DE8305182U1 - Sensor for determining the systolic blood pressure in test animals - Google Patents

Description

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Gebrauchsmusteranmeldung der Grünenthal GmbH, 5190 Stolberg (eigenes Zeichen G 1301)Utility model registration of Grünenthal GmbH, 5190 Stolberg (own symbol G 1301)

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Sensor zur Bestimmung des systolisehen Blutdruckes an Versuchstieren.Sensor for determining the systolic blood pressure in test animals.

Die experimentelle Messung des Blutdruckes an Versuchstieren ist einer der wichtigsten Schritte bei der Untersuchung neuer biologisch wirksamer Stoffe bzw. Stoffgemische auf Wirkung oder Nebenwirkungen sowie z. B. bei der Standardisierung von Zubereitungen natürlich (insbesondere pflanzlich) vorkommender Wirkstoffe. Zur Ermittlung verläßlicher Werte ist es erforderlich, daß die Messung am wachen, nicht anderweitig therapiertenThe experimental measurement of blood pressure in test animals is one of the most important steps in the investigation of new biologically active substances or mixtures of substances for their effects or side effects, as well as z. B. in the standardization of preparations of naturally (especially plant-based) active ingredients. In order to determine reliable values, it is necessary that the measurement is performed while awake and not otherwise treated

1.0 Tier unter Bedingungen durchgeführt wird, die beim Versuchstier /Keine oder allenfalls zu vernachlässigende Streßreaktionen ''und daraus resultierende Änderungen des Blutdruckes auslösen und die auch eine Verfolgung von wirkstoffbedingten Blutdruckänderungen über längere Zeit erlauben. Diese und wei1.0 Animal is carried out under conditions which trigger in the test animal / no or negligible stress reactions '' and the resulting changes in blood pressure and which also monitor drug-related Allow blood pressure changes over a long period of time. This and white tere experimentelle Forderungen an die zur Messung einzusetzen den Geräte konnten bisher noch nicht zufriedenstellend und preisgünstig erfüllt werden.more experimental requirements to be used for the measurement the devices could not be met satisfactorily and inexpensively so far.

Die Erfindung betrifft nunmehr einen neuen Sensor zur unblutigen Bestimmung des systolischen Blutdruckes an Versuchstieren,The invention now relates to a new sensor for the bloodless determination of the systolic blood pressure in test animals, insbesondere zur Erfassung des Blutdruckpulses in den Schwanzarterien des Versuchstieres, vorzugsweise denen der Ratte. Dieser Sensor hat ein geringes Gewicht und kleine Ausmaße und wird daher nach kurzer Eingewöhnung von den Versuchstieren nicht mehr als störend, d. h. nicht als streßauslösend, wahrin particular for recording the blood pressure pulse in the tail arteries of the test animal, preferably those of the rat. This sensor is light in weight and small in size and is therefore used by the test animals after a short period of familiarization no more than annoying, d. H. not as stressful, true genommen. Dank der geringen Masse führen darüberhinaus auch Schwanzbewegungen des Tieres nur zu sehr geringen Störsignalen, so daß dieser Sensor zur Erfassung der Blutdrucksignale auch über eine längere Versuchsdauer geeignet ist. Schließlich ist der erfindungsgemäße Sensor einfach und preisgünstigtaken. Thanks to the low mass, they also lead Tail movements of the animal result in very little interference, so that this sensor is used to detect the blood pressure signals is also suitable for a longer test period. Finally, the sensor according to the invention is simple and inexpensive anzufertigen, wodurch es ermöglicht wird, mit vertretbaremto manufacture, which makes it possible to use reasonable

Kostenaufwand gleichzeitig den Effekt der zu untersuchenden Substanz an einem Tierkollektiv von z. B. 10 Tieren zu messen und so individuell bedingte Fehler der Messung auszuschalten. Costs at the same time the effect of the substance to be examined on a collective of z. B. 10 animals to measure and thus to eliminate individually caused errors in the measurement.

Die Erfindung und weitere damit erzielte Vorteile sollen nun anhand der Zeichnungen erläutert werden:The invention and further advantages achieved therewith will now be explained with reference to the drawings:

Figur 1 zeigt eine Darstellung des erfindungsgemäßen Sensors in Ruhestellung;FIG. 1 shows an illustration of the sensor according to the invention in the rest position;

Figuren 2a und 2b stellen Längsschnitte durch zwei etwas unterschiedliche Ausgestaltungsformen des Sensors dar;Figures 2a and 2b represent longitudinal sections through two somewhat different ones Embodiments of the sensor represent;

Figur 3 gibt schematisch die Anwendung des Sensors wieder;FIG. 3 schematically shows the use of the sensor;

Figur 4a stellt einen Querschnitt durch den Sensor in Ruhestellung dar;FIG. 4a shows a cross section through the sensor in the rest position dar;

Figur 4b zeigt den Sensor im Querschnitt in einer Stellung, bei der das Meßsignal ausgelöst wird ;FIG. 4b shows the sensor in cross section in a position in which the measurement signal is triggered;

Figuren 5a und 5b zeigen den Sensor im Querschnitt mit eingesetzten, unterschiedlichen Anpassungsstücken in Ruhestellung;Figures 5a and 5b show the sensor in cross section with inserted, different adapters in rest position;

Figur 6 stellt den Längsschnitt durch eine bevorzugte Form des Anpassungsstückes dar.Figure 6 shows the longitudinal section through a preferred shape of the adapter.

Diese Zeichnungen dienen als Beispiele zur Erläuterung des Erfindungsgegenstandes, der dadurch nicht auf die dargestellten Ausführungsformen beschränkt werden soll.These drawings serve as examples to explain the subject matter of the invention, which does not affect the illustrated Embodiments should be limited.

In den Figuren ist (1) ein längsgeschlitztes Rohr aus einem elastischen bzw. biegsamen und federnden Material, welches vorzugsweise dem Längsschlitz (2) gegenüberliegend eine definierte Material Schwächung (3) aufweist, die beispielsweise durch Anschleifen des Rohres in Form einer Fläche vorliegen kann. Auf dieser Fläche (3) ist ein zweckmäßig in elastischesIn the figures (1) is a longitudinally slotted tube made of a elastic or flexible and resilient material, which preferably a defined one opposite the longitudinal slot (2) Material has weakening (3), which are present in the form of a surface, for example, by grinding the pipe can. On this surface (3) is an expedient in elastic

Material eingebettetes, auf Biegung reagierendes elektromechanisches Wandlerelement (4) befestigt. Die ganze Anordnung wird vorzugsweise mit einer an der Außenseite elektrisch leitfähigen Folie (5) zur elektromagnetischen Abschirmung abgedeckt. Aus dem Wandlerelement (4) wird das elektrische Signal mittels eines abgeschirmten Kabels (6) zu einer - nicht zum Gegenstand der Erfindung gehörenden - elektrischen Zwischenschaltung geleitet, wobei die Abschirmung des Kabels über die Verbindung (7) mit der leitfähigen Folie (5) oder auch, wenn das Rohr (1) aus Metall besteht, mit diesem elektrisch leitend verbunden ist.Material embedded electromechanical that reacts to bending Converter element (4) attached. The entire arrangement is preferably provided with an electrically conductive one on the outside Foil (5) covered for electromagnetic shielding. The electrical signal is transmitted from the transducer element (4) by means of a shielded cable (6) to an electrical interconnection - not part of the subject matter of the invention, the shielding of the cable via the connection (7) with the conductive foil (5) or even if the tube (1) consists of metal, is connected to it in an electrically conductive manner.

Das Wandlerelement (4) ist vorzugsweise ein auf Biegung reagierender Streifen aus piezoelektrischem keramischem Werkstoff, jedoch kommen auch andere auf Biegung ansprechende Wandlerprinzipien, wie beispielsweise kapazitive, resistive, induktive oder optoelektrische in Betracht.The transducer element (4) is preferably one that is responsive to bending Strips of piezoelectric ceramic material, however, there are also other transducer principles that respond to bending, such as capacitive, resistive, inductive or optoelectronic into consideration.

Das bevorzugte piezoelektrische Wandlerelement (4) wird z. B. auf die Fläche (3) geklebt oder gelötet, wobei, wenn das Rohr (1) aus einem elastischen nicht lötbaren Metall besteht, vorzugsweise ein elektrisch leitender Kleber verwendet wird. Wie in Figur (2a), also einem Längsschnitt in der Schnittebene A-B, dargestellt, können auch zwei parallel geschaltete Wandlerelemente (4) und (4')» die über (8) miteinander verbunden sind, auf dem Rohr (1) befestigt werden. Diese künnen dann mit einem elastischen Material (9) vergossen werden.The preferred piezoelectric transducer element (4) is z. B. glued or soldered to the surface (3), if the pipe (1) consists of a resilient, non-solderable metal, preferably an electrically conductive adhesive is used. As in Figure (2a), that is, a longitudinal section in the cutting plane A-B, shown, two converter elements (4) and (4 ') connected in parallel can also be connected to one another via (8) are attached to the tube (1). These can then be potted with an elastic material (9).

fen kann aber auch entsprechend der in Figur (2b) dargestellten Ausbildungsform das Rohr (1) z. B. aus einem elastischen Kunststoff fertigen und dann direkt eine Verdickung (10), die Ausnehmungen (11) und (11') zum Einbau der Wandlerelemente (4) und (4^S) aufweist, anformen, wobei diese Verdickung einschließlich der Ausnehmungen dann elektrisch leitend ausgerüstet werden muß. In diesem Fall wird gegebenenfalls im Rohrinneren unterhalb der Verdickung (10) eine Kerbe angebracht, um fen can also according to the embodiment shown in Figure (2b), the pipe (1) z. B. made of an elastic plastic and then directly form a thickening (10), the recesses (11) and (11 ') for installing the transducer elements (4) and (4 ^S ), this thickening including the recesses then electrically must be equipped conductive. In this case, if necessary, a notch is made in the inside of the pipe below the thickening (10) in order to

- 4 die erforderliche Material Schwächung zu bewirken.- 4 to effect the necessary material weakening.

Zur Blutdruckmessung werden die Arterien des Rattenschwanzes (RS in Fig. 3) mittels einer Druckmanschette (M) an der Schwanzbasis suprasystolisch komprimiert. Der hinter der Manschette (M) auf den Rattenschwanz aufgeschobene Sensor (S) registriert dann keine Pulsationen mehr. Bei langsamen Absenken des Druckes in der Manschette werden kurz nach Unterschreiten des systolischen Druckes wieder Pulsationen, die Querschnittsänderungen des Schwanzes und damit eine im Bereich der Material Schwächung (3) eng lokalisierte Biegung bedingen (wie dies in Figuren 4a und 4b, also Querschnitten in der Schnittebene C-D, angedeutet ist), angezeigt.The arteries of the rat's tail are used to measure blood pressure (RS in Fig. 3) compressed suprasystolic by means of a pressure cuff (M) at the base of the tail. The one behind the cuff (M) the sensor (S) pushed onto the rat's tail then no longer registers any pulsations. With slow lowering of the pressure in the cuff, pulsations, the cross-sectional changes, become again shortly after falling below the systolic pressure of the tail and thus a tightly localized bend in the area of the material weakening (3) (like this is indicated in FIGS. 4a and 4b, that is to say cross-sections in the cutting plane C-D).

Entsprechend der Größe des Versuchstieres variiert auch der Schwanzdurchmesser und insbesondere bei chronischen VersuchenAccording to the size of the test animal, the diameter of the tail also varies, especially in chronic experiments

z. B. über mehrere Wochen müssen daher aufgrund des Wachstums der Tiere bekannte Pulssensoren gegen solche mit größerer lichter Weite ausgetauscht werden. Dies bedingt, daß man je Versuchstier über einen ganzen Satz von Sensoren verfügen mußte, die beispielsweise mit Innendurchmessern von 5 bis 10 mm mit einer Abstufung von je 0,5 mm Innendurchmesser (also mit 11 Sensoren je Satz) angeboten werden. Der erfindungsgemäße Sensor kann demgegenüber jeder in Betracht kommenden Schwanzdicke angepaßt werden, indem man, wie in Figuren 5a und 5b dargestellt, in das Rohr (1) Anpassungsstücke (13) einsetzt, die einen dem Schwanzdurchmesser des jeweiligen Versuchstieres entsprechenden Innendurchmesser haben und ihrerseits, wie das Rohr (1), einen Längsschlitz (2'3 aufweisen. Diese Anpassungsstücke übertragen die Blutdruckpul sation auf das Rohr (1), so daß dann auf die Biegung im Bereich der Material Schwächung (3) das Wandlerelement (4) anspricht.z. B. over several weeks, therefore, due to the growth of the animals, known pulse sensors must oppose those with larger lights Wide to be exchanged. This implies that one had to have a whole set of sensors for each experimental animal, For example, those with inside diameters of 5 to 10 mm with a gradation of 0.5 mm inside diameter (i.e. with 11 Sensors per set). In contrast, the sensor according to the invention can be adapted to any tail thickness that may be considered are by, as shown in Figures 5a and 5b, in the tube (1) adapter pieces (13) used, which one to the Tail diameter of the respective test animal have the corresponding inner diameter and, for their part, like the tube (1), have a longitudinal slot (2'3. These adapters transmit the blood pressure pulsation to the tube (1) so that then the transducer element (4) responds to the bend in the area of the material weakening (3).

Vorzugsweise sind an einer Seite des Anpassungsstückes (13) einige Nasen (14), wie in Figur 6 dargestellt, angeformt,There are preferably some on one side of the adapter (13) Noses (14), as shown in Figure 6, molded on,

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die bei der Applikation des Sensors in Richtung der Manschette (M) zu liegen kommen. Diese Nasen (14) erleichtern das paßgenaue Aufschieben des Sensors mit eingesetztem Anpassungsstück und verhindern, daß, zumal bei längeren Versuchen, das Anpassungsstück (13) aus dem Rohr (1) herausrutscht oder z. B. von dem Versuchstier herausgezogen werden kann.which come to rest in the direction of the cuff (M) when the sensor is applied. These lugs (14) facilitate the precisely fitting pushing on of the sensor with the adapter inserted and prevent that, especially in longer attempts, the adapter piece (13) slips out of the tube (1) or z. B. from can be pulled out of the test animal.

Der erfindungsgemäße Sensor kann in nahezu beliebiger Größe (Außendurchmesser und Länge) gefertigt werden, wobei aber praktische Gesichtspunkte und insbesondere die Forderung, daßThe sensor according to the invention can be of almost any size (Outer diameter and length) are made, but practical aspects and in particular the requirement that die Tiere durch den Sensor möglichst wenig gestört werden sollen, gewisse Grenzen für die tatsächlich zu wählenden Maße setzen. Vorzugsweise ist die Länge des erfindungsgemäßen Sensors wenigstens gleich dessen Außendurchroesser. Seine bevorzugte Höchstlänge entspricht etwa dem Biegeradius des Schwan-the animals should be disturbed as little as possible by the sensor, certain limits for the dimensions actually to be selected set. The length of the sensor according to the invention is preferably at least equal to its outer diameter. Its preferred maximum length corresponds roughly to the bending radius of the swan zes an der Meßstelle, da dann der Schwanz des Versuchstieres in seiner Beweglichkeit praktisch nicht beeinträchtigt wird und somit bei dem Tier keine Abwehr- bzw. Befreiungsaktionen und daraus resultierende Streßreaktionen ausgelöst werden. Diese bevorzugte Höchstlänge ist darüber hinaus meßtechnischzes at the measuring point, since then the tail of the test animal is practically not impaired in its mobility and thus no defense or liberation actions and the resulting stress reactions are triggered in the animal. This preferred maximum length is also metrological von Bedeutung, da dann durch ein Verbiegen des Schwanzes keine Kräfte auf den Sensor einwirken, die die blutdruckbedingten Änderungen des Durchmessers und damit die Anzeige überlagern oder verfälschen könnten.of importance, since then, if the tail is bent, none Forces act on the sensor, which superimpose the blood pressure-related changes in the diameter and thus the display or falsify it.

Claims (11)

- 6 -Schutzansprüche:- 6 protection claims: 1) Sensor zur Bestimmung des systolischen Blutdruckes an Versuchstieren, dadurch gekennzeichnet, daß an der Außenseite eines längsgeschlitzten Rohres (1) aus elastischem Material an einer vorzugsweise dem Längsachlitz (2) gegenüberlie1) Sensor for determining the systolic blood pressure on test animals, characterized in that on the outside a longitudinally slotted tube (1) made of elastic material on one preferably opposite the longitudinal slot (2) genden Stelle definierter Material Schwächung (3) ein auf Biegung reagierendes elektromechanisches Wandlerelement (4) befestigt ist und gegebenenfalls diese Anordnung von einer Abdeckung (!>) umschlossen ist.on the basis of a defined material weakening (3) Bend responsive electromechanical transducer element (4) is attached and, if necessary, this arrangement is enclosed by a cover (!>). 2) Sensor gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandlerelement (4) ein auf Biegung reagierender Streifen2) Sensor according to claim 1, characterized in that the transducer element (4) is a strip responsive to bending aus piezoelektrischem keramischem Material ist.is made of piezoelectric ceramic material. 3) Sensor gemäß Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandlerelement (4) aus zwei oder mehreren parallel geschalteten, auf Biegung reagierenden Streifen aus piezo3) Sensor according to claims 1 and 2, characterized in that the transducer element (4) consists of two or more in parallel switched, bending-responsive strips made of piezo elektrischem keramischem Material aufgebaut ist.electrical ceramic material is built up. 4) Sensor gemäß Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelle definiertei Material Schwächung (3) eine vorzugsweise durch Anschleifen des Rohres (1) gebildete Fläche darstellt, auf der das Wandlerelement (4) befestigt4) Sensor according to claims 1 to 3, characterized in that the point defines a material weakening (3) is preferably a surface formed by grinding the tube (1) on which the transducer element (4) is attached ist.is. 5) Sensor gemäß Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandlereletnent (4) in elastisches Material (9) eingebettet ist.5) Sensor according to claims 1 to 4, characterized in that the transducer element (4) in elastic material (9) is embedded. 6) Sensor gemäß Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als äußere Abdeckung (5) eine an der Außenseite6) Sensor according to claims 1 to 5, characterized in that the outer cover (5) is one on the outside elektrisch leitfähige Folie verwendet wird.electrically conductive film is used. fyfa? 1·Χ= Hauptantrag) fyfa? 1 Χ = main request) .:.... \· : zum,Schreiben van 12. Juli 1983 zu G 83 05 182.1.: .... \ ·: to, letter of July 12, 1983 on G 83 05 182.1 7) Sensor gemäß Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ableitung des vom Wandlerelement (4) erzeugten elektrischen Signals ein abgeschirmtes Kabel vorgesehen ist.7) Sensor according to claims 1 to 6, characterized in that a shielded cable is provided for deriving the electrical signal generated by the transducer element (4). 8) Sensor gemäß Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (1) aus Kunststoff besteht und eine angeformte elektrisch leitende Verdickung (10) aufweist, in der Ausnehmungen (11) zur Aufnahme des Wandlerelementes vorgesehen sind.8) Sensor according to claims 1 to 7, characterized in that the tube (1) is made of plastic and has an integrally molded, electrically conductive thickening (10) in which recesses (11) are provided for receiving the transducer element. 9) Sensor gemäß Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sein Innendurchmesser durch in das Rohr (1) eingesetzte9) Sensor according to claims 1 to 8, characterized in that its inside diameter is inserted through into the tube (1) längsgeschlitzte Anpassungsstücke (13) variiert wird.longitudinally slotted adapter pieces (13) is varied. 10) Sensor gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß an das Anpassungsstück (13) Nasen (14) angeformt sind.10) Sensor according to claim 9, characterized in that the Adaptation piece (13) lugs (14) are integrally formed. 11) Sensor gemäß Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß seine Länge wenigstens gleich seinem Außendurchmesser11) Sensor according to claims 1 to 10, characterized in that its length is at least equal to its outer diameter ist.is.