DE2931429C2

DE2931429C2 - Einrichtung zur unblutigen Blutdruckmessung

Info

Publication number: DE2931429C2
Application number: DE19792931429
Authority: DE
Inventors: Günter Dipl.-Ing. 8000 München Bramm; Johann Dipl.-Phys. 8000 München Grebmeier
Original assignee: Speidel and Keller GmbH and Co KG
Current assignee: Speidel and Keller GmbH and Co KG
Priority date: 1979-08-02
Filing date: 1979-08-02
Publication date: 1981-03-26
Also published as: DE2931429B1

Description

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zu unblutigen Blutdruckmessung nach der Pulsationsme thode nach dem Oberbegriff des Anspruchs I,

Bei einer bekannten Einrichtung dieser Art weist der Auslasskanal des Entlüftungsventil einen sich zu einem Vcntilsit/ hin leicht konisch verengenden Abschnitt auf. in welchem sich das mit dem Ventilsitz zusammcnwir- h^r> ketulc Schließglied befindet, das sowohl in Schlicßrichtting als iiuch in Öffiuingsrichtung unter Federspannung steht, derart, daß bei hohem Druck in der Manschette das Schließglied am engsten Teil des konischen Abschnittes ist und bei nachlassendem Manschettendruck von der Feder in öffnungsnchtung gedrängt wird, so daß sich der Durchlaßquerschnitt erweitert (DE-GM 19 95 092). Der Hauptnachteil dieser bekannten Einrichtung besteht darin, daß dfcr Erfolg sehr stark davon abhängt, ob die Federkräfte richtig auf die Manschette abgestimmt sind, eine Forderung, die in der Praxis jedenfalls auf Dauer kaum zu verwirklk.hen ist, daß die Konizität des konischen Abschnittes präzise auf die Manschette abgestimmt ist, was immer nur für eine einzige Manschette möglich ist und vorausgesetzt, daß sich deren Eigenschaften nicht ändern.

Es ist ferner eine ähnliche Einrichtung bekannt, bei der der Durchlaßquerschnitt des Entlüftungsventils konstant ist, bei der aber der Manschette ein Hohlkörper mit elastischer Wandung pneumatisch parallel geschaltet ist (DE-AS 11 30 963). Dadurch, daß der Hohlkörper gleichzeitig mit der Manschette aufgepumpt und vor allem über das gleiche Entlüftungsventil entlüftet wird, soll durch Überlagerung der unterschiedlichen Entlüftungskennlinien eine Linearisierung des Druckabfalls in der Manschette erreicht werden. Bei dieser bekannten Einrichtung muß der Hohlkörper präzise auf eine bestimmte Manschette abgestemmt sein, und zwar sowohl hinsichtlich des Volumens als auch sriner Elastizitätseigenschaften, und diese sind im allgemeinen einer erheblichen Änderung mit der Zeit unterworfen.

Es ist ferner bekannt, die Druckablaßgeschwindigkeit aus der Manschette einer Einrichtung zur unblutigen Blutdruckmessung über einen elektronischen Regelkreis zu regeln. Eine solche Einrichtung erfordert jedoch einen erheblichen Aufwand, insbesondere muß auch elektrische Energie zur Verfügung stehen, so daß die Einrichtung für die üblicherweise vom Arzt benutzten handbetriebenen Blutdruckmeßeinrichtungen nicht in Betracht kommt.

Der im Anspruch I angegebenen Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur unblutigen Blutdruckmessung nach der Pulsationsme thode zu schaffen, die zuverlässig die Druckablaßgeschwindigkeit der Manschette linearisiert. ohne daß sie präzise auf die verwendete Manschette abgestimmt werden müßte. di<· einfach und robust aufgebaut ist und zum Betrieb keine t.nergie benötigt.

Der Erfindung liegt die Grundidee zugrunde, daß beim beim Entlüften eines konstanten Volumens über ein Druckredu/icrventil. das unabhängig vom Eingangsdruck immer konstanten Ausgangsdruck liefert, zwangsläufig ein linearer Druckabfall eintritt, und daß durch Steuerung des Entlüflungsventils entsprechend der Differenz /wischen dem auf diese Weise erzeugten linearen Druckabfall und dem Druckabfall der Manschette zuverlässig erreicht werden kann, daß auch der Druckabfall der Manschette linear erfolgt, und /war unabhängig von den speziellen Eigenschaften der Manschette, wie Volumen und Elastizität, so daß altcningsbedingte Änderungen der Elastizität keine Rolle spielen können.

Spezielle Ausgestaltungen der fjfimlung ergeben sich aus den Unicransprüchcn.

Die Erfindung soll anhand der Zeichnung näher erläutert werden; es zeigt

F i g. I schematisch eine erfindungsgemäße BIuI-druckmcßcinrichtung und

F i g. 2 einen Schnitt durch eine besonders vorteilhafte Ausführungsform einer gemeinsamen Vcntilbauein-

heit für eine Blutdruckmeßeinrichtung nach Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Blutdruckeinrichtung ist un eine Manschette mit Druckmeßeinrichtung angeschlossen, die bei derartigen Einrichtungen bekannt und deshalb der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist. *, An diese Manschette ist über <*inen Schlauch 11 sowohl eine Pumpe 12 als auch ein Entlüftungsventil 13 in Form eines Vergleichsventils angeichlossen, das noch naher erläutert wird. Bei der Pumpe 12 kann es sich um eine übliche Handpumpe, aber auch um eine elektrisch angetriebene Pumpe handeln. In der Schlauchleitung 11 zwischen der nicht dargestellten Manschette und der Pumpe 12 liegt ein Rückschlagventil 14. Über ein weiteres RückschlagventH 15 und eine Leitung 16. bei der es sich ebenfalls um einen Schlauch handeln kann, ist ι■> an die Pumpe 12 ferner eine Druckkammer 17 mit festem Volumen angeschlossen: an die Leitung 16 und damit an die Druckkammer 17 ist noch das Vergleichsventil 13 sowie ein Reduzierventil 18 angeschlossen, das /u einer konstanten Austrittsdüse 19 führt. Eine weitere Austrittsdüse 20 ist an die Pumpe 12 vor deren Anschluß an die beiden Rückschlagventile 14 und 15 an^eschlos sen. Die Düse 20 kann entfallen, wenn die Pumpe 12 die Luft entweichen läßt, sobald sie außer Betrieb isi. wie das /. B. bei einfachen Handpumpen oder Kreiselpum- η pen der Fall ist.

Wenn ein größerer Aufwand vertretbar ist. können die beiden Rückschlagventile 14 und 15 und die Austrittsdüse 20 durch zwangsgesteuerte Ventile ersetzt werden, das gilt insbesondere natürlich dann, jo wenn es sich bei der Pumpe 12 um eine elektrisch angetriebene Pumpe handelt, so daß Steuerungsenergie für solche Ventile zur Verfügung steht.

Das Vergleichsventil 13 besteht im wesentlichen aus einer mit dem konstanten Volumen (Druckkammer 17) i> verbundenen Kammer 21. einer diese auf einer Seite abschließenden Membran 22 und einer Kammer 23 auf der anderen Seite der Membran, an die der von der Manschette kommende Schlauch 11 angeschlossen isl und die übt— eine Öffnung 24 mit der Umgebung verbunden ist.

Die dargestellte Einrichtung arbeitel wie folgt: Mittels der Pumpe 12 werden die nicht dargestellte Manschette und die Druckkammer 17 auf den gleichen Druck aufgepumpt, beispielsweise 400 mbar. wobei die durch die Diise 20 entweichende Luft (en Aufpumpvorgang nur unwesentlich stört. Nach Beendigung des Pumpbetriebes entweicht jedoch Luft durch die Düse 20, so daß der Raum /wischen der Pumpe 12 und den beiden Rückschlagventile¹ 14 und 15 schnell wieder auf den Umgebungsdruck absinkt, so daß die Rückschlagventile 14 und 15 einwandf^rei schließen. Der Druck in der Druckkammer 17 beginnt dann, linear ab/ufallen. da durch das Reduzierventil 18 an dessen Ausgang, und damit an der Düse 1Ί, ein konstanter Druck unabhängig vom Druck in der Kammer 17 erzeugt wird, so daß über der Düse 19 eine konstante Druckdifferenz steht von beispielsweise 25 mBar. Gleichzeitig wird die Manschet Ie über Öffnung 24 im Vergleichsventil 13 entlüftet, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die davon abhängt, wie fto weil die Membran 22 die Öffnung 24 freigibt. Sinkt der Druck in der Manschette unter den Druck in der Kammer 17, so herrscht in der Kammer 21 des Vcrgleiehsvenlils 13 Überdruck, so daß die Membran 22 auf die Öffnung 24 zu gedrängt wird und diese stärker oder sogar ganz verschließt. Wird daraufhin der Druck in der Druckkammer 17 kleiner als der Druck in der Manschette, so überwiegt der Druck in der Leitung Il und damit im Raum 23 des Druckvergleichsventils 13. so daß die Membran 22 van der öffnung abhebt und diese entsprechend dem Überdruck in Kammer 23 mehr oder weniger freigibt, so daß die Manschette durch die öffnung 24 entlüften kann.

Ist es. etwa nach Beendigung der Blutdruckmessung, erwünscht, die Manschette schnell <u entlüften, kann ein zusätzliches Entlüftungsventil 25 vorgesehen sein, das bei der in Fig.! dargestellten Ausführungsform an die Druckkammer 17 angeschlossen ist. Grundsätzlich wäre es natürlich genauso gut möglich, dieses an die Manschette, oder an eine der beiden Leitungen ti oder 16 anzuschließen.

Die Dimensionierung der Druckkammer 17 hängt im wesentlichen davon ab. wie klein die Düse 19 gemacht werden kann, ohne die Funktionssicherheit durch Verschmutzung beeinträchtigt werden kann. Druckkammergrößen von 40 cm¹ und von i00 cm' sind bereits erfolgreich verwendet »orden.

Die in F ι g. 2 dargestellte Baueir¹--it vereinigt in besonders kompakter Weise aüe vier ^'entile H. 14, !5 und 18 sowie die Austrittsoffnungen 19 und 24, wobei davon ausgegangen ist. daß. wie bereits erwähnt, die Düse 20 durch entsprechende Konstruktion der Pumpe überflüssig ist. oder eine solche Düse getrennt vorgcsenen ist. Selbstverständlich kann diese Düse in leicht ersichtlicher Weise zusätzlich vorgesehen sein.

Die Baueinheit nach F i g. 2 ist aus einzelnen Scheiben zusammengesetzt, die zu einem Block zusammenge schraubt sind, so daß eine einfache Herstellung möglich ist. Als Material fu' die Scheiben kann Kunststoff verwendet werden, die Membranen und Dichtungen bestehen aus einem Elastomer.

Insgesamt besteht die Ventileinheit aus sieben Scheiben 26 bis 32 zwischen denen jeweils Elastomer platten 33 bis 37 angeordnet sind, so daß eine sehr einfache Montage möglich ist. Die Scheiben 26 und 27 zusammen mit der Elastomerscheibe 33 bilden das Druckreduzierventil, wobei die F.lastomerplatlc 33 eine Schraube 38 trägt, die durch eine Öffnung 39 in der Scheibe 27 reicht und auf dieser Seite eine Dichtung 40 unter dem Schraubkopf 41 trägt. Die Schraube 38 ist an der Elastomerplatte 33 mit einer Mutter 42 und einer Kontermutter 43 festgelegt; auf die Kon:ermutter drückt eine Feder 44. deren anderes Ende von einer in die Platte 26 eingeschraubten Einstellschraube 45 abgestützt wird. Die Scheibe 27 weist ferner eine Dust· 46 auf. durch die der Raum zwischen der Elastomerplat te 33 und der Scheibe 27 mit der I Imgebungsatmospha re verbunden ist.

Das Druckvergleithsventil wird von den Scheiben 28 und 29 und der dazwischen liegenden Elastomerplatt.. 35 gebildet, wobei die Scheioe 28 mit der Eiastomerplat te 34 fei'gen die Scheibe 27 abgedichtet ist. Die Scheiben 28 und 29 sowie die Elastomcrplatte 35 weisen cir.cn durchgehenden Kanal 47 auf. der den den Schraubenkopf 4' enthaltenden Raum Jer Scheibe 27 mit der Druckkammer 17 verbindet. Die Scheibe 28 weist eine an eine Seite de^r Flastomcrplatte 35 angrenzende Kammer 48 auf. die über eine Öffnung 49 mit dem Innenraum der Scheibe 27 in Verbindung steht. Die Scheibe 29 weisi zwei Öffnungen 50 und 51 auf. von denen die erste mit der Manschette und die andere mit der Umgebiingsatmosphäre in Verbindung steht.

Wenn die Rückst·'.!agvcniile 14 und 15 an anderer Stelle vorgesehen sind b/w. überhaupt andere Ventile vorgesehen sind, reicht die soweit beschriebene Ventilbalieinheit gemäß F i g. 2 aus, bei der dargestellten

Ausfühmngsform sind jedoch .iucli Kiickschl«iti\ciiiitc vorgeselien. die \on ilen Scheiben 30 und 31 b/w. 31 und 32 mil den /w isehcngeschalleien l.lastomerplatten 36 und 37 gebildet werden Her Anschluß der Scheibe 30;in die Scheibe 29 ist mil einer Llastomerplatte 52 abgedichtet, die einen im wesentlichen radialen Schul/ 5 3 .mlwcisl. tier die Verbindung der Öffnimg 51 in Scheibe 29 mn der I Imgebungsatmosphäre herstellt. Die Scheibe 30 weist einen Kingraum 54 auf. der einerseits über eine entsprechende Öffnung in der i" Llaslomcrplalle 52 mit der Öffnung 50 in der Scheibe 29 in Verbindung steht und andererseits liber eine etwa radial verlaufende Anschlußoffnung 55 und eine nicht dargestellte I.eilung mil der Manschette verbunden ist. Im Kingraum 54 ist aiii einem Ansät/ 5h ein Veniilsehließglied 57 verschiebbar angeordnet, das mn einer leder 58 auf die Llastomerplalte 36 dichtend gedruckt wird. Dieses Schhel.ighcd weist eine umlaulen de Dichllippc 59 auf. mn der es auf tier Llastomerplaue 36 aiilnihi. und /war dichtend, d. h.. die Kinglippe 59 ist u so scharfkantig wie möglich ausgeführt, ohne daß die (iefiilir besteht, daß sie in die Llaslomerplattc 36 einschneidet. Die l.l.isiomerplalie und die anschließende Scheibe 31 weisen einen innerhalb der Ringlippe 59 liegenden Hohlraum 60 auf. der über eine Ansehliißölf- > niing hl mit einer Luftpumpe in Verbindung steht, etwa der Pumpe 12 gemäß I ig. I.

Die Scheibe 32 weist, ebenso wie die Llaslomerplatte 37. eine an den Kanal 47 anschließende Öffnung auf. die mn der Druckkammer 17 verbunden ist. sowie einen v> /um Kingraum 54 der Scheibe 30 spiegelbildlichen Kingraum 62. tier über eine Öffnung 63 ebenfalls mn der Druckkammer 17 verbunden ist. Wie im Kingrauni 54 ist auch im Kingraum 62 ein Ventilschließglied 64 vorgesehen, das mittels einer leder 65 auf die i'· Llaslomerplatte 37 gedrängt w ird. so d,\ß eine Kinglippe 66 gegen diese dichtet.

Die Arbeilsvveise dieser Venlilbaueinheii ist w ie folg!: Wenn Lull unter höherem Druck von der Pumpe durch die Anschlußöffnung 61 ankommt, heben die beiden ' ' Ventilschließgliecler 56 und 64 ab. so daß (.lic unter Druck siehende Lull über die Kingräume 54 b/w. 62 und die Anschliißöffiiiingen 55 b/u. 63 an die Manschette b/w. die Druckkammer 17 gelangen kann. Sinkt der Druck in der Anschlußöffnung 61 wieder ab. beispielsweise weil keine erneute l.uff/ufulir von der Pumpe 12 erfolgt, und der Kesiliifidruck sich über Düse 20 bei der Linrichliing nach Ii g. I abbaut, schließen die Schlicßgliedci 54 und 62 wieder.

In der dargestellten Betriebsstellung der Llaslomerplallc 33 steht der /ur Druckkammer 17 führende Kanal

47 liber die Bohrung 39 mit der Auslaßdüse 46 in Verbindung. Luft kann jedoch durch die Düse 46 nur langsam absiromcn. so daß der Druck im Kaum /w isehen der Llaslomerplatte 33 und der Scheibe 27 sich allmählich aufbaut, bis er ausreicht, die Llaslomerplalle 33 gegen die Krall der leder 44 nach rechts aus/iilenken. so daß die Dichtung 40 die Öffnung 39 dicht vcrschließl. Die Öffnung 39 bleibt dann verschlossen, bis der Druck im Raum /wisrhi-n Hit ll;iunmi;i platte 33 und der Scheibe 27 so weil abgesunken ist. du 1.1 die Krall der Feder 44 ausreicht, die Öffnung 39 wieder /ti offnen. Der Druck, bei dem das geschieht, kann durch die l.insiellsehrauhe 45 in gewissen Ciren/en eingestellt werden, ein Wen von 2") mbar hat sich als brauchbar crw lesen.

Nach dem Schließen der beiden .Schließglieder 54 und 62 is: der Druck in der Druckkammer 17 und in der Manschette etwa gleich, und wenn der Druck in der Druckkammer auf die soeben beschriebene Weise allmählich abfällt, fällt auch der Druck in der Kammer

48 relativ /um Druck im Kanal 50. so daß der let/leredie Klastomerplatte 35 von der Scheibe 29 abhebt und damit eine Verbindung /wischen dem Kanal 50 und der l.uftaustrittsöffnung 51 herstellt. Fallt daraufhin der Manschettendruek zu stark ab. überwiegt wieder der Druck in der Kammer 48. so daß die Öffnung 51 wieder geschlossen wird usf.. so daß der Druck in der Manschelle im gleichen Maße absinkt wie der in der Druckkammer 17. deren Druckabnahme auf die soeben beschriebene Weise linearisiert ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur unblutigen Blutdruckmessung nach der Pulsationsmethode, mit wenigstens einer aufblasbaren Manschette zum Ausüben eines Staudrucks auf eine Körperstelle des Patienten, einem Entlüftungsventil, dessen Durchlaßquerschnitt vom Manschettendruck abhängig ist, und einer Pumpe, die beide an die Manschette angeschlossen sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsventil ein Druckvergieichsventil ist, das einerseits an die Manschette und andererseits an eine Druckkammer mit konstantem Volumen angeschlossen ist, die ihrerseits an ein Druckreduzierven- is til und an die Pumpe angeschlossen ist, und daß die zur Pumpe führenden Leitungen Ventile enthalten, die während des Druckablassens einen Druckausgleich zwischen Manschette und Druckkammer verhindern.

2. Einricbrung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile in den zur Pumpe führenden Leitungen Rückschlagventile sind.

3. Einrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckreduzierventil eine federbelastete Membran aufweist, die einen Stift tragt, der sich durch eine Öffnung in einer auf der der Feder abgewandten Seite der Membran befindlichen Wand erstreckt und an seinem freien Ende eine Dichtung trägt, die im ausgelenkten Zustand der Membran die Wandöffnung verschließt, und daß der Raum zwischen der Membran und der Wand mit einer /ur Umgebung offenen D".se verbunden ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druck· -rrgleichsventil eine Membran aufweist, die im unbelasteten Zustand an einer Wand mit zwei öffnungen anliegt, von denen eine mit der Manschette und die andere mit der Umgebung verbunden ist. und deren von der Wand abgewandte Seite Teil einer Kammer ist. die mit der Druckkammer verbunden ist.

5 Einrichtung nach Anspruch J oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß das Druckreduzierventil unJ das Druckvergleichsventil eine gemeinsame Baueinheit bilden, in der die beiden Membranen parallel zueinander angeordnet sind.

b. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 5. dadurch gekennzeichnet, daß iedes der beiden Rückschlagventile ein Schließglied aufweist, das durch eine Feder auf eine ebene, elastische Fläche gedrängt wird, und daß beide Rückschlagventile in der gemeinsamen Baueinheit derart angeordnet sind, daß die elastischen (lachen den beiden Membranen parallel sind.

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