DE4230693A1 - Blutdruckmessgeraet - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Blutdruckmeßgerät zum automatischen, unblutigen Messen des systolischen und/oder diastolischen Blutdrucks mit einer am Probanden anzubringen­ den Druckmanschette, Pumpmitteln zum Einbringen eines Füllme­ diums in die Manschette und zum Ändern des Manschettendruckes, Feststellmitteln zum Feststellen von zum Bestimmen des systo­ lischen und/oder diastolischen Blutdrucks notwendigen Daten, Speichermitteln zum Speichern von Informationskomponenten zum Bilden von dem Benutzer mitzuteilenden Informationen, Daten­ anzeige- und Dateneingabemitteln.

Ein konventionelles, automatisches Blutdruckmeßgerät umfaßt eine elastische, aufpumpbare Manschette und eine elektrische Pumpe. Die Pumpe wird von einem Mikroprozessor gesteuert, um so die Manschette mit Hilfe eines Mediums, beispielsweise Luft, auf einen vorbestimmten Druck aufzupumpen. Außerdem um­ faßt dieses automatische Meßgerät einen Druckwandler, der die momentanen Luftdruckwerte in der Manschette mißt. Das vom Wandler erzeugte Drucksignal wird benutzt, um sowohl den mo­ mentanen Luftdruck in der Manschette als auch den Puls der Einzelperson zu bestimmen. Dieses Drucksignal wird im allge­ meinen digitalisiert und vom Mikroprozessor verarbeitet, um so Werte zu erzeugen, die die an der Einzelperson durchgeführten systolischen und diastolischen Blutdruckmessungen darstellen.

Zur Durchführung der Messung wird die Manschete um den Oberarmbereich des Patienten gelegt und anschließend auf einen Druck aufgepumpt, der über dem vermuteten systoli­ schen Druck liegt, beispielsweise 150 bis 200 Millimeter Quecksilber (mmHg). Dieser Druckwert drückt die Hauptar­ arterie im Arm zusammen und unterbindet so wirksam jegliche Blutzufuhr zum Unterarm. Nun wird die Manschette langsam entlüftet und das Wandlerdrucksignal dabei entsprechend überwacht, um so Änderungen des Manschettendruckes, die durch den in die Manschette übertragenen Puls des Patien­ ten verursacht werden, zu ermitteln. Durch die Überwachung der Amplitude des gemessenen Pulssignals kann das System den systolischen und diastolischen Blutdruck des Patienten bestimmen.

Ein beispielhaftes System wird im US-Patent Nr. 49 49 710 unter dem Titel "METHOD OF ARTIFACT REJECTION FOR NONIN­ VASIVE BLOOD-PRESSURE MEASUREMENT BY PREDICTION AND AD­ JUSTMENT OF BLOOD-PRESSUREDATA" beschrieben, das hiermit wegen seiner Ausführungen über automatische Blutdruckmeß­ geräte als Referenz in diese Schrift aufgenommen wird.

Dieses System überwacht das Blutdrucksignal des Patienten, um so die höchste festgestellte Pulsamplitude zu ermit­ teln. Im allgemeinen wird dies als der mittlere arterielle Blutdruck (MAB) bezeichnet. Die systolischen und diastoli­ schen Blutdruckwerte werden dann als die jeweiligen Drücke bestimmt, die der Amplitude des Pulssignales mit 60% vom Maximalwert vor Erreichen des Maximalwertes sowie mit 80% vom Maximalwert nach Erreichen des Maximalwertes entspre­ chen.

Um höchste Wirksamkeit zu erreichen, sollte ein automati­ sches Blutdruckmeßgerät in der Lage sein, die Manschette schnell auf einen vorbestimmten Druckwert aufzupumpen und dann entsprechend einer bekannten Entlüftungskurve zu ent­ lüften. Dabei ist es erwünscht, diese Aufgabe in relativ kurzer Zeit zu beenden, um so schnell zu Ergebnissen zu kommen sowie Angst und Unbehagen des Patienten auf ein Mindestmaß zu beschränken. Kompliziert wird diese Aufgabe durch Blutdruckunterschiede, wie sie von Person zu Person sowie bei Einzelpersonen innerhalb eines einzigen Tages auftreten. So kann beispielsweise der systolische Blut­ druck einer Einzelperson an ein und demselben Tag zwischen Schlaf- und Tätigkeitsperioden innerhalb eines Bereiches von 90 mmHg bis 180 mmHg schwanken.

Ein weiterer Faktor, dem Beachtung geschenkt werden muß, ist die Anpassungsfähigkeit des Blutdruckmeßgerätes. Das Meßgerät muß, um möglichst vielseitig nutzbar zu sein, für eine Anzahl unterschiedlicher Manschetten eingesetzt wer­ den können. Dazu zählen Neonatalmanschetten für Neugebore­ ne sowie Finger-, Arm- und Schenkelmanschetten für Kinder und Erwachsene. Jede dieser Manschettenausführungen kann, wenn sie auf einen gegebenen Druck aufgepumpt wird, Medium in unterschiedlicher Menge aufnehmen. Um allgemein ent­ sprechend genutzt werden zu können, sollte das Blutdruck­ meßgerät in der Lage sein, jede Manschettenausführung mit etwa gleicher Exaktheit innerhalb einer vorgegebenen Zeit­ dauer auf einen vorbestimmten Druck aufzupumpen. Es ist ebenfalls von Bedeutung, daß die Manschettenausführungen, insbesondere die kleinen pädiatrischen und Neonatalman­ schetten, in keinem Fall vom Meßgerät zu hoch aufgepumpt werden.

Es ist erwünscht, eine Erwachsenenmanschette in fünf bis sechs Sekunden auf ihren Anfangsdruck aufzupumpen. Der Medienstrom, der diese Aufpumprate bei einer großen Man­ schette erzeugt, kann für sehr kleine Manschetten, wie sie beispielsweise für Neugeborene verwendet werden, zu groß sein. Würde diese Strömungsrate bei allen Manschetten ein­ gesetzt, so würden die gemeinamen Auswirkungen der Verzö­ gerung bei der Messung und der Reaktion auf den Druck­ grenzwert sowie die Trägheit der Pumpe und des Pumpenmo­ tors zusammen bewirken, daß Drücke entstehen, die wesent­ lich über dem Grenzdruck liegen, der für eine Neonatalman­ schette in Frage kommt.

Nach US-Patent Nr. 44 93 326 mit dem Titel "AUTOMATIC BLOOD PRESSURE SYSTEM WITH SERVO CONTROLLED INFLATION AND DEFLATION", das hiermit als Referenz in diese Schrift auf­ genommen wird, unterliegt der Pumpenmotor einem geschlos­ senen Steuersystem. Signale, die von einem mit der Man­ schette verbundenen Druckmeßgerät erzeugt werden, werden für die Steuerung des Pumpenmotors benutzt, um so eine konstante Aufpumprate beizubehalten. Die Pumpe wird ausge­ schaltet, wenn der Drucksignalwert einen vorbestimmten Grenzwert überschreitet. Die Zeit, die erforderlich ist, um eine Manschette bei diesem System aufzupumpen, hängt vom Manschettenvolumen und von der gewählten Aufpumprate ab. Erfolgt das Aufpumpen zu schnell, so kann der Fall eintreten, daß eine kleine Manschette, beispielsweise eine Neonatalmanschette, zu hoch aufgepumpt wird, bevor das System in der Lage ist, die Pumpe zu stoppen. Erfolgt das Aufpumpen zu langsam, so kann ein relativ langer Zeitraum erforderlich sein, um eine große Manschette, beispielswei­ se eine Schenkelmanschette, bis auf den gewünschten Grenz­ druck aufzupumpen.

Nach US-Patent Nr. 43 60 029 mit dem Titel "AUTOMATIC MEAN BLOOD PRESSURE READING DEVICE", das hiermit als Referenz in diese Schrift aufgenommen wird, wird die Manschette auf einen Druck aufgepumpt, der 60 mmHg über dem vorher gemes­ senen mittleren arteriellen Blutdruck (MAB) liegt. Der MAB ist derjenige Druck, bei dem das vom Blutdruckmeßgerät erfaßte Pulssignal seinen höchsten Wert aufweist. Wurde vorher kein MAB-Wert ermittelt, so stoppt das Meßgerät die Pumpe bei Erreichen eines Druckes von 160 mmHg.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung verkörpert eine automatische Blutdruckmeßvorrichtung, die benutzt werden kann, um eine Vielzahl unterschiedlicher Manschetten schnell und exakt auf einen gewünschten Druckwert aufzupumpen. Die Vorrich­ tung umfaßt eine kleine Blende für eine relativ niedrige Strömungsrate und eine große Blende für eine höhere Strö­ mungsrate, die jedoch von einem Regelventil geöffnet oder geschlossen werden kann. Der Pumpe kann, abhängig von der Einstellung des Ventiles, durch eine oder beide dieser Blenden Medium zugeführt werden. Bei Manschetten, die ein kleines Volumen aufweisen, wird das Ventil geschlossen, und das der Pumpe zugeführte Medium strömt lediglich durch die kleine Blende. Dadurch wird sichergestellt, daß die Manschette mit relativ niedriger Rate aufgepumpt wird. Bei Manschetten, die ein größeres Volumen aufweisen, wird das Ventil geöffnet, und der Pumpe wird Medium durch die große Blende zugeführt, so daß es möglich ist, die Manschette mit einer relativ hohen Rate aufzupumpen.

Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der Erfindung wird für die automatische Blutdruckvorrichtung eine elektrische Pumpe eingesetzt, die eine relativ niedrige Trägheit auf­ weist und einen Steuerschaltkreis besitzt, der den Pumpen­ motor bei Erreichen des vorbestimmten Anfangsdruckwertes einem dynamischen Ausschaltvorgang unterzieht.

Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt die Vorrichtung einen Überdrucksensor, der dem Pumpenmotor Leistung entzieht wenn ein Überdruckzustand festgestellt wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm einer automatischen Blutdruck­ meßvorrichtung nach vorliegender Erfindung.

Fig. 2 ist eine Prinzipskizze, teilweise in Form eines Ab­ laufdiagramms, eines Motorreglers, der für die in Fig. 1 dargestellte automatische Blutdruckmeßvorrichtung geeignet ist.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften automati­ schen Blutdruckmeßgerätes nach vorliegender Erfindung. Dieses Meßgerät umfaßt eine konventionelle Blutdruckmanschette 110, die von einer elektrischen Pumpe 112 über einen Luftkanal 111 aufgepumpt werden kann. Der Pumpenmotor wird von einem Motor­ regler 114 ein- und ausgeschaltet, der über von einem Mikro­ prozessor 116 gelieferte Signale gesteuert wird. Als eine für dieses Ausführungsbeispiel der Erfindung geeignete Pumpe kann eine von einem Gleichstrommotor mit niedriger Trägheit ange­ triebene Membranpumpe eingesetzt werden. Der Motorregler wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 ausführlich beschrie­ ben.

Luft wird der Pumpe 112 durch eine Blende 1, die eine redu­ zierte Strömung bewirkt, sowie durch eine Blende 2 zugeführt, die sich, obwohl sie keiner Reduzierung unterliegt, wahlweise dadurch blockieren läßt, daß ein magnetbetätigtes Ventil IV in Reihe mit der Blende 2 und der Eintrittsöffnung der Pumpe 112 geschlossen werden kann. Das Ventil IV wird vom Mikro­ prozessor 116 über den Antriebsschaltkreis 136, wie nach­ stehend detailliert beschrieben, gesteuert.

Die Manschette wird mit Hilfe von zwei digital gesteuerten Magnetventilen DV1 und DV2 entlüftet. Das Ventil DV1 weist, wenn es geöffnet ist, eine relativ niedrige Strömungsrate auf, und das Ventil DV2 besitzt eine relativ hohe Strömungsrate. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Ven­ tile durch ein pulsbreitenmoduliertes Signal mit einer Soll­ nennfrequenz gesteuert.

Der Mikroprozessor 116 steuert die Ventile DV1 und DV2 über einen Arbeitszyklusmodulator 130. Der Modulator 130 erzeugt ein variables Arbeitszyklusschwingungssignal, von dem wahl­ weise eines der Ventile DV1 und DV2 gesteuert wird. Der Ar­ beitszyklus dieses Signales unterliegt einer Steuerung, um so die wirksame Durchgangsöffnung des ausgewählten Ventils und damit die Rate, mit der die Manschette 110 entlüftet wird, festzulegen.

Der Mikroprozessor 116 überwacht den Luftdruck in der Man­ schette mit Hilfe eines konventionellen Druckwandlers 118, der über einen Schlauch 117 mit dem Luftkanal 111 verbunden ist. In der beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung handelt es sich bei dem Druckwandler um ein konventionelles Halbleiterdehnungsmeßgerät. Das vom Wandler 118 erzeugte Si­ gnal wird von einem hochwertigen, einen geringen Geräuschpe­ gel aufweisenden Verstärker 120 verstärkt, der ein Signal er­ zeugt, das einem Analog/Digital-Wandler 122 zugeführt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung handelt es sich bei dem A/D-Wandler 122 um einen 16-Bit-Sigma-Delta-A/D-Wand­ ler. Der Wandler 122 erzeugt Abtastsignale mit einer Rate von etwa 50 Hz. Ein angeschlossener Frequenzteiler 126 nimmt ein 8 MHz-Taktsignal CLK auf, das von einem schwingungskristallge­ steuerten Taktsignalgeber 124 erzeugt wird. Dieses Signal wird nach Bedarf in Frequenzen aufgeteilt, um so das Taktsignal für den A/D-Wandler 122 zu erzeugen.

Der vom A/D-Wandler 122 abgetastete Drucksignalwert wird vom Mikroprozessor 116 überwacht, um die Pumpe bei einer durchge­ führten Druckmessung zu starten, die Pumpe 112 bei Erreichen des gewünschten Anfangsdruckes in der Manschette zu stoppen, die Strömung durch die Entlüftungsventile DV1 und DV2 zu steuern sowie aus dem Pulssignal die systolischen und diasto­ lischen Blutdruckmessungen für die Einzelperson abzuleiten.

Das in Fig. 1 dargestellte automatische Blutdruckmeßgerät umfaßt einen zweiten Druckwandler 140, der mit dem Druckwand­ ler 118 identisch sein kann. Der Druckwandler 140 wird jedoch vom System nur benutzt, um Überdruckzustände festzustellen. Das Ausgangssignal des Wandlers 140 wird, wie in Fig. 1 dar­ gestellt, von einem Verstärker 142 verstärkt, der mit dem vor­ stehend beschriebenen Verstärker 120 identisch sein kann. Das verstärkte Ausgangssignal wird einem Vergleicher 144 zuge­ führt. Der Vergleicher 144 liefert nur dann ein logisches hohes Ausgangssignal, wenn das Signal vom Verstärker 142 an­ zeigt, daß der Manschettendruck größer als ein vorgegebener Überdruckgrenzwert ist. Bei der beispielhaften Ausführung der Erfindung ist dieser Grenzwert auf 300 mmHg festgelegt.

Das Ausgangssignal des Vergleichers 144 wird dem Arbeitszy­ klusmodulator 130 und dem Motorregler 114 zugeführt. Wird ein Überdruckzsutand festgestellt, so stoppt der Motorregler 114 den Pumpenmotor und der Arbeitszyklusmodulator 130 öffnet die beiden Entlüftungsventile DV1 und DV2. Diese Steuerfunktionen werden ohne Hilfe des Mikroprozessors 116 durchgeführt, um so auch in den Fällen für eine wirksame Steuerung zu sorgen, in denen ein Fehler im Mikroprozessor den Überdruckzustand be­ wirkt hat.

Die Blutdruckmessungen werden dem Benutzer des Gerätes auf einer Anzeigevorrichtung 131 angezeigt. Um diese Werte zu er­ zeugen, arbeitet der Mikroprozessor 116 nach einem im Spei­ cher 128 abgespeicherten Programm. Der Speicher 128 enthält ebenfalls Zellen, die zur Speicherung temporärer Datenwerte genutzt werden können. Bei der beispielhaften Ausführung der Erfindung handelt es sich bei dem Programmspeicherabschnitt des Speichers 128 um ein Read Only Memory (ROM), während der Datenspeicherabschnitt ein Random Access Memory (RAM) ist.

Befehle, die der Benutzer in das Blutdruckmeßgerät eingibt, gelangen über ein Tastenfeld 133 zum Mikroprozessor 116. Die beiden wichtigsten Befehle bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung sind der Befehl, der die Art der benutzten Manschet­ te definiert (Neonatal- oder Erwachsenenmanschette), sowie der Befehl, der eine Blutdruckmessung einleitet.

Der Mikroprozessor 116 erfaßt die vom A/D-Wandler 122 mit ei­ ner Frequenz von 50 Hz erzeugten Abtastsignale. Die gesammel­ ten Abtastsignale werden in 45er Gruppen verarbeitet, um so ein geräuschreduziertes Manschettendrucksignal und dessen er­ ste Ableitung zu erhalten, die die tatsächliche Veränderungs­ rate des Manschettendruckes darstellen. Diese Signale weisen eine effektive Abtastrate von 1,11 Hz auf. Während die Man­ schette 110 aufgepumpt wird, bestimmt der Mikroprozessor 116 für jeden Abtastwert dieses Signales, ob die Pumpe 112 ge­ stoppt werden soll. Während die Manschette entlüftet wird, benutzt der Mikroprozessor 116 dieses Signal, um neue Einstel­ lungen für das Entlüftungsventil DV1 oder DV2 zu berechnen. Der Mikroprozessor 116 steuert die Entlüftungsventile DV1 und DV2 über den Arbeitszyklusmodulator 130, so daß Medium mit konstanter Rate aus der Manschette freigesetzt wird, um so eine lineare Verringerung des Manschettendruckes zu erzielen.

Fig. 2 ist eine Prinzipskizze eines beispielhaften Schalt­ kreises, der für eine Verwendung als Motorregler 114 geeignet ist. Dieser Schaltkreis umfaßt einen Rückkoppelungsregler mit geschlossenem Wirkungskreis, der den vom Pumpenmotor 112m ent­ nommenen Strom auf weniger als 300 Milliampere (mA) begrenzt. Außerdem umfaßt der Regler einen Schaltkreis, der den Motor 112m als Reaktion auf ein vom Mikroprozessor 116 kommendes Stoppsignal einem dynamischen Ausschaltvorgang unterzieht. Durch die Begrenzung des Maximalstromes, den der Motor ent­ nehmen kann, reduziert der Motorregler 114 den Strombedarf und sichert damit eine kostengünstigere Stromversorgung für das Blutdruckmeßgerät. Durch das rasche Abstoppen des Pumpenmo­ tors ermöglicht der Regler 114 dem Meßgerät eine exaktere Kontrolle des Aufpumpdruckes. Dies ist für Neonatal- und kleine pädiatrische Manschetten von besonderer Bedeutung.

Bei dem Steuersignal vom Mikroprozessor 116 handelt es sich um ein zweiwertiges Signal: ein logisches Hochsignal, wenn die Pumpe laufen soll, und ein logisches Tiefsignal, wenn die Pumpe stoppen soll. Dieses Signal wird einem Ende eines Span­ nungsteilerschaltkreises zugeführt, der die Widerstände 212 und 214 umfaßt. Der Widerstand 214 ist mit einer Bezugspoten­ tialquelle (z. B. Erde) in Parallelschaltung mit einem Konden­ sator 216 verbunden. Die Kombination aus dem Widerstand 214 und dem Kondensator 216 bildet ein Filter mit geringem Durch­ gang, das die Hochfrequenzkomponenten aus dem Steuersignal herausfiltert, so daß der Motor vom Steuerschaltkreis nicht zu schnell eingeschaltet wird.

Die Verbindung der Widerstände 212 und 214 ist mit der nicht­ invertierenden Eingangsbuchse eines Funktionsverstärkers 210 verbunden. Der Funktionsverstärker 210 ist als Integrator mit einem Kondensator 220 vorgesehen, der zwischen der invertie­ renden Eingangsbuchse und der Ausgangsbuchse des Verstärkers gekoppelt ist. Die invertierende Eingangsbuchse des Verstär­ kers 210 ist so gekoppelt, daß sie ein Eingangssignal von einem Steuernetzwerk empfangen kann, das die Widerstände 218 und 234 umfaßt. Der Widerstand 218 ist mit einer Funktions­ potentialquelle 250 gekoppelt, bei der es sich im Falle des Ausführungsbeispieles der Erfindung um eine 5 Volt-Quelle han­ delt. Ein Abtastwiderstand 232, der zwischen dem Widerstand 234 und der Erde vorgesehen ist, führt ein Eingangssignal dem invertierenden Eingang des Verstärkers 210 dadurch zu, daß er das Potential an der Verbindung der Widerstände 218 und 234 auf der Basis des vom Motor 112m abgenommenen Stromes verän­ dert.

Der Verstärker 210 wird über Anschlüsse an eine 8 Volt-Funk­ tionspotentialquelle 248 und an Erde mit Betriebsstrom ver­ sorgt. Ein Kondensator 246 ist zwischen der Quelle 248 und der Erde gekoppelt, um auf das 8 Volt-Betriebsstromsignal einwirkende, transiente Signale herauszufiltern, die bei­ spielsweise durch den Motor 112m bewirkt werden können, und um so den Funktionsverstärker 210 mit niederohmigem Strom bei hohen Frequenzen zu versorgen.

Die Ausgangsbuchse des Funktionsverstärkers 210 ist mit der Gate-Elektrode eines Transistors 224 über einen Widerstand 222 gekoppelt. Ein Kondensator 244 absorbiert die Drain/Gate-ge­ koppelte Ladung des Transistors 224, wenn ein weiterer Transi­ stor 226 eingeschaltet ist. Dadurch wird ein parasitäres Ein­ schalten des Transistors 224 in einem solchen Moment verhin­ dert. Die Drain-Elektrode des Transistors 224 ist mit einer Buchse des Motors 112m gekoppelt, während die Source-Elektro­ de des Transistors 224 mit Erde über den Widerstand 232 ge­ koppelt ist. Die andere Buchse des Motors 112m ist über einen Schalter 230 mit der Betriebsstromquelle 248 gekoppelt. Der Schalter 230 wird durch das vom Vergleicher 144 gelieferte Überdruckausgangssignal gesteuert; siehe Fig. 1. Wenn das Ausgangssignal des Vergleichers 144 zum logischen Hochsignal wird, was ein Zeichen dafür ist, daß ein Überdruckzustand festgestellt wurde, so wird der Schalter 230 geöffnet und da­ durch Betriebsstrom vom Pumpenmotor 112m abgezogen.

Der Motorregler umfaßt neben dem vorstehend beschriebenen Ba­ sisschaltkreis noch einen Schaltkreis, der eine dynamische Ausschaltfunktion für den Motor 112m vorsieht. Dieser Schalt­ kreis umfaßt einen bipolaren Transistor 238, die Feldeffekt­ transistoren 226 und 242 sowie die Widerstände 228, 236 und 240. Der Transistor 226 sorgt für einen geringen Widerstand zwischen den Buchsen des Motors 112m, wenn der Motor gestoppt werden soll. Bei dieser Konfiguration dient der Motor 112m als ein Generator, der eine niederohmige Last antreibt, wodurch ein dynamischer Ausschalteffekt erzeugt wird.

Im stabilen Zustand, wenn das vom Mikroprozessor 116 geliefer­ te Signal ein logisches Tiefsignal ist, liegt die nichtinver­ tierende Eingangsbuchse des Funktionsverstärkers 210 auf Erd­ potential und ein Gleichstrompotential von etwa 50 Millivolt (mV) wird der invertierenden Eingangsbuchse zugeführt. Bei dieser Konfiguration liefert der Verstärker 210 ein Ausgangs­ signal auf Erdpotential. Dieses Signal schaltet den Transi­ stor 224 ab und unterbricht damit die Verbindung zwischen dem Motor 112m und der Erde. Außerdem schaltet das Ausgangssignal des Verstärkers 210 den bipolaren Transistor 238 ab und be­ wirkt damit, daß die Transistoren 242 und 226 eingeschaltet werden. Wenn der Transistor 226 eingeschaltet ist, wird da­ durch der Motor 112m wirksam kurzgeschlossen.

Wenn das Steuersignal vom Mikroprozessor 116 von einem logi­ schen Tiefsignal auf ein logisches Hochsignal übergeht, un­ terliegt das dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 210 zugeführte Signal einem allmählicheren Übergang vom Erd­ potential auf etwa 150 mV. Die Geschwindigkeit dieses Über­ ganges wird vom einen geringen Durchgang aufweisenden Filter 214, 216 bestimmt. Wenn das Niveau dieses Signales auf über 50 mV ansteigt, nimmt das vom Verstärker gelieferte Ausgangs­ signal ebenfalls zu. Die erste Auswirkung dieses zunehmenden Ausgangssignales besteht darin, daß der Transistor 238 einge­ schaltet wird. Dadurch wird bewirkt, daß die Transistoren 242 und 226 ausgeschaltet werden. Mit auf ein höheres Niveau stei­ gendem Ausgangssignal des Verstärkers 210 wird der Transistor 224 eingeschaltet, so daß Strom durch den Motor 112m fließen kann.

Wenn das der Gate-Elektrode des Transistors 224 zugeführte Po­ tential zunimmt, beginnt sich der Motor 112m zu drehen. Es ist eine bekannte Tatsache, daß ein Gleichstrommotor, der gerade anläuft, relativ mehr Strom entnimmt, als er während eines Be­ triebes mit konstanter Drehzahl benötigt. Bei dem in Fig. 2 dargestellten Schaltkreis bewirkt der zusätzliche Strom, der vom mit niedriger Drehzahl laufenden Motor entnommen wird, ei­ nen Anstieg des Potentials im Widerstand 232, wodurch das dem invertierenden Eingang des Verstärkers 210 zugeführte Potential zunimmt. Das erhöhte Potential an der invertierenden Eingangs­ buchse neigt dazu, das Niveau des der Gate-Elektrode des Tran­ sistors 224 zugeführten Signales zu verringern, wodurch der Stromverbrauch des Motors begrenzt wird. Bei dieser Konfigu­ ration ist der vom Motor entnommene Strom auf etwa 300 mA begrenzt. Mit zunehmender Drehzahl des Pumpenmotors fällt der von diesem entnommene Strom auf deutlich unter 300 mA ab.

Wenn das vom Mikroprozessor 116 gelieferte Signal auf einen logischen Tiefwert abfällt, nimmt das dem nichtinvertierenden Eingang des Verstärkers 210 zugeführte Potential mit einer vom einen geringen Durchgang aufweisenden Filter 214, 216 bestimm­ ten Rate ab. Wenn dieses Potential auf unter 50 mV absinkt, nähert sich das vom Verstärker 210 gelieferte Ausgangssignal dem Erdpotential. Das im Kondensator 244 gespeicherte Poten­ tial wird relativ schnell über den Widerstand 222 abgebaut. Als Folge davon nimmt das der Gate-Elektrode des Transistors 224 zugeführte Potential relativ schnell ab und bewirkt, daß der Transistor die Stromzufuhr zum Pumpenmotor 112m abschal­ tet.

Nachdem der Transistor 224 abgeschaltet wurde, nimmt das Po­ tential im Kondensator 244 weiter ab, bis die Basis/Emitter- Verbindung des Transistors 238 nicht länger einer Vorwärts­ vorspannung unterliegt, so daß der Transistor 238 abgeschal­ tet wird. Während der Transistor 238 abgeschaltet wird, nimmt das Potential an der Gate-Elektrode des Transistors 242 zu und schaltet den Transistor 242 ein. Wenn der Transistor 242 ein­ geschaltet wird, nähert sich das Potential an der Gate-Elek­ trode des Transistors 226 dem Erdpotential und es wird eine niederohmige Verbindung zwischen den Source- und Drain-Elek­ troden des Transistors und damit zwischen den Stromanschlüssen des Motors 112m geschaffen.

Aufgrund dieser niederohmigen Verbindung wirkt der Gleichstrom­ motor 112m als ein Generator, der einen dynamischen Ausschalt­ effekt im Motor erzeugt. Dadurch stoppt der Motor schneller als bei einer einfachen Stromentnahme an den Stromanschluß­ buchsen.

Wenn der Benutzer des Gerätes, nunmehr unter Bezugnahme auf Fig. 1, über das Tastenfeld 133 eingibt, daß es sich bei der Manschette 110 um eine Neonatalmanschette handelt, liefert der Mikroprozessor 116 ein Signal an den Antrieb 136, der dann das Ventil IV schließt. Bei dieser Konfiguration ist die eine re­ duzierte Strömung bewirkende Blende 1 die einzige Luftquelle für die Pumpe 112. Bei alleiniger Verwendung der eine redu­ zierte Strömung bewirkenden Blende 1 werden Neonatalmanschet­ ten in 1 bis 8 Sekunden aufgepumpt.

Wenn der Benutzer eingibt, daß es sich bei der Manschette 110 um eine pädiatrische oder Erwachsenenmanschette handelt, wirkt der Mikroprozessor 116 so auf den Antrieb 136 ein, daß das Ventil IV geöffnet wird. Dadurch wird die Pumpenströmungsrate etwa um einen Faktor von 5 gesteigert. Sind beide Wege 1, 2 geöffnet, so lassen sich die kleinsten pädiatrischen Manschet­ ten in etwa 1 Sekunde und die größten Erwachsenenmanschetten in etwa 10 Sekunden aufpumpen.

Bei der beispielhaften Ausführung der Erfindung gibt der Be­ nutzer über das Tastenfeld 133 an, ob es sich bei der Man­ schette um eine Neonatalmanschette oder um eine pädiatrische oder Erwachsenenmanschette handelt. Aufgrund dieser Angabe wird das Ventil IV vom Mikroprozessor 116 entweder geöffnet oder geschlossen. Alternativ kann der Mikroprozessor 116 die Manschettenart auch automatisch bestimmen. Wie bereits vor­ stehend ausgeführt, besteht ein Teil des Steuerungsvorganges darin, das Volumen der Manschette zu bestimmen, während sie auf ihren Anfangsdruck aufgepumpt wird. Es ist vorteilhaft, diese anfängliche Volumenbestimmung während des Aufpumpvor­ ganges zu nutzen, um so dynamisch festzustellen, ob das Ven­ til IV geöffnet oder geschlossen werden soll.

Das Überschreiten beim Aufpumpen der Manschette ist, wie be­ reits erwähnt, ein bedeutsamer Faktor. Bei Verwendung eines Motorreglers, der keinen dynamischen Ausschaltvorgang bewirkt, aber ansonsten dem in Fig. 2 dargestellten Regler entspricht, wurden Drucküberschreitungen von bis zu 22 mmHg für Neonatal­ und kleine pädiatrische Manschetten gemessen. Mit Hilfe des ein dynamisches Ausschalten bewirkenden Schaltkreises wird die maximale Überschreitung bei diesen Manschetten auf etwa 8 mmHg reduziert.

In Tabelle 1 sind beispielhafte Werte für die Bauteile des in Fig. 2 dargestellten Motorreglerschaltkreises aufgelistet.

Tabelle 1

Das vorstehend beschriebene beispielhafte Aufpumpkontrollsy­ stem umfaßt eine elektrische Pumpe, die Luft über eine eine reduzierte Strömung bewirkende Blende zieht, sowie eine nicht­ reduzierte Blende, die mit Hilfe eines Regelventiles entweder geöffnet oder geschlossen werden kann. Außerdem umfaßt das System einen Motorreglerschaltkreis, der ein dynamisches Aus­ schalten des Motors bewirkt, um so eine Drucküberschreitung bei gestoppter Pumpe auf ein Mindestmaß zu verringern. Das Aufpumpkontrollsystem kann außerdem feststellen, wann der Druck einen Überdruckgrenzwert überschreitet. In einem sol­ chen Fall stoppt ein direkt zwischen dem Überdrucksensor, dem Motorregler und einem Regler für die Entlüftungsventile ange­ schlossener Schaltkreis den Motor und öffnet beide Entlüf­ tungsventile, wenn ein Überdruckzustand festgestellt wird.

Claims (12)

1. Blutdruckmeßgerät mit automatischer Druckbeaufschlagung einer Blutdruckmanschette wählbarer Größe, bestehend aus

• - einer elektrischen Pumpe (112, 112m) mit einem Einlaß, durch den die Pumpe mit Medium versorgt wird, sowie einem Auslaß (111), durch den die Manschette (110) mit Medium versorgt wird,
• - einer ersten Blendenvorrichtung (1), die mit dem Einlaß zur Versorgung der Pumpe mit einer ersten Durchsatzmenge verbun­ den ist,
• - einer zweiten Blendenvorrichtung (2), die mit dem Einlaß zur Versorgung der Pumpe mit einer zweiten Durchsatzmenge ver­ bunden ist, die größer als die erste Durchsatzmenge ist,
• - einer Vorrichtung zur Festlegung eines gewünschten Aufpump­ wertes für die Manschette und
• - einer Ventilvorrichtung (IV) zur wahlweisen Blockierung der genannten zweiten Blendenvorrichtung (2), um so die Manschette (110) mit einer ersten Durchsatzmenge oder mit einer zweiten Durchsatzmenge, abhängig von der Größe der Manschette, aufzupumpen.

2. Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 1, wobei die elektrische Pumpe (112, 112m) erste und zweite Buchsen zur Versorgung der Pumpe mit einem Betriebsstromsignal umfaßt, wobei eine Druck­ meßvorrichtung (117, 118, 120, 122, 116) vorgesehen ist, die ein Ausgangssignal erzeugt, wenn die Manschette (110) auf ei­ nen vorbestimmten Wert aufgepumpt ist, und wobei eine Motor­ reglervorrichtung (114), die mit der Pumpe (112, 112m) verbun­ den ist, auf das Ausgangssignal der Druckmeßvorrichtung an­ spricht und eine einen niedrigen Widerstand aufweisende Ver­ bindung zwischen den ersten und zweiten Buchsen der Pumpe an­ steuert, wobei das Ausgangssignal über diese Verbindung (226, 228, 236, 238, 240, 242, 116) einen dynamischen Ausschalt­ effekt der elektrischen Pumpe auslöst.

3. Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 2, wobei die Motorregler­ vorrichtung (114) weiterhin eine Vorrichtung (210, 214, 216, 238, 224, 232, 116) zur Steuerung des der Pumpe (112, 112m) zugeführten Betriebsstromsignales umfaßt, um so sicherzustel­ len, daß eine Stromkomponente des Betriebsstromsignales einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreitet.

4. Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 2, wobei eine weitere Druckmeßvorrichtung (117, 140, 142, 144, 130, 116) zum Aus­ senden eines Überdruckausgangssignales vorgesehen ist, wenn die Manschette (110) auf einen Überdruckwert aufgepumpt ist, der größer als ein vorbestimmter Wert ist, und ferner eine Vorrichtung umfaßt, die mit der Motorreglervorrichtung (114) gekoppelt ist und auf das Überdruckausgangssignal reagiert, zur Unterbrechung des Betriebsstromes an zumindest einer der ersten und zweiten Buchsen.

5. Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 1, wobei die elektrische Pumpvorrichtung eine Eintrittsöffnung, die mit einem das Me­ dium enthaltenden Reservoir verbunden ist, sowie eine Aus­ trittsöffnung umfaßt, die mit der Manschette verbunden ist, wobei ferner eine erste Blende, die mit der Eintrittsöffnung verbunden ist, zur Versorgung mit Medium aus dem Reservoir mit einer ersten Rate vorgesehen ist, wobei außerdem eine zweite Blende mit der Eintrittsöffnung verbunden ist und zur Versor­ gung mit Medium aus dem Reservoir mit einer zweiten Rate dient, die größer als die erste Rate ist, wobei mit der zwei­ ten Blende eine Ventilvorrichtung verbunden ist, welche auf ein Steuersignal den Medienstrom durch die zweite Blende ver­ schließt, wobei schließlich eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, die aus Eingaben des Benutzers Steuersignale erzeugt und die Förderrate festlegt, mit der die Manschette aufzupumpen ist.

6. Blutdruckmeßgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Pumpe (112, 112m) Luft über eine eine redu­ zierte Strömung bewirkende Blende (1) und/oder eine nicht re­ duzierte Blende (2) zur Manschette (110) fördert, wobei die nicht reduzierte Blende (2) mittels eines Regelventils (IV) geöffnet oder verschließbar ist, wobei ein Motorregler (114) für den Pumpenmotor (112m) mit Steuereinheit vorgesehen ist, damit ein dynamisches Abschalten des Pumpenmotors erfolgt und der vorgesehene Manschettendruck bis zum Stillstand der Pumpe allenfalls nur geringfügig überschritten wird, wobei ferner eine Kontrolleinrichtung vorgesehen ist, die beim Auftreten eines Überdruckgrenzwertes - ausgelöst durch einen Überdruck­ sensor - anspricht und durch den Motorregler (114) sowie ei­ nen Regler für Entlüftungsventile (DV1, DV2) den Pumpenan­ trieb stoppt und die Entlüftungsventile öffnet.

7. Blutdruckmeßgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, mit einer flexiblen Aufpumpeinrichtung zum schnellen und exakten Aufpumpen von Neonatal-, pädiatrischen oder Erwachsenenmanschetten, ohne daß der sich einstellende Man­ schettendruck einen vorgegebenen Druck wesentlich überschrei­ tet, gekennzeichnet durch eine elektrische Pumpe (112, 112m) mit einem zwei Blenden (1, 2) aufweisenden Einlaß, wobei der Einlaß über die mit einer Re­ duzierung versehene Blende (1) unabhängig von der Größe und Art der an das Meßgerät angeschlossenen Manschette wirksam ist, während der Einlaß über die ohne Reduzierung ausgebilde­ te, jedoch mit einem Ventil (IV) versehene Blende (2) nur dann bei geöffnetem Ventil wirksam ist, wenn eine Erwachsenen- oder eine pädiatrische Manschette an das Meßgerät angeschlossen ist.

8. Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 7, gekennzeich­ net durch einen Motorregler (14), der ein dynami­ sches Abschalten der Pumpe (112, 112m) steuert, sobald ein auf einen Druckwert eingestellter Drucksensor anspricht, derart, daß durch einen Motorreglerschaltkreis der Pumpenmotorstrom zuerst reduzierbar und dann abschaltbar ist.

9. Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 7, umfassend eine Man­ schettengrößensensorvorrichtung zur Erzeugung eines Ausgangs­ signals, das signalisiert, daß das Meßgerät an eine Neonatal- oder an eine Erwachsenenmanschette angeschlossen ist, wobei eine erste Blende (1), die mit dem Meßgerät gekoppelt ist, über die Pumpeinrichtung die angeschlossene Manschette mit einer ersten Durchflußmenge versorgt, wobei eine zweite Blen­ de (2), die mit dem Meßgerät gekoppelt ist, über die Pumpein­ richtung die angeschlossene Manschette mit einer zweiten Durchflußmenge versorgt, die größer als die Durchflußmenge über die erste Blende ist, wobei eine Ventilvorrichtung, die mit der zweiten Blende gekoppelt ist und auf das Signal der Manschettengrößensensorvorrichtung zum wahlweisen Öffnen und Schließen der zweiten Blende in Abhängigkeit von der ange­ schlossenen Manschettenart anspricht.

10. Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 7, wobei die Motorregler­ vorrichtung weiterhin eine Vorrichtung zur Steuerung des der Pumpe zugeführten Betriebsstromsignales umfaßt, um sicherzu­ stellen, daß eine Stromkomponente des Betriebsstromsignales einen vorbestimmten Grenzwert nicht überschreitet.

11. Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 10, wobei eine weitere Drucksensorvorrichtung zum Aussenden eines Überdruckausgangs­ signales vorgesehen ist, wenn die Manschette einen Überdruck­ wert aufweist, der größer als der vorbestimmte Wert ist und wobei eine Vorrichtung mit der Motorreglervorrichtung gekop­ pelt ist, so daß das Überdruckausgangssignal die Unterbrechung des Betriebsstromes von zumindest einer der ersten und zwei­ ten Buchsen der elektrischen Pumpe auslöst.

12. Blutdruckmeßgerät nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Motorregler (114) die Stromaufnahme des Pumpenmo­ tors (112m) auf einen Maximalwert (300 mA) begrenzbar ist, daß der Motorregler einen Schaltkreis (238, 226, 242, 228, 236, 240) für eine dynamische Ausschaltfunktion des Pumpenmotors umfaßt, derart, daß der Gleichstrommotor (112m) der Pumpe (112), die als Membranpumpe mit niedrigem Trägheitsmoment ausgebildet ist, im dynamischen Auslauf als Generator wirksam ist.