DE2821037A1 - Einrichtung zur bestimmung des blutdruckes, insbesondere von saeuglingen auf non invasivem wege - Google Patents

Description

Patentanwälte

DioHng. VV. Meissner
Din! -Ing. P. E. Meissner
DipHng.K-J.Presting 2821037

Huberte*. 22,1000 Berlin 33 _ ^

22103-732/Mjr/Hk 11. Mai 1978

MEDICOR MÜVEK,

1389 Budapest, Röntgen u. 11-13» Ungarn

EINRICHTUNG ZUE SESTIlOfUNG DES BLUTDRUCKES INSBESONDERE TON SÄUGLINGEN AUF NOH INTASITEH WEGE

Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung, eit deren Hilfe der Wert des Blutdruckes in erfiter Linie Ton (Säuglingen auf non invasiv em lege bestimmt werden kann· Sie ist auseerdem geeignet «ur Bestimmung des Zustandes des arteiellen und venösen Geföes-Systeme der

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Extremitäten sowie der Kapillarader, durch die sog. Venenverschluss-Plethysmographische-üntersuchung, die unter ambulanten Umständen durchgeführt werden kann. Die Einrichtung ist daher ein nach ihrem Wesen komplexes Mees-System, dae zur gleichzeitigen Messung von miteinander zusammenhängenden, einander ergänzenden Parameter geeignet ist.

Bs ist bekannt, dass infolge der Umweltschaden und sonstiger Einflüsse die Anzahl der der gesundheitlich beschädigten und einer längeren ärztlichen Überwachung bedürftigen Säuglinge von Tag zu Tag zunimmt. Diese Tatsache erwünscht die Entwicklung solcher ärztlich-diagnostischen Gerätej die zu einer raschen und genauen Bestimmung der "Vi talfunkt ionen der Säuglinge, zweckmässig auf non invasivem Wege geeignet sind.

Bekannt ist weiters, dass als eine der wichtigsten Vitalfunktionen der Wert des Blutdruckes betrachtet werden kann. Zur Messung dieses Wertes wurden zahllose Versuche vorgenommen. Ein zuversichtliches, bequemes und gefahrloses Verfahren konnte-Jedoch bis heute nicht gefunden werden. Eine sogenannte non invasive, durch Aufmachen irgendwelcher Arterie durchgeführte Messung konnte wegen der Abmessung des Adersysterna des Säuglings und infolge der Gefahr nicht in Betracht gezogen werden, _r bloss aber gleich naph der Entbindung, durcn die Preparatien der Nabelschnur. Ein anderes, dae sog· "flush¹¹ Verfahren ist zur Bestimmung des systolischen Druckwertes geeignet. Sein Wesen bestaht darin, dass die auf dae Glied verlegte Manschette, auf einen, den systolischen Druckwert übersteigenden Wert aufgepumpt wird. Danach wird dieser Druck

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vermindert. Der systolische Druckwert wird nach einem Manschattendruck bestimmt, bei dem der, nach der Manschette befindliche Teil des Gliedes-• rötlich v/ird. Die Ungenauigkeit und die Subjektivität dieaes Verfahrens ist offensichtlich·

Ein weiteres, zur Bestimmung des systolischen und des diastolischen Blutdruckes dienendes Verfahren wird anhand der Pig· I, 2, J₉ 4 und 5 bekanntgemacht· Die Manschette M wird auf ein Glied des Säuglings gelegt /siehe Pig.l/ und wird auf einen, den systolischen Wert übersteigenden Druckwert aufgepumpt. Somit wird der Zufluss des Blutes in den Teil des Gliedes nach der Manschette unterbrochen· Danach wird der Hanschettendruck P_M langsam vermindert· Als der systolische Druck Pg erreicht wird, beginnt das ELut wieder zu strömen und das ursprüngliche Volumen V des von der Manschette H distalisoh befindlichen Teiles des Gliedes beginnt zuzunehmen· /Siehe: Pig.2 und 3/. Die Volumenändening wird durch einen Fühler G abgetastet, bzw· durch ein Registriergerät registriert /siehe» Pig· 3/· Der bei dem Anfang der Volumenänderung auftretende Manschettendruck P„ stimmt mit den Wert dee systolischen Blutdruckes überein·

Der diastolische Druck P_D wird folgenderweise bestimmt: Die Manschette wird auf einen, um den bekannten systolischen Druck kleineren und stufenweise verminderten Druck aufgepumpt /Pig· 4/» - wobei die die Volumenändeiung beschreibenden Kurve registriert wird /siehe: Pig· 5/· ^Der Manschetteadruck der zu dieiniger Steilheit der Volumenanderung

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- τ"

angehört, die sich bei dem weiter verminderten Manschet tend rück Pj₁ nicht verändert, stimmt mit dem diastolischen Blutdruck B₀ überein. Die Erklärung-diener Erscheinung besteht darin, dass insofern - der Manschettendruck mit dem diastolischen Druck Pp übereinstimmt, oder kleiner ist, als dieser, /Pjj^-Pjj/ so wird die Blutströmung in den erwähnten Glied-Teil durch die Manschette nicht mehr verhindert. Das geschilderte Verfahren ist schwerfällig, zeitaufwendig, vor allem ist es aber ungenau: einerseits kann eine Feinstufung des Manschettendruckes P« nicht gewährleistet werden, weil ein mehrmaliges Aufpumpen und Abblasen der Manschette einen krassen Eingriff in den Blutkreislauf bedeuten, wobei die Richtigkeit des gemessenen Wertes im voraus bezweifelt werden kann, andererseits wird die manuelle, durch ein Registrat erfolgte Bestimmung der Steilheit der Kurve der Volumenänderung durch die,-auf die Kurve superponierte Pulswelle erschwert. /Siehe: Pig· 3 und 5Λ

Durch die erfindungsgemässe Anordnung können die erwähnten Mängel beseitigt werden. Sie ist geeignet zur genauen, automatischen Bestimmung des systolischen und diastolischen Wertes des arteriellen Blutdruckes, sowie des venösen Blutdruckes auf non invasivem Wege, und ist ausserdem geeignet zur Durchführung von Venenverschlussplethysmographischen Untersuchungen auch. Die Bedeutung der letzterwähnten Untersuchung besteht darin dass bei der Beurteilung des allgemeinen Zustandes des Kreislaufes eine richtige Diagnose durch die Allgaben des Blutdurckee und einer Venenverschluss-pl ethysmographisehen Untersuchung erreicht werden kann·

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Um die Erfindung besser zu erklären, haben wir zur Beschreibung Zeichnungen beigelegt· Die Pig. 1-5 stellen die bekannten Verfahren dar, wobei

Fig» 1 zeigt eine mögliche Anbringung der Manschette M und eines zur Messung der Volumenänderung

dienenden Volumenfühlers G* In der

Fig. 2 wird die zeitabhängige Änderung dee

Manschettendruckes P„, bei der Bestimmung dee systolischen Druckes, anhand eines Diagramme dargestellt· An der

Fig. 3 wird die Volumenfindem ng der von der Manschette M distalisch befindlichen Glied-Strecke dargestellt./Vo ist das Anfangsvolumen der Glied-Strecke/

Fig. 4 stellt das Druckprogramm der Kansohette M,

bei der Bestimmung des diastolischen Druckes P_D dar. An der

Fig. 5 wird die Xnderung des Gradienten der

Volumenänderung bei der Bestimmung dee diastolischen Blutdruckes P₀ dargestellt,

wobei diese Volumenändezung duroh den Volumenfühler G gemessen wird

Fig. 6 stellt die Druckänderung der Manschette M, gemäss der Erfindung und die zeitabhängige

Kurve des Blutdruckes dar;

Fig. 7 zeigt die Charakteristik der Volumenänderung winer, von der Manschette K die tausch gelegenen Gliederetreofce /gemessen durch den Volumenabfühler G/,

an, wobei die, auf das nützliche Zeichen soperponierte Pulswelle angezeigt ist,

Fig. β stellt ein Aue führung sbeispl el der Erfindung dar.

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Pig. 9 zeigt ein verändertes Druckprogramm an; an der

Pig. IO wird ein anderes mögliches Druckprogramm geschildert;
Pig. 11 veranschaulicht die Charakteristik der

Volumenänderung die zu dem Druckpro^amm an der Pig. 10 wobei die auf das nützliche Zeichen superponierte Pulswelle angezeigt wird. An der

Pig. 12 wird das Druckprogramm nach Pig. IO

verfeinert dargestellt. An den

Pig. 13-15 sieht man je ein, weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Entsprechend der Erfindung ist die Einrichtung folgenderweise aufgebaut /siehe: Pig. 8/:

Mit der, auf das Glied aufbringbaren und aufpumpbaren Manschette M ist ein Druckfühler GM verbunden, dessen Ausgang an den Eingang einer Abtast- und Speicherschattung Sl angeschlossen ist· Von der Manschette M ist distalisch ein Volumenfühler G angeordnet, dessen. Ausgang mit dem Eingang einer zweiten Abtast- und Speicherschaltung S2 verbunden ist· Auf einen beliebigen Teil des Körpers ist ein Pulefühler GP gelegt, der durch seinen Ausgang mit dem Eingang einer Analysier-Sehaltung pA verbunden ist. Die Analyeier-Schaltung PA dient zur fortlaufenden Bestimmung von Punkten der Pulekurve, oder BKG-Kurve, die sich in derselben Phase befinden.

Die Aueginge der Abtast- und speicherichaltung Sl und S2 sind mit dem ersten, bzw.

zweiten Eingang einer Multiplexer-Sohaltung Cl . verbunden, wobei der Auegang der letzteren an den

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Eingang eines A/D Wandlers D angeschlossen ist· Der Auegang des Wandlers D ist an den Eingang einer Demultiplexer-^chaltung C2 angeschlossen und der Ausgang der letzteren ist mit einem Eingang eines Schreib/Lesespeichers /RAM/ R verbunden. Mit dem anderen Eingang des Schreib/Lesespeichers ist eine Arithmetik PR durch einen bielirektionalen Adress- und Datenbus verbunden. Mit dem Ausgang der Arithmetik PR ist mindestens ein Anzeigegerät K verbunden·

In die Einrichtung ist ausserdem eine Steuereinheit Vl eingebaut, die mehrere Ein- und Ausgänge aufweist· Mit einem Auegang der Steuereinheit Vl ist eine pneumatische Einheit H verbunden, deren Ausgang an die Manschette H angeschlossen ist. An einen Eingang der Steuereinheit Vi ist der Ausgang der erwähnten Analysierschaltung PA, an den zweiten Eingang der Steuereinheit Vl ist aber der Ausgang eines Zeitgenerators T angeschlossen.

Der andere Ausgang der Steuereinheit Vi ist an den zweiten Eingang der ersten Abtast- und Speicherschaltung Sl und ihr dritter Ausgang an den zweiten eingang der zweiten Abtast- und Speicherschaltung S2 angeschlossen. Ihr vierter Ausgang ist mit dem dritten Eingang der MuItipiexer-Schaltung Cl, Ihr fünfter Ausgang mit dem zweiten Eingang dee A/D Bandlere D₁ ihr sechster Ausgang aber mit dem «weiten Eingang der erwähnten Demultiplexer- -Sohaltung C2 verbunden· Die Steuereinheit Vl ist IU gleicher Zelt mit der -Arithmetik PR und mit dem flehr«ib/£«8#0pticbe:r R durch einen bielirektionalen Adreif- und Pete&tm· verbunden·

Aufgang der Analyeler-Schaltung PA 909826/0564

ist an einen Eingang der Steuereinheit Vl, und der zweite Eingang derselben Analysiereinheit PA an den Ausgang eines EKG-Kanals E angeschlossen.

Die prinzipielle Funktion einer derartigen Schaltanordnung soll folgenderweise realisiert werden.

Die Manschette M wird auf einen, den systolischen Druck übersteigenden Wert /Pj₁ ^ P₃/ aufgepumpt. Danach wird der Druck langsam, z.B.

um eine Geschwindigkeit von 1 Hgmm/sec vermindert· Als der Druck den systolischen Druck erreicht, beginnt das Volumen V_Q der von der Manschette distalisch gelegenen Glied-Strecke zunehmen /Siehe: Flg. 6 und 7» Zeitpunkt t;j/. Das Gradient der durch den Volumenfühler G abgefühlten Volumenzunahme /d.h. die Steilheit der Kurve laut Pig* 7/ 1st monoton zunehmend, weil "infolge des immer _; abnehmenden Manschettendruckes eine immer gröesere Menge HLut In die erwähnte, von der Manschette M distalisch gelegene Glied-Strecke zuströmen kann /siehet Pig. 6, schraffiertes Gebiet der Blutdruokkurve/. Als der Manschettendruck den eiastolischen oder einen Kleineren Druck erreicht, /Pjj * P_D/ wird die Steilheit der die Volumenzunähme beschreibenden Kurve unverändert /siehet c Pig. 7, Kurvenstrecke nach dem Zeitpunkt t^/ da der Manschettendruck den Zufluss des Blutes nicht mehr verhindert·

Ber Erfindung liegt daher die Aufgabe " zugrunde um die, zu dem Zeitpunkt tj angehörigen, den systolisohen Druck Pg entsprechenden und zu dem Zeitpunkt t^ angehörigen, dem diastolischen

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ORIGINAL INSPECTED

Druck Pp entsprechenden Manschettendrücke su bestimmen· Da- es wesentlich um die Bestimmung der Steilheit der Kurvenstrecke nach Pig. 7, bzw. um den Vergleich mit der vorangehenden Strecke handelt, wird eine Einrichtung benötigt, die imstande ist nebst Eliminierung des Störeffektes der Pulewelle die erwünschten Werte zu bectimmen·

Die erfindungsgemäese Einrichtung ist zur Lösung dieser Aufgabe geeignet. Dies erfolgt folgend erweise:

Bei Beginn der Messung wird die Manschette M - auf den Befehl der Steuereinheit Vl - durch die pneumatische Einheit N auf einen Druck aufgepumpt, der den systoüschen Druckwert übersteigt. /Siehe:

Pig. 6, P_M> P_s/.

Danach wird der Manschettendruck langsam vermindert. Der Druck der Manschette M wird durch den Druckfühler GM gemessen, wobei die durch die immer steiler werdende Kurve charakterisierbare Yulumenänderung - die in dem Zeitpunkt tj beginnt, und zum Zeitpunkt t. inner »teiler wird - durch den Volumenfühler 6 empfunden wird· Zu gleicher Zeit wird die Pulskurve durch einen Pulsfühler GP - der an einem beliebigen Teil dee Körpers gelegt wird - abgetastet und die Pulekurve wiyd en den Eingang einer Analyaierschaltung PA geschaltet. Durch die Analysierschaltung PA wird in jeder Periode der Puls kurve je einer - in der gleichen Phase befindliche - Punkt ausgewählt und in jedem, diesen Punkten entsprechenden Zeitmomente wird ein Synchronsignal zu der Steuereinheit Vl zugeführt.

Einfachheitshalber kann vorausgesetzt werden, dass die ausgewählten Punkte die eystollschen Punkte

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die systolischen Pöblet der Pulsfcurve sind, weiters, dass die Phasen der auf die, die Volumenändeiung beschreibenden Kurve superponierten Pulswelle /siehe: Pig. 7/ und der, durch den Pulsfühler GP aufgenommenen Pulsfcurve übereinstimmen. /Diese Bedingung wird dann erfüllt, wenn die, aus der linken Kammer des Herzens ausgehende Druckwelle zu dem Volumenfühler G und zu dem Pulsfühler GP.zu gleicher Zeit ankommt. Dadurch wird - vorläufig - eine gewisse Beschränkung für das Anbringen des Pulsabfühlers in Betracht gezogen/. Durch die Steuereinheit Vl wird - in den, den eystolischen Punkten der Prlakurve entsprechendev Zeitmomenten - ein Abtast- und Speicherbefehl zu den Abtast- und Speicherschaltungen Sl und S2

•15 geleitet. An die MuItipiexer-Schaltung Cl wird je ein Signal geschaltet, die einerseits von der Abtast und Speicherschaltung Sl bzw. von dem Druckfühler GM, andererseits von der anderen Abtast und Speicherschaltung S2 bzw. vom Volumenfühler G stammen.

Durch die MuItipiexer-Schaltung Cl wird - auf den Befehl der Steuereinheit Vl - das Ausgangsaignal der Abtast- und Speicherschaltungen Sl und S2 abwechselnd an den Eingang des A/D Wandlers D geschaltet. Das Ausgangssignal des A/D Wandlers wird durch eine D emul tipi exer-Schaltung C2 /gesteuert durch die Steuereinheit Vl/ auf zwei Signale getrennt die dem Manschettendruck und der VolumenSnderung der Glieder proportional sind. Danach werden diese Signale an den Eingang des Schreib/lesespeichers R geschaltet und wird, durch das Steuersignal der Steuereinheit Vl gespeichert.

Parallel zu den geschilderten Punktionen werden aus dem Signal des Zeitgenerators T *urch den

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- yi -

Steuereinheit Vl - entsprechend den, aus der Analysier-Einheit Pi. ankommenden Synchronsignalen die zu der Periodenzeit der Pulskurve proportionale Signale kontinuirlich gebildet· Danach werden diese Signale an den Eingang des Schreib/Iesespeiehers R geschaltet, und gespeichert. In dem Schreib/Leaespeicher R sind daher die folgenden, zusammengehörigen Werte zu finden: die zu den Zeitpunkten

••••V'i^f V Vi""Vi' V Vr ·· angehörigen Manschettendrücken:

..-^₁, P_fc. P_k+1 und die

Gliedervolumen-Werte:

Vl* ⁷J" Vl****^Vk-l* V ^Vk+l^!

Die Periodendauer der Zeilmomente t_d-1, tj, t_i+1...* ^₁, t_k, t_k+1

unmittelbar folgenden Pulswellen,

Δ t_k - /V₁ - V·

Aus den zusammengehörigen Werten werden,-auf den Befehl der Steuereinheit Vl - durch die an dem Schreib/iesespeicher E angeschlossene Arithmetik ~ PR die Volumenändeiungen bestimmt, aie in der Pulsperiode gleich nach den oben angegebenen Zeitmomenten auftreten·

Dafür gilt die folgende Formelί

··· Δ Vl * ^Vd " Vl¹

-. Δ ^ « V_d+1 - Vj ... Λ Y^₁ - ?_k< i? V^₁I

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ι.

Durch dieselbe Arithmetik wird die Steil- heltetnderung der, die Volumenänderung beschreibenden Kurve berechnet, nach der folgenden Formel:

Die Arithmetik vergleicht die, zu den einzelnen Zeitmomenten angehörigen Steilheiten, und bestimmt den Zeitpunkt t^, als die Volumenänderung des Gliedes beginnt* Sie bestimmt auch den Zeitpunkt t von dem an das Gradien der Volumenänderung des Gliedes nicht mehr zunimmt, sondern unverändert belibt. Der,dem Zeitpunkt t., entsprechenden Manechettendruck Pj stimmt mit dem systolisohen,- und der, im Zeitpunkt t^ auftretende Manschetten- druck Pu stimmt mit dem diastolischen Blutdruck überein» /Siehe Pig. 6 und 7/. Die Anzeige der Werte P.± und Pj. erfolgt auf einem Anzeigegerät K, das an die Arithmetik PR gebunden ist. /Fig. 8/·

Die Kurve nach Pig«. 7 kann auch derart ausgewertet werden, dass zu der Bestimmung der S teil- halt mehrere Punkte in Betracht gezogen werden, wobei diese Punkte voneinander um mehrere Pulsperiode entfernt liegen. Bin Beispiel wird hierfür, bei der Bestimmung des äiastollschen Druckes anhand des folgenden Zusammenhanges dargestellt!

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- Vz Vi - Vi

*k " *k-2 *k+1 - % 1 ⁱir+P - K

k+i

^tk+3 " Vi

Natürlich entspricht auch bei diesem Verfahren der Manschettendruck Pj₅, dem diastolyschen Blutdruck·

Bs ist leicht einzusehen, dass die Bestimmung der Kurvensteilheit dadurch nicht gestört wird, wenn zwischen der, auf der Kurve superponierten Pulßwelle und dem Signal des Pulsfühles GP eine Phasenverschiebung vorhanden ist, d.h. wenn die, durch die Analysier-Sehaltung PA auserlessenen, z.B.

sy&tolischen Punkte mit dem systolisohen Punkten . der auf die Kurve superponierten Pulswelle nicht übereinstimmen, bzw. nicht zusammenfallen» Ohne weiteres kann vorausgesetzt werden, dass die Phasenverschiebung t£ - tjj, ist. /Siehe: Pig. 7/* In diesem Falle ändert sich nicht die berechnete Steilheit, weil Afc£ β £sp_k und Λ^ν& ^β Δ\· Zum Zeitpunkt t£ gehört aber ein anderer Manschettendruck, der gemessene Wert des diastolischen Druckes stimmt daher mit dem nach obenerwähnten bestimmten Wert nicht überein. /Pig. 6, P_fc Φ P^,/. Diese Abweichung ist aber vernachlassbar, da sein Maximalwert praktisch die Hälfte der auf eine Pulsperiode fallenden Manschettendruckabnahme beträgt. Dieser Wert ist bei Sgugligen im Falle einer Manschettendruckabnahme 1 Hgmm/sec und bei einer gewöhnlichen Pulsfrequenz 120/Min, 0,25 Quecksilber mm.

Die obengesagten gelten auch sinngemäss aur Bestimmung des systolischen Druckwertes·

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dun ο! jngesja^ toji xuljjt &::Uü, dass uc*. Pulsabfühler GP auf irgendwelcher Stelle des Körpers angebracht v/erden kann. Zur Synchronisierung kann daher das EKG~Signal benutzt werden. Zur Analyeier-Schal cung ±a narni in diesem Sinne ein EKti-Kana*. gebunden werden /Siehe? Fig* 8, Block E/* Die Messnag kann durch Modifikation der zeitlichen Änderung des Manschettendruckes laut Pig. 9 verfeinert bzw. die &essdauer bedeutend abgekürzt worden. Die Kessung wird wie folgt, durchgeführt, Bas Ausführungsbeispiel wird anhand der Pig. dargestellt·

Auf den Üefehl der Steuereinheit Vl wird der Manschettendruck durch die pneumatische Einheit If auf einen Druckwert -Pj₁ > Pg aufgeblasen und danach rasch* z.B. um eine Geschwindigkeit von Hgmm/sec vermindert. Inzwischen rechnet die Schreib/lies espeich er R zugeführten Oaten auf der schon bekannten V/eise - <Ue Steilheit ''«r die Volumenänderung beschreibenden Kurve aus, bestimmt annähernd den Zeitpunkt, als der eystolische Druck erreicht wird und sendet eine Anzeige zn der Coeuereinhe.it Vl, durch die aie pneumatische Einheit N derart gesteuert wird, dass der Druck der Manschette M irapuloartig, um einen kleinen Wert, z,B. um 3 Hgram höher steigt und danach laiigsam z.B. mn eine 6occhvvlndi₀^v,it von 0,5 Hgmm/sec wieder vermindert wird. Auf dieser Strecke wird der genaue Wert des systolischen Druckes nach äev bekannten Weise festgestellt. Nachfolgend wird der Kanschettendruc-'c durcU die pneuiaatische Einheit H wieder rasch, z.B. durch eine Geschwindigkeit von 3 Hgmm/sec vermindert, während die Arithmetik PR annährend den Zeitpunkt bestimmt al« der diastolische Druck erreich*;

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- Ai -

wird und send at eine Signaiieation zu der Steuereinheit Vl. Durch die Steuereinheit Vl wird die pneumatische Einheit IT verständigt, dase sie den Manschettendruck impulsartig um einen kleinen Wert, z.B. um 3 Hgmra über den diastolischen Druck erhöhe, und dnach langsam, z.B. um eine Geschwindigkeit von 0,5 Hgmm/sec herabnehme. An dieser Strecke langsam Druckänderung erfolgt die Bestimmung des genauen Wertes des diastolischen Druckes /siehe: Fig. 9/.

Bine weitere Methode, die zur Bestimmung des wenösen Blutdruckes geeignet ist, wird anhand der Pig· 10 und 11 veranschaulicht.

Erhöht man den Manschettendruck um eine Geschwindigkeit von z.B. 1 Hgmm/sec - Wenn der venöse Blutdruck erreicht wird-, hört der venöse Abfluss aus der Gliederstrecke - die von der Manschette M diastalisch liegt - auf; in dem Zeitpunkt t, beginnt daher das Volumen des Gliedes zunehmen. /Siehe: Fig. 11/. Der Manschettendruck im Zeitpunkt t^ stimmt mit dem venösen Blutdruck überein. Auch eine weitere Zunahme des Manschettendruckes verhindert nicht den arteriellen Zufluss, die Volumenänderung des Gliedes wird daher gleichmassig, bis der Druck im Zeitpunkt t^ den diastolischen Druckwert erreicht. Nachfolgend nimmt die Steilheit der die Volumenänderung beschreibenden Kurve allmählich ab, entsprechend der Blutmenge, die innerhalb einer Herzensperiode immer mehr vermindert in die Gliedstrecke aufliesst, Der Manschettendruck im Zeitpunkt t.» stimmt daher mit dem diastolischen Blutdruck üb erein· Im Laufe einer «eiteren Zunahme des Manschettendruckes - als

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der Druck im Zeitpunkt t^ den systolischen tfert erreicht, hört der Zufluss des Blutes auf, somit wird die, die Volumenänderung beschreibende Kurve waagerecht, oder annähernd waagerecht· Der ffianschettendruck im Zeitpunkt t^ stimmt daher mit dem syetolischen Blutdruck überein. Die Festlegung der Mansehettendrücke in den Zeitpunkten t,, t., t^ erfolgt auf der erwähnten Weise.

Die Messung kann durch Modifikation der zeitlichen Änderung des Manschettendruckes weiter verfeinert, bzw· kann·die Messdauer vermindert werden·

Eine Ausführungsbeispiel hierfür wird anhand der Pig· 12 veranschaulicht. In diesem Falle wird auf den Befehl der Steuereinheit Vl über die pneumatische Einheit Έ der Manschettendruck verhältnismässig rasch, ζ·Β· um 3 Hgmm/sec erhöht· Inzwischen wird die Steilheit der die Volumenänderung beschreibenden Kurve durch die Arithmetik PR, aus den, in den Schreib/Lesespeicher R zugleiteten Daten kontinuierlich gerechnet und wird der Zeitpunkt mit einer annähernden Genauigkeit bestimmt, als der venöse Druck erreicht wird. Dann sendet die Arithmetik zugleich ein Signal zu der Steuereinheit Vl, durch die die pneumatische Einheit N angelassen wird um den' Pruck der Manschette M impulsartig, z.B. um 3 Hgmm/sec zu vermindern, dann langsam, z.B. um eine Geschwindig-■ kei't von 0,5 Hgmm/sec zu erhöhen. An dieser langsam zunehmenden Strecke erfolgt die Bestimmung des Wertes des venös-en Blutdruckes /siehe: Fig. 12, Zeitpunkt t^, Druck Ρ_γ/ nach dererwähnten Methode.

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Nachfolgend wird der Manschettendruck: durch die pneumatische Einheit N rasch, ζ·Β. um eine Geschwindigkeit von 3 Hgnan/sec erhöht und wird durch die Irithemetik PR annährend das Zeitmoment bestimmt, als der diastolysche Druck erreicht wird. Zu gleicher Zeit sendet die Arithmetik PR ein Signal zu der Steuereinheit Yl aus· Durch die Steuereinheit Tl wird die pneumatische Einheit Ii angelassen um den Manschettendruck impulsartig ζ·Β. um 3 Hgmm.zu vermindern, und dann langsam, ζ·Β. um eine Geschwindigkeit von 0,5 Hgmm/sec zu erhöhen· Auf dieser allmählich zunehmenden Strecke /siehe: Pig· 12, Zeitmoment t., Druck P_D/ erfolgt die Bestimmung des diastolyschen Druckwertes, nach der bekannten Methode. Nachfolgend nimmt der Manschettendruck rasch z.B. um eine Geschwindigkeit von 3 Hgmm/sec zu, und entsprechend den vorher gesagten wird - nachdem er systolische Druck erreicht worden ist - rasch wieder impulsartig, ζ·Β· um 3 Hgmm vermindert. Nachfolgend nimmt aber der Manschettendruck langsam, ζ·Β· um eine Geschwindigkeit von 0,5 Hgmm/sec ztu

An dieser allwählich zunehmenden Strecke erfolgt die Bestimmung des systolischen Druckes, analog wie vorher beschrieben war /siehe: Pig# 12, Zeitmoment t^, Druck Pg/.

Die Druckprogramme, die anhand der Pig· 6, 9, 10 und 12 veranschaulicht sind, sind bloee Ausführungsbeispiels. Bs ist auch möglich durch die Kombination derselben ein. neues Druckprogramm. auszuführen, bzw. die, die linearen Druckänderungen versinnblldenden gerade Linien durch beliebigen

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Kurven, oder Kurvenstrecken zu ersetzen·

Ein weiteres Ausflihrungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung nach Pig. 8 wird • anhand der Fir. 13 veranschaulicht. Entsprechend diesem Ausführungsbeispiel nach Fig. 13 werdenaus der Schaltanordnung nach Fig. 8 die Abtast- und Speicherschaltungen Sl und S2, Multiplexer Cl und Demultiplexer C2 weggelassen. Der Ausgang des Druckfühlers GM und der Ausgang des Volumenfühlers G werden zu den Eingängen der Wandler Dl und D2 angeschlossen, wobei die Ausgänge der letzteren zu den Eingängen des Schreib/Lesespeicher R gebunden ist. Die Funktionier Einrichtung stimmt natürlich mit den, in Verbindung der Fig. 8 gesagten . überein. Entsprechend eines weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäsaen Einrichtung /siehe: Fig. 14/ werden die Abtast- und Speieherschaltungen Sl und S2 weggelassen. Somit wird der Druckfühler GM und der Volumenfühler G unmittelbar zu dem, durch die Steuereinheit Vl gesteuerten Multiplexer Cl angeschlossen· Da es sich um eine Umwandlung von in der Zeit langsam veränderlichen Signalen handelt, ist die obige Lösung zulässig, da bei der Verwendung eines mittelmässig rasch betätigten A/D Wandlers bzw. eines Multiplexers Cl, keine bedeutende Asynchronität zwischen den beiden Signalen - die sich aus der sequentiellen Umwandlung ergeben zustande kommen kann»

Ein dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung - das auf der Mikroprozessor-Technik aufgebaut wird - wird anhand der Fig. 15 veranschaulicht. Nach diese Schaltanordnung sind an den Datenbus Hl und an den Adressenbue H2 die

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Arithmetik Pil /die nach ihrem V/eoen die zum obengeeagten analoge Funktionen durchführt/ der Schreib-Lesespeipher R₅ der Zeitgenerator T, die Steuereinheit V£, der Programmspeicher Q und die Ein- Ausgabeeinheit I angeschlossen. Die Steuereinheit V2 führt prinzipiell dieselbe Punktionen durch, wie die Steuereinheit Vl, funktioniert jedoch nicht autonom, sondern führt die Steuerung des Systems, die Betätigung der Arithmetik PR usw» nach dem, im Programmspeicher Q enthaltenden Programm durch· Ao ^e einen , t Eingang der Sin- Ausgabeeinheit I sind der Druckfühler GM, der Volumenfühler ^G a*¹¹³ die Analysier- -Schaltung PA, an ihren Ausgang Ie^ aber die pneumatische Einheit IT angeschlossen· An das Bus-System ist ausserdem ein Anzeigegerät K angeschlossen.

Der ein separate Datenbus und ein Adreee-Bus auf weißende Mikroprozessor-Auf bau der-Erfindung ist natürlich bloss ei» mögliches Ausführungebeispiel, Der Wesen der Erfindung kann nicht geändert werden, wenn die Datenströmung zwischen den Teileinheiten bekannter Punktion auf anderen Wege organisier %

Ohne weiteres ist es aucfc einzusehen, dass die erfindungsgemäsae Einrichtung zur Durchführung von Venenverschluss-Plethysmographischen Untersuchungen geeignet ist, V/enn »äralich auf den Befehl einer der Steuereinheiten Yl oder V2, durch die pneumatische Einheit N di e Manschette M impulsartig auf einen Wert aufgepumpt wird, der grosser ist, als der venöse Druckwert, ist aber kleiner, als der dlastolyeehe Pruckwert_? ao nimmt

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das Volumen dor Gliedstrecke nach der Manschette M, infolge deb versDerrten venösen Abflusses zu. Die, der Druckerhöhung der Manschette M folgende und durch den Fühler G abgefühlte Volumenänderung beschreibenden Kurve - ist daher bloes auf die arterielle Strömung, d.h. unmittelbar auf den Zustand des Arteriensystems kennzeichnend. Im Anfangszeitmoment stört nämlich die venöse Druckerhöhung die Verhältnisse der arteriellen Strömung noch nicht.

Das Ausmass der Volumenänderung kann aufgrund der Fig. 8 - ohne den Störeffekt der Pulswellen - bestimmt werden.

Wenn nach dem, infolge einer venösenseitigen Druckerhöhung zustandegekommenen, quasi- -stazionären Zustand, auf den Befehl einer der Steuereinheiten Vl oder V2 der Manschettendruck durch die pneumatische Einheit N behoben wird, beginnt der venöse Abfluss aus der Strecke nach der Manschette M.

Die Verminderung des Volumens dieser Strecke wird durch den Volumenfuhler G beobachtet.. Der venöse Abfluss wird durch die, vor der Manschette M befindlichen Venen nicht verhindert.

Somit ist das Anfangsmass, d.h., die Anfangasteilheit der die Volumenänderung beschriebenden Kurve auf den Zustand des venösen Kreislaufes kennzeichnend ο Die Anfangssteilheit der die Volumenänderung beschreibenden Kurve kann ebenso wie nach Pig. 8 - ohne den Störeffekt der arteriellen Pulsweile - bestimmt werden.

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- ja -

Man sieht,, dass eine Plus-Erforderung, die durch das Venenverschluas-Plethysinographie-Verfahren gestellt ist, - blos bei dem .Aufbau der Steuereinheit Vl in Betrach gezogen werden soll, bzw· soll das im Programnspeicher Q beinhaltete, die Punktion der Steuereinheti V2 bestimmende Programm entsprechend der Punktion entwickelt werden.

Wir möchten noch bemerken, dass es genügend ist, wenn im Pail© der Messung des Blutdruckes, durch den Pühler 6 ein, zur Volumenändeiung des Gliedes proportionales Signal geliefert wird_r ist aber bei den Venenverschluss-Plethysmographie-Untersuchungen immer erforderlich, dass der jeweilige, absolute Wert des Volumens durch den Pühler richtig gemessen sei«

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-SS-

Leerseite

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE 2 O 2 1 O 3 7

   1/ Einrichtung zur Bestimmung des systolischen, diastolyschen und venösen Wertes des Blutdruckes, insbesondere bei einem Säugling, die geeignet ist ausaerdera zur Durchführung von Venenver-Schluss- plethysmographischen Untersuchungen, wobei die Einrichtung eine Manschette , einen, von der Manschette distalisch, auf das Körperglied gelegten Volumenfühler, , einen, auf eine beliebige Stelle des Körpers gelegten Pulsfühler und einen, zur Messung des Mar; sehet tend ruck es dienenden Druckfühler aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des Druckfühlers /GM/ an den Eingang einer Abtast- und Speicherschaltung /Sl/, der Ausgang des Volumenfühlers /G/ an den Eingang eines weiteren Abtast- und Speicherschaltung /S2/ an den Eingang einer zur fortlaufenden Bestimmung der gleichphasigen Punkte der Pulskurve oder EKG-Kurve dienenden Analyoier-Schaltung /PA/ aber entweder der Ausgans des Pulefühlers /GP/ oder des EKG-Kanals /E/ angeschlossen ist, der Ausgang der ersten Abtast- und Sueicherschaltung /Sl/ aber an den ersten Eingang eines Multiplexers /Cl/ und der Ausgang der zweiten Abtast- und Speicherschaltung /S2/ an den zweiten Bingang desselben Multiplexers /Cl/ angeschlossen ist, wobei der Auegang des Multiplexers an einen Eingang eines A/D Wandlers /D/ und der .Ausgang des Wandlers /D/ an einen Bingang eines Demultiplexers /C2/ angeschlossen ist? der Auegang des Demultiplexers /C2/ ist mit dem Eingang eines Schreib/Lesespeichers /R/ verbunden und der aweite Bingang des Schreib/Lesespeichers /R/ durch einen bidirektionaten Adress- und Datenbus an den Eingang

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   einer Arithmetik /PR/ angeschlossen iet und der Ausgang der Arithmetik /PR/ ist zumindest mit einem Anzeigegerät /K/ verbunden, weiters, dass an einen Auegang der Steuereinheit /Vl/ der Eingang einer pneumntipchen Einheit /PT/ und an den Ausgang der letzteren die Manschette /M/ angeschlossen sind; an den einen Eingang der Steuereinheit /Vi/ ist der Ausgang der Analysier-Schaltung /PA/, an den zweiten Eingang derselben ist der Ausgang des Zeitgenerators /T/ angeschlossen; der andere Auagang der Steuereinheit /Ϊ1/ ist an den zweiten Eingang der ersten Abtaet- und Speicherschaltung /Sl/, ihr dritter Ausgang ist an den zweiten Eingang der zweiten Abtast- und Speicherschaltung /S2/, ihr vierter Ausgang ist aber an den dritten Eingang dee erwähnten Multiplexere /Cl/, ihr fünfter Ausgang iet an den zweiten Eingang des A/D Wandlers /D/, ihr sechster Ausgang ist an den zweiten Eingang des Demultiplexers /C2/ und die Steuereinheit /Vl/ durch einen bidirektionalen Adreas- und Datenbus den an Schreib/Leaespeicher /R/ und an die Arithmetik /PR/ angeschlossen ist. /Fig.8/.

   2» Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang dee Drucfühlers /GM/ an den Eingang des A/D Wandlers /Dl/, der Ausgang dea, das Volumen abtastenden Fühlers /6/ an den Eingang eines weiteren A/D Wandlers /D2/ angeschlossen sind, weitere, dass die Ausgänge beider A/D Wandler /Dl, D2/ an je einen Eingang des Schreib/Iesespeiohers /R/ angeschlossen sind. /Pig· 13/

   3» Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgang des

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   Druckfühlers /GM/ und der das, das Volumen abtastende Fühlers /G/ unmittelbar an je einen Eingang des Multiplexers /Cl/ angeschloasen sind. /Fig. 14/_t

   4« Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schreib/Lesespeicher /P/, die Arithmetik /PR/, die«Steuereinheit /V2/ der Programmspeicher /Q/ die Bin-Ausgabeeinheit /I/ und der Zeitgenerator /T/ zu einem bidirektionalen Adress- und Datenbus, angeschlossen sind, wobei an den Adress- und Datenbus zumindest ein Anzeigegerät /K/ angeschlossen und an den einen Eingang der EinAusgabeeinheit /I/, der Ausgang des Druckfühlers /GH/* an ihren aweiten Eingang der Ausgang des Volumenfühlert /G/, an ihren dritten Eingang der Ausgang des Analysators /PA/ angeschlossen sind, und der Ausgang der Sin-Ausgabe einheit /I/ ist mit dem Eingang der pneumatischen Einheit /Ef/ verbunden. -/Fig. 15/

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