DE4010734A1 - Einrichtung zur blutdruckmessung - Google Patents
Einrichtung zur blutdruckmessungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Blut
druckmessung, mit einer an eine menschliche Extremität
anlegbaren Manschette, die einen mittels einer Pumpe mit
einem übersystolischem Druck beaufschlagbaren Kanal auf
weist, und mit einem Sensor, der den Druck in dem Kanal
mißt, und dessen Ausgangssignal an eine Auswerteeinheit
angelegt ist.
Eine derartige Einrichtung zur Blutdruckmessung ist bei
spielsweise aus der deutschen Patentschrift 31 33 410
bekannt.
Einrichtungen dieser Art führen eine Blutdruckmessung nach
Riva-Rocci aus. Eine derartige Blutdruckmessung erfordert
einen Meßablauf, bei der zunächst die Armmanschette mit
einem übersystolischen Druck beaufschlagt wird; anschlie
ßend wird der übersystolische Druck mit einem Druckgradi
enten von ca. 3 mm Hg/sec reduziert.
Prinzipiell ist die Druckmessung sowohl bei positivem
Druckgradienten als auch bei negativem Druckgradienten
möglich. Da bei gattungsgemäßen Einrichtungen üblicherwei
se Volumenverdrängungs-Pumpen verwendet werden, ergibt
sich jedoch bei positivem Druckgradienten ein stoßweiser
Druckzuwachs. Die Überlagerung der durch die Arbeitsweise
der Volumenverdrängungs-Pumpe hervorgerufenen Druckschwan
kungen mit dem Puls führt zu Artefakten, die geeignet
sind, die Messung erheblich zu erschweren, zumindest aber
weniger mit dem zugrundeliegenden Meßprinzip vertraute
Anwender erheblich zu irritieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung
zur Blutdruckmessung gemäß dem Oberbegriff des Patentan
spruchs 1 derart weiterzubilden, daß eine artefaktfreie
elektronische Blutdruckmessung möglich wird.
Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist im An
spruch 1 gekennzeichnet. Weiterbildungen der Erfindung
sind Gegenstand der Unteransprüche.
Erfindungsgemäß nimmt die Auswerteeinheit eine Druckmes
sung lediglich dann vor, wenn keine dynamischen Druckände
rungen, wie sie typischerweise von Volumenverdrängungs-
Pumpen hervorgerufen werden, auftreten. Hierdurch ist mit
geringem Aufwand eine Artefaktunterdrückung möglich.
Die Blutdruckmessung insbesondere für mit den Meßprinzi
pien weniger vertraute Anwender wird durch die im Anspruch
2 gekennzeichnete Weiterbildung, gemäß der die Auswerte
einheit unterhalb eines bestimmten Schwelldruckes, der
beispielsweise 30 bis 40 mm Hg (Anspruch 3) betragen kann,
keine Messung vornimmt, weiter verinfacht. Hierdurch wird
nicht nur die Meßgenauigkeit erhöht, sondern auch Irrita
tionen der Anwender vermieden.
Eine bevorzugte Erfassung der dynamischen Druckänderung
ist im Anspruch 4 gekennzeichnet. Gemäß dieser Ausbildung
differenziert die Auswerteschaltung das Sensor-Ausgangs
signal. Am differenzierten Signal können Druckschwankungen
besonders leicht erfaßt werden.
Da die durch Druckänderungen hervorgerufenen Störungen zum
Teil erst abklingen, wenn die eigentliche Druckschwankung
bereits beendet ist, ist weiterhin bevorzugt ein Halte
glied für das differenzierte Signal vorgesehen, so daß die
Meßeinheit länger ausgeschaltet ist, als die Druckschwan
kung dauert. Dieses Halteglied kann beispielsweise eine
Diode aufweisen, über die das differenzierte Signal an
einem Kondensator angelegt ist, der über einen Widerstand
entladen wird (Anspruch 6).
In jedem Falle ist es bevorzugt, wenn beim Auftreten von
dynamischen Druckänderungen die Blutdruck-Meßelektronik
und insbesondere die Anzeigeeinheit, die den gemessenen
Druck anzeigt, über einen Schalter abgeschaltet wird, so
daß der Anwender erkennen kann, daß zur Zeit ein Betriebs
zustand vorliegt, bei dem eine Messung nicht möglich ist.
Prinzipiell kann die erfindungsgemäße Einrichtung zur
Blutdruckmessung mit beliebigen Sensoren arbeiten.
Aufgrund der besonderen Art der Auswertung, bei der das
Signal dynamisch ausgewertet wird, um Druckschwankungen zu
detektieren, ist es jedoch bevorzugt, wenn ein schnell
ansprechender Sensor mit vergleichsweise großer Bandbrei
te, der ein einfach weiter verarbeitbares Signal liefert,
verwendet wird. Ein derartiger Sensor ist in den Ansprü
chen 8 bis 12 gekennzeichnet. Erfindungsgemäß wird als
Sensor eine elektrisch leitfähige Elastomer-Membran oder
eine Elastomer-Bandstruktur verwendet, die ihre Leitfähig
keit beim Anlegen einer mechanischen Spannung ändert (An
spruch 8).
Eine derartige Elastomer-Membran kann beispielsweise aus
Silikongummi bestehen, dem zum Erzielen einer elektrischen
Leitfähigkeit Kohlenstoff oder andere leitfähige Partikel
beigemengt sind (Anspruch 10).
In jedem Falle ist es jedoch bevorzugt, wenn die Elasto
mer-Membran lediglich mittig einen leitfähigen Streifen
aufweist, dessen durch Beimischungen zum Elastomer erzeug
te Leitfähigkeit zur Druckmessung ausgewertet wird. Durch
diese Ausbildung ist sichergestellt, daß tatsächlich nur
der Druck im Kanal und nicht andere, auf die Elastomer-
Membran wirkende Spannungen gemessen werden.
Um die Reproduzierbarkeit der Leitfähigkeit bei den ein
zelnen in verschiedenen Geräten verwendeten Elastomer-
Membranen zu erhöhen, sowie um gegebenenfalls eine indivi
duelle Eichung zu vermeiden, ist es weiterhin bevorzugt,
wenn die Membran so ausgebildet ist, daß die druckabhängi
ge Widerstandsänderung in dem Teil der "Kennlinie" elek
trischer Membranwiderstand/Mischungsverhältnis gemessen
wird, der flach ansteigt, da dann Mischungsverhältnis-
Änderungen zwischen unterschiedlichen Chargen und/oder in
einer Membran die Meßergebnisse nur geringfügig beeinflus
sen.
Die im Anspruch 12 gekennzeichnete Weiterbildung, gemäß
der die Elastomer-Membran erst durch den in dem Kanal
wirkenden Druck kontaktiert wird, hat den Vorteil, daß im
drucklosen Zustand kein Strom fließt, so daß der sogenann
te "Stand-By"-Stromverbrauch der erfindungsgemäßen Ein
richtung minimiert wird.
Die Leitfähigkeit des erfindungsgemäß ausgebildeten Sen
sors kann gemäß Anspruch 13 leicht dadurch gemessen wer
den, daß der Sensor Teil einer Spannungsteiler- oder Brückenschaltung
ist. Hierbei ist es bevorzugt, wenn der Sen
sor auf dem Substrat einer elektronischen Schaltung ange
ordnet ist, die zumindest einen Teil der Auswerteeinheit
aufnimmt, da hierdurch ein kompakter und einfacher Aufbau
erhalten wird.
Im Anspruch 15 ist eine weitere Ausgestaltung der erfin
dungsgemäßen Einrichtung gekennzeichnet: Gemäß den Merkma
len des Anspruchs 15 weist die Einrichtung ein Gehäuse
auf, das einseitig durch eine Öffnung mit der Umgebung
verbunden, so daß sich ein Druckausgleich einstellen kann,
und bei dem der druckführende Schlauch zur Manschette
durch eine T-Verbindung über einen Seitenkanal angeschlos
sen ist. Dabei kann insbesondere das zur Pumpenseite wei
sende Lumen des T-Stücks größer als das zur Manschetten
seite weisende Lumen sein (Anspruch 16).
Die in den Ansprüchen 8 bis 12 gekennzeichnete Elastomer-
Membran kann weiterhin dazu verwendet werden, daß sie als
passives Rückschlagventil für die Pumpe wirkt (Anspruch
17), so daß sich eine besonders einfache Ausführungsform
ergibt.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des all
gemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch
beschrieben, auf die im übrigen bezüglich der Offenbarung
aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen
Einzelheiten ausdrücklich verwiesen wird, deren einzige
Figur ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen
Einrichtung zeigt.
Die Einrichtung weist einen Sensor 1 auf, der im Kanal der
nicht dargestellten Druckmanschette angeordnet ist, und
beispielsweise aus einem leitenden Elastomer besteht,
dessen Leitfähigkeit vom beaufschlagenden Druck abhängt.
Bei einer bevorzugten Ausführung enthält die druckbeauf
schlagte Elastomermembran nur einen schmalen, mittig ver
laufenden Streifen, der durch Beimischungen aus elektrisch
leitfähigem Material besteht, und der an seinen Rändern
durch Form- und Kraftschluß vorzugsweise durch versilberte
oder vergoldete Drähte kontaktiert wird, die unter Zug
spannung stehen und die zugleich als Kontaktierung für die
nachfolgende elektronische Auswerteschaltung dienen. Der
Vorteil dieser Anordnung liegt in der dauerhaften und
sicheren elektrischen Kontaktierung sowie in der sehr
großen Leitfähigkeitsänderung einer solcherart gestalteten
Membran unter Druckbeaufschlagung.
Die Elastomermembran kann dabei mit anderen Widerständen
zu einer Brückenschaltung geschaltet sein. Das Ausgangs
signal des durckabhängigen Sensors 1 wird über einen Im
pedanzwandler 2 an einen Schwellwertschalter 3 und an ein
Differenzierglied 4 angelegt. Das Ausgangssignal des
Differenziergliedes 4 ist an ein Halteglied 5 angelegt,
dessen Ausgangssignal einen Schalter 6 öffnet, der durch
das Ausgangssignal des Schwellwertschalters geschlossen
wird.
Der Schalter 6 schaltet die Spannungsversorgung für die
eigentliche Auswerteelektronik 7.
Bei einer möglichen Schaltung ist eine elektrische Meß
brücke mit dem elektrisch leitfähigen Elastomer in einem
oder in mehreren Zweigen und zwei Transistoren, von denen
der eine als elektronischer Schalter dient. Sein Eingang
wird bei Druckbeaufschlagung gehoben, so daß der Schalter
oberhalb eines Schwellendruckes eingeschaltet wird. Der
zweite Transistor legt die Eingangsspannung des ersten
Transistors jedoch solange auf Nullpotential, solange an
seinem Eingang ein Signal anliegt. Dieses Signal wird als
Spannung an einer Kapazität abgegriffen, die über eine
Diode geladen wird und einen Widerstand definiert entladen
wird. Die Diode bezieht ihr Potential über eine weitere
Kapazität, die als Differenzierglied ausgelegt wird.
Solange dynamische Leitfähigkeitsänderungen an der Meß
brücke erzeugt werden, steht ein Potential an dem zweiten
Transistor an, so daß der erste Transistor mit seinem
Eingang auf Nullpotential gehalten wird und daher nicht
einschalten kann.
Die Meßelektronik zur Blutdruckbestimmung wird so während
der artefaktanfälligen Aufblasphase stillgelegt. Nach
Beendigung der Aufblasaktivität gibt der zweite Transistor
den Eingang des ersten Transistors frei, so daß dieser
einschalten kann. Bei einer Ausführung der Membran derart,
daß sie erst bei Durchbiegung unter Druck den elektrischen
Kontakt zur elektronischen Auswertung herstellt, kann
erreicht werden, daß die Artefaktunterdrückung im inakti
ven Zustand keinerlei eigenen Strombedarf aufweist.
Claims (17)
1. Einrichtung zur Blutdruckmessung, mit einer an eine
menschliche Extremität anlegbaren Manschette, die einen
mittels einer Pumpe mit einem übersystolischen Druck be
aufschlagbaren Kanal aufweist, und mit einem Sensor, der
den Druck in dem Kanal mißt, und dessen Ausgangssignal an
eine Auswerteeinheit angelegt ist,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit eine
Druckmessung lediglich dann vornimmt, wenn keine dynami
schen Druckänderungen auftreten.
2. Einrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinheit unterhalb
eines bestimmten Schwelldruckes keine Messung vornimmt.
3. Einrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schwelldruck 30-40 mm Hg
beträgt.
4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteschaltung zur
Erfassung dynamischer Druckänderungen das Sensor-Aus
gangssignal differenziert.
5. Einrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das differenzierte Signal in
einem Halteglied für eine bestimmte Zeit gehalten wird.
6. Einrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß dem Halteglied das differen
zierte Signal über eine Diode in einem Kondensator mit
Entladewiderstand gespeichert wird.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß beim Auftreten von dynamischen
Druckänderungen über einen Schalter die Blutdruck-Meßelek
tronik abgeschaltet wird.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor eine elektrisch
leitfähige Elastomer-Membran oder eine Elastomer-Band
struktur aufweist, die ihre Leitfähigkeit beim Anlegen
einer mechanischen Spannung ändert.
9. Einrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomer-Membran ledig
lich mittig einen leitfähigen Streifen aufweist, dessen
Leitfähigkeit durch Beimischungen zum Elastomer erzeugt
wird.
10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomer-Membran im elek
trisch leitfähigen Teil aus Silikongummi mit beigemengtem
Kohlenstoff oder anderen leitfähigen Partikeln besteht.
11. Einrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß die druckabhängige Wider
standsänderung im unteren, flach ansteigenden Ast der
Kennlinie elektrischer Membranwiderstand/Mischungsverhält
nis gemessen wird.
12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomer-Membran erst
unter Druck kontaktiert wird, so daß im drucklosen Zustand
kein Strom fließt.
13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor Teil einer Span
nungsteiler oder Brückenschaltung ist.
14. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor auf dem Substrat
einer elektronischen Schaltung angeordnet, die Teil der
Auswerteeinheit ist.
15. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung in einem Ge
häuse angeordnet ist, das einseitig durch eine Öffnung mit
der Umgebung verbunden ist und bei dem der druckführende
Schlauch zur Manschette durch eine T-Verbindung über einen
Seitenkanal angeschlossen ist.
16. Einrichtung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß das zur Pumpenseite weisende
Lumen des T-Stücks größer als das zur Manschettenseite
weisende Lumen ist.
17. Einrichtung nach einem Ansprüche 8 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß die Elastomermembran derart
aufgehängt ist, daß sie als passives Rückschlagventil für
die Pumpe wirkt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19904010734 DE4010734A1 (de) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | Einrichtung zur blutdruckmessung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19904010734 DE4010734A1 (de) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | Einrichtung zur blutdruckmessung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE4010734A1 true DE4010734A1 (de) | 1991-10-17 |
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ID=6403667
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19904010734 Ceased DE4010734A1 (de) | 1990-04-03 | 1990-04-03 | Einrichtung zur blutdruckmessung |
Country Status (1)
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DE (1) | DE4010734A1 (de) |
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