DE2621518A1

DE2621518A1 - Vorrichtung zur bestimmung und automatischen anzeige des systolischen blutdrucks

Info

Publication number: DE2621518A1
Application number: DE19762621518
Authority: DE
Inventors: William David Jansen; William Trevor Link; Henry Ferdinand Rugge
Original assignee: American Optical Corp
Current assignee: Baxter International Inc
Priority date: 1975-05-15
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1976-11-25
Also published as: IL49217A; GB1548969A; JPS6140416B2; FR2310734A1; JPS51140391A; FR2310734B1; NL7605187A; SE416702B; US4074711A; IL49217A0; US4009709A; DE2621518C2; SE7605450L

Description

DIPL.-PHYS. F. ENDLiCH d-sos« unterpfaffenhofen 12. Mai 1976

PATENTANWALT ^{POSTFACH P}/^Ei

2621518 ™"™ «MÖNCHEN, 8*3638

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TELEGRAMMADRESSE: DIPL.-PHYS. F. ENDLICH. D - UNTERPFAFFENHOFEN. POSTFACH

patendlich München cable address:

TELEX: B2 I73O

Meine Akte: A-3892

Anmelder; American Optical Corporation, Southbridge, Mass., USA

Vorrichtung zur Bestimmung und automatischen Anzeige des systolischen Blutdrucks

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung und automatischen Anzeige des systolischen Blutdrucks gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Vorrichtungen zur Messung des systolischen Blutdrucks einer lebenden Person oder eines lebenden Tieres sind bereits allgemein bekannt. Eine bereits lange bekannte und einfache Vorrichtung besteht aus einer am Arm der zu untersuchenden Person anzubringenden Druckmanschette, die mit einer Quecksilbersäule in Verbindung steht, welche den Druck in der Manschette anzeigt, und einem Stethoskop, das zur Abhörung der Korotkoff'sehen Töne verwendet wird. Bei diffizileren, auf dem gleichen Prinzip des Abhörens der Korotkoff ' sehen Töne basierenden. Verfahren-und-Vor-rrichtungen ist die Quecksilbersäule bzw. das Quecksilbermanometer durch eine mechanische oder elektromechanxsche Druckmeßeinrichtung ersetzt, und die Korotkoff'sehen Töne werden mittels eines Mikrofons abgehört und elektrisch analysiert. Bei einem fortgeschritteneren Verfahren zur Bestimmung des Blutdrucks wird der

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Abstand einer Druckmanschette zu der Wand einer Arterie genau bestimmt, indem die Doppler-Verschiebungen von Schallwellen gemessen werden, die von der Arterie reflektiert werden. Bei anderen Verfahren zur Blutdruckmessung werden sogenannte Intrusiveinrichtungen oft direkt in die Blutgefäße eingeführt.

Außerdem sind oszillometrische Verfahren zur Bestimmung des systolischen Blutdrucks bekannt. Bei Anwendung dieser Verfahren beobachtet eine Bedienungsperson eine Anzeige der Stärke des Pulses innerhalb einer Arterie. Dies kann visuell erfolgen, indem das Ausmaß des Hochschneilens der Spitze einer Quecksilbersäule in einem in Druckverbindung mit einer Armmanschette stehenden Quecksilbermanometer beobachtet wird, oder indirekt, indem der Einschluß bzw. die Okklusion in einem Blutgefäß der Ohrmuschel gemessen wird, wenn Druck auf die Ohrmuschel ausgeübt wird, wie in der US-PS 3 227 155 beschrieben ist.

Oszillometrische Verfahren zur Bestimmung des systolischen Blutdrucks definieren im allgemeinen den systolischen Blutdruck als maximal aufgebrachten Druck, bei dem noch Oszillationen oberhalb einer bestimmten Oszillationsschwelle beobachtet werden können. Bei einem üblichen Quecksilbermanometer und einer Armbandmanschette wurde dieser Druck dann der höchste Druck sein, bei dem die Bedienungsperson noch ein Hochschnellen der Spitze der Quecksilbersäule beobachten kann, während der Druck in der Armmanschette langsam und relativ gleichmäßig verringert wird. Bei diesem Verfahren zur Bestimmung sogenannter Schwellwert-Oszillationen treten jedoch Ungenauigkeiten auf, da die Quecksilbersäule auf Druckimpulse geringer Dauer nicht merklich anspricht, d.h., die Energie eines Pulses oder Druckimpulses geringer Dauer reicht zur Bewegung der eine relativ hohe Massenträgheit aufweisenden Quecksilbersäule nicht aus. ,Mit.,anderen-Worten,,^aufgrund—... der relativ hohen Ansprechzeit eines Quecksilbermanometers-ioder der ersichtlich geringen Okklusionsrate oder -geschwindigkeit der Ohrmuschel) ist der wirklich gemessene Wert-mehr einem Integral des Druckimpulses proportional, als seiner .eigentlichen

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Amplitude. OsziLlometrische Verfahren aufgrund einerBeobachtung dieser sogenannten Schwellwert-Oszillationen sind somit an sich ein wenig ungenau, wobei die "Schwelle" oder der "Schwellwert" ein Parameter oder Term ist, der im allgemeinen sehr schwer peinlich genau und exakt zu definieren bzw. zu bestimmen ist.

Die auf dem Abhören der Korotkoff'sehen Töne basierenden Verfahren zur Messung des systolischen Blutdrucks sind zwar relativ genau, erfordern jedoch die Verwendung einer Mikrofon-Meßeinrichtung, wenn sie mittels Meßgeräten durchgeführt werden sollen. Das auf der Messung der Doppler-VerSchiebungen basierende Verfahren ist ebenfalls genau, erfordert jedoch .auch eine spezielle Meßeinrichtung und weist ferner den Nachteil auf, daß die Genauigkeit der Messung in hohem Maße von der-Anordnung der Meßeinrichtung relativ zu der zu messenden Arterie abhängt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zur Bestimmung und automatischen Anzeige des systolischen Blutdrucks zu schaffen, die keine zweifache Druckmanschette und/oder einen am Arm angebrachten Meßwandler benötigt, und eine äußerst genaue Messung des systolischen Blutdrucks ohne zusätzliche Geräte ermöglicht, die mit den Druckwandler-Messungen des diastolischen Blutdrucks vergleichbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung und automatischen Anzeige des systolischen Blutdrucks umfaßt somit eine Druckmanschette, die an einem zu untersuchenden Lebewesen in der Nähe eines Blutgefäßes befestigt wird, eine Einrichtung zur Änderung des Druckes in der Druckmanschette, wodurch auf das betreffende Blutgefäß Druck ausgeübt wird, eine mit der Druckmanschette in Verbindung stehende Meßeinrichtung, die eine Meßgröße mißt, die proportional dem zeitabhängigen, veränderlichen Puls bzw. Blutdruck innerhalb des Blutgefäßes ist, so daß die Meßgröße

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proportional der Amplitude des Pulses oder Blutdrucks ist, eine Einrichtung zur Bestimmung des. Maximalwertes dieser Meßgröße, wenn der aufgebrachte Druck geändert wird, eine Einrichtung zur Abspeicherung dieses Maximalwertes, um eine Feststellung zu ermöglichen, wann die Größe im wesentlichen gleich der Hälfte des Maximalwertes bei einem aufgebrachten Druck ist, der größer als der beim Auftreten des Maximalwertes aufgebrachte Druck ist, und eine Einrichtung zum Auslesen oder Ablesen des aufgebrachten Druckes, der der Meßgröße entspricht, die im wesentlichen gleich der Hälfte des Maximalwertes ist, wobei dieser abgelesene Druck dem systolischen Blutdruck der Untersuchungsperson entspricht.

Hierzu wird der Druck geändert, der von einer an einer Untersuchungsperson in der Nähe eines Blutgefäßes befestigten Druckmanschette auf das Blutgefäß ausgeübt wird, sodann wird an der Druckmanschette eine Meßgröße gemessen, die proportional einer den Puls oder Blutdruck innerhalb des Blutgefäßes repräsentierenden zeitabhängigen, veränderlichen Komponente ist, wobei diese Größe proportional der Amplitude des Pulses oder Blutdrucks ist, worauf unter Änderung des aufgebrachten Druckes der Maximalwert dieser Größe bestimmt und abgespeichert wird, anschließend festgestellt wird, wann die Meßgröße im wesentlichen gleich der Hälfte des Maximalwertes für einen aufgebrachten Druck ist, der größer als der beim Auftreten des Maximalwertes aufgebrachte Druck ist, und schließlich der Druck abgelesen wird, der derjenigen Meßgröße entspricht, die im wesentlichen gleich der Hälfte des Maximalwertes ist, wobei der abgelesene Druck dem systolischen Blutdruck der Untersuchungsperson entspricht.

Vorteilhafterweise werden damit eine sehr einfache Befestigung der Druckmanschette an der Untersuchungsperson, ein automatisches Aufpumpen der Druckmanschette und damit einhergehende Druckmessung und eine genaue Anzeige des systolischen Blutdrucks der Untersuchungsperson ermöglicht.

Wesentliche Merkmale der Erfindung sind somit darin zu sehen, daß nach Anbringung einer üblichen Druck- oder Armman-

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schette an einer Untersuchungsperson eine erste Einrichtung den Druck in der Armmanschette ändert und damit einen sich ändernden Druck auf die Untersuchungsperson ausübt, wobei eine zweite Einrichtung mit der Druckmanschette in Verbindung steht und eine Meßgröße mißt, die proportional dem zeitabhängigen, veränderlichen Puls oder Blutdruck innerhalb eines Blutgefäßes der Untersuchungsperson ist, wobei diese zweite Einrichtung einen Frequenzgang aufweist, der zumindest dem fünffachen Wert der Pulsgeschwindigkeit der Untersuchungsperson entspricht, so daß die veränderliche Meßgröße proportional der Amplitude des Pulses oder Blutdruckes ist. Der Maximalwert dieser veränderlichen Meßgröße wird bestimmt, während der durch die Druckmanschette aufgebrachte Druck geändert wird. Mittels, einer dritten Einrichtung wird bestimmt, wann die schwankende Größe ungefähr die Hälfte ihres Maximalwerts aufweist, und zwar für einen mittels der Druckmanschette aufgebrachten Druck, der größer als derjenige Druck ist, der mittels der Druckmanschette bei Auftreten des Maximalwertes aufgebracht wurde. Der systolische Blutdruck der Untersuchungsperson, der gleich demjenigen mittels der Druckmanschette aufgebrachten Druck ist, bei dem die veränderliche Meßgröße ungefähr die Hälfte ihres Maximalwertes aufweist, wird dann mittels eines geeigneten Gerätes angezeigt und kann dort abgelesen werden.

Mittels der Erfindung ergibt sich somit eine vorteilhafte Lösung der Probleme, die bei der ungenauen Messung und Anzeige des systolischen Blutdrucks mittels der genannten einfachen Vorrichtungen des Standes der Technik auftreten. Jedoch ergeben sich bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung und automatischen Anzeige des systolischen Blutdrucks auch beträchtliche Vorteile gegenüber den spezielle Mikrofon-Meßeinrichttfngen sowie andere komplexe=Ge rate anordnungen benötigenden, genauere Messungen des systolischen Blutdrucks liefernden Vorrichtungen des Standes der Technik, da erfindungsgemäß lediglich eine einfache Druck- oder Armmanschette benötigt wird und eine automatisch gesteuerte Ablesung bzw. Anzeige des systolischen Blutdrucks erfolgt.

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Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1: eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Form eines Blockschaltbildes,

Fig. 2: ein typisches Oszillogramm, das sich bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergibt,

Fig. 3: ein Oszillogramm, das sich bei Verwendung einer Meßeinrichtung ergibt, bei der die Impulse jeweils das Integral der eigentlichen Schwankung des Pulses oder Blutdrucks innerhalb eines Blutgefäßes repräsentieren,

Fig. 4: den auf eine Arterie ausgeübten Druck als Funktion der Lage der Arterie innerhalb der Armmanschette, wenn der von der Armmanschette ausgeübte Druck zwischen dem systolischen und dem diastolischen Blutdruck der Untersuchungsperson liegt,

Fig. 5: den auf eine Arterie ausgeübten Druck als Funktion der Lage der Arterie innerhalb der Armmanschette, und die Auswirkungen auf die Arterie, wenn der mittels der Armmanschette ausgeübte Druck ein wenig größer als der systolische Blutdruck der Untersuchungsperson ist,

Fig. 6: einen Arm und das Zusammendrücken der Armarterie bei L/2 (halbe Länge der Armmanschette), wenn gemäß Fig. 5 der systolische Blutdruck gleich dem von der Armmanschette bei L/2 ausgeübte Druck ist, und

Fig. 7: einen Arm und die Armarterie im nicht zusammengedrückten Zustand, wie es bei einem unterhalb des systolischen Blutdrucks liegenden, von der Armmanschette ausgeübten Druck gemäß Fig. 4 der Fall ist.

In Fig-.-. 17 ist ^e in ArmMT einer Dhtersüchungsrfexspiranit— τ einer Arterie 13 "schematisch dargestellt/ der" von einer typi- ■= sehen Armmanschette-15 zur Messung des Blutdrucks .„umgebe η ist. Üblicherweise wird die im Oberarm gelegene Arm- oder Ellbogenarterie für diese Art der Blutdruckmessung verwendet. Eine Pum-

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pe 19 ist über eine Leitung 17 mit der Armmanschette verbunden. Außerdem ist mit der Armmanschette über eine Leitung 21 ein Druckwandler 23 verbunden, dessen Frequenzgang zumindest den fünffachen Wert der jeweiligen Pulsfrequenz oder Pulszahl der Untersuchungsperson aufweist. Um diesen Frequenzgang mit zumindest dem fünffachen Wert der Pulsfrequenz oder Pulszahl der Untersuchungsperson herzustellen, weist der Druckwandler 23 im allgemeinen einen minimalen Frequenzgang von zumindest 10 Hz auf. Der Druckwandler dient zur Messung des Druckes innerhalb der Armmanschette, der die Summe des von der Pumpe hervorgerufenen Drukkes sowie eines Bruchteils des Druckes ist, der von dem innerhalb der Arterie wechselnde Werte annehmenden Blutdruck erzeugt wird. Da der Wandler den erforderlichen Frequenzgang aufweist, repräsentiert der sich ändernde Teil seines Ausgangssignals hauptsächlich die Amplitude des pulsierenden Druckes und nicht dessen Integral. Das Ausgangssignal des Wandlers 23 wird über eine Leitung 25 einem Verstärker 27 zugeführt, von dem das Signal verstärkt und über eine mit der Bezugszahl 29 bezeichnete Leitung einem Analog-Digital-Umsetzer 31 zugeführt wird. Das Ausgangssignal des Analog-Digital-Umsetzers 31 wird, wie durch die Leitung 33 veranschaulicht ist, einer digitalen Spitzenwert-Nächweisschaltung 35 zugeführt, in der eine Größe berechnet wird, die proportional der zeitabhängigen, veränderlichen Komponente ist, die den Puls bzw.. den pulsierenden Druck innerhalb des Blutgefäßes repräsentiert.

Ein dieser Größe entsprechendes Ausgangssignal der digitalen Spitzenwert-Nachweisschaltung 35 wird über eine Leitung einer Einheit 39 zur Mittelwertbildung zugeführt, durch die ein auf den neuesten Stand gebrachter Mittelwert der augenblicklichen sowie Jäer- drfei: utngtttBlban yöranfgeLWrnnLtttiltfaii' det wird, die proportional tier^zeitabhängigenr veränderlichen ^Komponente sind, die den Puls bzw. den pulsierenden Druck innerhalb der Arterie 13 repräsentiert. Wie durch die "Leitung"41 veranschaulicht wird, wird dieser Durchschnittswert einem Komparator 43 zugeführt. Der Komparator 43 steuert über eine Leitung 45 ein Ver-

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"^.„pjuiivc^ljLv=-. 47- S;.-: V-arl-aiupfungsgli'S-il 4," ist ait dar den Mit- ^slv/srt: --il !ende^ Uiii'i^Ic 33 über eine Leitung 49 verbunden und ".■sviLifct, .!SS über siiiS weitere Leitung 51 sin bestimmter, ausgewählter Wert der Meßgröße von der Einheit 39 in eine Speicherein- -leit 52 eingegeben wixd. Der Wert oder Betrag der in der Spei- ^icieirihait 53 abgespeicherten Meßgröße wird dem Komparator 43 _TJ ge führt, wie durch die Leitung 55 angedeutet ist. Im Komparator 43 "ierden vorübergehend abgespeicherte vorherige Werte des jdaximalbecrages der Meßgröße mit den augenblicklichen Werten der la.sgröße verglichen, die dem Komparator 43 über die Leitung 41 zugeführt werden. Wenn ein Betrag der dem Komparator über die ^■aituiig 41 3ugeführten Meßgröße einen höheren "Betrag als die vorübergehend in 3er Speichereinheit 53 abgespeicherte Meßgröße vai'.-rsχαίj die dem Komparator 43 über die Leitung 55 zugeführt /ird, so wird aas verknüpfungsglied 47 vom Komparator 43 über iie Leitung 45 betätigt, und der größere Betrag oder Wert der iaßgröiie ersetze den vorübergehend in der Speichereinheit 53 abgespeicherten Maximalwert.

Der vorübergehende Maximalwert der Meßgröße wird, wie .lurcb die Leitung 57 veranschaulicht ist, einem (durch zwei teilenden) Teiler 59 zugeführt, durch den er auf den halben Betrag lie runtergeteilt wird. Dieser halbe Betrag wird dann über eine Leitung 61 einem weiteren Komparator 63 zugeführt. Außerdem wird 3em Komparator 63 der gegenwärtige Mittelwert der vier letzten Messungen der Meßgröße zugeführt. Dies erfolgt durch die Einheit 39 über eine Leitung 65. Stellt der Komparator 63 fest, daß der aber die Leitung 65 zugeführte Mittelwert -der Meßgröße kleiner 3der gleich der Hälfte des über die Leitung 61 ebenfalls zugeführten vorübergehenden Maximalwertes ist, so betätigt er über sine Leitung 67 die Schalteinrichtung 69, -die-die-Pumpe 19^aR- ■ --hält und beginnt, den Inhalt der Armmansehette 15 über ein— von ainem Solenoiden gesteuertes Ventil 18 und eine Leitung 19 ausströmen zu lassen;, was in der Zeichnung durch eine Leitung 71 angedeutet ist.

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/-"* Γ- —. -ι r- »η to ■ /'" Sb S '"

- Die Schalte iasjiehtimf SS vm& is:' Ho^p^/afcc" w3 Leitungen 73 bzw. 74 außerdem mit eines Interpolations®irJ^eit 7? verbunden, die die Werte des aufgebrachten Druckes, d.h. üen de:: Armmanschette 15 mittels der Pumpe IS zugeführten Druck interpo= liert, so daß genau derjenige Druck aufgebracht werden kann_ff der dem halben Maximalwert der Meßgröße entspricht«,

Die Werte des aufgebrachten Druckes werden der Interpols™ tionseinheit 75 über Leitungen 77 und 79 zugeführt. Über die Leitung 77 werden die für die Messung aufgebrachten Druckwerts εϊϊ= geführt* kurs bevor die Meßgröße einen unterhalb des halben Ma= ximalbeträges liegenden Wert aufweist, während über die Leicaac 79 Druckwerte zugeführt werden, wenn die Meßgröße gleich oder ein wenig kleiner als der halbe Maximalwert ist» Diese Werte äeaufgebrachten Druckes werden von einer Speiche reinheit 81 unci einer Recheneinheit 83, die zur Mittelwertbildung dient, über dis Leitungen 77 bzw. 79 abgegeben. Die Werte des aufgebrachten Druckes werden der Recheneinheit 83 von einem Verknüpfungsglied 85 über eine Leitung 87 zugeführt. Der Wert des unmittelbar voraufgehend aufgebrachten Druckes wird der Speiche reinheit 81 von da. Recheneinheit 83 über eine Leitung 89 zugeführt. Der Wert des aufgebrachten Druckes wird dem Verknüpfungsglied 85 von der digitalen Spitzenwert-Nachweisschaltung 35 über eine Leitung 91 zugeführt. Das Verknüpfungsglied 85 wird vom Ausgangssignal des Analog-Digital-Umsetzers 31 über eine Leitung 93 getriggert. Somit wird bei jedem Impuls, der in die Einheit 39 gelangt, ein dem aufgebrachten Druck entsprechender Wert der Einheit 83 zugeführt , Der aufgebrachte Druck und die Druckwerte des Pulses bzw. Blutdruckes können leicht aufgrund ihrer sehr unterschiedlichen Frequenzen voneinander unterschieden werden, da der aufgebrachte Druck meist einen rampen- oder sägezahnartigen Verlauf mit geringer Steigung und der'Puls oder Blutdruck' äine 'Frequenz-von-- ungefähr 1 Hz hat. Bei der vorzugsweise verwendeten Ausführungsform der Erfindung ist die Pumpe 19 derart eingestellt, daß sie wiederholt einen rampen- oder sägezahnartig ansteigenden Druck der Armmanschette 15 zuführt.

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/;^s TOrrieata^r kann jedoch auch mit sine?-;; Pa.rrp6 betrieben vs"ci'3ri_c die sequentiell einen abfallenden Dn:^;: mit einem rarspen- c-5.«r sägszafcnartig abfallenden Verlauf der Armmanschette zuführt«, In diesem Falle ist eine Speichereinheit erforderlich, in der aufeinanderfolgende Werte des aufgebrachten Druckes und der entsprechenden gemessenen Amplitude der pulsierenden Meßgröße für einen späteren Vergleich mit den? halben Betrag der sich ergebenden Maximalamplitude abgespeichert werden» Der Maxircalbetrag der pulsierenden Meßgröße wird nicht bestimmt, be^or nicht der dem systolischen Blutdruck entsprechende Druck der Ärmmanschette während des Druckabfalls erreicht worden Ist_o Anders ausgedrückt, die halbe Amplitude wird nicht dann bestimm^ wenr sie auftritt,, sondern nachdem die Spitzenamplitude bestimmt istf die zu einem späteren Zeitpunkt auftritt.

Surr. Aufbau der in Fig. 1 veranschaulichten Anordnung könnei: iianöslaübliche Bauelemente Verwendung finden. Der verwendete Druckwandler stEiät den Druck in einen analogen elektrischen Stroic um» dar v^n dem Analog-Digital-Umsetzer 31 digitalisiert wird. Die übrigen Funktionsblöcke werden hauptsächlich aus handelsübliches Mikroprozessoren bzw. Mikro-Steuereinheiten und anderen digitalen Schaltung-sanordriongen aufgebaut, mit Ausnahme derjenigen, die mit der Pneumatik unc der pneumatischen Steuerung in Verbindung stehen. Stromversorgungen sind nicht veranschauliche, da sie den jeweiligen Erfordernissen entsprechend verwendet werden können.

Aus den Fig. 2 und 3 ist die wesentlich gesteigerte Genauigkeit bei der Messung des systolischen Blutdrucks durch die erfindungsgemäße Vorrichtung deutlich zu erkennen. Fig. 2 ist eine Darstellung der Amplitude bzw. Impulshöhe, die mit der erfindungsgeraäßen_Vorrichtung,erzielbar ist. Die Meßeinrichtung weist einen Frequenzgang auf, der vorzugsweise den zumindest" " ' fünffachen Wert der Pulsfrequenz oder Pulszahl der Untersuchungsperson hat. Die Maximalamplitude ist mit A bezeichnet, während der Wert der halben Amplitude (bei einem Druck der Armmanschette, der höher als der bei der Maximalamplitude auftretende Druck der Armmanschette ist) mit A/2 gekennzeichnet ist. Der entsprechend aufgebrachte Druck der Armmanschette ist deutlich erkenn-

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Als Gegensatz zu den erfindungsgemäß erzielbaren Meßwei : >ΐΐ ist in Fig. 3 ein Oszillogramm dargestellt* das von einer liocl" schnellenden Quecksilbersäule bzw. einem QuecksilbertnaRcmetes oder einer anderen integrierenden Meßeinrichtung erzeugt sein könnte. Ss ist zu erkennen, daß die der halben Amplitude der Meßwerte gemäß Fig. 2 entsprechende Signal- oder Schwellwert= spitze sehr schwierig mit ausreichender Genauigkeit su !bestirnten ist.

In den Fig. 4 bis 7 ist veranschaulicht, wie ü±s 3ezie~ hung zwischen der Maxima !amplitude und einer halben ssassisnalen Amplitude zur Bestimmung des systolischen Blutdrucks äusgenutz. ί'. •werdGii Ι-ζεεηί. In den Figuren ist ein Arm 11 mit einer Ärtaris dargestellt, der von einer Armmanschette 15 umgeben ist- Die Innerhalb der Armmanschette 15 befindliche Arterie weist die Lär„;e L auf. Der Druck ist über die Länge der Arterie bzw. öer Jirmraciiischette aufgetragen und veranschaulicht gemäß Fig. 4 den Druck auf die Wand der Arterie für zwischen dem systolischen und dera diastolischen Blutdruck liegende Werte, während gemäß Fig«. 5 clsr auf die Wand der Arterie ausgeübte Druck der Armmanschetts Maximalwerte erreicht, die dem systolischen Blutdruck entsprechen ts-< ein wenig über dem systolischen Blutdruck liegen. Es ist ersichtlich, daß der Druck auf die Wand der Arterie in der Mitte der Armmanschette am höchsten ist und zu den Enden der Armmanschette hin abfällt. Dies beruht auf der Tatsache, daß an den Enden der Armmanschette der Arm ein wenig aus der Armmanschette herausgedrückt wird.

Liegt der Druck der Armmanschette zwischen den Werten des diastolischen und des systolischen Blutdrucks der Untersuchungsperson, so ist kein Teil der Arterie während"eines gesamten Pulses vollständig geschlossen bzw. zusammengedrückt. Die Arterie ist natürlich während der Zeitdauer zusammengedrückt, in der der Blutdruck geringer als der von der Armmanschette ausge-

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DruvA iac(in Fi_* = -:· Ist dies der FaIl₁, "vann der Blutdruck zwischen JG xorr und iOG Torr· liegt),. iat jedoch geöffnet, wenn der Blutdruck zwischen dem von der Armmanschefcte ausgeübten Druck ''IOD Torr) und dsm systolischen Blutdruck (120 Torr) liegt. Zu diesem Zeitpunkt andere die Arterie 13 ihr Volumen entlang ihrer gesamten Länge L, wenn der Druck sich von einem unterhalb 100 Torr liegenden Wert auf einen über 100 Torr liegenden Wert ändert bzw, der v.mgelcehrte Vorgang erfolgt. Ist jedoch, wie in Fig. 5 dargestellt, der von der Armmanschette aufgebrachte Druck nur in sehr geringem Maße größer als der systolische Blutdruck der Un te r suchung spe rs cn, so ist ersichtlich, daß eine Hälfte der Arterie, nämlich der vom Herzen abgewandte Teil der Arterie, praktisch vollständig zusammengedrückt bzw. geschlossen ist, da der Blutdruck innerhalb der Arterie niemals auf zur Öffnung der Arterie ausreichende Werte ansteigen wird. Diese, bei einer Hälfte der Arterie sich ergebende Wirkung tritt aufgrund der voraufgehend erwähnten -Tatsache auf, daß lediglich in der Mitte der Armmanschette der volle Druck der Armmanschette wirkt und auf die Arterie ausgeübt wird. Dies bedeutet, daß lediglich eine Hälfte der Länge L der Arterie ihr Volumen ändert, wenn der Blutdruck während eines Pulses vom diastolischen auf den systolischen Wert ansteigt, da lediglich der dem Herzen zugewandte Teil der Arterie gegenüber dem von der Armmanschette auf die Wandung der Arterie ausgeübten Druck geöffnet wird. Daher entspricht die Amplitude der Druckänderung, die gleich der in Fig. 2 veranschaulichten Meßgröße ist, in guter Näherung dem halben Wert der maximalen Druckänderung, der sich bei einer Druckänderung über die gesamte Länge L der Arterie ergeben würde.

Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch möglich, den von der Armmanschstte ausgeübten Druck veränderlich ansteigen oder abfallen zu lassen,--und* zwar- sowohl—linear,--η iohtline ar >...-.·-■· als auch schrittweise bzw. diskontinuierlich. Die Einrichtung zur Verarbeitung der "¹ZOn dem Wandler erzeugten elektrischen Analogsignale kann aus einer Analogschaltung, einer Digitalschal-

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tung oder auch aus beies Elemente in sieh ts reinigenden Schaltungen aufgebaut sein, wobei insbesondere diskrete elektronische Baukomponenten, diskrete Chips, auf denen sich digitale Schaltkreise befinden, Mikroprozessoren bzw. MikroSteuereinheiten oder auch ein Digitalrechner verwendet werden können. Die Armmanschette kann eine beliebige, einzelne Manschette üblicher Bauart sein, jedoch können auch eine Doppelmanschette, eine verstärkte bzw. geschützte Manschette oder dergleichen verwendet v/erden. Die Manschette muß nicht notwendigerweise eine Armmansche tte sein, sondern kann auch an anderen Körperteilen^ z.E. den Fingern oder dergleichen^ befestigt werdea»

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Claims

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1. 'Vorrichtung zur Bestimmung und automatischen Anzeige des systcli-

schen Blutdrucks mit einer Druckmanschette, die an einer lebenden Untersuchungsperson oder einem anderen Lebewesen in der Sähe eines Blutgefäßes anbringbar ist, und mit einer Einrichtung zur Änderung des Druckes in der Druckmanschette, wodurch ein Drucli arf das betreffende Blutgefäß ausgeübt wird, g e k e η η se lehnet durch eine mit der Ännmanschette (15) in Verbindung stehende Meßeinrichtung (2S_g 27'_s 31) zur Messung einer Meßgröße, die proportional einer zeitabhängigen, veränderlichen, den Blutdruck innerhalb des Blutgefäßes (13) repräsentierenden Komponente ist,, wobei die Meßeinrichtung (23, 27, 31} einen Frequenzgang aufweist, der zumindest den fünffachen Wert der Pulsfrequenz oder Pulszahl der Untersuchungsperson hat, so daß die Meßgröße proportional der Amplitude des Blutdrucks ist, durch eine Einrichtung (35, 39, 43, 47) zur Bestimmung des von der Meßgröße bei Änderung des aufgebrachten Druckes erreichten Maximalwertes, durch eine Einrichtung (53) zur Abspeicherung des Maximalwertes5 durch eine Einrichtung (39, 59, 63) zur Bestimmung des ZeitpunktSi zu dem die Meßgröße im wesentlichen gleich dem halben Maximalwert ist, und zwar bei einem mittels der Druekmanschette (15) aufgebrachten Druck, der größer als der bei Erhalt des Maximalwertes aufgebrachte Druck ist, und durch eine Einrichtung zum Auslesen oder Ablesen des der im wesentlichen den halben Maximalwert aufweisenden Meßgröße entsprechenden aufgebrachten Druckes, der dem systolischen Blutdruck der Untersuchungsperson entspricht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e η η -

ze ichnet, daß die Meßeinrichtung einen Druckwandler (23) enthält," der einen Frequenzgang von zumindest 10 Hz aufweist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Underang dea Dr&iili-sa in der Druckmanschette eine Pumpe (19) aufweist, die der Drti?;tmanschette (15) ein Medium mit ansteigendem Druck zwischen einer unteren und einer oberen Druckgrenze wiederholt zuführe,

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet diirch eine Einrichtung (69) zum Anhalten der Pumpe (19) und durch -sina Einrichtung (18) zum Ablassen des Mediums aus der DruekmanscCvä c™ te (15), wenn das Ablesen des systolischen Blutdrucks srfoic;^;:₃

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (35, 39, 43, 47) zur Bestimmung des Maximalwerts der Meßgröße einen Komparator (43) aufweist, in dem jeder, sukzessiv sich ergebende Wert der Meßgröße mit einem vorher vorübergehend in der Speichereinrichtung (53*. abgespeicherten Maximalwert der Meßgröße verglichen wird, wecil die Meßgröße mit dem geringeren Betrag bei diesem Vergleich aasgeschieden und die Meßgröße mit dem höheren Betrag in der Speichereinrichtung (53) abgespeichert wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (39, 59, 63) zur Bestimmung des Zeitpunktes, zu dem die Meßgröße im wesentlichen gleich dem halben Maximalwert ist, einen Komparator (63) aufweist, in dem ein jeder sukzessiv sich ergebende· Wert der Meßgröße mit einem vorher vorübergehend in der Speichereinrichtung (53) abgespeicherten halben Maximalwert der Meßgröße verglichen wird wobei die Einrichtung (69) zum Anhalten der Pumpe (19) und GiQ Einrichtung (18) zum Ablassen des Mediums aus der Druckmansehet= te (15) betätigt werden, wenn ein Wert, der "Meßgröße" im" we seitlichen kleiner oder gleich dem halben Maximalwert der Meßgröße ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine Speichereinheit (81), die vorübergehend den sukzessiv sich

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ergebenden Werten der Meßgröße entsprechende Werte des aufgebrachten Druckes jeweils abspeichert und außerdem vorübergehend zumindest den Wert des aufgebrachten Druckes abspeichert, der den jeweils voraufgehenden Wert der aufeinanderfolgend ermittelten Meßgrößen entspricht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (75, 81, 83, 85) zur Interpolation abgespeicherter Werte der Meßgröße sowie zeitweilig abgespeicherter Druckwerte des zugehörigen bzw. entsprechenden aufgebrachten Druckes, um einen interpolierten Wert des aufgebrachten Druckes, zu berechnen, wenn der Betrag der Meßgröße im wesentlichen gleich dem halben Maximalwert ist.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in einer Druckmanschette (15) geändert wird, die an einer Untersuchungsperson oder einem anderen Lebewesen in der Nähe eines Blutgefäßes (13) befestigt ist, so daß auf das Blutgefäß (13) ein unterschiedlicher Druck ausgeübt wird, daß an der Druckmanschette (15) mittels einer Meßeinrichtung (23, 27, 31), deren Frequenzgang zumindest den fünffachen Wert der Pulsfrequenz oder Pulszahl der Untersuchungsperson an der Druckmanschette aufweist, eine einer zeitabhängigen, veränderlichen, den pulsierenden Blutdruck innerhalb des Blutgefäßes (13) repräsentierenden Komponente proportionale Meßgröße gemessen wird, die proportional der Amplitude des pulsierenden Blutdrucks ist, daß der von der Meßgröße erreichte Maximalwert bestimmt wird, wenn der mittels der Druckmanschette aufgebrachte Druck geändert wird, daß eine Darstellung des Maximalwerts* abgespeichert ^wird, 4aß-eine-BesfcAmflRmg=»«*?folgt}-wann ~- der Betrag der Meßgröße, im-wesentlichen gleich dem halben Maximalwert ist, und zwar bei einem aufgebrachten Druck, der größer als der bei Erhalt des Maximalwertes aufgebrachte Druck ist, und daß der der im wesentlichen den halben Maximalwert aufweisenden

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Meßgröße entsprechende aufgebrachte Druck, der dem systolischen Blutdruck der Untersuchungsperson entspricht, ausgelesen bzw« abgelesen wird.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Meßgröße mittels eines Druckwandlers (23) erfolgt, der einen Frequenzgang von zumindest 10 Hz aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennze ichnet , daß der aufgebrachte Druck sequentiell erhöht wird.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (19) angehalten und das Medium aus der Druckmanschette (15) abgelassen wird, wenn das Auslesen bzw. Ablesen des systolischen Blutdrucks erfolgt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß abgespeicherte Werte der Meßgröße und zeitweilig abgespeicherte Werte des zugehörigen aufgebrachten Drucks interpoliert werden, um einen interpolierten Wert des aufgebrachten Druckes zu ermitteln, wenn die Meßgröße im wesentlichen den halben Maximalbetrag aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, g e kennze ichne t durch eine Wandlereinrichtung (15, 23), die mit einer Untersuchungsperson in Druckverbindung steht, um den Blutdruck der Untersuchungsperson in ein veränderliches elektrisches Analogsignal umzusetzen, durch eine Pumpe (191 zur Zuführung eines steuerbaren veränderlichen Druckes zu der Wandlereinrichtung (15, 23), wobei die Wandlereinrichtung (15, 23) eine Druckmanschette (15) zurr Ausübung eines steuerbaren veränderlichen Druckes auf ein Blutgefäß (13) der Untersuchungs-

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rsraon aufvrsist,- durch eine Umsetzereinrichtung (27, 31), die

γ slektrie^I.s iLnalo^eigriul erhält und in. ein digitales Signal ν "ν setzt, durch eine digitale Schaltungsanordnung (35, 39, 43, 47, 53, 59, 63, 75, 81, 83, 85), die das digitale Signal erhält und den maximalen Blutdruck der Untersuchungsperson sowie einen ersten, diesem maximalen Blutdruck entsprechenden Wert des steuerbaren, veränderlichen, von der Druckmanschette aufgebrachten Druckes bestimmt, ferner den halben Wert des maximalen Blutdrukkss bei einem zweiten Wert des steuerbaren, veränderlichen, von dsr Druckbar* sehet te aufgebrachten Druckes bestimmt, der höher als der erste Druckwert ist, und schließlich den Betrag dieses zweiten aufgebrachten Druckwertes ermittelt bzw. festlegt, und durch eine Einrichtung zur Anzeige des zweiten Druckwertes als systolischen Blutdruck.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Blutdruck einer Untersuchungsperson in ein veränderliches elektrisches Anal ogsignal umgesetzt wird, daß ein steuerbarer veränderlicher Druck auf ein Blutgefäß (13) der Untersuchungsperson derart ausgeübt wird, daß das elektrische Analogsignal geändert.wird, daß das geänderte elektrische Analogsignal in ein digitales Signal umgesetzt wird, daß das digitale Signal verarbeitet wird, um den maximalen Blutdruck der Untersuchungsperson und einen ersten, diesem maximalen Blutdruck entsprechenden Wert des steuerbaren variablen aufgebrachten Druckes zu ermitteln, um außerdem den halben Betrag des maximalen Blutdrucks für einen zweiten Druckwert des steuerbaren veränderlichen aufgebrachten Druckes, der höher als der erste Druckwert ist, zu ermitteln, und um den Betrag dieses zweiten Druckwertes zu ermitteln,und daß dieser zweite Druckwerfe- ausgelesen—und-angezeigt^wirdT ——

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