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Einrichtung zum Bestimmen des systolischen und diastolischen Blutdruckes
Um den Blutdruck in den Arterien eines Menschen zu messen, verwendet man eine aufpumpbare
Manschette, deren Innendrucklangsam verändert und gleichzeitig gemessen wird.
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Durch Beobachten, bei welchen Manschettendrücken gewisse Veränderungen
des Pulses verursacht werden, kann man sowohl den systolischen (Maximal-) als auch
den diastolischen (Minimal-) Blutdruck bestimmen.
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Hierbei ist es oft von Wert, sowohl den Manschettendruck als auch
die Pulsationengleich. zeitig zu registrieren. Diese Registnerungen wurden bisher
mit Hilfe der bekannten pneu maischen Aufzeichnungsvorrichtungen vorgenommen.
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Da sehr oft ein Eiektrokardiograph mit mehreren Meßwerken vorhanden
ist, wäre es nun von Vorteil, wenn der Elektrokardiograph auch als Registrierinstrument
für die obeng,enannten Registrierungen vervendet werden könnte. rierungen venvendet
werden Die vorliegende Erfindung schlägt hierfür eine Einrichtung vor, deren Hauptmerkmal
darin besteht, daß eine frendgespleistle, potentiometrische, von dem in der Manschette
erzeugten Druck beeinflußte Vorrichtung bzw. deren sich linear mit dem Manschettendruck
ändernde Spannung vorzugsweise unmittelbar an ein Meßwerk des Elektrokardiographen
gelegt ist, so daß deren Kurvenverlauf zusammen mit den Kurven der durch elektrische
Geber in Spannungsänderungen umgeformten und gleichzeitig durch andere Meßwerk des
Eiektrokardiographen aufgezeichneten Pulsdrucke die Bestimmung der genannten Blutdruckwerte
ermöglicht.
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Die Ausgestaltung dieser Zusatzanordnung ist außerordentlich einfach
und zuverlässig
und stellt einen Bruchteil des Aufwandes dar, der
bei den bekannten Blutdruckmleseern getrieben wird.
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Im wesentlichen besteht die Anordnung aus zwei Teilen, und zwar einer
potentiometrischen Einrichtung zum Messen des in der Manschette erzeugten Druckes
und einem oder mehreren Abtasten für die Pulsschwankungen. Durch die getrennte Aufzeichnung
von Manschettendrucl; und Pul sschlvanl;ungsliurven ist eine ebenso einfache wie
genaue Feststellung des systolischen und des diastolischen Blutdruckes möglich.
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Die Einzelheiten des Erfindungsgedankens werden an Hand der Fig.
I bis 3 dargestellt.
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Die potentiometrische Einrichtung besteht im wesentlichen aus einem
U-förmigen Gefäß, das beispielsweise aus einer metallischen Kap -seil 1 und zwei
aus durchsichtigem Werkstoff, beispielsweise Glas, hergestellten Röhren 2 und 3
zusammengesetzt ist. Die Röhren 2 und 3 können mit der Kapsel 1 durch Verschrauben
oder Veddtten verbunden sein. Die Röhre 3 ist an ihrem oberen Ende durch eine vorzugsweise
leitende Kappe 4 luftdicht verschlossen und mit einem Eingangsstutzen 5 versehen,
der mittels eines Schlauches 6 und eines T-Stüclces 7 mit dem Hohlraum der Manschette
8 verbunden ist. Der untere Teil des U-förmigen Gefäßes ist mit Quecksilber gefüllt,
das sich beim Öffnen des Ventils der Pumpe 9 in beiden - Röhren gleich hoch einstellt,
da das Rohr 2 bzw. dessen Kappe Io mit einer Druckausgleichöffnung versehen ist.
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In den beiden Rohren 2 und 3 sind zxvischen den leitenden Kappen
4 bzw. Io und dem metallischen Gefäß I Drähte II und 12 aus Widerstandswerkstoff
gespannt. In dem Rohr 3 ist der Draht 12 verhältnismäßig kurz ausgebildet und mit
der Kappe 4 durch einen gut leitenden starl;en Draht 13 verbunden, Die Verbindungsstelle
der beiden Drähte ist etwa da angeordnet, wo die Kuppe des Quecksilherspiegels bei
Druckausgleich in den beiden Rohren steht. Zur Spannung der Drähte 11 und r2 sind
sie an ihren unteren Enden spiralfederartig ausgebildet oder mit Federn 4 und 15
an detn Behälter I befestigt.
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Legt man nun zwischen die beiden Kappen 4 und Io eine Spannungsquelle
16 und an die Kappe 4 sowie an den Behälter 1 ein hochohmiges Meßgerät, so stellt
die ganze U-förmige Anordnung ein Potentiometer dar, dessen Spannungsabfall zwischen
der Kappe 4 und dem Behälter 1 abhängig ist von der Länge der Quecksilbersäule in
dem Rohr 3.
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Da, gleichmäßiger Querschnitt der Röhren 2 und 3 vorausgesetzt, sich
an der absoluten Länge der Quecksilbersäule auch bei verschiedenen Stellungen bzw.
verschiedener Höhe der Quecksilberkuppen in den beiden Röhren nichts ändert, ist
der Strom, der durch die Leiter fließt, völlig konstant. Die Messung des Spannungsabfalles
ist daher völlig einwandfrei, und die erfaßten Spannungen verlaufen linear mit den
Höhendifferenzen der Quecksilbersäule, d. h. also linear mit dem in der Manschette
8 erzeugten Druck. An sich sind derartige Druckmeßgeber für elektrische Fernmessungen
bekannt.
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Als Stromquelle für die Potentiometereinrichtung dient beispielsweise
eine Batterie 1 6, die mit einem Schalter 17 zwischen die Kappen 4 und Io angeschlossen
werden kann.
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In den Stromkreis wird zweckmäßig ein regelbarer Widerstand 18 und
ein stromanzeigendes Instrument 19 geschaltet. Zur Überwachung der Stellung des
Schalters 17 dient ein kleines Lämpchen 20, das zweckmäßig gleich zur Beleuchtung
der Skala 21 dienen kann, die zur unmittelbaren Ablesung der Höhenunterschiede der
Quecksilherkuppen in den Rohren 2 und. 3 vorgesehen ist. In die Meßleitung schaltet
nian bei Verwendung einer Elektrokardiographen schleife als Meßwerk zweckmäßig noch
einen möglichst hochohmigen Widerstand 22, damit im Meßkreis ein genügend hoher
Widerstand vorhanden ist und der durch ihn fließende Strom praktisch vernachlässigt
werden kann.
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Sofern als Meßwerk ein EK mit einer an sich bekannten Differenzschaltung
vorliegt, d. h. also ein E!C, bei dem zwei Patientenableitungen unmittelbar verstärkt
werden und die dritte aus der Differenz der beiden ersten verstärkten Abieitungsspannungen
an einem Differenzmeßwerk erfaßt wird, benutzt man zweckmäßig dieses Differenzmeßwerk,
das also keinen unmittelbaren Verstärliter aufweist. Es hat sich herausgestellt,
daß die durch die potentiometrische Einridnnng erzeugten Spannungsschwankungen vollauf
zur Aussteuerung einer normalen Elektrokardiograpllenschleife ausreichen.
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Durch nicht zu geringe Bemessung der Durchmesser der Rohre 2 und
3 kann man es erreichen, daß die Quecksilbersäule sich lediglich nach dem Manschettenninendruck
einstellt und die geringen in der Manschette auf tretenden Druckschwankungen, die
von dem Puls bzw. von den Pulshrandungswellen herrühren, nicht oder in praktisch
verschwindend geringem Maße mitmacht. Hat man also die Manschette 8 aufgepumpt und
läßt nun durch öffnen des Ventils der Pumpe 9 den Druck kontinuierlich abfallen,
so wird von dem Mehls werk eine geneigte Gerade aufgezeichnet, wie es durch die
Kurven in Fig. 2 dargestellt ist.
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Um nun die Höhe des interessierenden systolischen und diastolischen
Blutdruckes festzustellen, müssen die Pulsschwankungen abgetastet werden. Ihre Aufzeichnung
geschlecht
im vorliegenden Falle auf dem gleichen Registrierstreifen,
wie es auch in Fig. 2 durch die Kurven und S dargestellt ist. Zur Abtastung des
systolischen Druckes verwendet man zweckmäßig einen elektrischen Druckgeber 23,
der auf die Unterarmarterie aufgesetzt ist. Zweckmäßig benutzt man hierfür einen
piezoelektrischen Geber, der unmittZelbar die Druckschwankungen in Spannungsschwankunlgen
umformt. Derartige Geber sind auf anderen Gebieten der Technik zur Erfassung von
Druckschwankungen, Schwingungen u dgl. bekannt, und es bedarf daher keiner näheren
Erläuterung ihrer Wirkungsweise.
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Eine für diesen Zweck besonders vorteilhafte Ausführung wird an Fig.
3 später noch beschrieben. Die von dem Geber 23 erzeugten Spannungs schwankungen
führt man dann einem der im Ausgang mit einem Meßwerk verbundenen Verstärker des
EJC zu.
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Zur Erfassung des diastolischen Druckes kann man ebenfalls ein mit
einem piezoelektrischen Kristall ausgerüstetes ähnliches druckempfindliches Organ
24 verwenden, das zweckmäßig mit dem Manschettenhohlraum verbunden ist. Auch die
Spannungsschwankungen dieses Gebers führt man einem der Verstärker des EI( zu. Auf
dem RSegistrierstreifen erscheinen dann neben der bereits erläuterten Geraden P
die Kurve D des diastolischen und die Kurven des systolischen Blutdruckes. Die Ermittlung
der Blutdruck werte ist nun außerordentlich einfach. Wie sich aus der Kurve S ergibt,
treten, solange diese Kurve als Gerade verläuft, keine Pulsschwankungen der Unterarmaflerle
auf. In dem Augenblick, in dem der Manschettendruck gerade dem systolischen Blutdruck
entspricht, beginnt die erste Pulsschwanlkung einzusetzen. Die Projektion dieses
Einsatzpunktes auf die Gerades ergibt den zugehörigen Manschettendruck. Ähnlich
ist die Bestimmung des diastolischen Blutdruckes. Solange die Kurve D die Schwankungen
großer Amplituden zeigt, ist der Manschettendruck höher als der diastolische Blutdruck.
Erst wenn der Manschetrendruck den Wert des diastolischen Blutdruckes erreicht,
werden die Schwankungen plötzlich kleiner, und der Einsatzpunkt dieses Kleinerwerdens
der Schwankungaen gibt in seiner Projektion auf die Gerades wiederum den zugehörigen
Druckwert.
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In Fig. 2 sind nur drei Kurven dargestellt.
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Man kann bei Vorhandensein eines größeren EJC zu gleicher Zeit einen
oder mehrere Pulse und evtl. ein Elektrokardiogramm schreiben und alle diese Kurven
dann diagnostisch in Beziehung zueinander setzen.
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In Fig. 3 ist noch schematisch eine Ausführungsmöglichkeit eines
für den vorliegenden Zweck besonders geeigneten piezoelektrischen Gebers dargestellt.
Auf einem vorzugsweise aus Isolierstoff bestehenden Sockel 25 ist mittels Halterungen
26 ein piezoelektrischer Kristall 27, beispielsweise ein Seignettesalzkristall,
befestigt. Auf den Kristall 27 ist ein elastischer oder ein fiedernder Körper 28
aufgesetzt, der von einer Membran 29 beeinflußt wird. Der Kristall 27 ist in bekannt
ter Weise mit Belegungen zur Ableitung der erzeugten Ladungen versehen, die an leine
Zuführungsleitung 30 gelegt sind. Jeder Druck auf die Membran 29 wird durch das
Glied 28 auf den Kristall 27 übertragen und erzeugt in diesem Ladungen. Man kann
den Geber nun so verwenden, daß man ihn mit der Membran 29 unmittelbar auf die zu
untersuchende Stelle aufsetzt; man kann aber auch das Ganze mit einem Gehäuse 31
versehen und durch einen Zuführungsstutzen 32 mit einem Druckraum verbinden. Um
das Kristallelement den zu registrierenden Frequenzen anzupassen, legt man zweckmäßig
in die Meßleitungen ein,mit einer Zeitkonstante behaftetes Glied. In der Fig. I
sind diese Glieder durch die Kondensatoren 33 und 34 sowie die Ohmschen Widerstände
35 und 36 gebildet.
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Statt der Verwendung zweier piezoeiektrischer Geber und einer einfachen
Blutdruckmanschette kann man auch- eine an sich hekannteDoppelmanschette benutzen,
deren beide Druckräume unmittelbar oder über eine Düse miteinander verbunden sind.
Die eine der beiden Manschetten, die in an sich bekannter Weise an die Pumpe angeschlossen
ist, wird dann mit der potentiometrischen Einrichtung zur Druckmessung verbunden,
während die Druckschwankungen der anderen Manschette durch einen einzigen piezoeiektrischen
Geber auf ein Meßwerk T unter Zwischenschaltung eines Verstärkers gelegt werden.
Aus der Kurve, die dieses Meßwerk aufzeichnet, d. h. aus den Einsatzpunkten der
Pulsschwankungen und der Druckkurve, kann man dann sowohl den systolischen als auch
den diastolischen Blutdruck feststellen.