DE4300343B4

DE4300343B4 - Blutdruckmeßgerät

Info

Publication number: DE4300343B4
Application number: DE4300343A
Authority: DE
Inventors: David L. Ipswich Smith
Original assignee: Draeger Medical Systems Inc
Current assignee: Siemens Medical Solutions USA Inc
Priority date: 1992-01-21
Filing date: 1993-01-08
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2013-01-09
Also published as: JP3417967B2; JPH0670893A; US5285791A; DE4300343A1

Abstract

Blutdruckmeßgerät mit einer Druckmanschette (110), einer Pumpe (112) zum Aufpumpen der Druckmanschette (110), mindestens einem Entlüftungsventil (DV1; DV2) zum Entlüften der Manschette sowie mit einer Verteilereinrichtung (60), wobei erste Mittel der Verteilereinrichtung (60) beim Aufpumpen der Manschette (110) einen ersten Strömungsweg in einer ersten Richtung zur Pumpe (112) und von der Pumpe (112) zur Manschette (110) und wobei zweite Mittel der Verteilereinrichtung (60) beim Entlüften der Manschette (110) einen zweiten Strömungsweg in einer zweiten Richtung von der Manschette zum Entlüftungsventil (DV1; DV2) herstellen, und wobei die Verteilereinrichtung (60) eine geräuschdämpfende Kammer (2, 4) aufweist, die sowohl im ersten, wie auch im zweiten Strömungsweg vorgesehen ist, um Druckwellen beim Aufpumpen und Entlüften der Manschette (110) zu dämpfen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der beiden Strömungswege zwei durch eine Trennwand (20) voneinander getrennte Expansionskammern (4, 2) enthält und wenigstens eine Öffnung (3) in der Trennwand (20) eine direkte Strömungsverbindung zwischen der ersten...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Blutdruckmeßgerät gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Ein herkömmliches, selbsttätig arbeitendes Blutdruckmeßgerät umfaßt eine elastische, aufpumpbare Manschette und eine elektrische Pumpe. Die Pumpe wird von einem Mikroprozessor gesteuert, um die Manschette mit einem Strömungsmedium, wie z.B. Luft aus der Umgebung, auf einen vorgegebenen Druck aufzupumpen. Außerdem umfaßt dieses automatische Blutdruckmeßgerät einen Druckwandler, der den jeweiligen Istdruck in der Manschette mißt. Das vom Druckwandler erzeugte Drucksignal wird dazu benutzt, um sowohl den momentanen Luftdruck in der Manschette als auch den Puls des Probanden zu bestimmen. Dieses Drucksignal wird im allgemeinen digitalisiert und vom Mikroprozessor verarbeitet, um so Werte zu erzeugen, die die systolischen und diastolischen Blutdruckwerte des Patienten darstellen.

Zur Durchführung der Blutdruckmessung wird die Manschette am Oberarm des Patienten angebracht und dann auf einen Druck aufgepumpt, der größer ist als der zu erwartende systolische Druck, beispielsweise 150 bis 200 mm Quecksilbersäule (mmHg). Dieser Druckwert drückt die Hauptarterie im Arm zusammen und unterbindet somit den Blutstrom zum Unterarm. Anschließend 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 Patienten 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 Blutdruckmeßgerät ist in der US 4 949 710 A beschrieben. Dieses Meßgerät überwacht das Blutdrucksignal des Patienten, um so die höchste festgestellte Pulsamplitude zu ermitteln. Diese wird üblicherweise als der mittlere Arteriendruck (MAP) bezeichnet. Die systolischen und diastolischen Blutdruckwerte werden dann als die jeweiligen Drücke bestimmt, die der Amplitude des Pulssignals mit 60 % vom Maximalwert vor Erreichen des Maximalwertes bzw. mit 80 % vom Maximalwert nach Erreichen des Maximalwertes entsprechen.

Um höchste Wirksamkeit zu erreichen, sollte ein automatisches Blutdruckmeßgerät in der Lage sein, die Manschette schnell auf einen vorgegebenen Druckwert aufzupumpen und dann entsprechend einer vorgegebenen Entlüftungskurve zu entlüften. Dies sollte in möglichst kurzer Zeit erfolgen, um rasche Ergebnisse zu liefern und das Unbehagen des Patienten möglichst gering zu halten.

Die oben beschriebene Pumpe erlaubt ein rasches Aufpumpen der Manschette und ein oder mehrere Ventile ermöglichen die Druckabsenkung (Entlüftung der Manschette). Die bekannten Pumpen und Ventile neigen jedoch dazu, Druckwellen und akustisches Geräusch zu erzeugen. Diese Druckwellen können sich auf das System übertragen, von dem Druckwandler aufgenommen werden und auf diese Weise die Pulswerte verfälschen. Außerdem stellt das akustische Geräusch eine Belästigung für den Benutzer und den Patienten dar, insbesondere wenn das Blutdruckmeßgerät über längere Zeit oder häufig verwendet wird.

Ein Blutdruckmeßgerät der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art ist durch die EP 0 252 398 A1 bekannt geworden. Das bekannte Blutdruckmeßgerät enthält eine Verteilereinrichtung zum gesteuerten Aufpumpen bzw. Entlüften der Manschette, wobei erste Mittel der Verteilereinrichtung beim Aufpumpen der Manschette einen ersten Strömungsweg in einer ersten Richtung zur Pumpe und von der Pumpe zur Manschette und wobei zweite Mittel der Verteilereinrichtung beim Entlüften der Manschette einen zweiten Strömungsweg in einer zweiten Richtung von der Manschette zum Entlüftungsventil herstellen und sowohl im ersten wie auch zweiten Strömungsweg eine geräuschdämpfende Kammer vorgesehen ist. Ein Druckwandler ist über eine weitere Kammer und einen Kanal mit der geräuschdämpfenden Kammer verbunden, um den Druck der Manschette zu messen. Der Kanal dient hierbei als Filter, um Druckschwankungen auszufiltern und an den Druckwandler einen geglätteten Luftdruck zu liefern. Damit kann eine Verfälschung der Meßwerte des Druckwandlers vermieden werden.

Eine Einrichtung zum Verringern des Geräusches eines Blutdruckmeßgeräts ist in der US 4 832 039 A beschrieben. Diese Einrichtung benutzt zwei akustische Filter, von denen. das eine Filter dem Einlaß einer Pumpe zum Aufpumpen der Manschette und das andere Filter dem Auslaß der Pumpe zugeordnet ist. Die von der Pumpe erzeugten Druckwellen gelangen durch Längsbohrungen in die akustischen Filter und werden dann in Resonanzkammern gedämpft, die durch Querbohrungen mit den Längsbohrungen verbunden sind.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einem Blutdruckmeßgerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art eine verbesserte Geräuschdämpfung zu erzielen.

Die Erfindung ist durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Demgemäß enthält wenigstens einer der beiden Strömungswege zwei durch eine Trennwand voneinander getrennte Expansionskammern und wenigstens eine Öffnung in der Trennwand, die eine direkte Strömungsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Expansionskammer bildet. Durch diese Maßnahme wird eine verbesserte Geräuschdämpfung erzielt.

Die Verteilereinrichtung enthält eine Trennwand, die zwei unmittelbar miteinander in Strömungsverbindung stehende Expansionskammern zum Dämpfen der Druckwellen voneinander trennt. Die Strömung der zum Aufpumpen der Manschette dienenden Luft verläuft über eine Umluft-Einlaßöffnung der Verteilereinrichtung zur ersten Expansionskammer und dann über die Pumpe zur Manschette. Beim Entlüften der Manschette verläuft die Strömung von der Manschette über die erste und zweite Expansionskammer in Gegenrichtung der Einlaßströmung.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung umfaßt das Blutdruckmeßgerät zwei steuerbare Ventile, die bei der Druckabsenkung (Entlüftung der Manschette) Druckwellen erzeugen. Das erste Ventil steht in direkter Strömungsverbindung mit der ersten Expansionskammer der Verteilereinrichtung und erzeugt Druckwellen, die sowohl durch die erste wie auch durch die zweite Expansionskammer gedämpft werden. Das zweite Ventil steht direkt mit der zweiten Expansionskammer der Verteilereinrichtung in Strömungsverbindung, wobei seine Druckwellen über die zweite Expansionskammer gedämpft werden.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist ein erstes Filter zwischen der Verteilereinrichtung und der Manschette angeordnet, während ein zweites Filter zwischen der Verteilereinrichtung und der Umgebung vorgesehen ist.

Anhand der Zeichnungen werden im folgenden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Es zeigen:
1 ein Blockdiagramm eines automatischen Blutdruckmeßgerätes, bei dem die vorliegende Erfindung eingesetzt ist;
2 eine teilweise perspektivische Ansicht einer Verteilereinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Teile der unteren Expansionskammer dargestellt sind;
3 eine teilweise perspektivische Ansicht der Verteilereinrichtung, wobei Teile der oberen Expansionskammer dargestellt sind;
4 ein Blockdiagramm der in den 2 und 3 gezeigten Verteilereinrichtung;
5a, 5b und 5c Ansichten der in den 2 und 3 gezeigten Verteilereinrichtung von oben, von vorne und von unten;
6 bis 9 Querschnitte durch die Verteilereinrichtung der 2 und 3 in Blickrichtung der Schnitte VI-IX in den 5a, 5b und 5c.
Bevor die Mittel zur Geräuschdämpfung und die Verteilereinrichtung sowie ihre Funktionsweise erläutert werden, soll zunächst das zugehörige Blutdruckmeßgerät beschrieben werden, bei dem die Dämpfungsmittel und die Verteilereinrichtung einsetzbar sind.
1 zeigt ein Blockdiagramm eines beispielhaften Blutdruckmeßgerätes 100. 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 Motorregler 114 ein- und ausgeschaltet, der über von einem Mikroprozessor 116 gelieferte Signale gesteuert wird. Eine für diesen Zweck geeignete Pumpe ist eine Membranpumpe, die von einem Gleichstrommotor geringer Trägheit angetrieben wird.
Luft wird der Pumpe 112 durch eine Blende OR1, die eine reduzierte Strömung bewirkt, sowie durch eine Blende OR2 zugeführt, die sich, obwohl sie keiner Reduzierung unterliegt, wahlweise dadurch blockieren läßt, daß ein magnetbetätigtes Ventil V3, das in Reihe mit der Blende OR2 und der Einlaßöffnung der Pumpe 112 angeordnet ist, geschlossen werden kann. Das Füllventil V3 wird durch den Mikroprozessor 116 über eine Treiberschaltung 136 gesteuert, wie noch beschrieben wird.
Die Manschette wird mit Hilfe von zwei gesteuerten Magnetventilen DV1 und DV2 entlüftet. Im geöffneten Zustand kann das Ventil DV1 einen relativ geringen Strömungsdurchsatz haben, während das Ventil DV2 einen relativ hohen Strömungsdurchsatz aufweist. Beispielsweise ist das Ventil DV1 für einen Strömungsdurchsatz von 570 ml pro Minute (ml/min) bei einer Druckdifferenz von 170 mmHg und das Ventil DV2 für einen Strömungsdurchsatz von 1341 ml/min bei einer Druckdifferenz von 20 mmHg ausgelegt. Diese Ventile können in 1,4 ms (Millisekunden) bzw. 6 ms geöffnet und geschlossen werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung werden die Ventile durch ein impulsbreitenmoduliertes Signal mit einer Sollnennfrequenz gesteuert. Bei normalem Betrieb ist nur jeweils eines der Ventile geöff net. Durch Steuern des Zeitanteiles, während dem das Ventil innerhalb jedes Zyklus des Steuersignales geöffnet und geschlossen ist, läßt sich die Öffnungszeit des Ventils steuern. Diese Öffnungszeit bestimmt den durchschnittlichen Luftdurchsatz durch das Ventil. Das Öffnen und Schließen der Ventile erzeugt jedoch unerwünschte Druckwellen.
Der Mikroprozessor 116 steuert die Ventile DV1 und DV2 über einen Arbeitszyklusmodulator 130. Der Modulator 130 erzeugt ein variables Arbeitszyklusschwingungssignal, von dem wahlweise eines der Ventile DV1 und DV2 gesteuert wird. Der Arbeitszyklus dieses Signales unterliegt einer Steuerung, um so die wirksame Durchgangsöffnung des ausgewählten Ventils und damit den Luftdurchsatz, mit dem die Manschette 110 entlüftet wird, zu bestimmen.
Der Mikroprozessor 116 überwacht den Luftdruck in der Manschette mit Hilfe eines konventionellen Druckwandlers 118, der über einen Schlauch 117 mit dem Luftkanal 111 verbunden ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Druckwandler ein herkömmliches Halbleiterdehnungsmeßgerät. Das vom Druckwandler 118 erzeugte Signal wird von einem hochwertigen, einen geringen Geräuschpegel aufweisenden Verstärker 120 verstärkt, der ein Signal erzeugt, das einem Analog/Digital-Wandler (ADC) 122 zugeführt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der A/D-Wandler 122 ein 16-Bit-Sigma-Delta-Analog-Digital-Wandler. Der A/D-Wandler 122 erzeugt Abtastsignale mit einer Frequenz von ungefähr 50 Hz.
Der vom A/D-Wandler 122 abgetastete Drucksignalwert wird vom Mikroprozessor 116 überwacht, um die Pumpe bei einer gewünschten 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 diastolischen Blutdruckwerte für den Patienten abzuleiten.
Die Blutdruckmeßwerte werden dem Benutzer des Gerätes auf einer Anzeigevorrichtung 131 angezeigt. Um diese Werte zu erzeugen, arbeitet der Mikroprozessor 116 nach einem im Speicher 128 abgespeicherten Programm. Der Speicher 128 enthält ebenfalls Zellen, die zur Speicherung temporärer Datenwerte genutzt werden können. Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Programmspeicherabschnitt des Speichers 128 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.
Der Mikroprozessor 116 erfaßt die vom A/D-Wandler 122 mit einer Frequenz von 50 Hz erzeugten Abtastsignale. Die gesammelten Abtastsignale werden in 45er Gruppen verarbeitet, um so ein geräuschreduziertes Manschettendrucksignal und dessen erste Ableitung zu erhalten, die die zeitliche Iständerung des Manschettendrucks darstellt. Diese Signale weisen eine effektive Abtastrate von 1,11 Hz auf. Während die Manschette 110 aufgepumpt wird, bestimmt der Mikroprozessor 116, ob die Pumpe 112 für jeden Abtastwert dieses Signales angehalten werden soll. Während die Manschette entlüftet wird, benutzt der Mikroprozessor 116 dieses Signal, um neue Einstellungen für das Entlüftungsventil DV1 oder DV2 zu berechnen. Der Mikroprozessor 116 steuert die Entlüftungsventile DV1 und DV2 über den Arbeitszyklus modulator 130, um das Strömungsmedium aus der Manschette mit konstantem Durchlaß abzulassen und dadurch eine lineare Absenkung des Manschettendruckes zu erzielen.
Wenn der Benutzer des Gerätes, nunmehr unter Bezugnahme auf 1, über das Tastenfeld 133 eingibt, daß es sich bei der Manschette 110 um eine Neonatalmanschette handelt, liefert der Mikroprozessor 116 ein Signal an die Treiberschaltung 136, die dann das Schließen des Ventiles V3 bewirkt. Bei dieser Konfiguration ist die eine reduzierte Strömung bewirkende Blende OR1 die einzige Luftquelle für die Pumpe 112. Bei alleiniger Verwendung der eine reduzierte Strömung bewirkenden Blende OR1 werden Neonatalmanschetten in 1 bis 8 Sekunden aufgepumpt.
Wenn der Benutzer eingibt, daß es sich bei der Manschette 110 um eine pädiatrische oder Erwachsenenmanschette handelt, veranlaßt der Mikroprozessor 116, daß die Treiberschaltung 136 das Füllventil V3 öffnet. Dadurch wird die Pumpenströmungsrate etwa um einen Faktor 5 gesteigert. Wenn beide Luftzuführungswege OR1 und OR2 geöffnet sind, lassen sich die kleinsten pädiatrischen Manschetten in etwa 1 Sekunde und die größten Erwachsenenmanschetten in etwa 10 Sekunden aufpumpen.
Das oben beschriebene Blutdruckmeßgerät 100 ist ein typisches Beispiel, bei dem die Verteilereinrichtung mit geräuschdämpfender Einrichtung gemäß der Erfindung verwendbar ist. Die Verteilereinrichtung kann eine geräuschdämpfende Kammer oder eine Druckwellen-Expansionskammer aufweisen.
Eine Verteilereinrichtung 60 mit einer Expansionskammer 2 ist in den 2, 6 gezeigt. Strömungsmedium (Luft) wird von der Pumpe 112 über eine Umgebungsöffnung 1 durch die Expansionskammer 2 zur Pumpen-Einlaßöffnung 7 angesaugt. Die Pumpe kann an einer Seitenwand 24 der Verteilereinrichtung angeordnet sein. Der Luftstrom verläßt die Pumpe über die Pumpen-Auslaßöffnung 8 und wird durch Leitungen 26, 27 und 45 zu einer Öffnung 10 zum Aufpumpen der Manschette 110 geführt. Beim Entlüften der Manschette strömt die Luft in entgegengesetzter Richtung aus der Manschette durch die Leitungen 45 und 27. Damit ermöglicht die Verteilereinrichtung 60 Luftströmungen in entgegengesetzten Richtungen.
Beim Aufblasen der Manschette werden von der Pumpe und beim Entlüften der Manschette werden durch andere Bauelemente (z.B. Entlüftungsventile DV1, DV2) Druckwellen erzeugt. Diese Druckwellen werden durch Expansion der Luft innerhalb der Expansionskammer 2, entgegen einem Widerstand, der von der Öffnung 1 der Verteilereinrichtung 60 zur umgebenden Atmosphäre hin erzeugt wird, gedämpft. Auf diese Weise wird das mit den Druckwellen einhergehende akustische Störgeräusch wirksam gedämpft. Die Luftströmung ist ähnlich einer Strömung, die sich ergibt, wenn in der Verteilereinrichtung 60 zwei Expansionskammern 2, 4 vorgesehen sind, wie unten näher erläutert wird.
In weiterer Ausbildung enthält die Verteilereinrichtung 60 eine Trennwand 20 zwischen einer oberen und einer unteren Expansionskammer 2 bzw. 4. Die Trennwand 20 ist in 3 dargestellt. Während die Verteilereinrichtung der 2 nur eine Expansionskammer 20 umfaßt, sind bei der Ausführung nach 3 zwei Expansionskammern 2 und 4 in der Verteilereinrichtung – getrennt durch die Wand 20 – vorgesehen.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, besitzt die Verteilereinrichtung zur Geräuschdämpfung eine obere Expansionskammer 4 und eine untere Expansionskammer 2, wobei den beiden Kammern mehrere Öffnungen und Leitungen zugeordnet sind. Die in 2 und 3 gezeigte Verteilereinrichtung dient einerseits zum Verbinden der Pumpe mit den Ventilen und wirkt andererseits als Dämpfungseinrichtung, die die Druckwellen und das damit verbundene akustische Geräusch, welche von der Pumpe und den Ventilen erzeugt werden, dämpft.
Wie in 3 gezeigt, steht das Innere der Verteilereinrichtung 60 mit der Umgebung durch die Umgebungsluftöffnung 1 in Verbindung, an die ein Schlauch 18 (s. 4) anschließbar ist. Die Umgebungsluftöffnung 1 steht direkt mit der unteren Expansionskammer 2 und indirekt mit der oberen Expansionskammer 4 über eine Durchlaßöffnung 3 in Strömungsverbindung. Die Durchlaßöffnung 3 ist in der Trennwand 20 zwischen der oberen Expansionskammer 4 und der unteren Expansionskammer 2 angeordnet und sorgt für eine direkte Strömungsverbindung zwischen den beiden Expansionskammern.
Nach 3 wird die obere Expansionskammer 4 von einer konvexen Rückwand 21, von Seitenwänden 22, 24, einer Vorderwand 23 und der Trennwand 20 begrenzt. Im Betrieb ist zum oberen Abschluß eine Deckplatte 15 vorgesehen, die ein Loch 19 abdeckt und die Expansionskammer abdichtet.
In gleicher Weise wird nach 2 die Expansionskammer 2 von der konvexen Rückwand 21, den Seitenwänden 22, 24, der Trennwand 20 (in 2 nicht gezeichnet) und einem Vorsprung 25 begrenzt. Im Betrieb ist die Kammer 2 bodenseitig durch eine Bodenplatte 16 abgedichtet. Die Deckplatte 15 und die Bodenplatte 16 können durch Ultraschallschweissen befestigt sein, um eine luftdichte Abdichtung (bei einem Druck von 68.948 Pa entspricht 10 psi) zu bilden. Während des Schweißvorganges ist darauf zu achten, daß kein Schweißgut oder anderer Schmutz in das Innere der Verteilereinrichtung 60 gelangt.
Gemäß 3 sind in der Seitenwand 22 eine Einlaßöffnung 13 und eine Auslaßöffnung 17 für ein Entlüftungsventil, z.B. das Entlüftungsventil DV1, vorgesehen. Außerdem befinden sich im unteren Abschnitt der Seitenwand 22 eine Einlaßöffnung 12 und eine Auslaßöffnung 14 für ein weiteres Entlüftungsventil, z.B. für das Entlüftungsventil DV2. Schließlich sind in der Vorderwand 23 eine Einlaßöffnung 5 und eine Auslaßöffnung 6 zu einem Magnetventil vorgesehen, z.B. für das zum Aufpumpen der Membrane vorgesehene Ventil V3.
Benachbart zu jeder Gruppe von Einlaß- und Auslaßöffnungen befindet sich jeweils ein Paar Befestigungsöffnungen für die Ventile. Neben den Öffnungen 13, 17 sind Befestigungsöffnungen 31, 32 für das Entlüftungsventil DV1 vorgesehen. Neben den Öffnungen 12, 14 sind Befestigungsöffnungen 33, 34 für das Entlüftungsventil DV2 vorgesehen. Neben den Öffnungen 5, 6 sind Befestigungsöffnungen 35, 36 für das Ventil V3 vorgesehen. Jeder Befestigungsöffnung ist eine Vorrichtung zum Anschließen an die Verteilereinrichtung 60 zugeordnet. Beispielsweise können die Befestigungsöffnungen mit Gewinde versehen sein, um Schrauben zur Befestigung der Ventile aufzunehmen.
Der Vorsprung 25 der Expansionskammer 2 bzw. der Verteilereinrichtung 60 enthält einen Druckfühleranschluß 11, ein Filter (Schmutzfilter) 9 und einen Manschettenanschluß 10. Der Druckfühleranschluß 11 führt zu einem Druckwandler 118, der zur Druckmessung dient, wie anhand der 1 erläutert wurde. Der Manschettenanschluß 10 kann mit einem Schlauch (nicht gezeigt) verbunden sein, der zur Manschette führt, um die Manschette 110 mit Druck zu beaufschlagen.
2 zeigt in näheren Einzelheiten als 3 das Innere der unteren Expansionskammer 2 mit der konvexen Rückwand 21 und der Seitenwand 24. In der Seitenwand 24 befindet sich eine Einlaßöffnung 7 und eine Auslaßöffnung 8 für den Einlaß bzw. Auslaß der Pumpe 112. Die gesamte Verteilereinrichtung kann ein Volumen von ungefähr 16,4 cm³ (1 Inch³) haben. Somit ist das Volumen der Expansionskammern entsprechend kleiner ausgelegt. Die Einrichtung besteht vorzugsweise aus Kunststoff.
4 zeigt ein Blockdiagramm, das zur Erläuterung der Funktionsweise der geräuschdämpfenden Einrichtung des Blutdruckmeßgerätes dient. Während des Aufpumpens der Manschette saugt die Pumpe 112 Luft durch ein Umgebungsluft-Filter 49, dann durch den Schlauch 18 und die Umgebungsluftöffnung 1 der Verteilereinrichtung 60 und schließlich in die untere Expansionskammer 2. Danach strömt die Luft über die Durchlaßöffnung 3 in die obere Expansionskammer 4. Aus der Expansionskammer 4 strömt die Luft weiter über die Einlaßöffnung 5 in das Füllventil V3, das an der Verteilereinrichtung 60 angebracht ist und mit der oberen Expansionskammer 4 in Strömungsverbindung steht und das die Blende OR1 enthält.
Die Luftströmung beim Aufpumpen der Manschette kann auch anhand der 6 bis 9 gezeigt werden, die Querschnitte der entsprechenden Linien VI-VI, VII-VII, VIII-VIII, IX-IX in den 5a, 5b und 5c darstellen. In 6 verläuft die Luftströmung beim Aufpumpen in Richtung der dort gezeigten Pfeile. Die Pumpe 112 saugt Luft aus der Umgebung durch die Umgebungsluftöffnung 1 in die untere Expansionskammer 2 und durch die Durchlaßöffnung 3 in die obere Expansionskammer 4. Die Luft strömt aus der oberen Expansionskammer 4 in Richtung der Pfeile 42 weiter. Die Leitung 41 stellt eine Verlängerung der Einlaßöffnung 5 des Füllventils V3 dar. Nachdem die Luft durch das Füllventil V3 geströmt ist, tritt sie durch die Öffnung 6 (3) wieder in die Verteilereinrichtung 60 über die Leitung 43 ein. Wie in 7 gezeigt, steht die Leitung 43 mit der Pumpeneinlaß-Leitung 44 in Verbindung, die zum Einlaß 7 der Pumpe 112 führt.
Der Ansaugabschnitt der Pumpe 112 endet am Pumpen-Einlaß 7 der Seitenwand 24 (2) der oberen Expansionskammer 4. Ab der Pumpe 112 strömt die Luft unter Druck über den Pumpen-Auslaß 8 in die Leitung 26, wie in den 3 und 7 gezeigt. Die Leitung 26 ist an die mit einem Filter 9 versehene Leitung 27 angeschlossen, wobei die Leitungen 26, 27 etwa rechtwinklig zueinander verlaufen. Wie in den 8, 9 gezeigt, strömt die unter Druck gesetzte Luft von der Leitung 27 durch das Filter 9 und die Öffnung 10 in die Manschette 110. In der Ansicht der 9 ist das Filter 9 entfernt. Wie gezeigt, steht die Leitung 27 mit der Leitung 45, die zu der Manschettenöffnung 10 führt, in Verbindung. Der Druckfühleranschluß 11 steht mit dem Druckwandler 118 in Strömungsverbindung (4, 8).
Die Druckabsenkung (Entlüftung) der Manschette 110 kann entweder über das Entlüftungsventil DV1 oder das Entlüftungsventil DV2 erfolgen. Während des Blutdruckmeßvorganges ist ein relativ kleiner Strömungsdurchsatz erwünscht. Wenn daher der Manschettendruck relativ hoch ist, sollte die Strömung durch das Entlüftungsventil DV1 erfolgen, da das Entlüftungsventil DV1 einen sehr viel kleineren Strömungsdurchsatz als das Entlüftungsventil DV2 erlaubt.
Während des Blutdruckmeßvorganges wird die Manschette dadurch entlüftet, daß Luft aus der Manschettenöffnung 10 in die Leitung 27 abgelassen wird, wobei sie erneut das Filter 9 passiert. Diese beim Aufpumpen und Entlüften erzeugte Gegenströmung durch das Filter 9 hat den Vorteil, daß das Filter selbsttätig gereinigt wird. Mit anderen Worten, während des Entlüftens der Manschette 110 verhindert das Filter 9, daß Schmutz aus der Manschette in die Verteilereinrichtung 60 gelangt. Beim Aufpumpen der Manschette wird der vom Filter 9 aufgefangene Schmutz aus dem Filter 9 in die Manschette 110 gespült. In periodischen Abständen kann die Pumpe 112 zu Reinigungszwecken des Systems betrieben werden, wobei dann der Anschluß 10 nicht an die Manschette, sondern über einen Schlauch an einen Abfallbehälter geführt wird, so daß das Filter gereinigt und Schmutz entfernt werden kann.
Wenn über den Mikroprozessor 116 das Entlüftungsventil DV1 angesteuert ist, erreicht der Luftstrom nach dem Filter 9 über die Leitungen 46, 47 die Einlaßöffnung 13 des Entlüftungsventiles DV1 (7). Dann gelangt der Luftstrom über das angewählte impulsmodulierte Entlüftungsventil DV1 und dessen Auslaßöffnung 17 in die obere Expansionskammer 4 (9). Aus der oberen Expansionskammer 4 strömt die Luft über die Durchlaßöffnung 3 in die untere Expansionskammer 2 und von dort zur Umgebungsluftöffnung 1. Von der Umgebungsluftöffnung 1 strömt die Luft über den Schlauch 18 und durch das Filter 49 ins Freie (4).
Die zwischen Aufpumpen und Entlüften der Manschette vorgesehene Gegenströmung hat wiederum den Vorteil, daß vom Filter 49 aufgefangener Schmutz ähnlich wie im Fall des Filters 9 entfernt wird. Beispielsweise wird beim Aufpumpen der Manschette Luft aus der Umgebung von der Pumpe durch das Filter 49 angesaugt. Die umgebende Atmosphäre kann Schmutz enthalten, der vom Filter 49 zurückgehalten wird. Beim Entlüften der Manschette wird dieser Schmutz mit der austretenden Luft aus dem Filter 49 gespült.
Die Druckwellen und das akustische Geräusch, die aufgrund der pulsierenden Wirkung des impulsmodulierten Entlüftungsventiles DV1 entstehen, werden zunächst in der oberen Expansionskammer 4 durch den von der Durchlaßöffnung 3 erzeugten Widerstand gedämpft. Die Druckwellen werden außerdem durch Expansion in der unteren Expansionskammer 2 und durch einen von der Umgebungsluftöffnung 1 und dem Schlauch 18 gebildeten Strömungswiderstand weiter gedämpft (4).
Das Entlüftungsventil DV2, das einen sehr viel größeren Strömungsdurchsatz ermöglicht, kann beim Entlüften der Manschette verwendet werden, wenn der Manschettendruck relativ niedrig oder nach Beendigung des Blutdruckmeßvorganges ein rasches völliges Entlüften der Manschette erwünscht ist. Von der Manschette zur Leitung 27 ist der Strömungsdurchsatz ähnlich, wie wenn die Manschette durch das Entlüftungsventil DV1 entleert wird. Von der Leitung 27 aus erreicht die ausströmende Luft den Einlaß 12 des Entlüftungsventiles DV2 über die Leitung 48 (7). Dann strömt die Luft durch das impulsmodulierte Entlüftungsventil DV2 und die Auslaßöffnung 14 in die untere Expansionskammer 2 (9). Die von dem modulierenden Entlüftungsventil DV2 erzeugten Druckwellen werden durch Expansion in der Expansionskammer 2 entgegen dem von der Öffnung 1 und dem Schlauch 8 erzeugten Widerstand gedämpft. Auf diese Weise wird auch das diesen Druckwellen überlagerte akustische Geräusch gedämpft.
Die Konfiguration, bei der das Entlüftungsventil DV1 mit der oberen Expansionskammer 4 und das Entlüftungsventil DV2 mit der unteren Expansionskammer 2 verbunden ist, ist besonders vorteilhaft, da dem Entlüftungsventil DV2 mit dem höheren Strömungsdurchsatz ein geringerer Widerstand entgegengesetzt wird. Wenn ferner ein Ventil wesentlich größere Druckwellen als ein anderes erzeugt, ist es von Vorteil, die größeren Druckwellen zwei Expansionskammern auszusetzen, um eine maximale Dämpfung der Schallwellen sicherzustellen.
Schließlich werden die Druckwellen und das akustische Geräusch, die von der Pumpe 112 erzeugt werden, zunächst durch Expansion in der Kammer 4 sowie entgegen dem Widerstand der Durchlaßöffnung 3 und anschließend durch Expansion in der unteren Expansionskammer 2 sowie entgegen dem von der Öffnung 1 und dem Schlauch 8 gebildeten Widerstand gedämpft.

Claims

Blutdruckmeßgerät mit einer Druckmanschette (110), einer Pumpe (112) zum Aufpumpen der Druckmanschette (110), mindestens einem Entlüftungsventil (DV1; DV2) zum Entlüften der Manschette sowie mit einer Verteilereinrichtung (60), wobei erste Mittel der Verteilereinrichtung (60) beim Aufpumpen der Manschette (110) einen ersten Strömungsweg in einer ersten Richtung zur Pumpe (112) und von der Pumpe (112) zur Manschette (110) und wobei zweite Mittel der Verteilereinrichtung (60) beim Entlüften der Manschette (110) einen zweiten Strömungsweg in einer zweiten Richtung von der Manschette zum Entlüftungsventil (DV1; DV2) herstellen, und wobei die Verteilereinrichtung (60) eine geräuschdämpfende Kammer (2, 4) aufweist, die sowohl im ersten, wie auch im zweiten Strömungsweg vorgesehen ist, um Druckwellen beim Aufpumpen und Entlüften der Manschette (110) zu dämpfen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der beiden Strömungswege zwei durch eine Trennwand (20) voneinander getrennte Expansionskammern (4, 2) enthält und wenigstens eine Öffnung (3) in der Trennwand (20) eine direkte Strömungsverbindung zwischen der ersten und der zweiten Expansionskammer (4, 2) bildet.
Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 1, wobei die zweiten Mittel mindestens ein Entlüftungsventil (DV1; DV2) umfassen, das eine mit der Manschette (110) verbundene Einlaßöffnung (13) und eine mit der geräuschdämpfenden Kammer (2, 4) in Verbindung stehende Auslaßöffnung (17) aufweist.
Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Verteilereinrichtung (60) eine Umgebungsluftöffnung (1) aufweist, die eine Strömungsverbindung zwischen der geräuschdämpfenden Kammer (2, 4) und der Umgebung herstellt und einen Strömungswiderstan d bildet, durch den die durch die geräuschdämpfende Kammer (2, 4) wandernden Druckwellen dämpfbar sind.
Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 1, wobei eine Trennwand (20) der Verteilereinrichtung (60) eine erste Expansionskammer (4) und eine zweite Expansionskammer (2) zum Dämpfen von Druckwellen voneinander trennt, wobei wenigstens eine Öffnung (3) der Trennwand (20) eine direkte Strömungsverbindung (2) zwischen der ersten und zweiten Expansionskammer bildet, und wobei die Verteilereinrichtung (60) eine Strömungsverbindung zwischen der ersten Expansionskammer (4), einem Füllventil (V3) und der Pumpe (112), und eine Strömungsverbindung zwischen der Manschette (110), mindestens einem Entlüftungsventil (DV1; DV2) sowie der ersten und zweiten Expansionskammer (4, 2) aufweist.
Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 4, wobei die Durchlaßöffnung 3 in der Trennwand (20) einen Strömungswiderstand bildet, durch den die durch die erste Expansionskammer (4) wandernden Druckwellen dämpfbar sind.
Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 4, wobei die zweite Expansionskammer (2) der Verteilereinrichtung (60) eine Umgebungsluftöffnung (1) aufweist, die mit der Umgebung in Strömungsverbindung steht und einen Strömungswiderstand bildet, durch den die durch die zweite Expansionskammer (2) wandernden Druckwellen dämpfbar sind.
Blutdruckmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein erstes impulsmoduliertes Entlüftungsventil (DV1) mit der Verteilereinrichtung (60) verbunden ist sowie eine mit der Manschette (110) in Strömungsverbindung stehende Einlaßöffnung (13) und eine mit der ersten Expansionskam mer (4) in Verbindung stehende Auslaßöffnung (17)aufweist, und wobei ein zweites impulsmoduliertes Entlüftungsventil (DV2) mit der Verteilereinrichtung (60) verbunden ist sowie eine mit der Manschette (110) in Strömungsverbindung stehende Einlaßöffnung (12) und eine mit der zweiten Expansionskammer (2) in Strömungsverbindung stehende Auslaßöffnung (14) aufweist.
Blutdruckmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Volumen der ersten und zweiten Expansionskammer (4, 2) jeweils kleiner als 16,4 cm³ (1 inch³) ist.
Blutdruckmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei an die Verteilereinrichtung (60) in der Nähe ihrer Umgebungsluftöffnung (1) ein Schlauch (18) angeschlossen ist, durch den die Umgebungsluft in die Verteilereinrichtung (60) strömen kann.
Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 1, wobei ein erstes impulsmoduliertes Entlüftungsventil (DV1) und ein zweites impulsmoduliertes Entlüftungsventil (DV2) zum Entlüften der Manschette (110) vorgesehen sind, wobei erste Mittel der Verteilereinrichtung (60) beim Aufpumpen der Manschette (110) eine erste Strömungsverbindung zur Pumpe (112) und von der Pumpe zur Manschette und wobei zweite Mittel der Verteilereinrichtung (60) beim Entlüften der Manschette (110) eine Strömungsverbindung in einer zweiten Richtung, im wesentlichen entgegengesetzt zur ersten Richtung, von der Manschette (110) weg bilden, und wobei die Verteilereinrichtung (60) wenigstens eine geräuschdämpfende Kammer (2, 4) aufweist, die sowohl mit den ersten und zweiten Mitteln verbunden ist, um Druckwellen zu dämpfen, die während des Aufpumpens und Entlüftens der Manschette durch die geräuschdämpfende Kammer (2, 4) wandern, wobei das erste und zweite impulsmodulierte Entlüftungsventil (DV1, DV2) jeweils Magnetventile mit Öffnungszeiten sind, die in Abhängigkeit von einem Steuersignal veränderbar sind, um das Strömungsmedium aus der Manschette (110) mit einem Strömungsdurchsatz zu entlüften, der durch den Wert des Steuersignales bestimmbar ist.
Blutdruckmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei ein erstes Filter (9) zwischen der Verteilereinrichtung (60) und der Manschette (110) und ein zweites Filter (49) zwischen der Verteilereinrichtung (60) und der Umgebung angeordnet ist.
Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Verteilereinrichtung (60) eine Trennwand (20) zur Bildung einer weiteren geräuschdämpfenden Kammer (2) zum Dämpfen von Druckwellen aufweist, wobei die Trennwand (20) eine direkte Strömungsverbindung (3) zwischen den beiden geräuschdämpfenden Kammern (4, 2) aufweist, und wobei eine Strömungsverbindung zwischen der ersten geräuschdämpfenden Kammer (4), der Pumpe (112) und einem Füllventil (V3) einerseits und eine Strömungsverbindung zwischen der Manschette (110), dem ersten und zweiten Entlüftungsventil (DV1, DV2) und der zweiten geräuschdämpfenden Kammer (2) andererseits vorgesehen sind.
Blutdruckmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 12, mit einem ersten sowie einem zweiten modulierten Ventil (DV1, DV2) zum Entlüften der Manschette (110), wobei die Pumpe (112) und die Ventile (DV1, DV2) im Betrieb Druckwellen und akustisches Geräusch erzeugen, – wobei an die Verteilereinrichtung (60) die Pumpe (112) und die Entlüftungsventile (DV1, DV2) anschließbar sind, – wobei Verteilereinrichtung ein Gehäuse mit einer ersten und zweiten Seitenwand (22, 24), einer Rückwand (21), jeweils einer abgedichteten Deck- und Bodenplatte (15, 16) sowie einer Vorderwand (23) aufweist, die zu einem Vorsprung (25) ausgebildet ist, – wobei in der Verteilereinrichtung eine Trennwand (20) eine obere Expansionskammer (4) und eine untere Expansionskammer (2) unterteilt und die Trennwand (20) eine Durchlaßöffnung (3) aufweist, die eine Strömungsverbindung zwischen der oberen und unteren Expansionskammer herstellt und einen Strömungswiderstand für die in der oberen Expansionskammer (4) expandierenden Druckwellen bildet, – wobei an der zweiten Seitenwand (24) Anschlußmittel (7, 8) für die Pumpe (112) und für eine Strömungsverbindung zwischen dem Einlaß der Pumpe (112) und der oberen Expansionskammer (4) sowie zwischen dem Auslaß der Pumpe (112) und einer Pumpenleitung innerhalb der unteren Expansionskammer (2) vorgesehen ist, – wobei an der ersten Seitenwand (22) Anschlußmittel (31, 32) sowie ein Einlaß (13) und ein Auslaß (17) für das erste Entlüftungsventil (DV1) vorgesehen sind, derart, daß der Einlaß (13) über eine Ventilleitung mit der Pumpenleitung in Strömungsverbindung steht und der Auslaß (17) eine Strömungsverbindung vom ersten Entlüftungsventil (DV1) zur oberen Expansionskammer (4) bildet, – und wobei die Pumpe über eine Leitung mit der Manschette (110) verbunden ist.
Blutdruckmeßgerät nach Anspruch 13, – wobei an der ersten Seitenwand (22) Anschlußmittel (33, 34) sowie ein Einlaß (12) und ein Auslaß (14) für das zweite Entlüftungsventil (DV2) vorgesehen sind, derart, daß der Einlaß (12) über eine Ventilleitung mit der Pumpenleitung in Verbindung steht und der Auslaß (14) eine Strömungsverbindung vom zweiten Entlüftungsventil (DV2) zur unteren Expansionskammer (2) bildet, – und wobei die erste Seitenwand (22) eine Umgebungsluftöffnung (1) in Strömungsverbindung mit der unteren Expansionskammer (2) und einen zur Umgebung führen den Schlauch (18) aufweist, derart, daß die Umgebungsluftöffnung (1) und der Schlauch (19) einen Strömungswiderstand gegen in der unteren Expansionskammer (2) expandierende Druckwellen bilden.