DE4331450C2 - Anordnung zur automatischen Blutdruckmessung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Anordnung zur automatischen Blutdruckmessung, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, wie sie aus der DE 30 14 199 C2 bekannt ist.

Zur nicht-invasiven Blutdruckmessung wird entweder eine manuelle Blutdruckmessung oder eine automatische Blutdruckmessung eingesetzt.

Bei der manuellen Blutdruckmessung wird über einen handbetätigten Mechanismus eine Öffnung in einem pneumatischen System, die ein Ablaßventil bildet, mehr oder weniger stark geöffnet, wodurch die Ablaßrate einer vorab auf einen bestimmten Ausgangsdruck aufgepumpten Manschette von Hand ein­ gestellt werden kann.

Aus der DE-22 51 308 B2 ist es bekannt, zur manuellen Einstellung der Ablaßventilöffnung eine Kurvenscheibe zu verwenden, die einen Betätigungsanschlag bildet, um vorbestimmte Ablaßraten festzulegen.

Aus der EP-0014977 A1 ist es bekannt, bei einer manuellen Blutdruckmeßanordnung über eine Membrane den Manschettendruck auf einen Stößel zu koppeln, der in Abhängigkeit von dem momentanen Manschettendruck eine keilförmige Öffnung mehr oder weniger freigibt, wodurch eine über die Zeit im wesentlichen druckunabhängige Ablaßrate erreicht werden soll.

Aus der US-4146018 ist es bekannt, bei einem derartigen manuellen Blutdruckmeßsystem die Ablaßrate durch Verformung der Außengestalt eines Schlauches zu steuern, wobei die Außengestalt des Schlauches zusammen mit einer Gehäuse-Innenstruktur eine spaltartige Öffnung festlegt.

Die US 4037587 offenbart bei einem derartigen manuellen Blutdruckmeßsystem ein Ventil, welches durch einen verformbaren O-Ring und einen Bolzen gebildet wird, der in seiner Ruhelage mittig innerhalb des O-Ringes angeordnet wird. Durch Herausdrücken des Bolzens aus seiner mittigen Lage innerhalb des O-Ringes wird ein steuerbarer Spalt freigegeben, durch den die Luft entweichen kann.

Die DE-35 46 556 A1 zeigt ein manuelles Blutdruckmeßsystem, bei dem das Ablaßventil durch ein schlauchförmiges, elastisches Teil gebildet wird, das durch Stauchung von einem durchbohrten Stößel abgehoben werden kann und somit eine Luftdurchtrittsöffnung freigibt.

Bei derartigen manuellen Blutdruckmeßanordnungen ist das Ventil ein Ventil vom "normal geschlossenen" Typ, das eine Verminderung des Manschettendruckes nur während seiner Betätigung ermöglicht.

Ferner ist es bei derartigen bekannten manuellen Blutdruckmeßanordnungen üblich, für das Ablaßventil eine Raststellung vorzusehen, die eine maximale Öffnung des Ventiles zur schnellen Entlüftung der Manschette erlaubt.

DE 3014199 C2 beschreibt eine Blutdruckmeßeinrichtung mit einer zum Befestigen an einer zu untersuchenden Person bestimmten Kammer, einer zum Aufpumpen der Kammer dienenden Pumpe, einem zum Entlüften der Kammer dienenden Ventil, einem Drucksensor, wobei die Pumpe, das Ventil und der Drucksensor fluidmäßig mit der Kammer verbunden sind, und Tonaufnehmermitteln zum Erfassen der vom Blut erzeugten Geräusche. Der Drucksensor weist Mittel zum Erzeugen eines ein Maß für den Druck in der Kammer gebenden elektrischen Signals auf und ist elektrisch mit einem Differentiator zur Bildung eines ein Maß für die Ableitung des Druckes nach der Zeitgebenden Signals verbunden. Der Ausgang des Differentiators ist mit einem Pegelwächter verbunden, der seinerseits mit dem Ventil verbunden und derart ausgebildet ist, daß er, wenn die Zunahme des Druckes pro Zeiteinheit einen vorgegebenen, oberen Grenzwert überschreitet des genannten Grenzwertes wieder öffnet, so daß das Ventil beim Aufpumpen geschlossen und danach geöffnet wird.

Aus der Offenlegungsschrift DE 29 17 254 A1 ist ein Schlauchquetschventil mit einem Widerlager für den Schlauch, einem auf dieses zu bzw. von diesem weg schwenkbaren Anker und einem diesen enthaltenden Magnetkreis mit Erregungsspule, bei dem der Anker bei stromloser Erregungsspule eine definierte Stellung einnimmt bekannt. Der Magnetkreis enthält einen Permanentmagneten, der im normalen Arbeitsbereich nicht entmagnetisiert und dessen Polarität der der Erregungsspule in deren erregten Zustand entgegengesetzt ist.

In jüngerer Zeit werden jedoch überwiegend automatische Blutdruck­ meßanordnungen eingesetzt. Die Struktur einer derartigen automatischen Blutdruckmeßanordnung ist in Fig. 1 gezeigt.

Eine einfache Ausführungsform der bekannten, in Fig. 1 dargestellten automatischen Blutdruckmeßanordnung umfaßt eine Blutdruckmanschette 1, die beispielsweise um den Arm eines Patienten gelegt wird, eine Druckerzeugungs­ vorrichtung 2, die durch eine Membranpumpe gebildet sein kann und zum Befüllen der Manschette 1 dient, einen Druckaufnehmer 3 zum Erfassen des Manschettendruckes, ein Ablaßventil 4, das zur steuerbaren Entlüftung der Manschette 1 dient, sowie Steuereinheit 5, die zur Ansteuerung der Druckerzeugungsvorrichtung 2 und des Ventiles 4 sowie zum Erfassen der Meßwerte von dem Druckaufnehmer 3 ausgestaltet ist.

Der Druckaufnehmer 3 kann in an sich üblicher Art zur Erfassung der Oszillationen bei der oszillometrischen Meßmethode dienen. Bei der Messung nach Korotkoff kann diese Funktion durch ein Mikrophon in der Manschette 1 realisiert werden.

Die Manschette 1, die Druckerzeugungsvorrichtung 2, der Druckaufnehmer 3 sowie das Ventil 4 stehen über ein Schlauchsystem 8 miteinander in Verbindung.

Es werden bei derartigen automatischen Blutdruckmeßanordnungen zwei verschiedene Methoden für die Ansteuerung des Ventiles 4 zur Entlüftung der Manschette 1 angewendet. Diese sind einerseits die stufenweise Entlüftung und andererseits die kontinuierliche Entlüftung.

Bei derartigen Anordnungen zur automatischen Blutdruckmessung werden unterschiedliche Blutdruckmanschetten 1 eingesetzt, nämlich Manschetten für Neugeborene mit einem geringen Volumen von wenigen ccm, Armmanschetten mit mittleren Volumina und Beinmanschetten mit großen Volumina von mehre­ ren 100 ccm.

Bei den bekannten automatischen Blutdruckmeßanordnungen werden als Ventile zur steuerbaren Entlüftung der Manschette in der Regel gewöhnliche Wegeventile mit zwei Schaltzuständen, nämlich auf und zu, eingesetzt.

Diese Wegeventile besitzen eine feste Entlüftungscharakteristik, die dazu führt, daß mit abnehmendem Manschettendruck die Ablaßrate abnimmt und somit eine Entlüftungskurve mit einem e-Funktions-Verlauf entsteht.

Bei diesen Wegeventilen handelt es sich in der Regel um handelsübliche Ventile, bei denen das strömende Medium direkt mit den Ventilmaterialien in Kontakt kommen kann. Bei dem strömenden Medium handelt es sich in der Regel um Luft, in der Verunreinigungen, wie Staub, Reinigungsmittelreste und dergleichen enthalten sein können. Die Ventilmaterialien umfassen häufig korrosive Materialien, wie beispielsweise nicht-edle Metalle.

Ebenfalls ist es bekannt, bei automatischen Blutdruckmeßanordnungen Ventile zur kontinuierlichen Entlüftung einzusetzen, die niedrige Ablaßraten haben, da diese Ventile während des gesamten Ablaßvorganges geöffnet sind. Bei der stufenweisen Entlüftung werden Ventile mit hohen Ablaßraten verwendet, um die Ablaßzeiten, die in die Gesamtmeßzeit eingehen, kurz zu halten.

Wie nachfolgend dargelegt wird, treten spezifische Probleme einerseits bei der Methode der stufenweisen Entlüftung und andererseits bei der Methode der kontinuierlichen Entlüftung der Blutdruckmanschette auf.

Probleme bei Blutdruckmeßanordnungen nach der kontinuierlich entlüftenden Methode:

• - Aufgrund des Verlaufs der Entlüftungskurve nach Art einer e-Funktion ist kein linearer Druckabfall möglich, was bei Messungen in unteren Druckbereichen zu Meßzeitverlängerungen führt. Bei derartigen Blutdruckmeßanordnungen ist ein gezieltes, schnelles Durchfahren eines Druckbereiches oder ein schnelles Ablassen des Restdruckes nach der Beendigung der Messung nicht möglich.
• - Bei unterschiedlichen Manschettengrößen, d. h. bei Verwendung von Blutdruckmanschetten mit unterschiedlichen Volumina für die Blutdruckmeß­ anordnung ergeben sich unterschiedlich steile Entlüftungskurven, wobei der Gradient der Entlüftungskurve durch die Zeitkonstante gegeben ist, die sich aus dem Manschettenvolumen und dem Flußwiderstandes des Ventiles ergibt. Da die Entlüftungsgeschwindigkeiten innerhalb vorgegebener Grenzen liegen müssen, um eine genaue Blutdruckmessung zu ermöglichen, ist der Applika­ tionsbereich stark eingeschränkt. Dies bedeutet, daß eine bestimmte Blutdruckmeßanordnung sich beispielsweise nur für die Messung des Blutdruckes von Erwachsenen mit ganz bestimmten Manschettengrößen eignet.

Im Stand der Technik wurde bereits versucht, diesen Problemen mit unterschiedlichen Maßnahmen zu begegnen. Typische Lösungskonzepte sind:

• - Die Verwendung von zwei oder mehr Ventilen mit gegebenenfalls unterschiedlichen Nennweiten, um durch nacheinander geschalteten oder parallelen Betrieb der Ventile unterschiedliche Ablaßverhalten zu realisieren.
  Beispielsweise offenbart die WO 88/09642 die Verwendung von drei Ventilen.
  In der Regel werden zwei Ventile verwendet, wobei eines als Schnellablaßventil und ein anderes als Feinablaßventil ausgestaltet ist. Diesbezüglich wird verwiesen auf DE-34 24 535 A1, EP-0335179 A1, EP-0297146 A1 und DE-36 05 667 A1.
  Aus der EP-0333332 A1 ist es bekannt, ein Ventil mit drei Schaltzuständen für die Ablaßsteuerung zu verwenden, mit dem zwei verschiedene Ablaßöffnungen von unterschiedlichen Querschnitten geschaltet werden können.
• - Die Verwendung pulsbreitenmodulierter Ventilansteuerungen. Eine Änderung der Ablaßrate wird bei derartige Systemen, wie sie beispielsweise aus der DE-39 16 395 A1 der EP-0053228 A1 und der US-4116230 bekannt sind, durch Veränderung des Tastverhältnisses des Ventil-Steuersignales erreicht. Mit anderen Worten wird das Verhältnis der Aufsteuerzeiten zu den Zusteuerzeiten zur Variation der Ablaßkennlinie verändert. Dieses Verfahren fordert jedoch die Verwendung von sehr schnellen Ventilen.
• - Die Verwendung eines Ventile mit verstellbarer Ablaßcharakteristik. Es zeigt beispielsweise die DE-31 30 271 A1 Ventil, das durch einen Ventilsitz und einen schlanken Kegel gebildet wird, der mittels eines Elektromotors oder Schrittmotors über ein geeignetes Getriebe geführt wird. Aufgrund der verwendeten Antriebstechnik ergeben sich hohe Ansprechzeiten des Ventiles.

Probleme bei Blutdruckmeßanordnungen nach der stufenweisen entlüftenden Methode:
Aufgrund des oben beschriebenen Verlaufes der Entlüftungskurve nach Art einer e-Funktion müssen, um bei jedem Druckniveau die gewünschten Druckstufen zu erhalten, wie dies bei der oszillometrischen Messung erforderlich ist, die Öff­ nungszeiten der Ventile verändert werden. Dies führt bei abnehmenden Manschettendrücken zu längeren Öffnungszeiten und somit zu längeren Meßzeiten. Außerdem kann es vorkommen, daß bei ungünstigen Bedingungen, wie beispielsweise hohen Herzfrequenzen und langen Entlüftungszeiten, manche Oszillationen nicht mehr verwertet werden können.

Zur Lösung dieser Problematik ist es im Stand der Technik bekannt, Ventile mit großen Ablaßraten zu verwenden, so daß auch bei kleinen Manschettendrücken die Ventilöffnungszeiten und die Entlüftungszeitdauer in erträglichen Grenzen blei­ ben. Jedoch wird durch diesen Lösungsansatz ein weiteres Problem hervor­ gerufen.

Ist nämlich die Ablaßrate z. B. für große Manschetten (Arm- oder Bein-Manschetten für Erwachsene) ausgelegt, so muß bei kleineren Manschetten die Öffnungszeit reduziert werden, um die gewünschten Druckstufen zu realisieren. Dies bedeutet, daß hohe Anforderungen an die Ansprechzeiten und die Schaltgeschwindigkeit der Ventile gestellt werden. Da, wie oben erwähnt, die Manschetten-Volumina von wenigen ccm bis mehreren 100 ccm im Falle von Neugeborenen-Manschetten und Beinmanschetten von Erwachsenen reichen können, kann mit einem einzigen Ventil aufgrund seiner Ansprechzeiten nur ein Teilbereich abgedeckt werden.

Handelsübliche Wegeventile mit genügender Ansprechzeit sind zumeist aufwendig und mit einer hohen Anzahl von Teilen aufgebaut, so daß sie nicht kostengünstig realisiert werden können.

Dieses Problem ist bereits in der US-4627440 erkannt. Eine Lösungsmöglichkeit dieses Problems ist in der EP-0208520 A2 folgendermaßen erläutert. Wie bei der bereits beschriebenen kontinuierlichen Entlüftungsmethode werden hier zwei Ventile mit verschiedenen oder gleichen Ablaßraten oder ein Ventil mit einstellbarer Ablaßöffnung verwendet, wobei für den Fall, daß die Ablaßrate aufgrund abnehmenden Manschettendruckes auf einen vorbestimmten Wert von beispielsweise 8 ms/mmHg ansteigt, auf ein anderes Ventil mit höherer Ablaß­ rate umgeschaltet wird bzw. ein weiteres Ventil zugeschaltet wird. Auch die erwähnte, einstellbare Variante wird als Ventil mit zwei oder mehreren Öffnungsweiten beschrieben.

Aus der DE-29 02 356 A1 ist es bereits bekannt, zum Umsteuern oder Absperren eines Gas- oder Flüssigkeitsstromes ein Schlauchquetschventil zu verwenden, das von einem drehbaren Hebel mit einer Rolle, die beispielsweise von einem Synchronmotor angetrieben wird, betätigt wird. Dieses Ventil ist relativ langsam und benötigt einen relativ hohen technischen Aufwand für die elektrische Ansteuerung.

Gleichfalls ist es bekannt, im Bereich der Medizintechnik Schlauchquetschventile für die Atemgasüberwachung zur Regelung eines Gasflusses in Beatmungs­ geräten einzusetzen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zur automatischen Blutdruckmessung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß eine einfache und genaue Einstellung des Manschettendruckes auch bei Verwendung von verschiedenen Manschetten mit unterschiedlichen Volumina erreicht wird.

Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung zur automatischen Blutdruckmessung gemäß Patentanspruch 1 gelöst.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die oben erläuterten Probleme des stark eingeschränkten Einsatzbereiches bekannter Blutdruckmeß­ anordnungen auf bestimmte Manschettengrößen sowie die Problematik der unerwünscht langen Meßzeiten dadurch ausgeräumt werden können, daß das Ventil einen elastischen Schlauch und eine von einem Elektromagneten betätigbare Quetschvorrichtung für den elastischen Schlauch aufweist, wobei die Erfindung lehrt, den Elektromagneten derart auszubilden, daß der Gradient der Kraft nach dem Weg seiner Kraft-/Weg-Kennlinie an jedem Arbeitspunkt des Ventiles kleiner ist als der Gradient der Kraft nach dem Weg der Kraft-/Weg-Kennlinie beim Quetschen des elastischen Schlauches.

Mit anderen Worten erkennt die Erfindung, daß das bislang im Stand der Technik vornehmlich für unkritische Fluidflußsteueraufgaben eingesetzte Schlauchquetschventil als Ventil für eine gattungsgemäße automatische Blutdruckmeßanordnung eingesetzt werden kann, wenn die Kraft-/Weg-Kennlinie des verwendeten Elektromagneten in der oben beschriebenen Art an die Kraft-/Weg-Kennlinie beim Quetschen des elastischen Schlauches quer zu seiner Längserstreckung angepaßt ist. Das erfindungsgemäße Ventil verhindert das nicht-lineare, einen Kipp-Punkt zeigende Betriebsverhalten von bekannten Schlauchquetschventilen, bei denen es bei zunehmender Quetschkraft zu einem nicht-linearen, instabilen Zustand kommt, bei dem der Schlauch kollabiert und somit schlagartig abgequetscht wird.

Mit anderen Worten erkennt die Erfindung, daß bei der erfindungsgemäßen Anpassung der Kennlinie des verwendeten Elektromagnetens an die Eigenschaften des verwendeten elastischen Schlauches ein im wesentlichen kontinuierlicher Zusammenhang zwischen dem Durchlaßquerschnitt des Schlauches und dem Betätigungsstrom oder Treiberstrom des Elektromagneten erreicht werden kann.

Durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Ventiles, welches einen Schlauch und eine von einem Elektromagneten betätigbare Quetschvorrichtung umfaßt, wird erreicht, daß die aus der Manschette ausströmende Luft und eventuelle Verunreinigungen nicht mit weiteren Ventilkomponenten in Berührung kommen. Der Schlauch wird bei der Ventilbetätigung verformt und gewalkt, so daß ein Selbstreinigungseffekt entsteht. Durch die Elastizität des Schlauches ist es bei dem erfindungsgemäßen Ventil nicht erforderlich, eine Rückstellfeder einzusetzen.

Die erfindungsgemäße Blutdruckmeßanordnung ermöglicht die Verwendung von Manschetten mit unterschiedlichen Volumina, da die Steuerung des Entlüftungsvorganges bei sämtlichen Manschettengrößen mit nur einem einzigen Ventil erreicht werden kann, ohne daß es hierzu zu unerwünscht langen Meß­ zeiten käme. Das erfindungsgemäße Ventil kann sowohl kontinuierlich als auch stufenweise betätigt werden, so daß sich die erfindungsgemäße Blutdruckmeß­ anordnung mit jedem gewünschten Steueralgorithmus steuern läßt.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung hält die Steuereinheit das Ventil beim Befüllen der Manschette in einem teilweise geöffneten Zustand, um einen verlangsamten Druckanstieg des Manschettendruckes zu bewirken. Typischerweise sind die Druckerzeugungsvorrichtungen derartiger Blut­ druckmeßsysteme so ausgelegt, daß sich bei den üblichen Manschettengrößen eine Aufpumpzeit von etwa 6 Sekunden ergibt. Wird nun bei einer derartigen Blutdruckmeßanordnung eine Manschette mit geringem Volumen eingesetzt, so führt dies zu einem sehr schnellen Druckanstieg beim Aufpumpen der Manschette, so daß es meist nicht möglich ist, den gewünschten Druckwert auf Anhieb einzustellen. Durch die erfindungsgemäße Ansteuerung des Ventiles beim Befüllen der Manschette in der Weise, daß dieses teilweise geöffnet gehalten wird, hat das Ventil eine Bypass-artige Funktion, durch die im Falle von Manschetten mit niedrigen Volumina ein Teil des Aufpumpvolumens an die Umgebung abgelassen werden kann. Hierdurch kann auch bei Manschetten mit niedrigen Volumina eine vorgegebene Druckanstiegszeit erreicht werden.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Struktur einer bekannten automatischen Blut­ druckmeßanordnung;

Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung einer Ausführungsform des bei der erfindungsgemäßen Blutdruckmeßanordnung verwendeten Ventiles;

Fig. 3 eine Darstellung unterschiedlicher Kraft-/Weg-Kennlinien für zwei Elektromagnete sowie für das Quetschen eines elastischen Schlauches;

Fig. 4 und 5 alternative Ausführungsformen einer Quetschvorrichtung für das Ventil der erfindungsgemäßen Blutdruckmeßanordnung; und

Fig. 6 zeitabhängige Druckverlaufskurven beim Bypass-artigen Betrieb des Ventiles der erfindungsgemäßen Blutdruckmeßanordnung während des Aufpumpens der Manschette.

Die Grundstruktur der erfindungsgemäßen Blutdruckmeßanordnung stimmt mit der Struktur der Blutdruckmeßanordnung nach dem Stand der Technik gemäß Fig. 1 überein, wobei die Erfindung lehrt, daß Ventil 4 in der in Fig. 2 beispielshaft gezeigten Art durch einen elastischen Schlauch 16 und eine von einem Elektromagneten 10 betätigbare Quetschvorrichtung 12a, 17 zu implementieren.

Wie nachfolgend im einzelnen erläutert werden wird, ist erfindungsgemäß der Elektromagnet 10 derart ausgebildet, daß der Gradient der Kraft nach dem Weg seiner Kraft-/Weg-Kennlinie an jedem Arbeitspunkt kleiner ist als der Gradient der Kraft nach dem Weg der Kraft-/Weg-Kennlinie beim Quetschen des elastischen Schlauches 16.

Wie im einzelnen in Fig. 2 gezeigt ist, umfaßt der Elektromagnet, der dort in seiner Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet ist, eine Wicklung 11, einen beweglichen Anker 12, einen mit dem Anker 12 verbundenen, nicht-magnetischen Stößel 12a, wobei diese Teile 12, 12a durch zwei Lager 13 geführt sind. Beide Lager 13 sind mit einem Joch 14 verbunden. Das Joch 14 bildet die Polflächen und einen Teil des magnetischen Kreises. Zwischen dem Joch 14 und dem Anker 12 liegt ein Luftspalt 15. Bei Erregung der Wicklung 11 mit einem Strom entsteht innerhalb des Luftspaltes 15 ein magnetisches Kraftfeld, welches den Anker 12 gegen das Joch 14 anzieht, so daß der Stößel 12a mit seiner vorderseitigen Anlagefläche 12b gegen eine Seite des Schlau­ ches 16 angedrückt wird, dessen gegenüberliegende Seite hierdurch eine Anlagevorrichtung 17 angedrückt wird.

Die Größe der magnetischen Kraft und damit der Quetschkraft, die auf den Schlauch 16 einwirkt, ist abhängig von der Größe des Stromes und der Geometrie des Luftspaltes 15.

Gemäß der Erfindung wird, wie nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 dargelegt wird, durch geeignete Strukturierung des Elektromagnetens 10 dessen Kraft-/Weg-Kennlinie an die Kraft-/Weg-Kennlinie beim Quetschen des elastischen Schlauches angepaßt. Die in Fig. 3 gezeigte Kurve 21 zeigt den Verlauf der Kraft-/Weg-Kennlinie eines gewöhnlichen Magneten. Dieser Verlauf der Kraft-/Weg-Kennlinie des gewöhnlichen Magneten zeigt einen zunehmend steilen Gradienten der Kraft nach dem Weg mit zunehmendem Betätigungsweg, d. h. mit abnehmendem Luftspalt. Gleichfalls ist als Kurve 23 der Verlauf der Kraft-/Weg-Kennlinie eines elastischen Schlauches dargestellt, wobei der Kurvenverlauf jenseits des Knickpunktes denjenigen Bereich angibt, bei dem der Schlauch fast vollständig geschlossen ist. Man erkennt, daß der Gradient der Kurve 21, die die Kraft-/Weg-Kennlinie des gewöhnlichen Magneten darstellt, für hohe Werte des Weges einen höheren Wert erreicht als der Gradient der Kurve 23, die die Quetschkennlinie des elastischen Schlauches darstellt. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß das Kollabieren und somit nicht-kontinuierliche Quetschverhalten des elastischen Schlauches bei Verwendung eines derartigen gewöhnlichen Magneten dadurch vermieden werden kann, daß zum Betätigen der Quetschvorrichtung ein Elektromagnet 10 mit einer Kennlinie verwendet wird, deren Gradient der Kraft nach dem Weg an jedem Arbeitspunkt kleiner ist als der Gradient der Kraft nach dem Weg beim Quetschen des elastischen Schlauches 16. Für eine kontinuierliche Verstellbarkeit des Flußwiderstandes des erfindungsgemäßen Ventiles mit stabilem Arbeitspunkt ist es wichtig, daß die Kennlinie des Magneten in keinem Arbeitspunkt, der jeweils durch die Treiberströme und den Ankerweg festgelegt ist, steiler verläuft als diejenige des Schlauches.

Dies ist bevorzugterweise bei relativ waagerechten einer abfallenden Kennlinie sichergestellt, wie sie die Kurve 22 in Fig. 3 beispielshaft dargestellt ist. Die Realisierung einer gewünschten Kraft-/Weg-Kennlinie beispielsweise den Verlauf der Kurve 22 in Fig. 3 hat, stellt für Fachleute kein Problem dar und wird beispielsweise durch entsprechende Gestaltung der Geometrie der den Luftspalt 15 festlegenden Polflächen 19, 20 des Jochs 14 und des Ankers 12 erreicht. Wegen der elastischen Eigenschaft des Schlauches 16 entsteht mit zunehmendem Abquetschen des Schlauches 16 eine zunehmende Rückstellkraft, die auf den Stößel 12a einwirkt. Der Anker 12 wird den Schlauch 16 soweit zusammendrücken, bis ein Gleichgewicht zwischen der auf ihn einwirkenden Magnetkraft und der durch den Schlauch 16 erzeugten Rückstellkraft besteht. Demzufolge kann durch geeignete Wahl des Treiberstromes der Innenquerschnitt des Schlauches und damit der Flußwiderstand des Ventiles 4 gesteuert werden.

Um die erforderlichen Kräfte zum Zusammenquetschen des Schlauches möglichst gering zu halten, sollte der Schlauch 16 auf einen möglichst schmalen Bereich zusammengequetscht werden.

Bei der in Fig. 4 gezeigten Ausgestaltung des Stößels 12a bzw. der Anlagevorrichtung 17 wird dies dadurch erreicht, daß die Anlagevorrichtung eine ebene Anlagefläche 17a bildet, während der Stößel eine konvexe Anlagefläche 12b an seinem vorderen Ende hat.

Ebenfalls ist es, wie dies in Fig. 5 gezeigt ist, möglich, die Anlagefläche 12b des Stößels 12a eben auszugestalten, während die Anlagefläche 17a der Anlagevorrichtung 17 konvex ausgebildet ist.

Vorzugsweise hält die Steuereinheit 5 das Ventil 4 beim Befüllen der Manschette 1 zeitweilig in einem teilweise geöffneten Zustand, um einen verlangsamten Druckanstieg des Manschettendruckes zu bewirken. Hierdurch wird das Ventil 4 als steuerbarer Bypass verwendet.

Fig. 6 zeigt verschiedene Druckanstiegskurven beim Befüllen einer sog. Neugeborenen-Manschette mit einer Membrane-Pumpe zur Verdeutlichung der Ansteuerung des Ventils der erfindungsgemäßen Blutdruckmeßanordnung als Bypass-Ventil.

Kurve 1 zeigt den Normalfall, bei dem das Ventil 4 während des Aufpumpens geschlossen ist. Der für Neugeborene geltende Maximaldruck von 150 mmHg wird nach ca. 250 ms erreicht, wobei diese Zeit 12 bis 13 Motorumdrehungen der Membrane-Pumpe entspricht.

Die Kurven 2 und 3 zeigen die Druckanstiege bei der beschriebenen, Bypass-artigen Ansteuerung des Ventiles durch die Steuereinheit 5 bei verschieden großen Öffnungsquerschnitten. Verglichen mit dem Anstieg der Kurve 1 sind die Anstiege der Kurven 2 und 3 deutlich flacher. Es dauert daher länger und es sind mehr Motorumdrehungen der Membrane-Pumpe erforderlich, so daß eine genauere Steuerung des Enddruckes ermöglicht wird.

Wie oben beschrieben wurde, ermöglicht das Ventil der erfindungsgemäßen Blutdruckmeßvorrichtung große Ablaßraten durch große mögliche Öffnungsquerschnitte, eine beliebig einstellbare Entlüftungscharakteristik und somit die Verwendung eines einzigen Ventiles für Blutdruckmanschetten unterschiedlicher Volumina, sowohl ein kontinuierliches als auch ein stufenweises Entlüften und eine hohe Betriebssicherheit, da das Ventil unempfindlich gegenüber Verschmutzungen ist. Das Ventil hat eine normal geöffnete Arbeitsweise und ist somit bei Stromausfall sicher. Das Ventil besteht aus wenig Einzelteilen und erfordert keine Präzisionsteile, so daß es sich kostengünstig fertigen läßt. Durch die stufenlos einstellbare Ablaßrate kann eine Verlängerung der Öffnungszeiten bei abnehmenden Manschettendrücken vermieden werden.

Claims (4)

1. Anordnung zur automatischen Blutdruckmessung, mit
einer Blutdruckmanschette (1),
einem Druckerzeugungsvorrichtung (2) zum Befüllen der Manschette (1),
einem Druckaufnehmer (3) zum Erfassen des Manschettendruckes,
einem Ventil (4) zum steuerbaren Entlüften der Manschette (1), und
einer Steuereinheit (5) für die Ansteuerung des Ventils (4), dadurch gekennzeichnet,
daß das Ventil (4) einen elastischen Schlauch (16) und eine von einem Elektromagneten (10) betätigbare Quetschvorrichtung (12a, 17) für den elastischen Schlauch (16) aufweist,
daß der Elektromagnet (10) derart ausgebildet ist, daß der Gradient der Kraft nach dem Weg seiner Kraft-/Weg-Kennlinie an jedem Arbeitspunkt kleiner ist als der Gradient der Kraft nach dem Weg der Kraft-/Weg-Kenn­ linie beim Quetschen des elastischen Schlauches (16), und
daß die Quetschvorrichtung eine auf einer Seite des Schlauches (16) angeordnete Anlagevorrichtung (17) und einen von dem Elektromagneten (10) betätigten Stößel (12a) umfaßt der derart angeordnet ist, daß er auf der der Anlagevorrichtung (17) gegenüberliegenden Seite des Schlauches (16) gegen diesen andrückbar ist, um den Schlauch zwischen der Anlagevorrichtung (17) und dem Stößel (12a) zu quetschen.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anlagevorrichtung (17) eine konvexe Anlagefläche (17a) für den Schlauch (16) aufweist, und
daß der Stöße (12a) eine ebene Anlagefläche (12b) für den Schlauch (16) aufweist.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Anlagevorrichtung (17) eine ebene Anlagefläche (17a) für den Schlauch (16) aufweist, und
daß der Stößel (12a) eine konvexe Anlagefläche (12b) für den Schlauch (16) aufweist.

4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit (5) das Ventil (4) beim Befüllen der Manschette (1) in einem teilweise geöffneten Zustand hält, um einen verlangsamten Druckanstieg des Manschettendruckes beim Befüllen der Manschette (1) zu bewirken.