NL8104879A

NL8104879A - Werkwijze en inrichting voor het regelen van de manchetdruk bij het meten van de vingerbloeddruk met een foto-electrische plethysmograaf.

Info

Publication number: NL8104879A
Application number: NL8104879A
Authority: NL
Original assignee: Tno
Priority date: 1981-10-28
Filing date: 1981-10-28
Publication date: 1983-05-16
Also published as: CA1187310A; US4539997A; ATE32976T1; JPS5883935A; DK163139C; AU8983382A; JPH0420616B2; DE3278232D1; ES8307476A1; DK476882A; ZA827897B; EP0078090B1; DK163139B; ES516915A0; AU569244B2; EP0078090A1

Description

* * NO 30.460 - Werkwijze en inrichting to or het regelen van de manchetdruk bij het meten van de vingerbloeddruk met een foto-electrische plethysmograaf . -

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het re-gelen van de manchetdruk bij de indirecte, niet-invasieve, continue meting van de bloeddruk in een vinger onder toepassing van een foto-electrische plethysmograaf met fluldumvulbare drukmanchet, een 5 electronische regelsehakeling, en een electrisch drukventiel, waar-bij de manchetdruk door het plethysmografische signaal..in gesloten-lusbedrijf met behulp van een servoreferentieniveau gestuurd wordt zodat het arteriSle volume vastgehouden wordt op een vooraf in te regelen waarde. De uitvinding heeft tevens betrekking op een in-10 richting voor het uitvoeren van deze werkwijze voor de indirecte, niet-invasieve, continue meting van de bloeddruk in een vinger, om-vattende een foto-electrische plethysmograaf met een fluldumvulbare drukmanchet en bijbehorende lichtbron- en lichtdetector, een electrisch drukventiel, en een electronische regelsehakeling voorzien 15 van een verschilversterker aan de ene en de andere ingang waarvan respectievelijk het plethysmografische signaal en een servoreferentieniveau wordt toegevoerd. Ben dergelijke.werkwijze en inrichting zijn bekend uit het "Zeitschrift ftlr die gesammte innere Medizin und ihre Grenzgebiete" VEB Georg Thieme, Leipzig, Jahrgang 31 (1976), 20 Heft 24, biz. 1030-1033.

Bij de uit bovengenoemd tijdschrift bekende werkwijze en inrichting voor de indirecte, niet-invasieve, continue meting van de vingerbloeddruk wordt aan de hand van het signaal van de foto-electrische plethysmograaf en een door een servokring gestuurd, elec-25 trisch regelventiel de druk van het fluldum, zoals lucht, in een opblaasbare rond de vinger aangebrachte manchet zodanig geregeld dat op elk moment het verschil tussen een servoreferentieniveau of nominale waarde en het plethysmografische signaal of werkelijke waarde op een servorestfout na gelijk is aan nul.

30 Er wordt bij een dergelijk foto-electrische plethysmograaf vanuit gegaan dat deze bij het gekozen golflengtegebied van het licht in eerste benadering alleen gevoelig is voor het lichtabsor-berende en lichtverstrooiende bloed in de vingerarteriSn, wanneer ten minste de manchetdruk voldoende hoog is opdat de overige vaten 35 leeg of nagenoeg leeg zijn, zodat het totale arteriSle bloedvolume constant zal moeten zijn. De arteriewand bestaat uit elastisch 8104879 -2- r 4r A.

materiaal zodat wanneer de intra-arteriSle bloeddruk verandert, zoals met de hartslag, ook het volume van het bloed in de arteriSn zal veranderen tenzij de druk aan de buitenzijde van de arterie, de extra-murale druk, op elk moment evenveel verandert. Bij goed 5 om de vinger aangebrachte drukmanchet van de juiste constructie en afmetingen zal de manchetdruk gelijk zijn aan de extra-murale druk zodat de intra-arteriSle druk als gevolg van de beschreven servo-regelkring in de electronische schakeling op elk moment, met een bepaald constant restversch.il of constante transmurale druk, uit 10 de manchetdruk afgelezen kan worden. Deze constante restdruk moet zodanig zijn dat de manchetdruk steeds lager is dan of ten hoogste gelijk is aan de intra-arteriSle· druk. Wanneer dit niet het geval is zullen de vingerarteriSn onder de manehet onder invloed van de te hoge extra-murale druk samenvallen of collaberen. Hierbij is 15 weliswaar het signaal van de plethysmograaf ook constant en er be-staat eveneens een ddn-op-£dn-relatie tussen de manchetdruk ener-zijds en de intra-arteriSle druk anderzijds, maar door het collaberen van de arterie is de verbinding met de bloeddruk naar de aan-voerzijde verbroken en kan de feitelijke arterigle bloeddruk niet 20 meer afgelezen worden.

Fit bovengenoemd tijdschrift is een inregelcriterium bekend waarmede het mogelijk is het servoreferentieniveau of nominale waarde in de regelkring zodanig in te stellen dat de transmurale druk nul of nagenoeg nul is zonder dat de vingerarterign collaberen. 25 Hierbij bevindt de wand van de arterie zich in onbelaste toestand en is de diameter van de arterie de ongerekte diameter juist voordat deze arterie collabeert.

De uitvinding beoogt nu een werkwijze en een inrichting aan te geven voor een automatische inregeling zonder enige ingreep van 30 een menselijke waarnemer, zodanig dat steeds een correct niveau van de bloeddruk is gewaarborgd.

Dit wordt bij een werkwijze van de in de aanhef genoemde soort volgens de uitvinding aldus bereikt, dat ten behoeve van de inregeling de manchetdruk of het servoreferentieniveau als inregel-35 grootheid automatisch doorlopend in het regelgebied veranderd wordt met behulp van een in de electronische regelschakeling in te voe-ren regelgolfvorm, dat daarbij de piek-dalamplitude van het puls-vormige plethysmografische signaal of manehetdruksignaal telkens gedetecteerd en met de voorgaande piek-dalamplitude vergeleken wordt 40 en de grootste waarde daarvan in het regelgebied en de bijbehorende 8104879 , % -3- waarde van manchetdruk of servoreferentieniveau opgeslagen wordt, weIke waarde van manchetdruk of servoreferentieniveau aan het eind van de inregeling gebruikt wordt als instelwaarde voor de bloed-drukmeting.

5 Tevens heeft de in de aanhef genoemde inrichting voor het uitvoeren van bovengenoemde werkwijze volgens de uitvinding het kenmerk, dat de electronische schakeling verder omvat een golfvorm-generator om een voorafbepaalde regelgolfvorm aan de schakeling toe te voeren; twee regelkringen, waarvan de ene bevat de verschil-10 versterker met een terugkoppelketen voor het servoreferentieniveau en waarvan de andere een PID-schakeling bevat, waarvan de ingang parallel aangesloten is op de ingang van de verschilversterker en de uitgang aangesloten is op het electrische drukventiel; en een logische stuurschakeling.

15 De uitvinding zal nader worden toegelicht met verwijzing naar de tekeningen, waarin:

Figuur 1 een blokschema geeft van de bij de bekende werkwijze toegepaste inrichting; en een

Figures! 2 en 3*blokschema geven van mogelijke uitvoeringaror-20 men van de inrichting volgens de uitvinding die bij de werkwijze volgens de uitvinding kan worden toegepast.

De in figuur 1 aangegeven bekende inrichting heeft een foto-electrische plethysmograaf bestaande uit een drukmanchet 1, die 25 rond de vinger 2 aangebracht kan worden, en een aan de binnenzijde van de drukmanchet aangebrachte lichtbron 5 en lichtdetector 4 ·

Het door de lichtdetector 4 afgegeven plethysmografische- of volumeveranderingssignaal wordt via de leiding 5¾ toegevoerd aan een verschilversterker 7 waaraan vanaf het instelorgaan 13 eveneens 30 een instel- of servoreferentieniveau wordt toegevoerd. Het uit-gangssignaal van de verschilversterker 7 wordt in gesloten-lusbe-drijf van de schakelaar S toegevoerd aan een PID-schakeling 8.

In open-lusbedrijf, dat wil zeggen geopende regellus, wordt vanaf het manuale instelorgaan .11 een drukinstelsignaal aan de PID-schakeling 35 8 toegevoerd. Het uitgangssignaal van de PID-schakeling stuurt het electrisch drukventiel of de electro-pneumatische omzetter 10 zodanig dat het fluldum, zoals gas of lucht, van de compressor 12 ingesteld wordt op de gewenste druk welke via de leiding 5a wordt overgebracht naar de drukmanchet 1. Met behulp van 40 een op de uitgang van het electrische drukregelventiel 10 aange- 8104879 -4- .

</ *· sloten drukomzetter 6 kan de druk worden afgelezen of geregistreerd*

In figunr 2 is een uitvoeringsvoorbeeld van de inriohting volgens de uitvinding aangegeven, waarmee de werkwijze volgens de uitvinding ten uitvoer kan worden gelegd. Naar die onderdelen die 5 overeenkomen met de onderdelen in figunr 1 en die dezelfde functies vervullen, wordt met dezelfde verwijzingscijfers verwezen.

Bij het indrukken van de startknop 30 wordt door middel van een sohakelstuursignaal 47 van de logische stuurschakeling 40 de inriohting in de toestand a, dat wil zeggen in de stand a van de 10 schakelaar S1, gebracht. Hierbij wordt een regelgolfvorm vanaf de golfvormgenerator 31 via de schakelaar S1 toegevoerd aan het elec-trische drukventiel 10 waaraan tevens vanaf een houder 12 een be-paald fluldum, zoals lucht, wordt toegevoerd. Uitgaande van de regelgolfvorm wordt de manchetdruk van de manchet 1 op een begindruk 15 van bijvoorbeeld 30 mm Hg gebracht. Bij elke volgende trekkerpuls 50 van de logische stuurschakeling 40 wordt in de golfvormgenerator 31 de volgende stap ingesteld, die bijvoorbeeld een stapgrootte van 10 mm Hg heeft. Het pulsvormige plethysmografische signaal wordt via de leiding 5¾ en de versterker 29 toegevoerd aan de ene 20 ingang van een verschilversterker 32. Een integrator 35 in de terug-koppelketen vanaf de uitgang naar de andere ingang van deze verschilversterker zorgt ervoor dat het uitgangssignaal van de verschilversterker zich voortdurend rond de nulwaarde bevindt. Het pulsvormige plethysmografische signaal wordt vervolgens aan een 25 parallelketen van een piekdetector 34 en een daldetector 33 toegevoerd.

Hadat een dal overeenkomstig het diastolische niveau en vervolgens een piek overeenkomstig het systolische niveau gedetecteerd zijn en na begindiging daarvan een klaarsignaal 43 respectievelijk 30 42 aan de logische stuurschakeling 40 afgegeven is, wordt via een verschilschakeling 39 de verschilamplitude aangeboden aan een eerste geheugen 37· De verschilamplitude wordt daarin nog niet opgeslagen. Met behulp van een vergelijkerschakeling 36 wordt elke huidige verschilamplitude vergeleken met de voorgaande. Wanneer de huidige 35 verschilamplitude groter is dan de voorgaande wordt door middel van een stuursignaal 44 in het tweede geheugen 38 de dan aanwezige manchet drukstuurwaarde overgenomen. Tevens wordt op hetzelfde moment ten gevolge van het stuursignaal 44 de verschilamplitude in het eerste geheugen 37 overgenomen en worden de beide detectoren 34 en 8104879

* X

-5- 33 via de terugstelsignalen 48 en 49 door de logische stuurschakeling 40 teruggezet.

Hierna'wordt de regelgolfvorm van de golfvomngenerator 31 on-der invloed van de stuurpuls 50 vervolgens met de stapgrootte ver-5 hoogd, waarna de volgende dal-piekdetectie wordt nitgevoerd.

Op deze wijze wordt het gehele regeldrukgebied tussen begin-en einddruk, bijvoorbeeld van 30 tot 200 mm Hg,doorlopen, terwijl in het geheugen 38 die manchetdrukwaarde wordt onthouden waarbij het verschil tussen dal- en piekniveau in het plethysmografische 10 signaal mazimaal is. Opgemerkt wordt dat de pulsaties van het plethysmografische signaal ontstaan door de pulserende hartwerking, dat wil zeggen door de pulserende volumeveranderingen die door de extra-murale of manchetdruk in gesloten-lusbedrijf moeten worden tegen-gegaan.

15 Nadat in de open-lusstand a van schakelaar S1 een laatste meting is gedaan, wordt vervolgens de inrichting door een schakel-stuursignaal 47 van de logische stuurschakeling 40 in de toestand b, dat wil zeggen in de stand b van de schakelaar S1, gebracht zodat de manchetdruk nu de waarde heeft waarbij de pulsaties in het 20 plethysmografische signaal mazimaal zijn. De verschilversterker-integratorketen heeft nu gedurende een bepaalde tijd, bijvoorbeeld 5 seconden, welke tijd ten minste drie maal de tijdconstante van de keten verschilversterker-integrator is, de gelegenheid om zijn uit-gangssignaal in te stellen op het tijdgemiddelde niveau in het ple-25 thysmografische signaal.

Hierna wordt de inrichting in de toestand c, dat wil zeggen in de stand c van de schakelaar S1, gebracht onder invloed van de stuurschakeling 40 waarbij deze de PID-regelkring door middel van de schakelaar S1 in de stand c sluit. De PID-regelkring is in zijn 30 responsies zoveel sneller, bijvoorbeeld een factor 100 maal, dan de integratorkring dat de PID-regelkring nu het uitgangssignaal van de verschilversterker 32 op nul houdt, zodat de integrator 35 zijn uitgangs- of servoreferentieniveau niet meer verandert. De manchetdruk zal op dynamische wijze de intra-arteriSle druk volgen welke 35 met behulp van de manometer 6 kan worden afgelezen.

De einddruk in het regeldrukgebied wordt bepaald door de eis dat deze hoger moet zijn dan de hoogste gemiddelde arterigle druk die in enig persoon kan voorkomen. Evenzo wordt de begindruk in 8104879

II

W

-6- he't regeldrukgebied bepaald door de laagst voorkomende druk. Hierby zullen derhalve bij een manchetdruk, ongeveer gelijk aan de gemid-delde druk, maximale pulsaties in het plethysmografische signaal of plethysmogram ontstaan. Hierbij varieert het arterigle volume maxi-5 maal tussen het volume in gecollabeerde toestand tijdens diastole, wanneer de intra-arteriSle druk kleiner is dan de manchetdruk, en het volume in normaal open toestand tijdens systole, wanneer de intra-arteriSle .druk groter is dan de manchetdruk.

Bij een lage gemiddelde druk zal in het algemeen een evenredig 10 verkleinde polsdruk, dat wil zeggen het verschil’tussen systolisch en diastolisch drukniveau, optreden zodat er bij een. vaste drukstap-grootte slechts weinig metingen aan de dal-piekwaarden van het plethysmografische signa-al kunnen worden verricht. Daar er bij een manchetdruk boven de systolische druk geen plethysmografisch signaal 15 meer ontstaat en de optimale inregeldruk slechts grof en onnauw-keurig bepaald kan worden, heeft het de voorkeur om de drukstappen en daarmee de drukniveaus exponentieel te laten toenemen met kleine stappen aan het begin en grotere aan het einde van het regelgebied.

schakelbare

Dit kan bijvoorbeeld met een vaste potentiometer met-exponentiSle 20 aftakkingen eenvoudig gerealiseerd worden.

Bij de bovenbeschreven automatische inregeling wordt. de druk in open-lusbedrijf trapvormig veranderd. Het is 00k mogelijk om uit te gaan van een door de golfvormgenerator afgegeven monotoon con-tinu toenemende golfvorm zodat deze druk 00k monotoon continu toe-25 neemt hetzij lineair in de tijd hetzij exponentieel of anderszins.

In deze toestand is dan geen stuurpuls 50 voor de golfvormgenerator nodig, daar bij elke dal- en piekdetectie, behorend bij elke pul-satie van de hartwerking, de dan aanwezige manchetdrukwaarde uit de golfvorm opgeslagen wordt.

50 Deze oplossing vereenvoudigt de logische stuurschakeling 40 maar heeft het nadeel dat er geen rekening gehouden wordt met de versnelling van de werkwijze die mogelijk is bij een persoon met hogere hartfrequentie en trapvormig verloop. Ook ligt de waarde van de manchetdruk waarbij de maximale verschilamplitude in het ple-35 thysmografische signaal wordt waargenomen, minder eenduidig vast. Anderzijds treedt er bij een trapvormig verloop van de golfvorm een zekere kwantisatie in de druk op die eveneens een bepaalde onzeker-heid veroorzaakt.

Doordat er bij manchetdrukken boven het systolische niveau 4° geen plethysmografisch signaal meer aanwezig is, zullen de dal- en 8104879 w -7- piekdetectocen. bij die drukniveaus geen waarde meer kunnen vast-stellen zodat de inregeling niet afgemaakt kan worden. Om dit te voorkomen is een zogenaamde waakhondtijdgenerator 51 aangebracht die na een bepaalde vaste tijd, bijvoorbeeld 1,5 seconde of langer 5 dan de laagst voorkomende polsherhalingsperiode van het hart, de toestand a beSindigt en de overgang naar de toestand b en vervol-gens naar de toestand o realiseert. Dit kan bij een relatief lage gemiddelde arteriSle druk de inregeling zelfs verkorten.

Normaal wordt de waakhondtijdgenerator 51 bij elke gedetec-10 teerde pulsatie van het plethysmografische signaal via de leiding 52 op nul teruggesteld. Het is hierbij van belang dat de toestand a pas afgebroken wordt nadat er tenminste bij een drukniveau van bij-voorbeeld 100 millimeter Hg nog een meting aan het plethysmografische signaal is verricht.

15 Tussen personen kunnen grote verschillen in elasticiteit van vaatwand en in normale diameter van de vingerarteriSn voorkomen.

Dit belnvloedt de effectieve versterking in de servoregelkring. Ook tussen de drukmanchetten onderling kunnen de gevoeligheden van de foto-electrische plethysmograven verschillen met hetzelfde effect.

20 Bij een te hoge versterking wordt de servoregelkring instabiel.

Om dit te voorkomen kan via de leiding 46 de kringversterking mid-dels de deelschakeling 41 worden ingesteld in omgekeerde evenre-digheid met de dal-piekverschilamplitude in het plethysmografische signaal bij geopende regelkring, zoals dat in toestand a bepaald en 25 in het geheugen 37 bewaard..is.

In toestand a van de schakelaar S1, dat wil zeggen in open-lusbedrijf, kan door de aanwezigheid van de integrator 35 voor het continu bijregelen van het servoreferentieniveau en derhalve van het gemiddelde plethysmografische signaal tot nul, een zekere ge-30 ringe en in het algemeen weinig bezwaarlijke vervorming in het pulserende plethysmografische signaal voorkomen. Een verfijning van de electronische regelschakeling in de servokring bestaat nu hierin dat in toestand a de integrator 35 gedurende een zekere tijd, bijvoorbeeld 50 ms, zeer sterk, bijvoorbeeld een factor 100 maal, 35 versneld wordt. Na afloop van deze periode wordt de integrator 35 ten opzichte van de normale waarde zeer sterk, bijvoorbeeld opnieuw een factor 100 maal, vertraagd. Hierdoor wordt het niveau gedurende de eerste periode van bijvoorbeeld 50 ms als het ware vastgeklemd voor de rest van de periode. De integrator 35 wordt daartoe voor-40 zien van een schakelbare tijdeonstante, welke eenvoudig gerealiseerd 8104879 -8- kan worden door een drietal integratiecapaciteiten eenzijdig om te schakelen tussen respectievelijk aarde en ingang van de integrator.

Bij de boven beschreven werkwijze en inrichting wordt zoals opgemerkt gebruik gemaakt van de hartwerking doordat hierbij de 5 natuurlijke pulsaties in de arteriSle druk de pulsaties in het ple-thysmografische aignaal of plethysmogram veroorzaken. Onder bepaalde omstandigheden echter kan bet bij de meting van de vingerbloeddrnk voorkomen dat deze pulsaties ontbreken, zoals bijvoorbeeld als de patient aangesloten is op een hart-longmachine. Hierdoor zou de 10 werkwijze niet toegepast kunnen worden. Deze situatie van het ontbreken van de pulsaties kan enerzijds automatisch worden vastge-steld aan de hand van de continue afwezigheid van het plethysmo-grafische signaal, maar kan anderzijds door een menselijke waar-nemer worden vastgesteld door het instellen van een schakelaar.

15 Een plethysmografisch signaal kan echter wel worden verkregen door de natuurlijke intra-arteriSle drukpulsaties te vervangen door kunstmatig teweeggebrachte pulsaties. Dit kan eenvoudig gebeuren door in de toestanden a en b van de inregeling op de vastgestelde drukniveaus van de golfvormgenerator die aan de manchet worden aan-20 geboden kunstmatige pulsaties te superponeren. Dit kan gebeuren door middel van een extra pulsgenerator 53 aangesloten op de stan-den a en b van de schakelaar S1. De gewenste transmurale pulsaties worden dan onder besturing van een van de logische schakeling af-komstig stuursignaal 45 extern opgewekt. 0m een plethysmografisch 25 signaal in de juiste fase aan de dal- en piekdetectoren en overige componenten aan te bieden, dient de te superponeren pulsatie in te-genfase op de ingangen a en b van de schakelaar S1 te worden aange-boden met een hoge druk in diastole en een lage druk in systole.

Deze vereiste golfvorm van de generator 53 kan bijvoorbeeld verkre-50 gen worden door middel van een simulator zoals beschreven in het artikel "Variable heart-rate electronic simulator for some haemodynamic signals" in Med. Biol. Engineering (1973) biz.· 214-216.

Het is echter ook voldoende om een gestileerde golfvorm aan te bieden in de vorm van een zaagtand met een stijgtijd in diastole 35 van bijvoorbeeld 600 ms en een valtijd in systole van bijvoorbeeld 60 ms. Een geschikte amplitude is bijvoorbeeld 60 mm Hg piek-piek groot.

De bovenbeschreven werkwijzestappen kunnen behalve met het beschreven uitvoeringsvoorbeeld van de electronische regelschake-40 ling ook met een microprocessor uitgevoerd worden.

Γ \ ______ 8104879 * -9-

Bij de bovenbeschreven automatisohe inregelwerkwijze en in-riohting is de regelkring eerst geopend waarbij het inregeldruk-gebied trapvormig wordt doorlopen. Hierbij wordt de dal-piekampli-tude van het plethysmografische signaal bepaald en wordt de maxi-5 male waarde daarvan opgeslagen in een geheugen 37· Deze regeling is de zogenaamde "open" inregelwerkwijze.

Ben- andere "gesloten" of duale inregelwerkwijze is in prin-cipe mogelijk en is in figuur 5 aangegeven.

Er wordt uitgegaan van een gesloten toestand, dat wil zeggen 10 dat de in figuur 3 niet aangegeven schakelaar S1 zich in de stand c bevindt. Be uitgangsketen van de PID-schakeling 8 is rechtstreeks via de schakelaar aangesloten op het electrisohe drukventiel 10.

Bij deze duale inregelwerkwijze wordt het servoreferentieniveau door de golfvormgenerator 31, die nu in de plaats van de inte-15 grator 35 is aangesloten, bijvoorbeeld trapvormig veranderd. Deze trapvormige verandering kan onder invloed van de stuurschakeling ' 40 door middel van de stuursignalen 50*> 50" met omhooggaande of omlaaggaande stappen plaats vinden. De detectie-schakeling is nu in plaats van op de uitgang van de verschilversterker aangesloten 20 op de uitgang van de manometer 6. De uitgangssignalen van de dal-detector 35 en de piekdetector 34 worden weer via de verschilscha-keling 39 als dal-piekverschilamplitude toegevoerd aan het eerste geheugen 37 en aan de verge1ij kerschakeling 36. Dat wil zeggen dat bij iedere detectie van het systolische en diastolische niveau van 25 de polsgolfdruk het servoreferentieniveau via de golfvormgenerator trapvormig wordt verhoogd. Hierbij wordt de maximale waarde van de dal-piekverschilamplitude in het eerste geheugen 37 bewaard, en wordt dat niveau van de golfvormgenerator 31 in een, in deze uit-voering in de logische schakeling 40 opgenomen,tweede geheugen ont-30 houden waarbij de maximale palsdrukamplitude optreedt.

Aangezien bij lage servoreferentieniveaus nog geen drukpul-saties zullen optreden, is de waakhondgenerator 51 van belang in het begin van de inregeling om hierbij de meettijd te begrenzen.

Yia de leiding 52 wordt vanuit de logische stuurschakeling de waak-35 hondtijdgenerator teruggesteld of wordt vanuit deze tijdgenerator de logische schakeling gewaarschuwd over te gaan naar de volgende schakelstap.

Bij deze duale inregelwerkwijze is nog een stel detectoren 60 en 61 aangebracht. De detector 60 dient voor de detectie van 40 een relaxatie-oscillatie verschijnsel in de druk, en de detector 8104879 -10- 61 dient voor de detectie van een ononderbroken druk van 200 mm Hg of meer gedurende de tijd van bijvoorbeeld 44n seconde. Indien 44n . van deze detectoren of beide aanspreken, dient de inregelwerkwijze beSindigd te worden op een niveau 44n of twee stappen onder bet 5 huidige servoreferentieniveau.

De relaxatie-oscillatiedetector 60 moet aanspreken als de waargenomen eerste afgeleide van de manchetdruk naar de tijd (dP/dt) gvoter is dan een waarde die ten boogste in normale druk-golfvormen kan voorkomen. Een goede waarde is bijvoorbeeld 10 5000 mm Hg/s of 400 kPa/s.

De stapkromme kan lineaire stappen hebben in de grootte van bijvoorbeeld 2 % van de voile scbaalwaarde.

Bij deze duale inregelwerkwijze bestaat er geen werkelijk goed criterium voor het' automatiscb instellen van de kringverster-15 king anders dan het tot oscilleren laten komen van de lus, waarna snel teruggeregeld moet worden.

Het criterium voor bet instellen van bet stoppen van de trapvormige regelkromme zal samenvattend moeten zijn: - polsdruk kleiner dan bij de vorige stap, of 20 - dP/dt groter dan 3000 mm Hg/s, of - p > 200 mm Hg gedurende 44n seconde.

In al deze gevallen moet de trapgenerator gestopt en zelfs 44n of twee stappen lager dan het stopniveau ingesteld worden.

8104879

Claims

1. Werkwijze voor het regelen van de manohetdruk bij de in-directe, niet-invasieve, continue meting van de bloeddruk in een vinger onder toepassing van een foto-electrische plethysmograaf met fluldumvulbare drukmanchet, een electronische regelschakeling, 5 en een electrisch drukventiel, waarbij de manohetdruk door het p le thy smografische signaal in gesloten-lusbedr ijf met behulp van een servoreferentieniveau gestuurd wordt zodat het arteriole volume vastgehouden wordt op een vooraf in te regelen waarde, met het kenmerk, dat ten behoeve van de inregeling de manchet-10 druk of het servoreferentieniveau als inregelgrootheid automatisch doorlopend in het regelgebied veranderd wordt met behulp van een in de electronische regelschakeling in te voeren regelgolfvorm, dat daarbij de piek-dalamplitude van het pulsvormige plethysmo-grafische signaal of manchetdruksignaal telkens gedetecteerd en met 15 de voorgaande piek-dalamplitude vergeleken wordt en de grootste waarde daarvan in het regelgebied en de bijbehorende waarde van manohetdruk of servoreferentieniveau opgeslagen wordt, welke waarde van manohetdruk of servoreferentieniveau aan het eind van de inregeling gebruikt wordt als instelwaarde voor de bloeddrukmeting.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarbij eerst in open-lus- bedrijf de manohetdruk op een waarde tussen diastolische en systo-lische druk wordt ingesteld zodanig dat het pulsvormige plethysmo-grafische signaal maximaal is, met het kenmerk, dat in open-lusbedrijf de manohetdruk trapvormig veranderd wordt en dat 25 elke volgende drukstapverhoging gelnitieerd wordt door beSindiging van de lopende piek-daldetectie van het pulsvormige plethysmogra-fische signaal.

3. Werkwijze volgens conclusie 2,met het kenmerk, dat de manohetdruk in zijn drukstappen exponentieel toe-30 nemend veranderd wordt.

4·· Werkwijze volgens conclusie 2 of 3j a β t het kenmerk, dat de kringversterking in de servoregelkring ingesteld wordt omgekeerd evenredig met de piek-dalverschilamplitude in het pulsvormige piethysmografische signaal bij open-lusbedrijf. 35

5· Werkwijze volgens 46n der conclusies 2-4> met het kenmerk, dat, bij afwezigheid van natuurlijke intra-arteriSle drukpulsaties, kunstmatige drukpulsaties gesuper- 8104879 ► •V ·* ' -12— poneerd worden op de in te voeren regelgolfvorm.

6* Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens 44n der voorgaande conclusies, voor de indirecte, niet-invasieve, continue meting van de bloeddruk in een vinger, omvattende een 5 foto-electrische plethysmograaf met een fluidumvulbare drukmanohet en bijbehorende lichtbron en liehtdetector, een electrisch druk-ventiel, en een electronische regelschakeling voorzien van een verschilversterker aan de ene en de andere ingang waarvan respec-tievelijk het plethysmografische signaal en een servoreferentie-10 niveau wordt toegevoerd, met het kenmerk, dat de elec-tronische schakeling verder omvat een golfvormgenerator om een voorafbepaalde regelgolfvorm aan de schakeling toe te voeren; twee regelkringen, waarvan de ene bevat de verschilversterker met een terugkoppelketen voor het servoreferentieniveau en waarvan de an-15 dere een PID-schakeling bevat, waarvan de ingang parallel aange-sloten is op de ingang van de verschilversterker en de uitgang aangesloten is op het electrisohe drukventiel; en een logische stuurschakeling.

7. Xnrichting volgens conclusie 6,met het ken-20 m e r k, dat 44n van beide regelkringen is verbonden met een in- stelkring bestaande uit een detectieschakeling voor het pulsvormige plethysmografische of manchetdruksignaal en een geheugenschakeling om opvolgende piek-dalverschilamplituden van dat pulsvormige signaal en de bijbehorende waarde van manchetdrxik of servoreferentie-25 niveau tijdelijk op te slaan.

8 TO 4 8 7 9 -15- tude en om bij overschrijding daarvan de huidige verschilampli--fcude in het eerste geheugen en de bijbehorende manchetdrukwaarde nit de regelgolfvorm in het tweede geheugen op te slaan.

8. Inrichting volgens conclusie 7, voorzien van een schake-laar voor open-gesloten lusbedrijf, met het kenmerk, dat de schakelaar respectievelijk met zijn uitgang op het electrisohe drukventiel, met een ingang voor open-lusbedrijf op de 30 golfvormgenerator, en met een andere ingang voor gesloten-lusbedryf op de uitgang van de PID-schakeling is aangesloten, dat de instel-krihg met detectieschakeling en geheugenschakeling op de regel-kring met de verschilversterker, hierop volgend zijn aangesloten.

9. Inrichting volgens conclusie 8,met het ken- 35. e r k, dat de detectieschakeling omvat een parallelketen van een piekdetector en een daldetector, dat de geheugenschakeling omvat een eerste geheugen voor de piek-dalverschilamplituden en een tweede geheugen voor de manchetdrukwaarden, waarbij een vergelij-kerschakeling is aangebracht om elke gedetecteerde piek-dalverschil-40 amplitude te vergelijken met de voorgaande piek-dalverschilampli-

10. Inrichting volgens conclusies 8 of 9, m e t het 5 kenmerk, dat de terugkoppelketen van de verschilversterker een integrator bevat, en dat de schakelaar nog een andere, in open-lusbedrijf op het tweede geheugen aangesloten ingang heeft om, onder besturing van de logische stuurschakeling, nadat in de ene open-lusstand het drukregelgebied is doorlopen de met de maximale 10 piek-dalversehilamplitude overeenkomende manchetdrukwaarde toe te voeren aan het electrisch drukventiel gedurende een tijd voldoende om de verschilversterker-integratorketen zijn uitgangssignaal in te regelen op het tijdgemiddelde niveau, waarna de schakelaar in gesloten-lusstand overgaat.

11. Inrichting volgens conclusie 9 of 10,met het kenmerk, dat de uitgang van het eerste geheugen tevens is aangesloten op een, in de uitgangsketen van de PID-schakeling op-genomen deelschakeling om de kringversterking in de PID-regelkring in te stellen omgekeerd evenredig met de piek-dalverschilamplitude 20 in het plethysmografische signaal bij open-lusbedrijf.

12. Inrichting volgens d£n der voorgaande conclusies 6-11, met het kenmerk, dat de golfvormgenerator een trapgene-rator is en dat de piekdetector en de daldetector bij beSindiging van elke piek- respectievelijk daldetectie beide een klaarsignaal 25 afgeven aan de logische stuurschakeling die daarop de trapgenerator trekt voor de volgende stap.

13. Inrichting volgens conclusie 12,met het kenmerk, dat de trapgenerator zodanig uitgevoerd is dat de trap-kromme een exponentieel toenemende stap heeft.

14. Inrichting volgens έέη der conclusies 6-11, met het kenmerk, dat de golfvormgenerator zodanig uitgevoerd is dat deze een mono toon continu toenemende regelgolfvorm afgeeft.

15· Inrichting volgens έέη der conclusies 8-14, met het kenmerk, dat een pulsatiegenerator is aangebracht om, bij 35 afwezigheid van natuurlijke intra-arteriSle drukpulsaties, kunst-matige drukpulsaties te superponeren op de, aan de ingang van de genoemde schakelaar toe te voeren, regelgolfvorm van de golfvormgenerator. 8104879