DE3116387A1

DE3116387A1 - Blutdruckmesseinrichtung

Info

Publication number: DE3116387A1
Application number: DE19813116387
Authority: DE
Inventors: Werner Dr.phil 2000 Neuchâtel Bernau; Rudolf A. Dr.phil.nat 1700 Fribourg Hatschek
Original assignee: Asulab AG
Current assignee: Asulab AG
Priority date: 1981-04-24
Filing date: 1981-04-24
Publication date: 1982-11-11
Also published as: EP0064475A2; JPS57180941A; DE3116387C2; CA1171689A; JPH0246208B2; EP0064475B1; EP0064475A3; US4475557A

Description

Blutdruckmesseinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Blutdruckmesseinrichtung gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Es sollen zunächst einige Bemerkungen zu den verschiedenen Blutdruckverfahren und den dabei auftretenden Problemen gemacht werden.

Man unterscheidet zwischen den sogenannten "blutigen" und "unblutigen" Messverfahren. Bei den "blutigen" Messverfahren wird eine Nadel in eine Arterie gesteckt und die Arterie direkt mit einem Druckmessgerät verbunden. Bei diesem "blutigen" Verfahren kann man mit dem Druckmessgerät direkt den Druck des Blutes messen, so dass dieses Verfahren an sich die genauesten Werte ergeben noilte. Da jedoch das Einführen einer Nadel in eine Arterie einen unerwünschten Eingriff darstellt, ersetzt man das "blutige" Verfahren soweit als möglich durch "unblutige" Verfahren, bei denen der Blutdruck ohne direkte Verbindung mit dem die Arterie durchströmenden Blut ermittelt wird. Dabei ist man bestrebt, mit dem "unblutigen" Verfahren möglichst ähnliche Messergebnisse zu erzielen, wie mit dem "blutigen" Verfahren.

Bei einer konventionellen, derzeit von den Ärzten häufig angewandten "unblutigen" Blutdruckmessmethode wird am Arm der zu untersuchenden Person eine Manschette mit einer deformierbaren, aufblasbaren Kammer befestigt, die mit einer Pumpe, einer Entlüftun^sdrossel oder einem Entlüftungsventil und einem Manometer verbunden ist. Bei der Durchführung einer Messung wird die Kammer auf einen über dem erwarteten systolisehen Druck liegenden Druck aufgepumpt und danach langsam entlüftet. Während der Entlüftungsphase hört der Arzt mit einem Stethoskop die vom Blut beim Durchströmen einer Arterie erzeugten Geräu-

sehe, nämlich die Korotkoff-Tüne ab. Die ersten, während der Entlüftungsphase auftretenden Korotkoff-Töne sind relativ leise. Bei der weiteren Druckabnahme steigt die Lautstärke der Korotkoff-Töne auf ein Maximum an und fällt danach ziemlich sprungartig wieder ab, bis die Korotkoff-Töne schliesslich ganz ver- :u:hw indan.

Der in der Entlüftungsphase beim ersten Korotkoff-Ton vorhandene Druckwert wird dann gemessen und als systolischer Druck festgehalten. Ein anderer Druckwert, nämlich der diastolische Druck, wird entweder beim sogenannten vierten oder beim sogenannten fünften Korotkoff-Ton gemessen. Der vierte und der fünfte Korotkoff-Ton unterscheiden sich sowohl durch ihre relative Lautstärke als auch durch ihre Klangfarbe. Als vierter Korotkoff-Ton wird im allgemeinen ein Ton identifiziert, der in dor Phase nach dem mehr oder weniger flachen !,autstärke-Maximurn auftritt, nach dem die Lautstärke sprurirartip; abfällt. Der diastolische Druck wird dann entweder bein" letzton vor dem sprunrartipien Abfall oder beim ersten nach den nprungartigen Abfall auftretenden Korotkoff-Ton gemessen. Der fünfte Korotkoff-Ton liegt dagegen im Bereich der nach dem vierten Korotkoff-Ton-Bereich auftretenden Töne, wobei der diastolische Druck dann beim letzten noch hörbaren und eindeutig als Korotkoff-Ton identifizierbaren Ton erfasst wird.

Untersuchungen haben nun gezeigt, dass der beim vierten Korotkoff-Ton gemessene diastolische Blutdruck bei etwa Sn bin Qc' der untersuchten Personen etwa 7 bis 15% grosser ist als der beim fünften Korotkoff-Ton gemessene Blutdruck. Ein solcher Unterschied ist in Anbetracht der ohnehin kurzzeitig auftretenden Blutdruckänderungen im allgemeinen nicht von Bedeutun-·. iiei etwa 10 bis 20^ der untersuchten Personen ist der beim vierten Korotkoff-Ton gemessene, diastolische Blutdruck'jedoch bis zu 70% grosser als der beim fünften Korotkoff-Ton gemessene Druck.

In den Ärztekreisen bestehen verschiedene Meinungen darüber, ob

der diastolinche Druck zur Erzielung einer möglichst guten Übereinstimmung mit dem "blutigen" Verfahren beim vierten oder beim fünften Korotkoff-Ton zu messen ist. Die Ärzte entscheiden dies auch häufig von Fall zu Fall aufgrund bestimmter Kriterien. Durch gewisse Gremien wird aber derzeit empfohlen, den diastolischen Blutdruck beim vierten Korotkoff-Ton zu messen.

Nun entstehen aber abgesehen von den Korotkoff-Tönen auch noch Störgeräusche. Diese können insbesondere während des Aufpumpvorganges und auch in einem unmittelbar an das Ende des Aufpumpvorganges anschliessenden Anfangsintervall der Entlüftungsphase eine grosse Lautstärke aufweisen. Wenn nun ein Arzt in der Entlüftungsphase die Geräusche mit einem Stethoskop abhört, muss er jeweils unterscheiden, ob es sich um Korotkoff-Töne oder um Störgeräusche handelt. Dies wird noch dadurch erschwert, dass die Lautstärke der ganzen Folge von Korotkoff-Tönen von Messung zu Messung variieren kann, wobei in gewissen Fällen beträchtliche Abweichungen vom Durchschnittswert auftreten können. Ein mit dem Stethoskop arbeitender Arzt benötigt daher viel Erfahrung, bis er aufgrund von weitgehend intuitiven Kriterien auch die leisen Korotkoff-Ton-Signale von Störgeräuschen unterscheiden kann.

Nach diesen allgemeinen Erörterungen sollen nun Einrichtungen besprochen werden, die eine "unblutige" Blutdruckmessung ermöglichen, ohne dass ein Arzt hiezu die Korotkoff-Töne mit einem Stethoskop abhören muss.

Beispielsweise offenbart die US-Patentschrift 3 **50 Ij51 eine hlutdruckmesseinrichtung mit einer mit einer aufblasbaren Kammer und einem Mikrofon versehenen Manschette. Die Kammer ist fluidmässig mit einem Drucksensor verbunden, der seinerseits elektrisch

über verschiedene elektronische Schaltungsmittel mit einem Druckregistriergerät verbunden ist. Das Mikrofon ist über einen Verstärker mit den Eingängen von drei Bandpassfiltern verbunden, deren Ausgänge über je einen Impulsformer mit je einem Schmitt-Trigger verbunden sind. Diese Trigger erzeugen xtfährend der Zeitintervalle , in denen die ihnen zugeführten Signale einen vorgegebenen Schwellwert übersteigen, Ilechteckiiripulse. Diese Impulse werden dann einer Logik-Schaltung zum Steuern der Druckregistrierung zugeführt.

Beim Durchführen einer Blutdruckmessung wird die Kammer der Manschette auf einen über dem systolisohen Druck liegenden Druck aufgepumpt und dann langsam entlüftet. Dabei werden die in einem gewissen Druckbereich erzeugten Korotkoff-Töne durch das Mikrofon in elektrische Signale umgewandelt. Die an die Ausgänge der Trigger angeschlossene Logik-Schaltung ist nun derart ausgebildet, dass sie Signale, die eine I¹OOO Hz-Komponente aufweisen, als Störgeräusche identifiziert, während sie Signale, die eine 40 und eine 100 Hz-Komponente aber keine I¹OOO Hz-Komponente aufweisen, als Korotkoff-Töne identifiziert. Bei jedem als Korotkoff-Ton identifizierten Signal wird der momentane, vom Drucksensor gemessene Druck im Druckregistriergerät registriert. Der erste registrierte Druckwert entspricht dann dem systolischen und der letzte registrierte Druckwert dem diastolischen Druck. Dabei ist im übrigen die Möglichkeit erwähnt, noch eine zusätzliche Schaltung vorzusehen, die so beschaffen ist, dass nur gerade der systolische und der diastolische Druck registriert werden.

Bei der aus der US-Patentschrift 3 U50 131 bekannten Blutdruckmesseinrichtung wird also der kleinste Druck, bei dem noch ein Korotkoff-Ton auftritt als diastolischer Druck gemessen.

• * β · ν ν

Dabei wird das Vorhandensein eines Korotkoff-Tones dadurch festgestellt, dass die entsprechenden elektrischen, die Bandpass-Filter passierenden Ton-Signale einen gewissen Sehwellwert überschreiten.

Bei der Benutzung der aus der US-Patentschrift 3 ^50 131 bekannten Blutdruckmesseinrichtung erfolgt die Erfassung der systolischen und diastolischen Drücke unabhängig von den individuellen Eigenschaften der untersuchten Person, insbesondere unabhängig von der Lautstärke der ganzen Korotkoff-Ton-Folge. Nun wird angenommen, die Schwellwerte der Trigger seien derart festgelegt, dass Korotkoff-Ton-Folgen mit durchschnittlicher Lautstärke erfasst werden. Dann kann es jedoch bei extrem leisen Korotkoff-Ton-Folgen geschehen, dass die zu den Triggern des ¹JO Hz- und 100 Hz-Kanals gelangenden Ton-Signale die Schwellwerte mindestens zum Teil nicht mehr erreichen. Dies führt zu beträchtlichen Messfehlern oder kann eine Blutdruckmessung überhaupt verunmöglichen. Würden andererseits die Schwellwerte so tief festgelegt, dass auch extrem leise Korotkoff-Töne noch erfasst werden können, besteht eine grosse Wahrscheinlichkeit, dass bei Ton-Folgen mit durchschnittlicher oder sehr grosser Lautstärke viele Fehler bei der Unterscheidung zwischen Korotkoff-Ton-Signalen und Störreräuschen entstehen. Des weitern worden aber auch individuelle Unterschiede im Amplituden-Verlauf der Korotkoff-Ton-Fol/:e nicht berücksichtigt. Dadurch können bei der Blutdruckmessung insbesondere beim Ermitteln der diastolischen Blutdrücke, beträchtliche Messfehler entstehen.

In einem nicht vorveröffentlichten Vorschlag (vgl. die Deutsche Patentanmeldung P 30 14 219) ist nun eine Blutdruckmesseinrichtung vorgeschlagen worden, die zwei umschaltbare Bandpass-Filter aufweist. Der Transmission^faktor ist bei den beiden Filtern in verschiedener Weise von der Frequenz abhängig, und hat im

übrigen auch verschiedene Maximalwerte. Diese umschaltbaren Filter ermöglichen,' das Messverfahren innerhalb gewisser Grenzen an die individuellen Eigenschaften einer Person anzupassen und dadurch die Messfehler zu reduzieren. Vergießchsmessungen an einer grösseren Anzahl von Personen haben jedoch gezeigt, dass auch diese Blutdruckinesneinrichtung bei einem gewissen wenn auch relativ kleinen Prozentsatz von Personen noch Abweichungen gegenüber den Messwerten ergibt, die durch erfahrene Ärzte unter Verwendung eines Stethoskops ermittelt wurden. Dabei ergaben sich insbesondere Abweichungen bei Patienten, die in sogenannten Intensiv-Stationen gepflegt werden und bei denen der Blutdruck und/oder der Amplituden-Verlauf der Korotkoff-Ton-Folgen extrem stark von den entsprechenden Eigenschaften durchschnittlicher, gesunder Personen abxveichen.

Eine andere, in der Bundesrepublik Deutschland auf dem Markt bekannte Blutdruckmesseinrichtung weist ebenfalls eine Manschette mit einer aufblasbaren Karcner und einem Mikrofon, ein fluidmässig mit der Kammer verbundenes Manometer sowie elektronische Schaltungsmittel auf, um bei den einen Schwellwert überschreitenden Korotkoff-Tönen ein Lichtsignal zu erzeugen. Bei dieser Einrichtung sind ein konstanter Anfangs-Schwellwert und ein oberhalb von diesem liegender, ebenfalls konstanter Bezugswert fest vorgegeben. Bein Beginn der Messung hat der Schwellwert zunächst den fest vorgegebenen Anfangswert. Beim ersten Ton-Signal, dessen Amplitude diesen Anfangswert übersteigt, wird der systolische Druck gemessen. Wenn nun die Amplitude eines Korotkoff-Ton-Signales den Bezugswert um einen bestimmten Differenzwert überschreitet, wird der Schwellwert auf einen Wert erhöht, der näherungsweise gleich der Summe des An fangs wer tee; und des genannten Differenzwertes ist. (Da die Addition, durch eine Kondensatoraufladung erfolgt und mit einer gewissen Zeitkonstante behaftet ist, erreicht der Schwellwert nicht genau die Grosse der Summe, sondern einen etwas kleineren Wert). Danach fällt der Schwellwert zum nächsten Korotkoff-Ton mit einer ungefähr zwei Sekunden betragenden Zeitkonstante gegen den Anfangswert ab. Wenn die Amplitude dieses neuen Korotkoff-Ton-Sig-

uales den Heiaigsv/ert winder um einen Differenzwert überuehreitet, wird von neuem die Summe Anfangswert plus Differenziert gebildet. Wenn diese neue Summe grosser ist als der momentane Schwellwert, wird der Schwellwert auf den Wert der neuen Summe erhöht. Wenn dies dagegen nicht der Fall ist, fällt der Schwell wert weiter mit der erwähnten Zeitkonstante ab.

Wenn also nacheinander einige Korotkoff-Ton-Signale auftreten, deren Amplitude den Bezugswert übersteigen und sukzessive grosser werden, wird der Schwellwert bei diesen Korotkoff-Tönen jevjeils sprungartig erhöht, wobei er zwischen den aufeinanderfolgenden Tönen ein xvenig absinkt. Der diastolische Druck wird dann beim letzten Korotkoff-Ton-Signal gemessen, dessen Amplitude den momentanen Schwellwert übersteigt.

Wenn dagegen keine Korotkoff-Ton-Signale auftreten, deren Amplitude den Bezugswert überschreiten, bleibt der Schxvellwert während des ganzen Messablauf:; gleich dem vorgegebenen Anfangswert.

Die beim Auftreten des ersten und letzten durch einen Korotkoff-Ton erzeugten Lichtsignals vorhandenen Drücke können von einer Person am Manometer abgelesen und als systolischer bzw. diastolischer Druck zur Kenntnis genommen werden. Der diastolische Druck wird bei dieser Blutdruekmesseinrichtung bei einem Ton-Signal ermittelt, der im Normalfall etwa dem vierten Korotkoff-Ton entspricht. Da der Anfangs-Schwellwert für Korotkoff-Ton-Folgen mit ungefähr durchschnittlicher Lautstärke festgelegt ist, kann es auch bei dieser Einrichtung geschehen, dass bei einer Korotkoff-Ton-Folge mit extrem niedriger Lautstärke nur gerade einige wenige, In der Umgebung des Lautstärken-Maximums liegende Ton-Signale den Anfangs-Schwellwert überschreiten. Dies hat zur Folge, dass ein zu kleiner systolischer und ein zu grosser diastolischer Druck gemessen wird oder dass überhaupt keine Blutdruckmessung möglich ist.

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Würde man den Anfangs-Schwellwert dagegen so niedrig festlegen, dass auch extrem leise Korotkoff-Ton-Polgen noch vollständig erfasst werden könnten, ergäbe sich eine sehr grosse Empfindlichkeit auf die Störgeräusche, die zwischen dem Ende des Aufpumpvorganges und der Erfassung des systolischen Druckes, d.h. dem ersten echten Korotkoff-Ton, auftreten. Es bestände dann nämlich eine grosse Gefahr, dass bereits ein solches Störgeräusch irrtümlich als erster Korotkoff-Ton verarbeitet wird. Dies ergäbe dann einen zu grossen systolischen Druck. Im übrigen besteht bei dieser Blutdruckmesseinrichtung keine Möglichkeit, den diastolischen Druck statt beim vierten Korotkoff-Ton erst beim fünften Korotkoff-Ton zu erfassen.

Die Erfindung hat sich nun unter anderem zur Aufgabe gestellt, eine Blutdruckmesseinrichtung für die indirekte Blutdruckmessung zu schaffen, mit der sowohl leise als auch laute Korotkoff-Ton-Polgen erfasst werden können, ohne dass deswegen eine übermässige Empfindlichkeit auf Störgeräusche entsteht.

Die gestellte Aufgabe wird durch eine Blutdruckmesseinrichtung gelöst, die nach der Erfindung gemäss dem Anspruch 1 ausgebildet ist.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung beruht primär auf der Nutzbarmachung der durch Untersuchungen gewonnenen Erkenntnis, dass ein wesentlicher Teil der Messfehler der bisher benutzten Blutdruckmesseinrichtungen auf die individuellen Lautstärke-Unterschiede der Korotkoff-Töne zurückzuführen ist und dass die Lautstärke der Korotkoff-Ton-Polgen und mindestens auch eines Teils der Störgeräusche stark mit dem Blutdruck der untersuchten Person korreliert ist.

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Es wurde eine Vergleichsuntersuchung durchgeführt, bei der die mit der erfindungsgemässen Blutdruckmesseinrichtung gemessenen systolischen und diastolischen Blutdrücke mit den Blutdrücken verglichen wurden, die von erfahrenen Ärzten nach der konventio nellen Methode unter Verwendung eines Stethoskops ermittelt wurden. Dabei wurden bei ungefähr 500 Personen, unter denen sich auch solche mit anomalen Blutdrücken, insbesondere extrem grossen oder kleinen Blutdrücken befanden, Vergleichsmessungen durchgeführt und eine praktisch vollständige Übereinstimmung der beiden Messverfahren festgestellt.

Zur Klarstellung sei noch bemerkt, dass in den Ansprüchen und der übrigen Beschreibung unter dem Blutdruck und dem Druck in der Luft-Kammer stets der bezüglich dem Umgebung-Luftdruck gemessene Überdruck zu verstehen ist.

Die Erfindung und xveitere aus dieser hervorgehende Vorteile sollen nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. In der Zeichnung zeigen

die Figur 1 eine Draufsicht auf eine Blutdruckmesseinrichtung, die Figur 2 ein Blockschaltbild der Blutdruckmesseinrichtung,

die Figur 3 ein Schaltbild der wichtigsten zur Festlegung

des veränderbaren Schwellwertes dienenden elektronischen Schaltungsmittel,

die Figur 4 ein Diagramm zur Veranschaulichung des zeitlichen Druckverlaufs bei einer Blutdruckmessung,

die Figur 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung des zeitlichen Verlaufs des Schwellwertes und der Korotkoff-Ton-Signale bei einer Blutdruckmessung und

die Figur 6 ein der Figur 5 entsprechendes Diagramm, aber für eine Messung an einer Person mit höherem Blutdruck.

Die Blutdruckmesseinrichtung, von d^r in Figur 1 eine Ansicht und in der Figur 2 ein Blockschaltbild dargestellt ist, weist eine am Arm einer zu untersuchenden Person befestinbare Manne nette 1 auf. Diese ist mit einer dichten, deformierbaren, durch einen Gummibeutel gebildeten Luft-Kammer 3 sowie einem Mikrofon 5 versehen. Eine Leitung 7 ist einenends dauernd mit der Manschette 1 verbunden und andernends über eine Steck-Kupplung 9 lösbar mit einem Gerät 11 verbunden. Dieses weist ein starres Gehäuse 13 auf, an dem ein Luft-Anschluss 15 sowie ein elektrischer Anschluss 17 befestigt sind. Die Kammer 3 ist durch einen in der Leitung 7 vorhandenen Schlauch mit dem Luft-Anschluss 15 und das Mikrofon 5 durch ein sur Leitung 7 gehörendes Kabel mit dem elektrischen Anschluso 17 verbunden. Das Gehäuse 13 ist mit einem Gewindestutzen 13a versehen, an dem mit einer Überxtfurfmutter 19 eine Pumpe 21 mit einem im wesentlichen zylindrischen Pump-Balg aus Gummi lösbar befestigt ist. Das Gerät weist ferner drei Drucktastenschaltei¹ 2'3, 25, 27, eine digitale Anzeige-Einheit 29 und verschiedene, im Innern des Gehäuses 13 untergebrachte, pneumatische Bauteile und elektronische Schaltungsmittel auf.

Die Luft-Kammer 3 ist durch den in der Leitung 7 vorhandenen Schlauch und durch im Gerät 11 vorhandene Luft-Leitungen über ein Rückschlagventil 35 mit der Pumpe 21 sowie ferner mit einem elektrisch steuerbaren Abström-Ventil 37 und einem Drucksensor 39 verbunden. Die Pumpe 21 ist noch mit einem ein Rückschlagventil 4l aufweisenden Lufteinlass versehen. Die beiden Rückschlagventile 35 und 41 sind derart geschaltet, dass man durch abwechselndes, manuelles Zusammendrücken und Frei-

geben des Pump-Balges Luft aus der Umgebung ansaugen und in die Luft-Kammer 3 pumpen kann.

Das Mikrofon 5 ist elektrisch mit dem Eingang eines Verstärkers 51 verbunden, dessen Ausgang mit dem Eingang eines Diskriminators 53 verbunden ist. Der Ausgang des Diskriminators 53 ist mit einem Steuer-Teil 55 verbunden.

Der zur Erzeugung von einer ein Mass für den Druck gebenden, elektrischen Variablen dienende Drucksensor 39 enthält eine Messwandler-Brückenschaltung, die aus piezoresistiven Elementen gebildet und mit dem Eingang eines Verstärkers 57 verbunden ist. Dessen Auu^urit; ist mit dem Diskriminator 53 und sowohl über eine üif'ferensierschaltung 59 als über eine diese überbrückende Parallel-Verbindung mit dem Steuer-Teil 55 verbunden. Der Drucksensor 39 ist noch mit einer Vorrichtung für den automatischen Null-Abgleich versehen, die auch noch durch eine Leitung mit einem Ausgang des Steuer-Teils 55 verbunden ist. Der Ausgang der Differenzierschaltung 59 ist mit einem Eingang eines Reglers 61 verbunden. Der Steuer-Teil 55 ist ebenfalls mit einem Eingang des Reglers 61 verbunden, dessen Ausgang mit dem elektromagnetischen Betätigungsorgan des Abström-Ventils 37 verbunden ist.

Der Steuer-Teil 55 weist swei Anschlüsse auf, die je mit einem einen Analog-Speicher f^3 bK<v. 6^ bildenden Kondensator verbunden sind. Der Steuer-Teil ist ferner i-tit einem unter anderem einen Analog/Digital-Wandler enthaltenden Anzeigesteuer-Teil 67 verbunden, der seinerseits mit der Anzeige-Einheit 23 verbunden ist. Der Steuer-Teil 55 ist zudem mit einem Eingang eines Herzfrequenzmessers 71 verbunden, der einen Speicher aufweist. Der Drucktastenschalter 23 ist mit dem Steuer-Teil 55 und der Drucktastenschalter 25 mit dem Anzeigesteuer-Teil 67 verbunden. Ferner ist eine eine Batterie enthaltende Speisespannungsquelle vorhanden, die mit den Speisespannungsansehlüssen der verschiedenen aktiven Elemente und dem Massenanschluss verbunden ist.

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Der Drucktastenschalter 27 und auch der Steuer-Teil 55 sind mit der Speisespannungsquelle 73 verbunden, die abgesehen von der Batterie noch gewisse Logik-Elemente und einen Regler zur Stabilisierung der Speise-Spannung aufweist. Die Batterie ist in einem mit einem Deckel abschliessbaren Batteriefach untergebracht .

Nun soll anhand der Figur 3 das Schaltschema des Diskriminators 53 und einiger mit ihm verbundener, elektronischer Bauteile erläutert werden.

Das Mikrofon 5 ist, wie bereits erwähnt, mit dem Verst/irker 51 verbunden, und zwar über einen Kondensator 81 mit dem nicht-invertierenden Verstärker-Eingang, der ferner, über einen Widerstand 85 mit der elektrischen Masse verbunden ist. Das Mikrofon 5 ist über einen Widerstand 83 und der invertierende Eingang des Verstärkers 51 direkt mit Bauteilen des Diskriminators 53 verbunden.

Der Ausgang des Verstärkers 51 ist über zwei zum Diskriminator 53 gehörende, parallel geschaltete, entgegengesetzte Durchlassrichtungen aufweisende Dioden 91 und 93 mit dem nicht-invertierenden Eingang 95a eines Differential-Verstärkers 95 verbunden. Der Eingang 9 5a ist ferner über einen Widerstand 97 und einen diesem parallel geschalteten Kondensator 99 mit der vom invertierenden Eingang des Verstärkers 51 kommenden Verbindung sowie über einen Widerstand 101 und einen mit diesem in Serie geschalteten Kondensator 103 mit der Masse verbunden. Der Ausgang des Verstärkers 5I ist noch über eine dritte Diode 105 und vier mit dieser und miteinander in Serie geschaltete Widerstände 107, 109, 111, 113 mit der Masse verbunden. Die miteinander verbundenen Anschlüsse der Widerstände 107, 109 sind mit einer Elektrode 115a eines Kondensators 115 verbunden, dessen andere Elektrode 115b mit dem Plus-Pol der Speisespannungsquelle verbunden ist. Dem Widerstand 109 ist ein manuell betätigbarer Schalter 117 parallel

geschaltet. Dieser ist im Batteriefach des Gerätes 13 angeordnet und nur zugänglich, wenn der das Batteriefach normalerweise abschliessende Deckel geöffnet oder entfernt ist. Die miteinander verbundenen Anschlüsse der beiden Widerstände 109 und 111 sind mit dem invertierenden Eingang 95b des Verstärkers 95 verbunden. Ein Schalt-Transistor 119 weist einen mit der Kondensator-Elektrode 115a verbundenen Emitter und einen Collector auf, der sowohl mit den miteinander verbundenen Anschlüssen der beiden Widerstände 111, 113 als auch über einen Widerstand 121 mit dem Ausgang des Verstärkers 57 verbunden ist. Die Basis des Transistors 119 ist über einen Widerstand 123 mit einem Ausgang des oteuer-Teils 55 verbunden. Der Ausgang 95c des Verstärkers 95 ist mit einem Eingang des Steuer-Teils 55 verbunden.

Die Kondensatoren 8l, 99j 103 und 115 können beispielsweise Kapazitäten von 3,3 nF, 10 nP, 4,7 γύ?₃ 3,3 vF haben. Die Widerstände können beispielsweise die folgenden Widerstandswerte aufiiieisen:

Der Widerstand 83 470 kft, , der Widerstand 85 2,2 MCl.,

der Widerstand 97 100 kü. , der Widerstand 101 1 kfr ,

der Widerstand 107 4,7 kft , der Widerstand 109 6,8 Mil ,

der Widerstand 111 3,3 ΜΩ. , der Widerstand 113 2,2 kCl,

der Widerstand 121 10 kSl, der Widerstand 123 22 M&

hei den drei Dioden 91» 93 und 105 handelt es sich um identische Siliziumdioden, beispielsweise Dioden des Typs 1 N 4l48. Als Schalt-Transistor 119 kann beispielsweise der Transistor BC 214 eingesetzt v/erden.

Der Steuer-Teil 55 ist zur Hauptsache aus einem integrierten Schaltkreis gebildet, der eine Anzahl Kipp- und Torschaltungen zur Ausübung logischer Operationen aufweist. Der Steuer-Teil

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55 weist ferner an den integrierten Schaltkreis angeschlossene elektronische Bauteile, insbesondere zur Festlegung verschiedener Zeitintervalle dienende Kondensatoren auf. Der Steuer-Teil 55 dient zur Überwachung und Steuerung verschiedener zeitlicher Punktions-Abläufe und auch zur Erkenntnis gewisser Störungen.

Nun soll die Arbeitsweise der Blutdruckmesseinrichtung erläutert werden. Dabei wird zunächst anhand der Figur Ί, in der die Kurve 131 die Abhängigkeit des Druckes ρ in der Luft-Kammer 3 von der Zeit t für eine Messung wiedergibt, das allgemeine Messverfahren beschrieben. Danach werden dann anhand der Figuren 5 und 6 noch gewisse Einzelheiten näher erörtert.

Für die Durchführung einer Blutdruckmessung wird die mit dem Gerät 11 verbundene Manschette 1 an einem Glied, üblicherweise einem Arm einer zu untersuchenden Person befestigt. Danach wird das Gerät durch ein kurzes Drücken des EIN/AUG-Drucktastenschalters 27 in Betrieb gesetzt. Im danachfolgenden Zeitintervall, in dem das Ventil 37 ganz offen und die Luft-Kammer 3 drucklos ist, wird der Drucksensor 39 durch die zu ihm gehörende Null-Abgleich-Vorrichtung automatisch auf Null abgeglichen. Daraufhin wird durch manuelles Betätigen der Pumpe 21 stossweise Luft in die Kammer 3 gepumpt, so dass der Druck ρ in dieser ansteigt. Das Ventil 37 wird während des Aufpumpvorganges durch den Steuer-Teil 55 automatisch geschlossen. Im übrigen wird der Druck während des Aufpumpvorganges durch die Anzeige-Einheit 29 fortlaufend in konstanten Zeitnbr.tänden in digitaler Form angezeigt, so das f. festgestellt werden kann, wenn der Druck über dem erwarteten systolischen Druck p„ liegt.

Das Ventil 37 bleibt nach dem letzten Pumpstoss noch während einer fest vorgegebenen, beispielsweise 1 bis 2 Sekunden be-

tragenden Zeitdauer geschlossen und wird danach durch den Steuer-Teil 55 geöffnet und durch den Regler 61 derart geregelt, dass der Druck ρ mit einer konstanten Rate abnimmt, die etwa 300 bis 500 Pa/s beträgt. Während eines Teils des linearen Druckabfalls treten durch die Herzschläge verursachte Druckschwankungen auf, die durch die Differenzierschaltung 59 und im Steuer-Teil 55 vorhandene Schaltungsmittel erfasst und in eine Folge von Impulsen umgewandelt werden, die dann zur Messung der Herz- oder Pulsfrequenz dem Herzfrequenzmesser 71 zugeführt werden.

Während eines gewissen Teils des linearen Druckabfalls erzeugt das Blut in der durch die Manschette 1 zusammengedrückten Arterie auch noch eine Folge von Korotkoff-Tönen. Dabei werden elektrische Korotkoff-Ton-;;ignale gebildet und im Diskriminator Io mit einem variablen Schuellwert U₁-. verglichen.

Bei den den Schwellwert übersteigenden Korotkoff-Ton-Signalen führt der Diskriminator 53 dem Steuer-Teil 55 Impulse zu. Der Steuer-Teil 55 bewirkt dann, dass beim ersten, den Schxvellwert U erreichenden oder übersteigenden Signal einer Korotkoff-Ton-Folge der momentane Wert des Druckes ρ als systolischer Druck Po erfasst und in dem als Speicher dienenden Kondensator 63 gespeichert wird. Der Steuer-Teil 55 bewirkt des weitern, dass bei jedem den Schwellwert IL, erreichenden oder übersteigenden Korotkoff-Ton-Signal der Momentanwert des Druckes ρ erfasst und in dem als Speicher dienenden Kondensator 65 gespeichert wird. Nach der Erfassung und Speicherung des letzten Druckwertes_s der den diastolischen Druck p^ bildet, bewirkt der Steuer-Teil 55 nach einer bestimmten vorgegebenen Zeit, die beispielsweise 3 bis 6 Sekunden beträgt, dass das Ventil 37 vollständig geöffnet wird und der Druck ρ rasch auf Null abfällt.

Der Steuer-Teil 55 führt bei der Verarbeitung der Korotkoff-Ton-Signale auch noch gewisse Kontrollen und Operationen zur Vermeidung von Messfehlern aus. Hier wäre zunächst zu erwähnen, dass ein Kanal, durch den die Ton-Signale die Druckerfassung und -speicherung auslösen können, während des Aufpump-Vorganges und nach dessen Beendigung noch bis zum Ablauf eines fest vorgegebenen, beispielsweise 1 bis 3 Sekunden betragenden Zeitintervalls gesperrt wird. Die Speicher 63, 65 werden daher erst nach dem Ablauf dieses Zeitintervalls für die Speicherung des nystolischen bzw. diastolischen Druckes freigegeben. Fallg das erste Ton-Signal bereits kurze Zeit nach der Beendirung des Aufpumpvorganges bzw. nach dei.. Regel beginn dor. Vent.ils ·>7 erscheint, beispielsweise vor dem Ablauf eines vom Pumperiende aus ••emeösenen, vorgegebenen Zeitinterv.ills von 2 bis Ί Sekunden, wird das Ventil 37 wieder geschlossen und durch d:ie Anzeige-Einheit 29 signalisiert, dass die Luft-Kammer noch mehr aufgepumpt werden sollte. Des weitern werden nur solche im Ton-Kanal auftretende Signale echten Korotkoff-Tönen zugeordnet, deren zeitlicher Abstand einen vorgegebenen, im Bereich von 1 bis 2,5 Sekunden liegenden und beispielsweise 1,5 Sekunden betragenden Maximalwert nicht überschreitet.

V.'ährend des Messvorganges wird das Auftreten von Korotkoff-Tünen jeweils optisch durch die Anzeige-Einheit 29 signalisiert. Am i'".nde eixier Messung können der syntoliache Druck, der diastoliüctic Druck und die Herzfrequenr, durch kurxos Drücken --ieu Drucktastenschaltero 25 ^ykliuch ".ux* Anzeige gebracht werden. Die Anzeige-Einheit zeigt die Werte dabei in digitaler Form an, wobei mittels des Drucktastenschalters 25 gewählt werden Kann, ob der Druck in Kilopascal oder Torr angezeigt werden soll.

Nachdem nun die allgemeine Arbeitsweise der Einrichtung dargelegt wurde, soll noch die Bildung des Schwellwertes U_R näher erörtert werden. Der Schwellwert ist sowohl vom Druck ρ in der

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Kammer 3 als auch von der Höhe der Lautstärke der Korotkoff-TÖne abhängig.

Die vom Mikrofon 5 beim Auftreten von Korotkoff-Tönen erzeugten elektrischen Niederfrequenz-Signale werden vom Verstärker 51 verstärkt, der zusammen mit den zugehörigen Widerständen und Kondensatoren gleichzeitig auch noch als Filter dient. Am Ausgang des Verstärkers 51 erscheint bezüglich der elektrischen Hasse bei jedem Korotkoff-Ton ein elektrisches Korοtkoff-Ton-Signal, das durch ein Wellenpaket, d.h. eine während einer gewissen Zeitdauer auftretende, bezüglich Masse alternierende Wechselspannung U„ gebildet ist. Die als Gleichrichter wirkende Diode 105 leitet die bezüglich Masse positiven Halbwellen der Wechselspannung U„ an das die Widerstände 107, 109, 111, 113 und den Kondensator 115 aufweisende RC-Netzwerk weiter. An der Kathode der Diode 105 erscheint daher bei jedem Korotkoff-Ton die positive Hälfte eines Wellenpaketes. Diese bezüglich der Masse pulsierende Gleichspannung sei als U_n bezeichnet. In den verschiedene Messungen betreffenden Figuren 5 und 6 ist je eine ο Ich übor ein gewisses Intervall der Zeit t erstreckende Folge l'il bzxtf. l6l durch die Diode 105 übertragener Korotkoff-Ton-Signale veranschaulicht. Dabei ist jedem Korotkoff-Ton ein Strich zugeordnet, dessen Höhe gleich dem maximalen Spitzenwert, d.h. der ^rossten Amplitude der beim betreffenden Korotkoff-Ton von der Diode durchgelassenen Halbwellen ist.

Die beiden parallel geschalteten, entgegensetzte Durchlassrichtungen aufweisenden Dioden 91, 93 ergeben keine Gleichrichtung, sondern haben den Zweck, die von ihnen zum Verstärkereingang 95a woitergeleitete Wechselspannung U-^ derart zu ändern, dass beauf "lieh der Masse ihre positiven Halbwellen in Bezug auf Amplitude) und Form mügl iehrst r.ut mit den von der Diode 1Π^Γ) durchgelassenen Signalen übereinstimmen. Der Verstärker 95 ist

im wesentlichen als Schmitt-Trigger oder Spannungsvergleicher-Schalter ausgebildet und erzeugt jedesmal, wenn die Wechselspannung Ü_DD den durch eine bezüglich Masse variierende Gleichspannung dargestellten Schwell wert U., erreicht oder übersteigt, einen im wesentlichen rechteckigen Impuls. Bei jedem Korotkoff-Ton, bei dem der Spitzenwert von IL.,, und damit auch von Uj-. mindestens gleich die Grosse des Schwellwertes U„ erreicht, liefert der Verstärker 95 einen Impuls oder meistens ein ganzes Paket von Impulsen an den Steuer-Teil 55·

In den Figuren 5 und f> sind zusätzlich zn den Korotkoff-Ton-Signal-Polgen l4l bzw. l6l noch Kurventeile 113, 1^5, 1^7 bzw. I63j 165j I67 dargestellt. Diese zeigen den zeitlichen Verlauf der dem Eingang 95b des Verstärkers 95 zugeführten, den Schwellwert U_R darstellenden, bezüglich Masse gemessenen Gleichspannung.

Wie erwähnt, wird die Luft-Kammer 3 während eines bald nach dem AufpumpVorgang beginnenden Zeitraumes derart entlüftet, dass ihr Druck linear mit der Zeit abnxKnt. Dementsprechend nimmt die am Ausgang des Verstärkers 57 vorhandene, zum Druck proportionale Gleichspannung U linear· mil der Zeit ab. .'Solange im Anfangntell der Entlüftungsphase am Ausgang des zum Ton-Kanal gehörenden Verstärkers 51 noch keine Signale auftreten, ist die bezüglich Masse gemessene Spannung U beim Knotenpunkt, bei dem die drei Widerstände 111, 113» 121 miteinander verbunden sind, in sehr guter Näherung proportional zum Druck p. Die den Schwellwert U_R darstellende Spannung ist während dieses Teils des Entlüftungsvorganges nur geringfügig von der Stellung des Schalters 117 abhängig und insbesondere in guter Näherung für beide Stellungen des Schalters 117 proportional zum Druck. Für die geraden Kurventeile 143 und I63 und deren gestrichelte Verlängerungen l43a bzw. 163a gelten daher in guter Näherung die Beziehungen:

ϋ_χ = C_x ρ (1)

U_R = c_R p (2)

Dabei sind c und c_p Konstanten ähnlicher Grosse und näherungsweise für beide Stellungen des Schalters 117 gleich.

Die dem Verstärkereingang 95b zugeführte, den Sehwellwert U_R darstellende Spannung bildet also eine lineare Punktion des druckes p, ist 3Op;ar proportional zum Druck P₃ und nimmt vor dem Auftreten von Ton-Signalen linear mit der Zeit ab.

Wenn nun am Ausgang des Verstärkers 51 Korotkoff-Ton-Signale oder eventuell Störsignale auftreten, hängt deren Einfluss auf den Schwellv/ert davon ab, ob sie, oder genauer gesagt, die maximalen Spitzenwerte, d.h. Amplituden der Spannung U„ die Kurven 143 bzw. 163 übersteigen oder nicht. Wenn die Spitzenwerte der am Ausgang des Verstärkers 51 auftretenden Signale die Kurven 1^3 bzw. I63 nicht übersteigen, d.h. kleiner sind als der momentane Schwellwert U„, sperrt die Diode 105 die Verbindung, die vom Ausgang des Verstärkers 51 zum RC-Netzwerk mit den Widerstanden 107, 109, 111, 113, 121 und dem -Kondensator U'i filhrt. Dor Schw^llvjnrt ist dann weiterhin aur>sohlieaslich vom Druck ρ abhängig.

Sobald nun am Ausgang des Verstärkers 51 ein Signal erscheint, bei den der Spitzenwert der Wechselspannung U„. die momentane Grosse des Schwellwertes U_R übersteigt, wird die Diode 105 vorübergehend leitend. In dem den Kondensator 115 aufweisenden RC-Netzwerk findet dann eine Oberlagerung oder Vermischung der. vom Verstärker 57 gelieferten, zum Druck ρ proportxonalen Gleichspannung U und der pulsierenden Spannung U^ statt.

Im folgenden wird, solange nichts Gegenteiliges gesagt wird, angenommen, der Schalt-Transistor 119 befinde sich in seinem Sperr-Zustand. Dementsprechend ist das vom Transistor 119 gebil-

dete elektronische Schaltorgan offen.

Die Widerstände 113 und 121 sind wesentlich kleiner, nämlich grüssenordnungsmässig 100 bir. 10Ό00 Mal kleiner als rl le Widerstünde V)'j und 111. Die Üpaririunjj U beim Knotenpunkt, bei dom die drei Widerstände 111, 113, 121 Miteinander verbunden sinu, ist demzufolge praktisch unabhängig von der Grosse der Spannung U,, und also auch beim Auftreten hoher Korotkoff-Ton-Signale nahezu ausschliesslich vom Druck abhängig. Die durch die Formel (1) gegebene Beziehung gilt also in guter Näherung auch beim Auftreten von U„ übersteigenden Ton-Signalen. Wenn Korotkoff-Ton-Signale auftreten, die den Schwellwert und damit auch die Spannung U übersteigen, hat also die Spannung U näherungswei-

.Χ. Λ.

se den Verlauf, der durch die gestrichelten Verlängerungen l^ji3a, 163a der geraden Kurventeile 1^3» I¹'3 wiedergegeben ist.

Bei jedem Korotkoff-Ton, bei dem die Spannung U^ die momentane Grosse des Schwell wertes TJ_W übersteigt, wird der f.chwellwert nahezu sprungartig" erhöht und sinkt dann exponentiell wieder ab. Dieser zeitliche Verlauf des Schwellwertes wird in den Figuren 5 und 6 durch die Kurventeile 145, 1^7, 165, 167 wiedergegeben. Dabei gelten die Kurven 1'15, I65 für den Fall, dass der Schalter 117» wie in der Figur 3 dargestellt, geschlossen ist. Wenn der Schalter 117 dagegen offen ist, hat der Schwellwert den durch die Kurventeile 1^7» 167 dargestellten Verlauf.

Bei dem nach einer sprungartigen Erhöhung exponentiell mit der Zeit verlaufenden Abfall des Schwellwertes strebt dieser gegen einen zeitlich veränderlichen Minimal-wert, dessen Verlauf durch die gestrichelten Verlagerungen I^3a, 163a der geraden Kurventeile 1^3 bzw. I63 gegeben ist und der also zum momentanen Druck proportional ist.

Die Zeitkonstante, mit der der Schwellwert bei den erwähnten sprungartigen Erhöhungen ansteigt, ist näherungsweise unabhängig von der Stellung des Schalters 117 und beträgt höchstens 100 Millisekunden, beispielsweise 5 bis 30 Millisekunden.

j.3118387

Dagegen sind die Zeitkonstanten, mit denen der Schwellwert nach den sprungartigen Erhöhungen abfällt, stark von der Stellung des Schalters 117 abhängig. Bei geschlossenem Schalter 117 beträgt die Abfall-Zeitkonstante höchstens 15 Sekunden und mindestens 5 Sekunden, beispielsweise 10 Sekunden. Bei offenem Schalter 117 beträgt die genannte Abfall-Zeitkonstante mindestens 20 Sekunden und höchstens 50 Sekunden, nämlich beispielsweise 30 Sekunden. Die Abfall-Zeitkonstante beträgt also bei geschlossenem Schalter 117 etwa 10$ bis 75$ und.vorzugsweise 40 bis 60% der bei offenem Schalter vorhandenen Abfall-Zeitkonstante.

Auch die bei den Sprungartip;en Erhöhungen des Schwellwertes stattfindenden Schwellwert-Vergrösserungen sind von der Stellung des Schalters 117 abhängig. Wenn der Schalter 117 geschlossen ist, nähert sich der Schwelluert bei den sprungartigen Erhöhungen näher an die Spitzenwerte der Korotkoff-Ton-Signale an als bei offenem Schalter. Da bei den sprungartigen Erhöhungen der Kondensator 115 über die Diode 105 und den Widerstand 107 aufgeladen werden muss, findet bei den Erhöhungen eine gewisse Integration und Mittelung statt.

Wenn einige aufeinanderfolgende, den Schwellwert U_R übersteigende Ton-Signale eine konstante Grosse haben, wie es im mittleren Teil der Korotkoff-Ton-Signal-Polge 161 der Fall ist, strebt der "chwellwert Up gegen einen oberen Grenzwert. Dieser ist minaestens näherungsweise zur Grosse der Korotkoff-Ton-Signale proportional. Bei geschlossenem Schalter 117 beträgt der Grenzwert 50 bis 90/S und beispielsweise ungefähr 75% des Spitaenwertes des jeweiligen Ton-Signale:;. Bei offenem Schalter 117 beträgt der besagte obere Grenzwert 20 bis ^l\Q%₃ beispielsweise ungefähr 30$ der Spitzenwerte der Korotkoff-Ton-Signale.

Der Verstärker 51 ist derart ausgebildet, dass er die an seinem

2S-

Ausgang auftretende Wechselspannung IL, und damit auch die Spannungen U~ und U_QD begrenzt. Der Spannungs-Spitzenwert der von der Diode 105 durchgelassenen Halbwellen hat daher im Maximum einen fest vorgegebenen Wert U__„.

IiI CL Λ

Wie bereits erläutert, wird der systolische Druck in demjenigen Zeitpunkt gemessen, in dem das erste mindestens die Grosse des Schwellwertes U_R erreichende Korotkoff-Ton-Signal auftritt. Dies ist unabhängig von der Stellung des Schalters 117 das Signal l^J41a der Folge 141 bzw. das Signal l6la der Folge l6l. Wie ebenfalls bereits erörtert, wird der diastolische Druck in demjenigen Zeitpunkt erfasst, in dem das letzte den Schwellwert übersteigende Korotkoff-Ton-Signal auftritt. Bei geschlossenem Schalter 117 ist dies das Signal 1*4 Ib der Folge 1*41 bzw. das Signal lölb der Folge l6l. Die Signale l4lb, lölb entsprechen dem sogenannten vierten Korotkoff-Ton, d.h. dem Ton, nach welchem dann die Lautstärke stark abfällt. Bei offenem Schalter 117 wird der diastolische Druck beim Korotkoff-Ton-Signal l4lc bzw. l6lc gemessen. Diese Signale l4lc₃ l6lc entsprechen dem sogenannten fünften Korotkoff-Ton, der wesentlich leiser und auch tiefer ist als der vierte Korotkoff-Ton. Bei offenem Schalter 117 wird demzufolge, bei sonst gleichen Verhältnissen, ein kleinerer diastolischer Druck gemessen als bei geschlossenem Schalter 117.

Wir? bereits in der Einleitung erwiihnt wurde, kann die maximale Lautstärke der Korotkoff-Töne von Patient zu Patient beträchtlich variieren, wobei die Lautstärke-Maxima innerhalb eines ungefähr oder mehr als eine Dekade umfassenden Bereiches verteilt sind. Die Lautstärke hängt dabei etwas von der Armdicke und vor allem vom Blutdruck der untersuchten Person ab. Bei Personen mit hohem Blutdruck ist die Lautstärke im allgemeinen beträchtlich grosser als bei Personen mit durchschnittlichem oder gar extrem niedrigem Blutdruck.

Die Diagramme in den beiden Figuren 5 und 6 sind derart dargestellt, dass identische Werte der Zeit t dem gleichen Druck ρ entsprechen. Bei dem in der Figur 6 dargestellten Diagramm tritt nun die Korotkoff-Ton-Folge 161 in einem bei höheren Drücken liegenden Druckbereich auf als die Folge 1.41 bei dem in der Figur 5 dargestellten Diagramm. Dementsprechend sind auch die Korotkoff-Ton-Signale der Signal-Folge 161 im allgemeinen lu'Mior ali; hai dar Signal-Folge I'll. Bei der ■'! i.p;nal-Fo 1 ;-;e 101 wurde bei einigen Korotkoff-Ton-Signalen ein TeIl₃ der bei linearer Verstärkung den Grenzwert U überstiegen hätte, abgeschnitten. Der zum Druck ρ proportionale Teil des Schwellwertes U_R, der durch den geraden Kurven-Teil 143 bzw. 163 dargestellt wird, ist beim Ton-Signal l6la, bei dem bei der Signal-Folge l6l der systolische Blutdruck gemessen wird, höher als beim Signal l4la der Signal-Folge l4l.

Während des Aufpumpvorganges werden durch das Pumpen Störgeräusche erzeugt. Ferner entstehen auch in einem unmittelbar an den Aufpumpvorgann anschliessenden Zeitintervall häufig noch starke .".türr;pi'.'!U!-'.cht·. WLn bereite» erwähnt, sperrt der i3teuer-Te.il ^r)^r> di.G Verarbeitung der Ton-Signale während des Auf pump Vorganges und auch noch während eines kurzen auf das Ende des Aufpumpvorganjjes folgenden-Zeitintervalls, so dass die bis dann verursachten Stör-Signale keine Fehlmessungen verursachen können.

Diejenigen Störgeräusche, die erst einige Sekunden nach dem Abschluss des Aufpumpvorganges auftreten, sind im allgemeinen kleiner als die während des Aufpumpvorganges auftretenden Störgeräusche, liegen zum grossten Teil unter dem Schwellwert U_R und werden dementsprechend beim Verstärker 95 gesperrt. Allenfalls den Schxtfellxirert doch noch übersteigende, relativ selten und üblicherweise nur vereinzelt auftretende Stör-Signale ergeben wegen der weiter vorn beschriebenen Arbeitsweise des Steuer-Teils normalerweise keine Messfehler.

Dadurch, dass der Schwellwert in der beschriebenen Weise verändert wird, kann also erreicht werden, dass der Schwellwert schon

bei der Erfassung des systolinchen Druckes bei gronr.er Lautstärke der dann folgenden Korotkoff-Töne grö.-öer ir.t al3 bei kleiner Lautstärke. Auch bei der Messung des diastolisehen Druckes ist dann bei grosser Lautstärke der Korotkoff-Töne der

Schwellwert IL, grosser als bei kleiner Lautstärke. Durch die η

Veränderung des Schwellwertes ergibt sich also gewissermassen eine automatische Anpassung der Störgeräusch-Unterdrückung an die individuell verschiedenen Lautstärke-Niveaus. Daher können auch bei Personen, bei denen die Blutdrücke extrem hoch oder extrem niedrig sind und bei denen die Korotkoff-Töne dementsprechend extrem laut bzw. leise si'id, Blutdruckmessungen mit einer guten Messgenauigkeit durchgeführt werden.

Die optimale Grüsse der Konstanten ·; _r3 c., ist von ier _ Ι-ζ-ιρΓίη«.— 1 .i t.-iikeit do:·. Mikrofon:; und vom VorLiLarkimgsfakLoi¹ -Jen Vi.U'iit/irker;j 51 abhängig. Bei der Konvention der Einrichtung und insbesondere bei der Bemessung der Widerstände und Kondensatoren können die Konstanten c , c_R beispielsweise dadurch festgelegt werden, dass man bei einer Anzahl Personen, deren Blutdrücke und Korotkoff-Ton-Lautstärken über einen grossen Bereich verteilt sind, am Ausgang des Verstärkers 51 die Grosse der Korotkoff-Ton-Signale sowie auch die Grosse der Stör-Signale misst und statistisch auswertet. Danach können die Konstanten c , c_R derart festgelegt werden, dass einerseits alle oder mindestens ein grosser Teil der beim systolischen Druck auftretenden Korotkoff-Ton-3ignale die Spannungen U und U_p überschreiten, und andererseits möglichst viele Stör-Signale unterhalb des zeitlich variablen Gchwellwertes zu liegen kommen. Bei einem Ausführungsbeispiel der Blutdruckniesseinrichtung wurde für die Konstante C₁,

— f
ungefähr ein Wert von 7,5 . 10 ' V/Pa gewählt. Das Verhältnis U_mov/c₀ kann beispielsweise einen zwischen 1 . ΙΟ-⁵ und 5 · 10 Pa liegenden Wert aufweisen.

Wie aus der vorangehenden Beschreibung hervorgeht, kann mittels des Schalters 117 gewählt werden, ob der diastolische Druck beim vierten oder fünften Korotkoff-Ton gemessen werden soll.

Wenn nun beispielsweise die Blutdruckmesseinrichtung von einem-unter einer Blutdruckanomalie leidenden Patienten für die Selbstkontrolle des Blutdruckes benutzt wird, hat der den Patienten behandelnde Arzt die Möglichkeit, aufgrund unter Verwendung eines Stethoskops durchgeführter Vergleichsmessungen festzulegen, ob der Patient bei seinen Messungen den diastolischen Blutdruck jeweils beim vierten oder fünften Korotkoff-Ton erfassen soll.

Nun soll noch die mögliche Beeinflussung des Schwellwertes durch Stör-Signale diskutiert werden. Eine derartige Beeinflussung kann höchstens dann stattfinden, wenn die Spannung U„ bei Stör-Signalen grosser als der momentane Schwellwert wird.

Uerart hohe Stör-Signale sind voi-allem während des Aufpumpvoririn^oH und der, unmittelbar darau!'folgenden Zeitintervalls ::u erwarten. Wie bereits erwähnt, sperrt der Steuer-Teil 55 während dos Aufpumpvorganges und eines vorgegebenen, daran anschliessenden ZeitIntervalls einen in ihm vorhandenen, zur Verarbeitung der Ton-Signale dienenden Kanal, so dass die in diesem Zeitraum auftretenden Signale keine Druck-Speicherung auslösen können. Der Steuer-Teil 55 ist nun aber derart ausgebildet, dass er während des Aufpumpvorganges und des genannten unmittelbar an diesen anschliessenden, mindestens 1 Sekunde und beispielsweise etitfa 1 bis 3 Sekunden betragenden Zeitintervalls zusätzlich auch noch das durch den Transistor 119 gebildete elektronische Schaltorgan schliesst. Die Widerstände 109 und 111 :; ind dann überbrückt und die beiden Widerstände 107, 113 bilden ViU' die vom Verstärker 51 kommenden Signale einen Spannungsteiler. Wenn man sich den Kondensator 115 zunächst wegdenkt, würde dieser Spannungsteiler die ihm von der Diode 10 5 zugeführte pulsierende Spannung derart herabsetzen, dass die beim Emitter des Transistors Hj vorhandene Spannung höchstens 5Q£, beispielsweise etwa 30/i der pulsierenden Spannung beträgt, die bei der Verbindung der Diode 105 mit dem Widerstand 107 vorhanden ist.

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V/enn man nun noch die Wirkung des Kondensators 115 berücksichtigt, so wird dieser, wenn sich der Transistor HQ in seinem ijeit-Zustand befindet, zudem sehr schnell, nämlich mit einer Zeitkonstante von höchstens 20, und beispielsweise 5 bis 10 Millisekunden entladen. Wenn das durch don Transistor 119 gebildete Schaltorgan geschlossen ist, verändern am Ausgang des Verstärkers 51 auftretende Stör-Signale daher den Schwellwert U„, auch wenn sie diesen üb er "-te iron, praktisch nicht.

Wenn auch noch dann ein den Schwellwert übersteigendes Stör-Signal erscheint, wenn das durch den Transistor 119 gebildete Schaltorgan bereits bereits geöffnet worden ist, kann dieses Stör-Signal zwar eine Erhöhung des Schwellwertes bewirken. Ein solches Stör-Signal kann jedoch höchstens den Grenzwert U

max

erreichen. Da der Kondensator 115 beim Aufladen eine gewisse Mittelung ergibt und da derart grosse Stör-Signale im Gegensatz zu den Korotkoff-Ton-Signalen normalerweise nur einzeln auftreten und auch nur eine kurze Zeitdauer haben, steigt der Schwellwert beim Auftreten eines Stör-Signales auch nicht so hoch an wie beim Auftreten einer Anzahl gleich hoher Korotkoff-Ton-Signale. Insbesondere wenn der Schalter 117 geöffnet ist, steigt der Schwellv/ert daher bei einem ein:;c?1nen Stör-SL-nal •nur vrenir: über die geraden Kurve nt el le IH J, b::w. 1(>^V> an. Falls der Schalter 117 geschlossen ist, findet zwar bei einem Stör-Signal eine stärkere Erhöhung des Schwellwertes statt, der dann aber auch wieder verhältnismässig schnell gegen die geraden Kurventeile 143 bzw. 163 abfällt.

Die Blutdruckmesseinrichtung kann in verschiedener Weise variiert werden. Beispielsweise müsste der vom Druck ρ abhängige Anteil des Schwellwertes, d.h. die Spannung ü nicht unbedingt proportional zum Druck sein. Der genannte Schwellwert-Anteil könnte nämlich auch in anderer Weise derart mit dem Druck ρ verknüpft werden, dass er bei abnehmendem Druck kleiner wird. Der vom Druck abhängige- Schwe.llv/ert-Anteil könnte beispieJ \:,vieh:.<; bei abnehmendem Druck treppenartig abnehmen.

:": "= 31 16357

Es sei auch noch vermerkt_s dass die elektronischen Schaltungsnatürlich wahlweise durch einzelne, dinkrete Kotnponenton

oder zu integrierten Schaltungen zusammengefasst werden können. Der Diskriminator 53 könnte also beispielsweise statt aus einseinen Bauelementen auch ganz oder teilweise aus einer integrierten Schaltung gebildet sein₃ wobei die letztere auch noch nicht zum Diskriminator gehörende Komponenten aufweisen könnte.

Claims

"Br₁JJBE DiAlDg. Dr.rsr.nsi. «pj.fef, MöhlBtraße 87 - 8000 München

PATENTANSPRÜCHE

1. I Blutdruckmess einrichtung mit einer zum Befestigen an einem CiIied. einer zu untersuchenden Person bestimmten Manschette (1), die eine deformierbare Kammer (3) aufweist, mit dieser verbundenen Pump- und Entlüftungsmitteln zum Ändern des Druckes in der Kammer (3), Druck- sowie Schallerfassungsmitteln und einen Diskriminator (53) aufweisenden elektronischen Schaltungsmitteln, um die vom Blut in der Arterie erzeugten Töne in elektrische Ton-Signale umzuwandeln, diese im Diskriminator (53) mit einem Schwellwert (U_R) zu vergleichen und mindestens bei zwei Ton-Signalen, wenn sie den Schwellwert (U„) erreichen oder übersteigen, den Druck in der Kammer (3) zu erfassen und zu speichern, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsmittel derart ausgebildet sind, dass dem Diskriminator (53) mindestens während eines Teils einer Messung eine ein Mass für den Druck gebende elektrische Variable zugeführt wird und dass der Schwellwert (U_n) oder dessen Minimalwert mindestens während eines Teils

einer Messung vom Druck abhängig ist und bei abnehmendem Druck kleiner wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsmittel derart ausgebildet sind, dass der Schwellwert (U_R) oder dessen Minimalwert mindestens während eines Teils einer Messung mindestens annähernd linear mit dem Druck ändert.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsmittel derart ausgebildet sind, dass ein Kanal für die durch ein Ton-Signal auslösbare Erfassung und Speicherung eines Druckwertes frühestens bei der Beendigung des Aufpumpens der Kammer (3) freigegeben wird und dass der Schwellwert (U_R) spä testens von dieser Freigabe an bis mindestens zum Auftreten des ersten den Schwellwert (U_R) übersteigenden Ton-Signals (141a, I6la) in der genannten Weise vom Druck abhängig ist.

15954 Zb/ro/Pall 7 L

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltungsmittel derart ausgebildet sind, dass der Schwellwert (U„) beim Auftreten eines seine momentane Gröüse übersteigenden Ton-Signals erhöht wird und danach wieder gegen seinen in der genannten Weise vom Druck abhängigen Minimalwert abfällt.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schxvellwert (U_R) beim Auftreten eines seine momentane Grosse übersteigenden Ton-Signals gegen einen Teil des Spitzenwertes des betreffenden Ton-Signals strebt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein manuell betätigbarer Schalter (117) vorhanden ist, mit dem der genannte Teil des Spitzenwertes und die Zeitkonstante, mit der der Schwellwert (U_R) nach einer Erhöhung wieder abfällt, je auf zwei verschiedene Werte festlegbar sind, wobei die Zeitkonstante kleiner ist, wenn der Schwellwert (U₀) gegen einen

grösseren Teil des Ton-Signals strebt.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Diskriminator (53) einen Spannungsvergleicher (95) aufweist, dass ein elektronisches Organ (51) vorhanden und mit dem Diskriminator (53) verbunden ist, um diesem eine die Ton-Signale darstellende Spannung (U^.) zuzuführen, und dass ein mit dem Diskriminator (53) verbundenes elektronisches Organ (57) vorhanden ist, um dem Diskriminator (53) eine zum Druck mindestens annähernd proportionale Gleich- ::panrmii/: (^₁) zuzuführen.

Ö. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zum Liefern einer die Ton-Signale darstellenden Spannung (U„) dienende Organ (51) mit einem ersten Eingang (95a) des Spannungsvergleichers (95) und über eine Diode (105) mit einem RC-Metz-

werk verbunden ist, das rait einem zweiten Eingang des Spannungsvergleichers (95) sowie mit dem Ausgang des zum Liefern der zum Druck mindestens annähernd proportionalen Spannung (U) dienenden Organs (57) verbunden ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindung des zum Liefern der die Ton-Signale darstellenden Spannung (U_K) dienenden Organs mit dem ersten Eingang des Spannungsvergleichers (95) zwei zueinander parallel geschaltete, umgekehrte Durchlassrichtungen aufweisende Dioden (91j 93) eingeschaltet sind.