DE2848198A1

DE2848198A1 - Sensoranordnung fuer eine elektronische blutdruckmessung

Info

Publication number: DE2848198A1
Application number: DE19782848198
Authority: DE
Inventors: Ernst Piffl
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-11-07
Filing date: 1978-11-07
Publication date: 1980-05-08

Description

Die Erfindung betrifft eine Sensoranordnung für eine Messung
des Blutdruckes auf "unblutige" Weise. Bei dieser arteriellen Tonometrie wird meist ein druckempfindlicher Signalaufnahmer verwendet, um von außen den innerarteriellen Blutdruck zu messen0 Grundsätzlich unterscheidet man bei der Blutdruckmessung zwei Methoden, nämlich die indirekte Methode nach Riva-Rocci-Korotkow und die direkte oder auch "blutige" Methode, bei der die Ärzte meist ein Katheter in die Arterie einführen, um mit Hilfe von Blektromanometern den systolischen und den diastolischen Blutdruck zu ermitteln. Diese "blutige" i Methode ist nicht ganz risikofrei.
Die i - direkte Methode bei der bei dem üblichen Verfahren mit dem @@@ygmom@@@@meter gemessen wird - in Mehr oder wendger kurzen Abständen, durch das wiederholte Auf- und Abpumpen der um den Arm gespannten Elanschette - ist nicht nur für den Patienten störend, sondern beinhaltet einige gravierende Fehler bei der Ermittlung des Blutdrucks.
Zur Lriittlung des sogenannten Korotkow-Geräusches, das heute allgemein verwendete Standardverfahren zur Blutdruckbestimmung, wurden eine ganze Reihe von Vorschlägen gemacht, die Fehlermöglichkeiten der Methode unterbinden sollten. So wird z.Bo in DOS 27 38 354 ein Korotkow-Sensor vorgeschlagen der in der Lage sein soll die auftretenden Nebengeräusche, die sonst bei der mechanisch-akustischen Methode durch Bewegung der Druckleitungen usw, entstehen, zu verhindern. Dies ist jedoch nur eine der Fehlermöglichkeiten der Manschettenw Methode0 Werden die Fehlermöglichkeiten untersucht, so sind folgende Fehler bei der Blutdruckmeßmethode nach Riva-Rocci-Korotkow möglich: 1. Der Ablesefehler des Manometers in Abhängigkeit der unterschiedlichen Qualität des Gehörs.
2. Die Lagerung des Arms des Patienten.
3. Der mehr oder weniger feste Sitz der Manschette.
4. Das Aufsetzen des Stethoskops, wobei zwischen nicht gew neigend lauten Korotkow'schen Tönen bei schwachem Aufsetzdruck und zu niedrigen Werten des diastolischen Druckes bei zu festem Aufsetzen viele Zwischenstadien möglich sind.
5. Die Ablesegenauigkeit der systolischen und diastolischen Druckwerte die von der die Messung ausführenden Person subjektiv beeinflußbar bleiben.
@@esc hier kurs erfgeführten Fehler sollen mit der method der arteriellen Tonometrie aufgrund der absoluten Messung durch Druckaufnehmer, die die an der Hautoberfläche auftretenden Druckschwankungen in einer unter der Hautoberfläche liegenden Arterie messen, vermieden werden. Als Sensor dient hier ein Keramikplättchen, welches piezoelektrische Eigenschaften zeigt, also in der Laes ist sowohl Biegte- als auch Druck- und Beschleunigungseffekte in Spannungssignale umzuwande in.
Der Sensor wird dabei fest auf die Hand gepreßt, am besten in der Nähe des Handgelenks, wo die Arterien dicht unter der Hautoberfläche liegen. Es ist dabei von Vorteil, wenn die Sensorkreisfläche des Piozooxides bezüglich des Durchmessers nicht größer ist als die Ausmaße der zu messenden Arterie.
Das durch die Arterie in systilisch-diastolischen Rhythmus pulsierende Blut welches Dehnungen der Arterie und damit Dehnungen des unliegenden Gewebes veranlaßt, erzeugt über der Artcrl:3 eine radiale Druckkomponente, die der Sensor in Spannungssignale umwandelt.
Wie bereits erwähnt, wurden als Sensoren Druckaufnehmer in Form von Membranen oder dünnen Plättchen vorgeschlagen.
Eine derartige Anordnung ist nicht in allen Fällen geeignet.
Bei Versuchen hat es sich nämlich gezeigt, daß bei der Dlessung mit Hilfe von Sensoren, welche auf dem Prinzip der Druckaufnehmer basieren Schwierigkeiten auftreten. Diese Schwierigkeiten entstehen immer dann, wenn der zu testende Patient sich bewegt. Dann erzeugen diese Bewegungen in dem Sensor Störsignale, die eine Messung unmöglich machen.
Das heißt, die aufgrund der Patientenbewegung auftretenden Beschleunigungskräfte und Hautbewegungen erzeugen in dem Sensor Signale, die weitaus größer sind* als die durch die normale Blutdruckvariation erzeugten Signale.
Aufgabe der Erfindung ist es deghalb, diese Nachteile auszuschikeben so daß auch zeim "b@@egten" Patienten eine Messun ;ruckes durchführbar wird.
Die bisher bekanntgewordene Anordnung ist in Abbildung 1 schematisch gezeigt. Dabei ist 1 eine dünne Metallplatte, 2 die Piezokeramik mit der Kontaktierung 4 und 3 eine loitfähige Verbindung z.B. Kleber oder Lötung, die zur Metallplatte 1 einen guten Kontakt herstellt und den anderen Pol darstellt.
In der Abbildung 2 ist die zur Erfindung vorgeschlagene Anordnung im Schnitt dargestellt.
Die auf einen stabilen Metallrahmen 11 angebrachten Membranen 12 und 16, die durch die Verbindung 15 bzw. 19 leitend mit dem Motallrahmen 11 verbunden sind, tragen die Piezooxidkeramiken 13 bzw. 17 mit den Kontakten 14 bzw. 18.
Die Verbindungen 15 bzw. 19 können leitende Verklebungen oder auch Lötungen sein.
An den Kontakten 14 bzw. 18 werden die Zuleitungen angebracht, die zur Signalaufberaitung führen. Die Piezoelektronischen Sensoren 13 und 17 sind elektrisch gegeneinandergeschaltet, derart, daß der eine Sensor mit dem negativen Pols der andero mit dem positiven Pol an der Membran leitend befestigt ist.
Die Abbildung 3 ist eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Sensoranordnung. In dieser Abbildung stellen dar: 21 den Rahmen der Anordnung 22 und 26 die jeweiligen auf den Rahmen befestigten Membranen 23 und 27 die Jeweiligen piezoelektrlschen Sensoren 24 und 28 die auf den Sensoren angebrachten Kontaktierungen, an welche die Ztileitungen angebracht werden.
Die bei Vers@@@@@ -estgestellt wurde, arbeitet eine solche Sensoranordnung ohne Störung auch dann, wenn sich der zu messende Patient bewegt. Während der Blutdruckmessung wird die Sensoranordnung fest auf die Haut gepreßt. Die Dehnung tier Arterie bewirkt ein Spannungssignal in einen Senaor, dessen llembrane iiber der pulsierenden Arterie liegt.
Bei Bewegungen des Patienten, die zu Dehnung bzw, Verspannung der Haut führen, arbeiten die beiden Sensoren gegeneinander und erzeugen kein Störsignal. Erfindungswesentlich ist dabei, daß die beiden Sensoren möglichst nahe beieinanderliegen und der eine Sensor dicht an der Stelle einer unter der Hautoberfläche liegenden Arterie placiert wird.
Es ist sinnvoll, die Dicke der Piezooxide möglichst klein zu halten, damit Biegemomente hohe Signale, Beschleunigungskräfte jedoch geringere Sparinungssignale erzeugen.
Bei den durchgeführten Versuchen wurden auch sogenannte Dehnungsmeßstreifen eingesetzt. In einem Falle wurde ein Halbleiterdehnungsmeßstreifen mit einem K-Faktor von ca. 100, d.h. mit hoher Empfindlichkeit verwendet.
Auch in diesem Falle wurde ein störungsfreies Signal erhalten; selbst bei geringen Bewegungen der Testperson. Die verwendete Anordnung ist in Abbildung 4 gezeigt. Auf einer stabilen Platte 31 ist eine dünne Folie 32 vorzugsweise aus Polyester gespannt angeklebt. Auf dieser Folie ist ein Dehnungsmeßstreifen 33 aufgeklebt, dessen Zuführungen 34 an die Auswerteelektronik angeschlossen werden. Die unterschiedlichen Dehnungen der dicht unter der haut liegenden Arterie wird von dem fest angepreßten Dehnungsmeßstreifen angezeigt.
Dabei arbeitet der Dehnungsmeßstreifen ohne Gegensensor, der etwaige Effekte ausgleicht, wie z.fl. Temperatur usw. Es ist Jedoch möglich piezoresistive Elerriente oder Dehnungsmeßstreifen in einer Anordnung nach Abbildung 2 bzw. 3 sinngemäß zu verwenden.
Alle hier beschriebenen Anordnungsmerkmale sid ur s:- oder in sinnvoller Kombination erfindungswesentlich.
Die Abbildung 5 zeigt eine Anordnung mit einen Dehnungsmeßstreifon 43 und den entsprechenden Kontakten 44.
Der stabilo Rahmen 41, der vorzugsweise aus Kunststoff gez fertigt wird, trägt die Spannfolie 42 auf der der Sensor aufgeklebt ist Zwei dieser in Abbildung 5 dargestellten Anordnungen nebeneinander getrennt oder als Einheit, ersetzen die in Abbildung 2 bzw. 3 beschriebene Anordnung sinngemäß.

Claims

Sensoranordnung für eine elektronische Blutdruckmessung Patentansprüche: Anordnung zur Bestimmung des systolischen und diastolischon Blutdruckes mit Hilfe der arteriellen Tonometrie d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zwei elektrisch gegeneinander geschaltete Piezoelektrische Sensoren, die fest auf die Haut der darunterliegenden Arterie gepreßt werden, derart Verwendung finden, daO der eine Sensor die variable Dehnung der Arterie anzeigt, während der andere elektrisch gegengeschaltete Sensor, der mechanisch auf eine !' ersten Sensor tragenden Membran getrennten Membran engebracht ist, die durch Bewegungen des Patienten erzeugten Signale kompensiert.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren aus Piezoxiden bestehen, die auf dünnen Metallplatten leitend befestigt sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoranordnung mit Hilfe einer von Luft Ueüllten Manschette fest gegen die Haut gepreßt wird.
4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoranordnung mit Hilfe einer einem Uhrenarmband ähnlichen Vorrichtung fest an die Haut gepreßt wird und auf den Anpreßdruck geeicht wird.
5. Anordnung nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet daß die Sensoren Dehnungsmeßstreifen hoher Auflösung, wie z.B. Halbleiterdehnungsmeßstreifen (Piezoresistiver Effekt) sind.
6. Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Dehnungsmeßstreifen verwendet wird.