DE1541157C3 - Venenverschlußplethysmograph - Google Patents

Description

Bei der Venenverschlußplethysmographie wird die Durchblutung der Extremitäten und deren Veränderung gemessen und aufgezeichnet. Ohne äußere Beeinflussung fließt das Blut arteriell in die Extremität ein, passiert die Arteriolen und Kapillaren und fließt schließlich venös wieder zum Herzen zurück. Mit Hilfe einer Staumanschette kann dieser venöse Rückstrom unterbunden werden, wenn die Staumanschette auf subdiastblische Druckwerte aufgepumpt wird. Dabei bleibt der arterielle Einstrom unbeeinflußt. Infolge des Verschlusses der Venen staut sich das Blut. Das führt zu einer Volumenzunahme der Extremität, welche zumindest an einem Längenabschnitt derselben gemessen und aufgezeichnet wird. Von diesem Meßverfahren leitet sich die Bezeichnung Venenverschluß-Plethysmographie ab. Die Volumenzunahme ist zumindest anfänglich dem arteriellen Einstrom poportional. Sie erfolgt umso rascher, je größer die Durchblutung ist. Aus der Geschwindigkeit der Volumenzunahme lassen sich also Rückschlüsse auf die Durchblutung ziehen. Mit zunehmender Blutlullung der Extremität verlangsamt sich die Volumenzunahme und erreicht schließlich einen Höchstwert, wenn der Venendruck gleich dem Verschlußdruck, also gleich dem Druck in der Staumanschette, ist. Der Höchstwert der Volumenzunahme ist ein Maß für die Füllbarkeit des peripheren Gefäßbettes, für die sogenannte Gefäßkapazität, bei dem jeweiligen Innendruck. Nach der Aufhebung des Verschlußdruckes fließt das angestaute Blutvolumen mehr oder weniger rasch wieder ab. Die Geschwindigkeit der Volumenabnahme kann Hinweise auf venöse Strömungswiderstände geben. Eine gegenüber dem Ausgangszustand zurückbleibende Volumenzunahme kann ein Anzeichen einer Permeabilitätsstörung sein.

Bei einem bekannten Venenverschlußplethysmographen wird die Volumenzunahme der Extremität jenseits

der Staumanschette mit Hilfe einer aufblasbaren

Meßmanschette gemessen. Diese weist eine aufblasbare

" Druckblase beispielsweise aus Gummi auf, die ähnlich wie bei Blutdruckmeßmanschetten an der der Extremi-

.5 tat abgewandten Seite ein stoffbewertes Widerlager hat. Diese Meßmanschette wird nach dem Anlegen mit Luft auf einen Überdruck von etwa 10 bis 20 mb (ca. 7,5 bis 15 mm Hg) aufgepumpt, damit sie am gesamten Umfang der Extremität gut anliegt und außerdem ein

ίο ausreichendes Luftvolumen für die Volumenmessung aufweist. Bei einer Volumenzunahme des von der Meßmanschette' umschlossenen Extremitätenabschnittes wird ein. Teil der Luft aus der Druckblase der Meßmanschette verdrängt. Das bewirkt eine Druckzunähme in dem abgeschlossenen Meßsystem, die mit Hilfe eines Druckmeßgerätes gemessen wird. Damit während der Messung eine zu große Druckzunahme vermieden wird, welche die Durchblutung am Ort der Messung beeinflussen und die Volumenempfindlichkeit der Meßmanschette verändern könnte, sind mehrere Puffergefäße mit unterschiedlichem Volumen vorhanden, von denen jeweils eines über einen Hahn an das Meßsystem angeschlossen ist. Als Druckmeßgerät für die infolge des großen Gesamtvolumens des Meßsystems verhältnismäßig geringe Druckzunahme dient eine umfangreiche elektrische Druckmeßeinrichtung, die eine kapazitive Differenzialdruckdose, eine kapazitive Meßbrücke, einen Trägerfrequenzgenerator, ein Netzgerät, einen Resonanzverstärker mit Demodulator und ein Anzeige- oder Registriergerät aufweist. Dieser Venenverschlußplethysmograph ist gerätetechnisch sehr aufwendig und dementsprechend teuer. Er hat einen großen Raumbedarf und benötigt einen Netzanschluß und kann deshalb praktisch nur stationär eingesetzt werden. Außerdem ist er infolge seiner Kompliziertheit auch störanfällig.

Der Erfindung liegt die. Aufgabe zugrunde, den gerätetechnischen Aufwand für die Plethysmographie zu verringern, indem einmal ein Plethysmograph geschaffen wird, der kleiner und handlicher ist, als die bekannten Geräte, und einmal ein bewährter einfacher Oszillograph für die ; Plethysmographie verwendbar gemacht wird. ; .■-.■ ■

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung einmal durch ein Gerät mit den Merkmalen des Anspruches 1 und einmal durch ein Gerät mit den Merkmalen des Anspruches 2 gelöst.

Dadurch, daß das Meßgerät als einfaches mechanisches Differenzmanometer ausgebildet ist, entfällt der Aufwand für die elektrischen Geräteteile, so daß der Plethysmograph gemäß der Erfindung ganz erheblich billiger hergestellt werden kann, als die bekannten Geräte. Dieser Plethysmograph läßt sich ohne Schwierigkeiten in einem kleinen Koffer oder in einem kleinen, leicht zu transportierenden Kasten unterbringen. Er eignet sich so auch für den mobilen Einsatz außerhalb der Praxis des Arztes.

Dadurch, daß die Ausgleichsdrosseln des Druckmeßgerätes eines bekannten Gefäßoszillographen abschaltbar ausgebildet wird, läßt sich dieses sehr einfach aufgebaute und verhältnismäßig billig herzustellende Gerät auch für die Plethysmographie einsetzen, so daß dem Arzt ein bereits bewährtes Gerät von hoher Zuverlässigkeit und Genauigkeit als Plethysmograph zur Verfügung steht.

Im folgenden wird anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles die Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Eine schematische Darstellung eines Plethysmographen gemäß der Erfindung, mit zwei pneumatischen Schaltern in der Schaltstellung »plethysmographische Messung«,

Fig.2 den einen der pneumatischen Schalter des Plethysmographen in der Schaltstellung »Aufpumpen«,

Fig.3 den anderen der pneumatischen Schalter des Plethysmographen in der Schaltstellung »oszillographische Messung«.

Der Plethysmograph weist als Hauptbauteile einen Druckerzeuger I₁ ein einfaches Manometer 2, ein mechanisches Differenzmanometer 14, zwei pneumatische Schalter 3 und 10, eine aufblasbare Manschette 6, ein Puffergefäß 11 und eine Eicheinrichtung 12 auf. Für die aus Fig. 1 ersichtliche pneumatische Verbindung dieser Bauteile untereinander sind noch die erforderlichen pneumatischen Verbindungslcitungen vorhanden.

Das mechanische Differenzmanometer 14 hat ein allseits dichtes Gehäuse 4. in dem eine Membrandose 5 untergebracht ist. Der Innenraum dieser gegenüber dem Innenraum des Gehäuses 4 abgeschlossenen Membrandose 5 steht über eine durch die Gehäusewand hindurchgeführte Leitung mit der Meßmanschettc 6 sowie mit jedem der beiden pneumalischen Schalter 3 und 10 in der aus Fig. 1 ersichtlichen Weise in Verbindung. Die Dehnungsbewegungen der Mcmbrandose 5 werden über einen Hebelmeehanisnuis 7 auf eine Zeigerwelle 8 übertragen, welche gasdicht durch die Wand des Gehäuses 4 hindurchgeführt ist. An ihrem aus dem Gehäuse herausragenden Ende trägt die Welle 8 einen Schreibzeiger 13, der den jeweiligen Dehnungszustand der Membrandose 5 als Zeigerausschlag auf einen nicht näher dargestellten, durch ein Uhrwerk angetriebenen Registrierpapierstreifen aufzeichnet.

Der pneumatische Schalter 3 ist ein Dreiwegehahn. Sein erster Anschluß ist mit dem Druckerzeuger I und mit dem Manometer 2 verbunden. Sein dem ersten Anschluß diametral gegenüberliegender zweiter Anschluß dient der schon erwähnten pneumatischen Verbindung dieses Schalters mit dem Innenraum der Membrandose 5, mit der Meßmanschette 6 sowie mit dem Puffergefäß 11 und der Eicheinrichtung'^. Der zwischen diesen beiden Anschlüssen gelegene dritte Anschluß des Dreiwegehahns ist mit dem Innenraum } des Gehäuses 4 des Differenzmanometers 14 verbunden. Der pneumatische Schalter 3 wird zwischen zwei Schaltstellungen hin- und hergeschaltet, die aus F i g. 1 und 2 ersichtlich und darin durch die beiden Schaltstellungsmarken Mund Pgekennzeichnet sind. In der aus Fig. 1 ersichtlichen Schaltstellung M ist der pneumatische Schalter 3 auf »plethysmographische Messung« eingestellt. In der aus Fig. 2 ersichtlichen Schaltstellung P ist der pneumatische Schalter 3 auf »Aufpumpen« eingestellt. In dieser Schaltstellung wird der Plethysmograph zu gegebener Zeit auch entlüftet.

Für eine plethysmographische Messung wird der Plethysmograph in der aus Fig.2 ersichtlichen Schaltstellung P des pneumatischen Schalters 3 mittels des Druckerzeugers 1 unter Beobachtung des Manometers 2 auf einen in allen Räumen gleichen Überdruck von etwa 10 bis 20 mb aufgepumpt. Dann wird der pneumatische Schalter 3 in die aus F i g. 1 ersichtliche Schaltstellung M umgestellt. Damit wird der einmal erreichte Überdruck im Gehäuse 4 des Differenzmanometers 14 gespeichert, da davon auszugehen ist, daß, wie allgemein üblich, entweder der Druckerzeuger 1 selbst ein zur Umgebung hin absperrendes Rückschlagventil aufweist oder ein solches in der Leitung zwischen dem Druckerzeuger 1 und der Verbindungsleitung zum Manometer 2 und dem pneumatischen Schalter 3 eingebaut ist. Eine unter der Wirkung einer,Staumanschette bei der zu messenden Extremitüt auftretende Zunahme sowohl des Volumens wie auch des Innendruckes drückt die Manschette 6 zusammen. Der dadurch in ihr hervorgerufene Druckanstieg wird auf den Innenraum der Membrandose 5 übertragen. Die Druckdifferenz zwischen dem Druck im Innenraum der Membrandose 5 und dem in ihrem Außenraum, nämlich dem Innenraum des Gehäuses 4 des Differenzmanometers 13, gespeicherten Ausgangsdruckes bewirkt eine Dehnung der Membrandose, die über den Hebelmechanismus 7 auf die .Zeigerwelle 8 übertragen und vom . Zeiger 13 als entsprechender Zeigerausschlag angezeigt und registriert wird. Bei... einer ■ solchen Messung verhindert das Puffergefäß II einen zu hohen Druckanstieg in der Manschette 6, der die physiologischen Vorgänge in der von ihr umgebenen Hxiiemiiät störend beeinflussen würde. . :

Der Plethysmograph wird nach dem .Aufpumpen zweckmäßigerweise, von jeder Messung dadurch.geeicht, daß in der Schaltstellung Λ/des pneumalischen Schalters 3 die Eicheinrichtung 12 betätigt wird. Diese ist im allgemeinen als kalibrierte Spritze ausgebildet, mittels der dem pneumatischen System aus Manschette 6 und Membrandose 5 eine bestimmte Luftmenge vorübergehend entnommen oder, noch besser, vorübergehend zugeführt wird.

Um den Plethysmographen auch für oszillographische .Messungen'verwenden zu können, weist er neben den. bisher, erwähnten Bauteilen noch eine von dem pneumatischen Schalter 10, und /war .von .dessen mittlerem Anschluß aus, zum Innenraum des .Gehäuses 4 des Differenzmanometers 13 führende Leitung auf, die eine als Drossel wirkende Kapillarstrecke 9 enthält. Diese Kapillarstrecke 9 kann auf beliebige Weise ausgebildet sein. Der'.pneumatische Schalter 10 dient dazu, bei einer oszillographischen Messung die^: Manschette 6 und damit den Innenraum der Membrandose 5 Über die als Ausgleichsdrossel wirkende Kapillarstrecke 9 mit dein Außenraum der Membrandose 5, d.h. mit dem Innenraum des Gehäuses 4 des Differenzmanometers 13, zu verbinden. Der pneumatische Schalter 10 ist daher als Teil der Zusatzeinrichtung des Pleihysmographen für die oszillographische Messung anzusehen.

Der ebenfalls als Dreiwegehahn ausgebildete pneumatische Schalter 10 wird zwischen der aus F i g. 1 ersichtlichen Schaltstellung und zwischen der aus F i g. J ersichtlichen Schaltstellung nach Bedarf hin- und hergeschaltet. Bei der zuvor schon beschriebenen plethysmographischen Messung wird er auf die aus Fig. 1 ersichtliche Schaltstellung eingestellt, die daher mit der Schaltstellungsmarke PX gekennzeichnet ist. Für die oszillographische Messung wird er auf die aus F i g. 3 ersichtliche Schaltstcllung eingestellt, die daher mit der Schaltstellungsmarke Os gekennzeichnet ist. In dieser Schaltstellung ist das Puffergefäß 11 abgeschaltet, da es wegen seines großen Volumens die oszillographische. Messung ungünstig beeinflussen würde.

Bei einer oszillographischen Messung wird das Meßgerät, das jetzt zutreffender als Oszillograph bezeichnet wird, ebenfalls in der Schaltstellung P des pneumatischen Schalters 3 mittels des Druckerzeugers 1 unter Beobachtung des Manometers 2 auf einen in allen Räumen gleichen Überdruck aufgepumpt, der, wie bei einer Blutdruckmessung, oberhalb des systolischen Blutdruckes liegt. Dieser Überdruck wird jeweils in der

Schaltstellung P des pneumatischen Schalters 3 stufenweise reduziert. Zwischendurch wird jeweils in der Schaltstellung M des pneumatischen Schalters 3 auf den verschiedenen Druckstufen eine Aufzeichnung der Gefäßoszillationen vorgenommen. Aus im einzelnen nicht darzulegenden Gründen werden bereits oberhalb des systolisehen Blutdruckes in der Manschette 6 Druckoszillationen hervorgerufen, die zwischen dem systolisehen und dem diastolischen Blutdruck stärker auftreten und auch unterhalb des diastolischen Blutdrukkes in schwächerem Maße vorhanden sind. Diese Druckoszillationen weiden von der Manschette 6 in den Innenraum der Membrandose 5 übertragen. Darin wirken sie sich als Druckdifferenz-Oszillationen gegenüber dem im Gehäuse 4 des Differenzmanometers 14 jeweils herrschenden Vergleichsdruck aus, die von der Membrandose 5 und dem Hcbelmechanismus 7 in entsprechende Ausschlagoszillationen des Zeigers 13 gewandelt und von diesem aufgezeichnet werden.

Bei einer derartigen oszillographischen Messung muß während der einzelnen Aufzeichnungsphasen von unter Umständen längerer Dauer verhindert werden, daß etwa durch Wärmeeinwirkung von der Extremität auf die Manschette 6 oder durch das Anschwellen der Extremität ähnlich wie bei der plethysmographischen Messung das Volumen und damit der Druck in der Manschette und im Innenraum der Membrandose 5 sich schleichend ändert, was eine im einzelnen· kaum erfaßbare Nullpunktsändcrung des Ausschlages des Zeigers 13 zur Folge hätte. Daher haben alle Oszillographen eine Verbindung zwischen dem Innenra'iim und dem Außenraum ihrer Membrandose, die als Ausglcichsdrosscl wirkt, indem sie einerseits zwar die langsamen Druckänderungen ausgleicht, andererseits jedoch die schnellen Druckoszillationen praktisch ungeschwächt sich auswirken läßt. Üblicherweise ist die Ausglcichsdrosscl als feine Bohrung in der Wand der Membrandose 5 ausgebildet. Ein derartiger Oszillograph mit stets wirksamer Ausgleichsdrossel kann nicht

für plcthysmographische Messungen verwendet werden.

Umgekehrt zur bisherigen Betrachtungsweise kann ein als Oszillograph bewährtes Meßgerät dadurch ebenso zuverlässig auch als Plethysmograph eingesetzt werden, daß die Ausgleichsdrossel, die zum Zwecke der Oszillographie die beiden Druckräume der Membrandose 5 während der oszillographischen Messung miteinander verbindet, abschaltbar ausgebildet ist. Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel ist das in der Praxis dadurch geschehen, daß die Ausgleichsdrossel als Kapillarstrecke 9 in eine eigene Verbindungsleitung zwischen den beiden Druckräumen der Membrandose 5 verlegt worden ist, und dadurch, daß der pneumatische Schalter 10 in dieser Verbindungsleitung vorhanden ist, durch den sie nach Bedarf geöffnet oder geschlossen werden kann.

Bei einem derartigen Meßgerät, das einmal als Oszillograph und einmal als Plethysmograph eingesetzt wird, ist es von Vorteil, das nur bei einer plethysmographischen Messung benötigte Puffergefäß 11 dadurch mit einem Minimum an Schaltmitteln und an Schaltaufwand bedarfsweise zu- oder abzuschalten, daß der pneumati- / sehe Schalter 10 für die Ausgleichsdrossel 9 zugleich den pneumatischen Schalter für das bedarfsweise Verbinden des Puffergefäßes 11 und der Eicheinrichtung 12 mit der Manschette 6 bildet.

In F i g. 1 ist in der Nachbarschaft des Druckerzeugers 1 und des Manometers 2 eine Abzweigleitung mit einer Verschlußkappe A angedeutet. An diese Abzweigleitung kann, nach dem Abnehmen der Verschlußkappe A, ein zweiter Plethysmograph ohne Druckerzeuger und Manometer angeschlossen werden. Damit können dann gleichzeitig an zwei verschiedenen Extremitäten oder an zwei verschiedenen Stellen derselben Extremität plethysmographische oder oszillographische Messungen vorgenommen werden. Zweckmäßigerweise werden dann die pneumatischen Schalter der beiden Meßsysteme miteinander gekoppelt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Venenverschlußplethysmograph mit einer aufblasbaren Meßmanschette und mit einem Druckmeßgerät, das mit der Meßmanschette in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmeßgerät als mechanisches Differenzmanometer (4, 5, 7, 8, 13) ausgebildet ist, von dessen beiden Druckräumen (4; 5) der eine Druckraum (5) ständig mit der Meßmanschette (6) verbunden bleibt und der andere Druckraurn (4) von der Meßmanschette (6) abschaltbar ist. -■■'■

2. Gerät nach dem Gattungsbegriff des Anspruches 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aüsgleichsdrossel (9) des Druckmeßgerätes (4,5, 7,8,13).eines Gefäßoszillographen, die zum Zwecke der Oszillpgraphie die beiden Druckräüme (4; 5) des Druckmeßgerätes während der oszillographischen Messung miteinander verbindet, abschaltbar ist.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der pneumatische Schalter (10) für die Ausgleichsdrossel (9) mit einem pneumatischen Schalter (10) gekoppelt ist, vorzugsweise mit diesem einstückig ausgebildet ist, mittels dessen ein Puffergefäß (11) und/oder eine Eicheinrichtung (12) mit der Meßmanschette (6) verbindbar sind.