Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen indirekten, unblutigen Blutdruckmessung.
Die physikalische Kontrolle der lebenswichtigen Kreislaufdaten umfasst bei Operation und Intensivpflege die Über- wachung von EKG, peripher-arteriellem Blutdruck (systole und diastole), peripherer Pulsfrequenz und zentralvenösem Blutdruck. Die Kontrolle dieser Daten ist für die Überwachung von Patienten in kritischem Zustand von grosser Bedeutung und sollte womöglich kontinuierlich und automatisch erfolgen.
Die Methoden zur arteriellen Blutdruckmessung lassen sich in eine Gruppe der indirekten (= unblutigen) Blutdruckmessungen und eine Gruppe der direkten intraarteriellen (= blutigen) Blutdruckmessungen gliedern. Eine weitere Methode zur Überwachung des Blutkreislaufes besteht in der photoelektrischen Messung der peripheren Gewebedurchblutung.
Folgende Faktoren werden in ihrer Gesamtheit durch die photoelektrische Messung erfasst:
Kaliber und Füllungszustand der Arteriolen und Kapillaren (= signifikante kurzzeitige Variable),
Anzahl der Blutgefässe im Lichtstrahl,
Hämatokrit, 02 -Sättigung des Hämoglobins,
Artefakte, Pigmentierung, Dicke und Art der umgebenden Gewebe.
Bei der photoelektrischen Messung wird ein Licht ausge strahlt, das im durchbluteten Gewebe auf dem Wege zum
Photosensor durch obenerwähnte Faktoren eine variierende Absorption erfährt, wobei die kurzzeitige Variable (Kaliber und Füllzustand) einen indirekten, nicht linearen Rückschluss auf Blutdruck, Stromzeitvolumen und Vasokonstriktion erlaubt. Der lichtempfangende Photosensor wandelt den nicht absorbierten Lichtanteil in ein entsprechendes elektrisches
Messignal um.
Die direkte (= blutige) Methode der Blutdruckmessun gen, welche als bisher einzige Methode für eine genaue und kontinuierliche Messung bekannt ist, verlangt die aufwendige und risikoreiche Punktion einer peripheren Arterie, wobei der
Blutdruck mit einem speziellen Katheter zum Drucksensor fortgeleitet wird. Diese, obwohl genaueste Messmethode konnte sich nur bei spezieller medizinischer Indikation ein bürgern, da sie hohe Anforderungen an Bedienung, Apparate und Sterilität stellt.
Die Methode der indirekten (= unblutigen) Blutdruckmessung findet dank ihrer Einfachheit und genügenden Genauigkeit überall in der Medizin Anwendung. Es wird dabei eine Druckmanschette nach Riva-Rocci und ein Stethoskop zur Auskultation der sogenannten Korotkoff-Töne verwendet. Diese Methode erlaubt das Messen des maximalen (systolischen) und minimalen (diastolischen) Blutdruckwertes in der Arteria brachialis. In Anlehnung an diese Methode wurden in letzter Zeit Geräte zur automatischen Messung entwickelt, wobei das Stethoskop durch ein Mikrofon zur automatischen Registrierung der Korotkoff-Töne ersetzt wurde.
Ein anderes System ersetzt das Stethoskop durch einen Ultraschallsender/-empfänger, der unter Ausnutzung des Dopplereffektes eine Veränderung der Arterienwand-Stellung registriert. Dieses System zeigt gute Resultate und eignet sich vor allem für die automatische periodische Langzeitkontrolle.
Alle Methoden der indirekten perkutanen Druckmessung haben gemeinsam, dass eine Manschette nach Riva-Rocci verwendet wird, die, manuell oder automatisch aufgeblasen, den Blutfluss für eine gewisse Zeit unterbindet. Dies hat zur Folge, dass bei repetitiven Messungen eine Erholungszeit zwischen den einzelnen Messungen für das betroffene Glied beachtet werden muss. Dies ist einer der Gründe, dass mit einer Methode für indirekte Blutdruckmessung bisher keine kontinuierliche Messung möglich war. Weitere Nachteile bei häufiger unblutiger Blutdruckmessung sind:
Tendenz zu peripherer Acidose,
Verfälschung der nachfolgenden Blutdruckmessungen durch Adaption des Gefässquerschnittes an die durch häufige Messung veränderten Stoffwechselbedingungen.
Eine am gleichen Arm angebrachte Infusion läuft nicht kontinuierlich ein.
Beeinträchtigung des Komfortes des Patienten.
Die photoelektrische Messmethode (Photoplethysmographie). obwohl von diversen Parametern abhängig, liefert nur ein Mass für die periphere Durchblutung, während die Pulsfrequenz daraus genau ermittelt werden kann. Diese Methode liefert anderseits eine kontinuierliche Messkurve ohne nennenswerte Behinderung des Patienten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit unblutigen Methoden ohne Punktion während längerer Zeit eine kontinuierliche Aussage über den Blutkreislauf zu gewinnen. Es soll damit die Blutdrucküberwachung intensiviert, vereinfacht und automatisierbar werden.
Erfindungsgemäss wird dies erreicht durch Mittel zur kontinuierlichen Messung der peripheren Durchblutung und durch Mittel zum periodischen Vergleich dieser Messwerte mit den Messwerten einer intermittierend messenden indirekten Blutdruckmesseinrichtung zur periodischen Druckeichung der ersteren Werte.
Im folgenden wird anhand beiliegender Zeichnung ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
Dem Patienten wird an einer für den Gesamtkreislauf möglichst repräsentativen Stelle (z. B. Stirne, Ohr, Finger) ein photoelektrischer Sensor 1, auch Photoplethysmograph genannt, angebracht. Das gewonnene Messignal entspricht der lokalen unterschiedlichen Durchblutung der peripheren Gewebe. Diese kontinuierliche Messkurve wird in erster Linie durch den schwankenden momentanen Blutdruck bestimmt und wird zusätzlich je nach Zustand des Patienten mehr oder weniger langsam durch ändernden peripheren Widerstand und variables Minutenvolumen deformiert. Es ist daher möglich, diese Kurve, einmal geeicht, über einen begrenzten Zeitraum hinweg in guter Annäherung als signifikant für den arteriellen Blutdruck zu betrachten. Für eine kontinuierliche Aussage genügt es, das photoelektrische Messsignal von einem genauen System 4 her periodisch zu eichen.
Die zeitliche Folge der Eichung wird im wesentlichen durch die gewünschte Genauigkeit, die Änderungsgeschwindigkeit des peripheren Widerstandes und des Minutenvolumens sowie durch langsame Artefakte bestimmt. Da der systo.ische Druckwert nicht in linearer Korrelation mit dem diastolischen Druckwert steht, werden beide Grössen getrennt verarbeitet.
Ein Eichvergleich geschieht zwischen den Ausgangswerten 15 bzw. 14 der beiden Systeme (dem kontinuierlichen Teil 3 und dem periodischen Teil 4) immer dann, wenn von den Kontinuatoren 8 über das UND-Tor 10 gemeinsam die Meldung 13 über eine neue erfolgte Referenzmessung an die beiden Komparatoren 11 erfolgt. Dann werden die Werte 14 von den Verstärkern 6 mit den Werten 1J von den Kontinuatoren 7 in den Komparatoren 11 verglichen und entsprechende Korrektursignale 19 an die Verstärker 5 abgegeben, bis die Werte 15 mit den Werten 14 übereinstimmen. Somit sind die Werte 15 vom kontinuierlichen System geeicht. Kontinuatoren haben die Aufgabe, ein erhaltenes Messignal so lange kontinuierlich weiterzugeben, bis sie ein neues Messsignal erhalten.
Im kontinuierlichen Teil wird in beiden Verstärkern 5 die volle Messkurve verstärkt und den Scheitelwertanalysatoren 9 zugeführt. Dort wird im einen Analysator der maximale Druck der Kurve (Systole) und im andern der minimale Druck der Kurve (Diastole) analysiert und an die anschliessenden Kon tinuatoren 7 weitergeführt, welche diese Werte 15, systolischer Druck bzw. diastolischer Druck, so lange kontinuierlich weitergeben, bis von den Scheitelwertanalysatoren 9 neue Werte gemeldet werden. Dies ist bei jedem Pulsschlag der Fall, sofern nicht wegen kurzen Artefakten einzelne Werte von den Scheitelwertanalysatoren 9 verworfen werden müssen. Die Ausgangswerte 15 werden einerseits an die Komparatoren 11 und anderseits an die Anzeigegeräte 17 bzw. 21 weitergeleitet. In den Anzeigegeräten können mit Hilfe von Randsetzern die Alarmgrenzwerte vorgewählt werden.
Beim Überschreiten der Alarmgrenzwerte leuchtet eine optische Anzeige 19 bzw. 23 auf (Hoch oder Tief). Zugleich wird der provisorische Alarmimpuls 24 an ein Verzögerungsglied 25 weitergeleitet. Dieses Verzögerungsglied vermeidet die Weitergabe des provisorischen Alarmimpulses bei kurzzeitigen Alarmgrenzüberschreitungen, was z. B. bei Artefakten vorkommen kann. Gibt das Verzögerungsglied 25 den prov.
Alarmimpuls nach einer gewissen Zeit frei, so kann ein provisorischer Alarm 44 vom Alarmschalter 26 ausgehen und zugleich wird ein Impuls 27 an die Abfrageeinheit 28 erfolgen.
Bei längerer Alarmimpulsfreigabe durch das Verzögerungsglied 25 begrenzt der Schalter 26 die Folge der Impulse 27 durch eingebautes Zeitglied auf eine, für den Patienten erträgliche Rate (etwa 2...3 min Pause zwischen Referenzmessungen).
Die Abfrageeinheit 28 bestimmt bei normalem Betrieb durch vorwählbares Zeitglied die Zeit zwischen den einzelnen Eichmessungen durch periodische Abgabe eines Abfrageimpulses 29 (2...30 Minuten). Muss vor Ablauf dieser Pause eine Eichmessung erfolgen, so kann dies durch Betätigen der Taste in der Abfrageeinheit 28 oder durch einen Impuls 27 vom Alarmschalter her erfolgen. Dabei wird das Zeitglied in der Abfrageeinheit 28 wieder auf Null zurückgestellt. Der Abfrageimpuls 29 veranlasst den periodischen Teil 4 mit der Manschette 2 zu einer Eichmessung, worauf die beiden Werte wieder über die Komparatoren 11 verglichen werden. Zugleich werden die neuen Referenzwerte 14 auf die Anzeigegeräte 16 und 20 weitergeführt. Diese Werte werden dort wie beim kontinuierlichen Teil auf Überschreiten der vorgewählten Alarmgrenzwerte geprüft.
Werden diese Alarmgrenzwerte überschritten, so wird das durch die optischen Anzeigen 18 bzw. 22 angezeigt und über 30-31 der definitive Alarm 32 ausgelöst. Der Alarmschalter 31 schaltet zugleich über Impuls 33 den Alarmschreiber 34/35 ein.
Auf dem Skop 36 werden für die unmittelbare Beurteilung der Werte der momentan gültige systolische 38 und diastolische 39 Eichwert sowie die nach dem Verstärker 5 abgegriffene Kurve 37 dargestellt. Die volle Druckkurve 37 dient zur Beurteilung des peripheren Durchblutungsgrades anhand der Kurvenform.
Die Druckkurve 37 wird auch auf den Pulsfrequenzmesser 40 eingespiesen, wo die Pulsfrequenz analysiert und auf dem Anzeigegerät 41 zur Darstellung gelangt. Das Überschreiten vorgewählter Alarmgrenzwerte wird auf optischen Anzeigen 42 angezeigt und über 43 an den Alarmschalter 31 gemeldet.
Zur Inbetriebnahme wählt man die gewünschten Alarmgrenzwerte und die Pausenzeit der Eichmessungen. Darauf werden der Photosensor 1 und die Manschette 2 am Patienten angebracht sowie das Gerät eingeschaltet. Das System eicht sich dann wie oben beschrieben selbst.
Mit der Vorrichtung lassen sich folgende Vorteile erzielen: Kontinuierliche unblutige Messung des systolischen und diastolischen arteriellen Blutdruckes weitgehend automatisch und sehr einfach in der Bedienung.
Gleichzeitige Plusfrequenzüberwachung.
Permanente Information über periphere Durchblutung (steigende oder fallende Tendenz. sowie Kurvenform) und damit Vorwarnung bei beginnender Zentralisierung des Kreislaufes.
Keine Punktion der Arterie erforderlich.
Entlastung des Patienten von allzu häufiger Manschettenmessung.