl von zierrl'ch kurzen Rippen (Va) besteht, die seitliche abwechselnd auf jeder der breiteren Seiten des Hohlraums angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrippe von einer von einer kürzeren Seite vorspringenden Rippe (I "α) gebildet wird, wobei ein den Schall nach außen zum Mikrophon führender Kanal (4"a) zu der Seite versetzt ist, von der die Rippe (\"a) vorsteht.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum 14'", 4"") insgesamt bogenförmig ausgebildet ist una von einer konkaven Wand (2'") auf der Innenseite un<.^! von einer in gleicher Weise gebogenen Umrrunielung (!'") auf der Außenseite umgeben wird, um eine ί issere Anpassung an den menschlichen Körper zu erreichen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine feine Öffnung (8) mil einem Innendurchmesser in einem begrenzten Bereich von 0,2 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 Innnendurchmesser der feinen Öffnung (8) zwischen 0,5 und 1.5 mm liegt.