DE3632444A1 - Blutdruckmesssystem fuer die manschette eines automatischen blutdruckmessers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Blutdruckmeßsystem bzw. Gerät für die Manschette eines automatischen, nicht eindringenden Blutdruck­ messers.

Bei der herkömmlichen Blutdruckmessung unter Anwendung der Aus­ kultativtechnik wird die Messung unter Verwendung manuell zu be­ tätigender Luftpumpen bewirkt, um einen Druck höher als den systo­ lischen Blutdruck in eine Blutdruckmeßmanschette zu pumpen, die gewöhnlich rund um den Arm befestigt ist. Danach wird der Manschet­ tendruck gleichförmig reduziert, während die sog. Korrotkoff-Geräu­ sche durch ein Stetoskop abgehört werden. Die Manschettendrücke, die bestimmten Übergangspunkten bei diesen Geräuschen entsprechen, zeigen die systolischen und dyastolischen Blutdrücke an.

Bei der manuellen Blutdruckmessung kann die die Messung durchführende Person willkürlich den Grad der Druckreduktion in der Weise regeln, daß alle Faktoren, die einen Einfluß auf die Messung haben, berück­ sichtigt werden, um dadurch den Grad der Druckreduktion zu einem gegebenen Moment zu bestimmen. Die Druckreduktion kann auch komplett abgestoppt werden, und es ist auch möglich, den Druck durch eine Handpumpe während des Meßprozesses zu erhöhen.

Ein automatischer Druckmesser muß in der Lage sein, den Grad der Druckreduktion in Eigenabhängigkeit oder durch Selbststeuerung zu kontrollieren. Dies kann durch Messung des Manschettendruckes und des Reduktionsgrades mit einem Druckwandler bewirkt werden und durch damit entsprechend verbundener Einstellung eines Nadelventils bspw. durch einen Schrittmotor. Da das gleiche Gerät in der Lage sein muß, Messungen mit manschettenvariierender Größe für einen breiten Druck­ bereich durchzuführen, muß ein benutztes Ventil bei der Druckreduk­ tion in der Lage sein, über einen breiten Bereich der Volumenströmung zu arbeiten. Um einen konstanten Grad der Druckreduktion aufrechtzu­ erhalten, ist es notwendig, daß ein für die Druckreduktion benutztes Ventil während der Messung eingestellt werden kann. Dies führt zu anspruchsvollen mechanisch präzisen Geräteausbildungen, deren indu­ strielle Fertigung kompliziert ist und die extrem empfindlich in Bezug auf Fehlfunktionen sind bspw. verursacht durch Staub.

Es ist demgemäß Aufgabe der Erfindung, ein System zu schaffen, in dem ein Druckkontrollsystem für die Manschette eines automatischen Blut­ druckmessers mittels einfacher Elemente eingestellt werden kann. Diese Aufgabe ist mit einem Blutdruckmeßsystem bzw. einem Gerät gemäß der kennzeichnenden Merkmale des Hauptanspruches gelöst. Vor­ teilhafte Weiterbildungen und praktische Ausführungsformen ergeben sich nach den Unteransprüchen. Wesentlich sind also die mindestens zwei Einschnürungselemente an einer von der Manschette ausgehenden Leitung, die mittels Magnetventilen gezielt eingeschaltet werden können, und zwar gesteuert vom Mikroprozessor.

Ein fixiertes Einschnürungselement ist in der Lage, einen Druckre­ duktionsgrad zu produzieren, der proportional dem Druck ist, wobei der Grad als solcher nur in einem sehr engen Druckbereich benutzt werden kann. Um einen angenähert linearen Grad der Druckreduktion in einem gegebenen Druckbereich zu erreichen, soll ein Einschnürungs­ element bei einem höheren Druck benutzt werden und ein anderes bei einem niedrigeren Druck.

Jede Manschettengröße erfordert im Prinzip zwei Einschnürungeselemente für sich selbst. Bei geeigneter Auswahl der Einschnürungen können die erforderlichen Einschnürungen durch unterschiedliche Manschettengrößen und Druckbereiche in einer Weise kombiniert werden, daß die Einstellung des Druckreduktionsgrades von drei Standardmanschetten bewirkt werden können, d.h., durch drei Einschnürungselemente über den ganzen erfor­ derlichen Meßbereich. Um ferner die Einstellung oder Steuerung zu ver­ bessern, ist es möglich, Kombinationen unterschiedlicher Einschnürungs­ elemente zu benutzen. Auf diese Weise können bspw. sechs unterschied­ liche Strömungsraten durch drei Einschnürungen erreicht werden.

Wenn ein Einschnürungselement benutzt wird, so ist die Druckreduktion proportional dem Druck in der Manschette bzw. im System. Wenn demge­ genüber zwei oder mehr Einschnürungselemente benutzt werden, so ist die Druckreduktion linearer. Demzufolge werden mindestens zwei Ein­ schnürungselemente benötigt und wenn sich die Größe der Manschette ändert, muß die Einschnürung der Elemente der Änderung angepaßt werden, um den gewünschten Grad der Druckreduktion zu erreichen. Durch Ver­ wendung von drei Einschnürungselementen, die unterschiedliche Ein­ schnürungen aufweisen, ist es durch geeignetes Timing der Zuschaltung jedes Elementes möglich, daß drei unterschiedliche Manschettengrößen am gleichen Gerät benutzt werden können. Es kann ein Wahlschalter vor­ gesehen sein (oder eine automatische Fühlung), um den Mikropro­ zessor die ausgewählte Größe der Manschetten wissen zu lassen, wobei dieser dann die Zeitschaltung (Timing) der Ventile steuert, so daß die Druckredutkionsrate der Messung mit der ausgewählten Manschettengröße angepaßt ist. Bezüglich der Manschettengröße ist darauf hinzuweisen, daß diese von der Stärke des Armes des jewei­ ligen Patienten abhängig ist, d.h. kleine Manschettengröße für dünne Arme, große Manschettengröße für dicke Arme.

Der Wechsel oder die Veränderung der Einschnürung kann wie folgt erfolgen:

• 1. Sperren einer Einschnürung und Öffnung einer anderen, oder
  2. Öffnung einer Einschnürung, während eine andere offen bleibt oder
  3. Öffnung zweier Einschnürungen, während gleichzeitig eine andere geschlossen ist oder
  4. Öffnung einer dritten Einschnürung, während gleichzeitig eine der beiden anderen geschlossen wird usw.

Was die Identifikation der oben erwähnten Manschettengröße betrifft, so wird diese unmittelbar zu Beginn einer Messung ermittelt, und

zwar durch ein vorbestimmtes Einschnürungselement, wobei die gemesse­ ne Druckreduktionsrate direkt die Größe der Manschette anzeigt. Diese Information wird in den Mikroprozessor gegeben für die Aus­ wahl der Öffnungs- und Schließfolge der Einschnürungselemente. Die automatische Kompensation der Veränderung der Luftmenge in einer Manschette basiert prinzipiell auf der gleichen Art, wie oben zur automatischen Kompensation der Manschettengröße erwähnt. Wenn man die gleiche Manschette an einen dickeren oder dünneren Arm anlegt, so sind die Luftmenge und die Stärke der Manschette in beiden Fällen nicht gleich, was zu unterschiedlichen Druckreduktionsraten führt, wenn dies nicht durch Anpassung der Einschnürungen kompensiert wird.

Der Betriebsbereich des erfindungsgemäßen Systems kann unbegrenzt erweitert werden durch Erhöhung der Zahl der magnetischen Ventile und der Einschnürungselemente. Durch Erhöhung der Anzahl der Elemente ist es auf gleiche Weise möglich, die Linearität der Einstellung un­ begrenzt zu verbessern.

Ein Prozessor kann die Einstellung eines Druckreduktionsgrades inner­ halb bestimmter Grenzen bewirken, und zwar durch Erniedrigung oder Erhöhung des Druckwertes, bei dem die Einschnürung verändert wird. Durch Benutzung einer geringen Anzahl fixierter Einschnürungen ist es auf diese Weise möglich das System einzustellen, das besonders gute Steuerungscharakteristiken aufweist.

Die Einschnürungselemente sind als dünne flexible Röhrchen ausgebil­ det. Ein Vorteil, der sich durch eine solche Ausbildung in Bezug auf allgemein benutzte Kapillareinschnürungen ergibt, besteht darin, daß sie beträchtlich unempfindlicher gegen Staub und daß sie sehr stabil sind. Die Einstellung einer flexiblen Röhrcheneinstellung ist denk­ bar einfach, verglichen mit anderen Lösungen, denn die Einstellung der Einschnürung kann durch einfaches und entsprechend bemessenes Abschneiden des flexiblen Röhrchens bewirkt werden.

Die Einstellung, bewirkt durch einen Mikroprozessor, führt außerdem zu einigen zusätzlichen Funktionen, die für die Messung nützlich sind und die nicht durch ein unabhängig arbeitendes Druckkontrollsystem erreicht werden können. Verschiedene Manschettengrößen können, wie ebenfalls erwähnt, automatisch auf Basis der dafür erforderlichen Einschnürungen identifiziert werden.

Der dichte Sitz einer Manschette rund um den Arm kann, wie erwähnt, beträchtlich variieren, woraus resultiert, daß die in einer Manschet­ te vorhandene Luft innerhalb weiter Grenzen variiert. Ein Mikorpro­ zessor kann die Veränderung im Grad der Druckreduktion, verursacht durch ungleichmäßige Mengen von Luft in einer Manschette kompensieren, indem der Einschnürungsumwandlungsdruck auf- oder abgesenkt wird, um den gewünschten Grad der Druckreduktion zu erhalten.

Veränderungen in der Umgebung des Armes einer Person haben eine Aus­ wirkung auf die Ergebnisse und dies gilt auch für Veränderungen be­ züglich der Manschettenanläge. Dies kann in gleicher Weise wie oben beschrieben kompensiert werden.

Anstelle eines bestimmten fixierten Grades der Druckreduktion kann der angewandte Steuerungsgrad ein bestimmter Druckabfall pro einfachen Herzschlag sein oder es ist möglich, eine Kombination von diesen beiden zu benutzen.

Die Bedienungsperson kann die Druckreduktionsrate innerhalb bestimm­ ter Grenzen einstellen. Dies gibt der Bedienungsperson eine Möglich­ keit, einen Kompromiß bezüglich der Genauigkeit und der Meßgeschwin­ digkeit zu schließen.

Das erfindungsgemäße System bzw. das Blutdruckmeßgerät wird nachfol­ gend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 das Blutdruckmeßgerät stark schematisiert und

Fig. 2 Druckkurven über der Zeit.

Gemäß Fig. 1 ist eine Druckreduktionsleitung 2 für eine Manschette 1 mit drei parallelen Einschnürungselementen 3 ausgestattet, die jeweils eine konstante Einschnürung darstellen. Mit jedem der Elemente 3 ist ein Magnetventil 4 in Reihe geschaltet, welche Ventile 4 von einem Mikro­ prozessor 6 gesteuert werden, und zwar in Abhängigkeit von der Informa­ tion, die von einem Druckreduktionsmeßgerät 7 geliefert wird. Ein Mag­ netventil 5 kann benutzt werden, um die Manschette 1 von Druck zu entlasten. Bei den Einschnürungselementen handelt sich sich um kleine, elastische, am Ende offene Röhrchen mit jeweils entsprechendem Innen­ durchmesser und entsprechender Länge von mehreren Zentimetern, die bei großer Länge ggf. aufgewickelt sein können. Der über die ganze Länge gleichbleibende Innendurchmesser ist groß genug bemessen, daß durch Staub keine Verstopfung der Röhrchen eintreten kann.

Die Funktionsweise des Systems ist derart, daß der Mikroprozessor 6 eine Information erhält über den Grad der Druckreduktion, und zwar durch das Element 7, das den Grad der Druckreduktion mißt. Auf Basis dieser Information betätigt der Mirkoprozessor 6 das betreffende Magnet­ ventil 4, das ein Einschnürungselement 3 entsprechend einschaltet, so daß aus diesem während der Messung der Druck gegen die Atmosphäre abge­ lassen werden kann, um einen geeigneten Grad der Druckreduktion zu erhalten. Wenn ein fixiertes Einschnürungselement 3 benutzt wird, so ist dieses in der Lage, einen Druckreduktionsgrad zu produzieren, der in etwa proportional dem Druck im System ist, wobei der Grad als sol­ cher nur in einem sehr engen Druckbereich benutzt werden kann. Um einen angenähert linearen Grad der Druckreduktion in einem gegebenen Druckbereich zu erreichen, wird also ein Einschnürungselement 3 bei einem höheren Druck benutzt werden und ein anderes bei einem niedrige­ ren Druck (siehe die beiden gekrümmten Kurven in Fig. 2). Auf diese Weise wird also eine angenähert lineare Druckreduktion gemäß Fig. 2 im Sinne der strichpunktierten Linie erhalten.

Der gemessene Druckwert wird nach entsprechender elektronischer Ver­ arbeitung der Drucksignale einschließlich der AC und DC Komponenten an einem am Mikroprozessor 6 angeschlossenen Anzeigegerät 8 angezeigt.

Claims (5)

1. Blutdruckmeßsystem für die Manschette eines automatischen Blutdruckmessers, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckreduktion derart eingerichtet ist bzw. geeignet ist bewirkt zu werden durch die Benutzung mindestens zweier Einschnü­ rungselemente (3), die eine konstante Verengung aufweisen, wobei die Auswahl und Kombination derartiger Elemente (3) im System durch Elemente digital gesteuerter Magnetventile (4) bewirkbar ausgebildet ist.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Druckreduktion durch Messung des Druckum­ wandlungsgrades und durch Auswahl der geeigneten Einschnürungs­ elemente (3) bewirkt wird oder durch deren Kombination derart, daß ein gewünschter, angenähert linearer Druckreduktionsgrad inner­ halb eines bestimmten Druckbereiches erreichbar ist.

3. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürungselemente (3) aus dünnen flexiblen Röhrchen gebildet sind.

4. Druckmeßgerät für die Manschette eines automatischen Blut­ druckmessers, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckreduktionsleitung (2) einer Manschette (1) versehen ist mit mindestens zwei in bezug auf die Leitung (2) zueinander parallel geschalteten Einschnürungselementen (3), die eine konstante Einschnürung darstellen und Magnetventile (4) aufwei­ sen, die mit den Elementen (3) in Reihe geschaltet sind, wobei die Schließ- und Öffnungssteuerung solcher Ventile im Sinne einer Be­ tätigung durch einen Mikroprozessor (6) angepaßt ist in Abhängig­ keit von einem Meßwert, der durch ein Element (7) geliefert wird, und zwar von der Messung des Manschettendruckwandlungsgrades.

5. Gerät gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürungselemente (3) aus dünnen flexiblen Röhrchen gebildet sind.