DE2811362A1 - Blutdruck-ueberwachungssystem - Google Patents

Description

10462

- 15 -

BESCHREIBUNG:

Die Erfindung betrifft ein Blutdruck-Überwachungssystem, das kurz wie folgt beschrieben werden kann (Zusammenfassung) :

Das erfindungsgemäße System besitzt eine Anordnung zur langzeitigen ambulanten Überwachung des Blutdrucks mittels einer Auskulationsmethode, bei der eine unter Druck setzbare Manschette verwendet wird und die keinen Eingriff durch den Patienten erfordert. Herzschläge werden mittels EKG Elektroden abgetastet und es wird ein Mikrophon verwendet, das die Korotkow Töne abtastet, wenn der Druck in der Manschette geändert wird. Das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Korotkow Tones innerhalb eines vorbestimmten Intervalls, der auf jeden Herzschlag folgt, wird dazu verwendet zu bestimmen, wenn der Manschettendruck gleich dem systolischen und dem diastolischen Druck ist. Diese Drucke werden in jedem Betriebszyklus bestimmt und auf einem kontinuierlich laufenden tragbaren Bandgerät zusammen mit den EKG Signalen aufgezeichnet. In jedem Betriebszyklus ist der Anfangsdruck auf den die Manschette aufgeblasen wird,bestimmt durch den im unmittelbar vorhergehenden Zyklus bestimmten systolischen Druck. Der Druck in der aufgeblasenen Manschette wird danach in kleinen diskreten Schritten abgesenkt, die durch aufeinanderfolgende Herzschläge während der Messphase jedes Zyklus ausgelöst werden . Nachdem sowohl der systolische als auch der diastolische Druck bestimmt wurden, erfolgt ein Absenken des noch vorhandenen Manschettendruckes durch das gleiche Ventil, das zur Erzeugung der schrittweisen Druckabsenkung verwendet wurde. Nach einer Anzahl von Betriebszyklen wird das Magnetband aus dem tragbaren Aufzeichnungsgerät entfernt und in ein Analysegerät für eine Hochgeschwindigkeitswiecbrgabe und automatische grafische Darstellung der Herzschlagfrequenz und der dazugehörigen Blutdruckwerte in einer gemeinsamen Darstellung eingesetzt.

10. Februar 1978

809847/0641

D10462

- 16 -

Ganz allgemein betrifft die Erfindung somit eine Anordnung zum Messen und Aufzeichnen des systolischen und diastolischen Blutdrucks mittels einer indirekten Auskulationsmethode und bietet insbesondere eine langzeitige ambulante Überwachung des Blutdrucks, indem dieser auf einem Band aufgezeichnet und anschließend von diesem Band mit einer höheren Geschwindgkeit zur Analyse und Darstellung wiedergegeben wird.

Auskulationsverfahren gehen zurück auf das Jahr 1905, in dem Korotkow entdeckte, daß mittels eines Stethoskops hörbare Geräusche erzeugt werden, wenn der Blutfluß durch eine brachiale Arterie teilweise unterbunden wird. Gemäß diesem Verfahren wird am Arm eine aufblasbare Manschette angeordnet und diese auf einen Druck aufgeblasen, der größer ist als der systolische Blutdruck des Patienten. Danach wird der Druck in der Manschette schrittweise reduziert, wobei zunächst keine Geräusche zu hören sind. Sobald der nachlassende Druck in der Manschette unter den systolischen Druck gefallen ist, werden Korotkow Töne erzeugt und zwar einer für jeden Herzschlag. Wird der Manschettendruck weiter verringert, wobei er sich dem diastolischen Druck nähert, erscheinen nach wie vor Korotkow Töne; fällt jedoch der Manschettendruck unter den diastolischen Blutdruck, dann siⁿd keine Korotkow Töne mehr zu hören, d.h. sie sind unhörbar für Manschettendrucke unterhalb dem diastolischen Blutdruck.

Seit dieser Endeckung durch Korotkow wurden erhebliche Anstrengungen dahingehend gemacht, die auskulatorische Methode zum Messen des Blutdrucks zu automatisieren, so daß Messungen entweder durch verhältnismäßig unerfahrenes Personal oder automatisch durchgeführt werden können, sobald das Gerät einmal angebracht ist. Ein besonderes Problem war dabei die Unterscheidung der Korotkow Töne von

anderen akustischen Signalen oder Geräuschen, die auch als Artefakts bezeichnet

ifplsrhen /
werden. Diese Artefakts,oder\Signale können unter anderem durch Muske!bewegungen

des Patienten erzeugt werden; werden sie fälschlicherweise als echte Korotkow Töne

10. Februar ,978 809847/0641

D 10462

- 17 -

angesehen, so führt dies zu einer fehlerhaften Feststellung des systolischen oder diastolischen Blutdrucks. Somit ist das Artefaktproblem besonders kritisch, wenn die Anordnung zur ambulanten Überwachung des Blutdrucks dienen soll und dann insbesondere bei Kindern oder unruhigen Personen.

Aus der Sicht der Belästigung und Sicherheit des Patienten ist es wünschenswert, daß die Dauer der Meßperiode sowie der Blutdruck möglichst klein gehalten werden. Für den Arzt ist es wünschenswert, daß die Ergebnisse der Überwachung möglichst rasch zu erhalten sind und zwar mit möglichst minimaler Analyse, jedoch in einer aussägefähigen Form . Diesen Gesichtspunkten wurde bei der vorliegenden Erfindung gebührend Rechnung getragen, was sich am besten bei der Betrachtung des nachfolgend aufgezeigten Stand der Technik zeigt:

Die US-PS 2 827 040 (Gilford) beschreibt einen automatischen Blutdruckmesser. Bei dieser bekannten Anordnung wird ein Thermistor-Druckimpuls-Detector zur Abtastung des Herzschlags verwendet. Der Ausgang dieses Detectors bestimmt ein Zeitintervall innerhalb dem die K-Töne auftreten müssen, um als echte K-Töne angesehen zu werden. Es sind zwei aufeinanderfolgende K-Ton-Feststellungen erforderlich bevor eine Aufzeichnung durchgeführt werden kann. Der Druck wird gemessen während der Manschettendruck erhöht wird, so daß zuerst die diastolische und dann die systolische Messung durchgeführt wird.

Die US-PS 3 051 165 (Kompelien) beschreibt einen zusätzlichen Aufnehmer, der am Ohrläppchen des Patienten angebracht wird und dazu dient, die Variationen in der Undurchlässigkeit des Ohrgewebes abzutasten und ein Signal zu erzeugen, aus dem der Blutdruck festgestellt werden kann.

Die US-PS 3 996 926 und 3 893 452 (Birnbaum) befassen sich mit 10. Februar 1978

809847/0641

D 10 462

- 18 —

einem einsetzbaren ( katheterartigen) Blutdruck-Überwachungssystem und dazugehöriger Darstellung.

Die US-PS 3 137 292 (Richter et al.) betreffen eine Anordnung, bei der der Manschettendruck beim ersten und letzten K-Ton in einem automatischen Messzyklus festgestellt wird.

Bei der Anordnung gemäß US-PS 3 326 230 (FoJlett) werden schmale Druckkalibrierungsimpulse erzeugt, während der sich ständig verringende Druck unter aufeinanderfolgende diskrete Druckpegel fällt. Diese Kalibrierungsimpulse werden dem K-Tonsignal überlagert und als kombiniertes Signal gezeichnet. Der systolische und diastolische Blutdruck werden dann durch Betrachtung bestimmt.

Die US-PS 3 202 148 und 3 319 623 (London) zeigen eine Anordnung zur Blutdrucküberwachung, bei der eine Spalte von Anzeigelampen verwendet werden, die aufeinanderfolgenden Druckpegeln entsprechen . Beim Abfallen des Manschettendruckes wird jeweils ein Licht erregt, das dem jeweiligen Druck entspricht, wenn ein K-Ton vorhanden ist. Am Ende des Meßzyklus werden in der Spalte normalerweise einige Lichter am oberen, dem hohen Druck entsprechenden Ende nicht erleuchtet worden sein, während dann eine Reihe von Lichtern folgt, welche erregt wurden; darunter sind dann einige wenige Lichter, die nicht erleuchtet wurden. Das oberste und unterste erregte Licht geben die systolischen bzw. diastolischen Druckintervalle an. Bei einer Ausführung des bekannten Gerätes wird automatisch eine Kurvendarstellung auf einem Papierstreifen registriert, die die systolischen und diastolischen Drucke über der Zeit zeigt.

Die US-PS 3 450 131 (Vogt) beschreibt eine Anordnung bei derYTÖOO Hz-Filter verwendet wird, um Artefaktsignale festzustellen, die dann dazu verwendet werden, um Unterscheidungsschwellen für die K-Signale zu bilden.

10. Februar 1978

809847/0641

D 10

- 19 -

Die US-PS 3 654 915 (Sanctuary) befaßt sich mit einer Anordnung zum automatischen Messen und Anzeigen des Bltudruckes. Diese Anordnung besitzt eine Reihe von vorteilhaften Sicherheitsmerkmalen. Die Signalverarbeitung zur Ausscheidung von Artefakten schließt auch die Unterdrückung von K-Tönen ein, welchen weder ein anderer K-Ton vorausgeht noch nachfolgt. Der Druck wird über ein Quecksilbersäulenmanometer gemessen, das eine Reihe von Fühlerkontakten besitzt. Die Messungen werden durch eine Spalte von Lampen angezeigt und können von einem Schreibgerät aufgezeichnet werden. Während jedes Betriebszyklus wird die Manschette zuerst auf einen gewählten Druckpegel aufgeblasen und dann wird der Druck durch ein linear wirkendes Manschetten-Entleerungsventil reduziert, weichesein zusätzliches Element zu dem Ventil ist, welches zur Absenkung des Manschettendrucks am Ende jedes Meßzyklus dient.

Die vorliegende Erfindung unterscheidet sich von der letztgenannten Anordnung in einer Reihe von Punkten, die nachstehend noch verdeutlicht werden, die jedoch hier aufgezählt seien. Die bekannte Anordnung war nur teilweise tragbar, mußte an das Stromnetz angeschlossen werden und war nicht für eine Langzeitüberwachung gedacht. Die Anordnung der vorliegenden Erfindung ist jedoch vollkommen tragbar und für ambulante Aufzeichnungen für Perioden bis zu 26 Stunden oder mehr vorgesehen.

Die bekannte Anordnung verwendet eine Spalte von Lampen zur Darstellung aufeinanderfolgender Messungen obgleich auch eine Papierstreifenaufzeichnung vorgesehen werden könnte. Bei der erfindungsgemäßen Anordnung ist jedoch eine Augenblicklicksdigitalanzeige jedes Blutdruckmeßergebnisses vorhanden. Die Messungen werden auf einem Magnetband gespeichert und später zur Kurvendarstellung mit hoher Geschwindigkeit wiedergegeben.

10. Februar 1978

809847/0641

D10462

- 20 -

Die bekannte Anordnung verwendet ein Quecksilbersäulenmanometer während bei der Erfindung ein Druckaufnehmer Verwendung findet, der auf einem anderen Prinzip arbeitet.

Bei der vorliegenden Erfindung wird dasselbe Ventil zum langsamen Entleeren der Manschette und auch zum raschen Absenken des Manschettendruckes am Ende des Meßzyklus verwendet. Bei der bekannten Anordnung sind getrennte Absenk- und Entleerungsventile vorgesehen.

Noch wichtiger sind die folgenden Punkte, durch die sich die erfindungsgemäße Anordnung gegenüber dem gesamten vorstehend aufgezeigten Stand der Technik auszeichnet:

Zum ersten,werden bei der erfindungsgemäßen Anordnung die Blutdruckmessungen auf einem Magnetband längs den gleichzeitig erstellten EKG Signalen aufgezeichnet. Dies gewährleistet, daß diese Signale mit den Blutdruckmessungen korreliert bleiben und erleichtert die spätere Analyse.

Zum zweiten wird bei der vorliegenden Erfindung der Manschettendruck in diskreten Schritten abgesenkt, welche durch aufeinanderfolgende EKG-Herzschläge oder zu diskreten Zeitintervallen bei Abwesenheit der EKG Herzschlagsignale ausgelöst werden. Dies hat den Vorteil gegenüber den bekannten Verfahren, daß der Blutdruckmeßprozeß beschleunigt wird. Einige der bekannten Anordnungen verwenden Manschettendruckentleerungen, welche linear oder exponentiell mit der Zeit abnehmen, als Versuch, die Entleerung mit einer Geschwindigkeit vorzunehmen, die mit der zu erwartenden langsamsten Herzschlaggeschwindigkeit in Einklang ist. Deshalb ist die Entleerungsgeschwindigkeit langsam. Das übliche von den meisten Ärzten praktizierte Verfahren erfolgt mit einem einfachen Gerät, bei dem von Hand eine konstante Entleerung eingestellt wird, welche dann langsamer wird und mehr Zeit pro Druckeinheitsabfall benötigt, wenn der Druck niedriger wird.

10. Februar 1978

809847/0641

D10462

- 21 -

Zum dritten, basiert bei der Erfindung der Anfangsdruck auf den die Manschette, während des zweiten und nachfolgender Betriebszyklen aufgepumpt wird, auf dem im unmittelbar vorhergegangenen Zyklus gemessenen systolischen Blutdruck. Dies beschleunigt den Meßprozeß und verringert auch die Belästigung des Patienten dadurch, daß unnötig hohe Druckpegel vermieden werden .

Zum vierten, kommt bei der vorliegenden Erfindung ein gemeinsamer automatischer Schreibermechanismus zum Markieren der systolischen und diastolischen Blutdruckabmessungen in eingestellten Intervallen auf einem Herzgeschwindigkeits-Aufzeichnungspapier zum Einsatz, was die Erkennung gewisser Trends erleichtert.

Zum fünften, sieht die Erfindung vor, daß die Manschettendruckmessungen an der Manschette mittels einer getrennten, zur Manschetten führende Röhre dauernd abgetastet werden; hierdurch wird der Fehler vermieden, welcher vom Luftfluß und seinem Druckabfall entlang der Leitung zum Entleerungsventil auftritt; trotz dieser Messung direkt vor Ort können die Ventile und Steuerungen in Abstand von der Manschette angebracht werden.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit eine besondere Form einer Blutdruck-Meßanordnung, welche den Wunsch für eine langzeitige ambulante gleichzeitige Messung des Blutdrucks und von EKG Signalen erfüllt. Die Anordnung verwendet eine Kombination von bewährten Elementen, die in einem umfangreichen System integriert wurden, um das gewünschte Resultat zu erreichen. Der Einfachheithalber sei das erfindungsgemäße Blutdruck-Überwachungssystem nachstehend mit BPM-System bezeichnet.

Die elektrischen EKG Signale werden vom Körper

des Patienten mittels EKG Elektroden aufgenommen. Diese elektrischen Signale werden gleichzeitig mit den noch zu beschreibenden Blutdruckmessungen mittels eines tragbaren Magnetaufzeichnungsgeräts für spätere Wiedergabe und graphische Darstellung aufgezeichnet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Aufzeichnungs- und Wiedergabeeinheit von einer Ausführung, die derjenigen entspricht, die in der US Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 717651 am 25. August 1976 für Cherry und Anderson eingereicht wurde und auf die An-

8098A7/0641

10. Februar 1978

D10462

- 22 -

melderin der vorliegenden Erfindung übertragen wurde.

Bei der vorliegenden Erfindung wird der Blutdruck mittels eines auskulatorischen Verfahrens gemessen, bei dem eine unter Druck setzbare Manschette am Arm des Patienten angebracht und auf sich ändernde Drücke aufgeblasen wird. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird eine elektrisch angetriebene Luftpumpe als Druckquelle verwendet, obgleich bei anderen Ausführungsformen der Druck aus einem Preßlufttank zugeführt oder ein hydraulischer Druck verwendet werden kann.

Ein Drei-Wege Ventil ist zwischen die Manschette und die Pumpe oder andere Druckquelle geschaltet. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel hat das Ventil einen Kern, welcher mit sehr großer Geschwindigkeit mittels wahlweise anlegbaren elektrischen Signalen in eine von zwei Stellungen gebracht werden kann. Somit kann das Ventil entweder vollständig offen oder vollständig geschlossen sein oder sich im Übergang zwischen diesen Stellungen befinden. Ist das Ventil nicht erregt, so ist sein Kern derart eingestellt, daß die Manschette mit der Atmosphäre verbunden ist. Wird ein elektrisches Signal angelegt, dann wird der Kern des Ventils rasch verschoben, so daß er den Auslaß schließt und die Manschette mit der Pumpe verbindet. Das Ventil stellt somit eine fehlersichere Anordnung dar, da beim Wegnehmen der elektrischen Leistung das Ventil unter der Wirkung einer Rückholfeder oder dergleichen in die nicht erregte Stellung zurückgeht, wodurch die Manschette mit dem Auslaß verbunden ist und verhindert wird, daß sie für übermäßige Zeiten unter Druck gesetzt wird.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung führt eine Pumpe Luft zum Aufblasen der Manschette zu, wobei die Pumpe nach ihrem Abschalten die Zuführung wirksam abdichtet, über die sie mit dem Ventil verbunden ist.

10. Februar 1978

809847/0841

D 10462

- 23 -

Die Schaltung, welche die die Ventilbetätigung steuernden elektrischen Signale erzeugt, besitzt zusätzliche Sicherheitsmerkmale in Form von Zeitgebern. Einer dieser Zeitgeber ist derart eingestellt, daß er das Ventil eine bestimmte Zeit, etwa zwei Minuten, nach Beginn jedes Betriebszyklus aberregt, wodurch eine übermäßig verlängerte Anwendung von Manschettendruck verhindert wird. Ein anderer Zeitgeber regt das Ventil ab, wenn die Pumpe für eine zu lange Zeit eingeschaltet bleibt, wodurch ein übermäßiger Manschettendruck vermieden wird.

Ein weiterer Zeitgeber wird mit jedem abgetasteten K-Ton zurückgestellt, so daß er niemals die Möglichkeit hat, abzulaufen, solange die Folge von K-Tönen ununterbrochen ist. Haben die K-Töne aufgehört, was anzeigt, daß die diastolische Druckmessung vollendet ist, dann kann der Zeitgeber seinen Durchlauf beenden und regt das Ventil ab, wodurch der Manschettendruck einige Sekunden nach Vollendung der diastolischen Druckmessung abgesenkt wird.

Ein anfänglicher Spitzenaufblasdruck, welcher den maximal erwünschten Manschettenaufblasdruck darstellt, wird von Hand zu Beginn einer Reihe von Meßzyklen eingestellt. Die Meßzyklen werden so oft wiederholt, wie es erforderlich ist, um den Blutdruck eines Patienten festzustellen. Die Tageszeit zu der ein automatischer Meßzyklus durchgeführt werden soll, kann mittels einer Uhr oder eines Intervallzeitgebers, wie er später noch erläutert wird, eingestellt werden. Alternativ dazu können die Meßzyklen auch durch den Patienten von Hand eingeleitet werden. In der Pumpphase des ersten Meßzyklus hält die Ventilsteuerschaltung das Ventil solange erregt und erlaubt damit das Aufblasen der Manschette, bis der abgetastete Manschettendruck gleich dem eingestellten Anfangsaufblasdruck ist. Dann bewirkt die Ventilsteuerschaltung das langsame Absenken des Druckes mit einer kontrollierten Geschwindigkeit zur Feststellung von K-Tönen, weiche Druckwerte darstellen, die mit dem systolischen und diastolischen Blutdruck in Beziehung stehen.

10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

- 24 -

Bei der vorliegenden Erfindung wird der Manschettendruck immer mittels eines Druckaufnehmers abgetastet, welcher vorzugsweise kein Quecksilbermanometer ist. Nachdem der Druckaufnehmer feststellt, daß der gewünschte Anfangsmanschettenauf blasdruck erreicht ist, wird erfindungsgemäß der Manschettendruck schrittweise und mit veränderbarer Zeit gesteuert reduziert und zwar über eine Reihe einzelner konstanter Druckabsenkungen, welche durch aufeinanderfolgende Herzschläge ausgelöst werden . Dies wird bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel durch Abtasten der R-Spitze des EKG Signals und Erzeugen eines Schrittsignal aus diesem erreicht, welches an die Ventilsteuerschaltung zur kurzzeitigen Erregung des Ventils angelegt wird, wodurch der Manschettendruck um einen Schritt von vorbestimmter Größe mit jedem Herzschlag reduziert wird.

Die Korotkow Töne (auch als K-Töne bezeichnet) werden von einem Aufnehmer festgestellt, welcher bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ein Mikrophon ist, das an der Brachialarterie des Arms des Patienten unter der Druckmanschette angebracht ist. Wird angenommen, daß der anfängliche Aufblasdruck in einem Betriebszyklus wesentlich größer als der systolische Druck ist, dann werden anfangs keine K-Töne zu hören sein. Beim Reduzieren des Manschettendrucks wird ein Punkt erreicht, an dem der erste K-Ton abgetastet wird. K-Töne werden nach jedem Herzschlag weiter abgetastet, bis der Manscheftendruck genügend abgesenkt wurde, so daß er gleich dem diastolischen Druck ist. Sobald der Manschettendruck geringer als der diastolische Druck ist, hören die K-Töne auf und sind auch für den Rest des Betriebszyklus nicht zu hören.

Nach dem anfänglichen Aufblasen auf den voreingestellten Spitzen= Aufblasdruck bestimmt das System die Zeit des Auftretens jedes Herzschlags durch Abtasten des Auftretens des zugehörigen R-Abschnitts in dem EKG Signal,

10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

- 25 -

Tritt ein K-Ton innerhalb einer vorgeschriebenen Zeitspanne des Auftretens des R-Abschnitts auf, dann bestimmt das System, daß der Manschettendruck innerhalb des Bereichs von Drucken ist, für die K-Töne erzeugt werden.

Bei dem erfindungsgemäßen System sind auch Vorkehrungen für die Situation getroffen, bei der R-Abschnitte nicht durch den Patienten erzeugt werden oder soweit sie erzeugt werden, nicht genügend stark oder gut definiert sind, daß sie durch das System festgestellt werden können. In diesem Falle schaltet das System, nachdem es nach Unterdrucksetzen der Manschette keine R-Abschnitte empfangen hat, auf eine andere ungetaktete Arbeitsweise um. In dieser ungefakteten Arbeitsweise bildet das System aufeinanderfolgende Zweisekundenintervalle und, wenn ein IC-Ton innerhalb eines Intervalls auftritt, bestimmt das System, daß der Manschettendruck innerhalb des Bereichs derjenigen Drucke liegt, für die K-Töne erzeugt werden.

Der Manschettendruck wird dauernd abgetastet, aber das System speichert denjenigen Augenblickswert des Manschettendrucks, welcher zur Zeit des Auftretens eines K-Tons vorherrscht. Wie nachstehend noch erkenntlich wird, ist es nicht erforderlich, die vollständige Folge von Druckwerten zu speichern; nur der jeweils neueste Druckwert wird gespeichert. Bestimmt das System, daß der neueste (jüngste) Druckwert mit dem ersten K-Ton in Verbindung steht, dann wird der Druckwert als systolischer Druck übertragen. Bestimmt das System, daß der neueste oder jüngste Druckwert mit dem letzten K-Ton in Beziehung steht, dann wird der Druckwert als diastolischer Druck übertragen.

Bei der vorliegenden Erfindung wird eine Unterscheidungsschaltung zur Identifikation des ersten und des letzten K-Tons verwendet. Nach jeder Spitze im EKG Signal bildet die Unterscheidungsschaltung unter Gatteröffnung ein verzögertes Zeitintervall, währenddem das Erscheinen des K-Tons normalerweise erwartet wird, falls er auftritt. Diese Gattertechnik hat den Vorteil, daß falsche K-Ton-Identifikationen, weiche aus Artefaktgeräuschen herrühren, reduziert werden. Für jeden Herzschlag öffnet die Unterscheidungsschaltung das

10. Februar 1978 809847/0641

D10462

- 26 -

Gatter und erzeugt ein "K-Signal" , wenn ein tatsächlicher K-Ton dem Herzschlag innerhalb des Gafterintervalls erzeugt, oder folgt ein elektronisch hervorgerufenes Signal, welches nachfolgend als K-Signal bezeichnet wird, wenn kein K-Ton innerhalb des Gatterintervalls abgefastet wurde.

Die Unterscheidungsschaltung speichert den mit jedem Herzschlag verbundenen Manschettendruck, obgleich wie es sich noch zeigen wird, es nur notwendig ist, eine wenige Druckwerfe zu einer bestimmten Zeit zu speichern. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel spricht die Unterscheidungsschaltung an, wenn [/aufeinanderfolgende Herzschläge drei K-Signale gefolgt von zwei K-Signalen erzeugt werden und identifiziert den mit dem ersten K-Signal in Beziehung stehenden Druck als den systolischen Druck. In ähnlicher Weise spricht die Unterscheidungsschalfung an, wenn auf aufeinanderfolgende Herzschläge zwei K-Signale gefolgt werden von drei K-Signalen, und identifiziert den mit dem letzten K-Signal in Beziehung stehenden Druck als den diastolischen Druck. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden alle Druckwerte in die Digitalform umgewandelt und zwar zur einfacheren Speicherung, Ablesung und nachfolgenden Aufzeichnung .

Der Spitzenaufblasdruck für den zweiten und folgende Meßzyklen wird durch die Ventilsteuerschaltung bestimmt. Jedesmal, wenn ein gemessener Druckwert gespeichert wird, erzeugt und speichert das System einen erhöhten Druckwert, welcher gleich dem gemessenen Druckwert plus einem konstanten vorbestimmten Zusatzwert, beispielsweise 20 mm Hg ist.

Wird ein K-Ton festgestellt, bevor der dritte Herzschlag (oder sechs Sekunden in der ungetakteten Arbeitsweise) nach dem Spitzenaufblaswert erfolgt

10. Februar 1978

809847/0641

D10462

- 27 -

ist, so zeigt dies an, daß der Spitzenaufblaswert entweder innerhalb des Korotkow Druckbereichs oder unerlaubt nahe bei ihm war. In diesem Falle kann der mit dem K-Ton in Beziehung stehende Druck nicht als der systolische Druck festgestellt werden. Deshalb wird die Manschette sofort auf den erhöhten Wert des bei Auftreten des K-Tons abgetasteten Druckes aufgepumpt und das System versucht erneut, eine systolische Druckmessung zu erstellen. Wenn beispielsweise der Anfangsspitzendruck loOmmHgwar, so würde die zweite Aufblasung in einem Spitzendruck von 174 mmHg resultieren.

Wird der erste K-Ton nicht nachdem der Anfangsaufblasung folgenden dritten Herzschlag (oder nach sechs Sekunden in der ungetakteten Arbeitsweise) festgestellt, so zeigt dies an, daß der Spitzenaufblasdruck zu hoch war, was die Messung unnötig verlängert. In diesem Falle wird der beim Auftreten des ersten K-Tons abgetastete Augenblicksdruck gespeichert und die Messung fortgesetzt. Am Ende der Messung, nachdem sowohl der systolische als auch der diastolische Druck festgestellt und bestätigt wurden, dann wird der erhöhte Wert des beim Auftreten des ersten K-Tons abgetasteten Druckes zur Verwendung als Spitzenaufblaswert für den nächsten Meßzyklus gespeichert. Wenn beispielsweise der Spitzendruck beim ersten Zyklus 160 mmHg war, dann würde der Druck nach dem dritten Herzschlag 142 mmHg sein. Tritt der erste K-Ton kurz danach auf, wenn der Druck 140 mmHg, dann würde der Druck für den zweiten Meßzyklus als 160 mmHg bestimmt. Da der Zeitpunkt des Auftretens des K-Tons ideal war, bleibt der Aufblasdruck im wesentlichen unverändert. Tritt jedoch der erste K-Ton nicht längere Zeit nach dem dritten Herzschlag auf, dann mag der Druck zu dieser Zeit nur 120 mmHg sein, so daß der Druck für den zweiten Meßzyklus auf 140 mmHg reduziert würde. Da der Aufblasdruck im Anfangszyklus zu hoch war, wird im darauffolgenden Zyklus ein erniedrigter Wert verwendet, wobei die Reduzierung zu dem Überdruck in Beziehung steht, wie er durch das verzögerte Auftreten

10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

- 28 -

des K-Tons angezeigt wird. Dieses Merkmal der Erfindung bringt sowohl den Manschettendruck als auch die notwendige Zeit auf ein Minimum, und zwar so, daß beide in Einklang sind mit der tatsächlichen Identifizierung sowohl des systolischen als auch des diastolischen Druckes.

Bei anderen Ausführungsformen der Erfindung wird der Situation, daß der Anfangsaufblasdruck zu hoch ist in anderer Weise Rechnung getragen. Bei einer Ausführungsform wird der höchste abgetastete Druck um einen Schritt gesenkt, um als Aufblasdruck für den nächsten Betriebszyklus verwendet zu werden. Bei einer anderen Ausführungsform wird der Aufblasdruck für den nachfolgenden Betriebszyklus bestimmt von dem größten in einem Betriebszyklus abgetasteten Druck, und zwar durch Erhöhen, Erniedrigen oder Beibehalten , abhängig von der Zeit, welche nach dem Aufblasen und vor Auftreten des ersten K-Tons verstrichen ist. Das gleiche Endergebnis wird bei der bevorzugten Ausführungsform durch die Feststellung erzielt, daß, je langer der erste K-Ton verzögert wird, um so niedriger der Druck sein wird, wenn er auftritt, wobei sich eine Korrektur proportional zu dem Überdruck ergibt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gibt die Unterscheidungsschaltung als Ausgangssignale den systolischen und den diastolischen Druck in paralleler Form an die Digitalanzeige und in serieller digitaler pulsbreiten= modulierter Form ab. Diese Seriensignale werden von der Unterscheidungsschaltung an das tragbare Magnetbandaufzeichnungsgerät angelegt, welches Teil des erfindungsgemäßen Systems ist.

10. Februar 1978

8098^7/0841

D 10 - 29 -

Das Aufzeichnungsgerät ist eine abgewandelte Form desjenigen Gerätes, welches in der zuvor genannten Patentanmeldung des Aktenzeichens 717651 gezeigt ist. Das Aufzeichnungsgerät besitzt eine Uhr und eine Schaltung zur Aufzeichnung von einem Signal zur Markierung eines Vorfalls. Stellt der Patient koronare Symptome fest, dann betätigt er den Vorfall-Markierungsknopf am Aufzeichnungsgerät, welcher ein identifizierbares Bezugssignal auf dem Magnetband anbringt. Es wird dann von dem Patienten erwartet, daß er die Zeit des Auftretens notiert, wie sie durch die Uhr auf dem Aufzeichnungsgerät angegeben wird.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt das Magnetband zwei EKG Aufzeichnungsspuren. Ein Kanal der EKG Signale wird in der ersten Spur aufgezeichnet, während in der zweiten Spur die Blutdruckwerte, welche normalerweise in Intervallen von 10 oder 15 Minuten programmiert werden, mit einem anderen Kanal der EKG Signale und der Vorfallmarkier-Signale im Multiplexverfahren aufgezeichnet sind. Somit sind die Werte für den systolischen und den diastolischen Blutdruck in der gleichen Spur auf dem Magnetband aufgezeichnet, wie das EKG Signal, wodurch die Zeitbeziehung der Signale erhalten bleibt und das Erkennen von Trends in den Daten erleichtert wird.

Das System besitzt ferner einen elektrokardiographischen Rechner und Schreiber in einer Ausführungsform, welche gegenüber der in der oben angegebenen Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 717651 beschriebenen Form modifiziert ist. Die Modifikationen richten sich auf die Trennung der Blutdruckwerte von den EKG Signalen (de-multiplexing), welche in der gleichen Spur aufgezeichnet wurden. Aus den EKG Signalen bestimmt der Rechner die Herzschlagfrequenz. Der elektrokardiographische Rechner besitzt auch einen Schreiber zur Erzeugung einer graphischen Darstellung, in der die

10. Februar 1978

809847/0641

O 10462

Herzschlagfrequenz und die Blutdruckwerte über der Zeit aufgetragen sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die Amplituden der Herzschlagfrequenz und der Blutdruckwerte durch den Schreiber angepaßt, so daß eine gemeinsame numerische Analogskala zu deren Ablesung verwendet werden kann„ Bei einem anderen Ausführungsbeispiel können die systolischen und diastolischen Druckmesswerte in der Darstellung in digitaler numerischer oder alphanumerischer Weise ausgedruckt werden (ähnlich wie es in der zuvor genannten Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 717651 der Fall ist), während trotzdem eine graphische Registrierung des Blutdrucks über der Zeit erfolgt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das erfindungsgemäße BPM System mit einer digitalen Ablesemöglichkeit ausgestattet, über das die jüngsten gemessenen systolischen und diastolischen Druckwerte angezeigt werden können.

Die vorliegende Erfindung schafft somit eine Blutdrucküberwachungsund Aufzeichnungsanordnung welche praktisch automatisch arbeitet; d.h., daß vom Patienten aus kein Eingriff erforderlich ist, sobald die Manschette angebracht wurde. Andererseits können die Blutdruckmessungszyklen auch von Hand eingeleitet werden, falls dies erwünscht wird.

Außerdem bringt die vorliegende Erfindung ein automatisches Blutdrucküberwachungs- und Aufzeichnungsgerät, welches sowohl sicher als auch bequem für den Patienten ist. In dieser Hinsicht wurden eine Anzahl von Sicherheits- und Bequemlichkeitsvorkehrungen getroffen einschließlich derjenigen, daß die Zeit während der die Manschette unter Druck steht, auf ein Minimum reduziert ist.

Einen hohen Grad von Genauigkeit bei den Blutdruckmessungen erreicht man durch die neue Möglichkeit, den Manschettendruck für eine Meßperiode zwischen den Herzschlägen konstant zu halten und durch die Tatsache, daß eine positive Identifikation des systolischen und diastolischen Druck mit einer hohen Rückweisungsrate für Artefakte mittels der systematischen Taktung erreicht wird.

809847/0841

10. Februar 1978

D 10462

Die vorliegende Erfindung erleichtert die Analyse und Diagnose dadurch, daß eine exakte Zeitkorrelation zwischen den auf dem magnetischen Band aufgezeichneten Daten erhalten bleibt und dadurch, daß der Patient eine Vorfallsmarkierung anbringen kann,dessen Aktivierung und Aufzeichnung in Beziehung steht mit der Zeit im Tagebuch des Patienten, so daß der Patient diejenigen Zeiten identifizieren kann, während der seine Symptome bemerkbar waren.

Die neuen Eigenschaften und Merkmale sind für die Erfindung als charakteristisch anzusehen und zwar sowohl bezüglich ihrer Organisation als auch der Betriebsweise; sie werden zusammen mit weiteren Merkmalen und Vorteilen der Erfindung aus der nachfolgenden Beschreibung besser verständlich werden, welche an Hand der beigefügten Zeichnungen erfolgt, in der verschiedene bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beispielsweise veranschaulicht werden. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß die Zeichnungen lediglich der Veranschaulichung und Beschreibung dienen und nicht eine Definition der Begrenzungen der Erfindung darstellen sollen.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 die Verwendung des erfindungsgemäßen BPM Systems,

Fig. 2 ein Blockschaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 3 ein Blockschaltdiagramm, das Teile der Schaltung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen BPM Systems wiedergibt,

Fig. 4 ein Blockschaltdiagramm mit bestimmten Teilen der Schaltung des bevorzugten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen BPM Systems,

10* Februar 1978

809847/0S41

D 10462

Fig. 5 ein Schaltbild von Teilen der Schaltung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 6 bestehend aus den Fig. 6a, 6b, 6c und 6d

ein Schaltdiagramm mit Teilen der Schaltung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 7 ein Schaltbild der Schaltung eines Bandaufzeichnungsgerätes, wie es bei dem erfindungsgemäßen BPM System verwendet werden kann,

Fig. 8 ein Schaltdiagramm, das eine bevorzugte Ausführungsform eines Datendecoders zeigt, wie er bei dem erfindungsgemäßen BPM System verwendet werden kann,

Fig. 9 ein Schaltdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform eines

Herzschlagfrequenz-Trend-Rechners, wie er bei dem erfindungsgemäßen BPM System Verwendung finden kann,

Fig.10 ein schematisches Schaltbild für die Schaltung einer digitalten Ablesung, wie sie bei dem erfindungsgemäßen BPM System Verwendung finden kann,

Fig.11 ein logisches Flußdiagramm einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 12 eine graphische Darstellung des Manschettendruckes über der Zeit innerhalb eines Betriebszyklus des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig.13 ein Diagramm, das die Folge von Herzschlägen, K-Tönen und in dem BPM System der Erfindung durchgeführten Operationen veranschaulicht,

10. Februar 1978

809847/0641

D10462

Fig. 14 eine Darstellung , die die Beziehung zwischen dem K-Ton-

Gatterintervall und dem EKG Signal bei der bevorzugten Ausform der Erfindung wiedergibt,

Fig.15 eine Darstellung der graphisch gezeichneten Ausgangssignale, wie sie bei dem erfindungsgemäßen BPM System auftreten und

Fig. 16 eine perspektivische Ansicht mit entsprechenden Anschlußverbindungen und Steuerungen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nun an Hand der Zeichnungen beschrieben, in denen gleiche Elemente mit dem gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Verwendung des erfindungsgemäßen BPM Systems 10 ist in Fig.l gezeigt. Das BPM System 10 ist leicht tragbar und am Patienten 12 mittels eines Gürtels 14 befestigt, der um die Taille des Patienten geführt ist oder aber mittels eines Schulfergürtels 15, der sich in einer Schleife über die Schulter des Patienten 12 erstreckt. Der Patient 12 trägt auch ein tragbares Bandaufzeichnungsgerät 16, welches praktischerweise an dem BPM System 10 befestigt sein kann. Eine Anzahl von EKG Elektroden 18 sind am Körper des Patienten 12 in üblicherweise befestigt. Die Leitungsdrähte 20 von den EKG Elektroden werden zu einem Kabel 22 zusammengefaßt, welches zum Aufzeichnungsgerät 16 führt.

Ein Schlauch 24 erstreckt sich von dem BPM System 10 über die Schultern des Patienten 12 zu einer unter Druck setzbaren Manschette 26, welche am oberen Teil des Arms des Patienten angebracht ist. Der Schlauch 24 führt das Medium, welches zum Füllen der unter Druck setzbaren Manschette 26 dient. Bei einem bevorzugten Ausfuhrungsbeispiel ist das Medium Luft, weiche durch eine Pumpe in dem BPM System abgegeben wird. Bei anderen Ausführungsbeispielen könnte ein Gas verwendet werden, welches aus einem

10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

Behälter mit Druckgas kommt, oder es kann auch ein Flüssigkeitsdruck angewendet werden. Ein Mikrophon 28 ist zwischen der unter Druck setzbaren Manschette 26 und dem Arm des Patienten in der Nähe der distalen Kante der Manschette 26 angebracht, wie dies Fig. 1 zeigt. Das Mikrophon 28 wandelt die Korotkow Töne in elektrische Signale, welche über das Mikrophonkabel 30 zu dem BPM System 10 geleitet werden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Mikrophonkabel an verschiedenen Punkten seiner Erstreckung mit dem Schlauch 24 verbunden. Das BPM System besitzt auch eine selbstständige Stromversorgung, welche aus einer Anzahl von Batterie-Zellen besteht, welche genügend Spannung und Energie zum Betrieb der Pumpe, der elektronischen Schaltung und des tragbaren Bandaufzeichnungsgerätes für die Dauer von 26 Stunden liefern. Bei anderen Ausführungsbeispielen, bei denen die Tragbarkeit nicht so wichtig ist, kann die Stromversorgung zu dem BPM System und zum Aufzeichnungsgerät auch mittels eines Kabels aus einer festen Quelle erfolgen. Das tragbare Magnetbandgerät 16 zeichnet auf einem Magnetband, das kontinuierlich mit einer verhältnismäßig niedrigen Geschwindigkeit angetrieben wird,die erwünschten Daten auf, so daß auf einem einzigen Band Daten für 26 Stunden gespeichert werden können. Wie nachstehend noch beschrieben wird, kann bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel das Magnetbandgerät 16 in zwei getrennten Spuren des Magnetbandes gleichzeitig aufzeichnen. Immer wenn genügend Daten gesammelt wurden, wird das Magnetband aus dem Magnetbandgerät 16 entnommen und zwar für eine Wiedergabe, wie sie nachstehend noch beschrieben wird.

Fig. 2 ist ein Blockschaltbild des Systems zur Bestimmung Aufzeichnung und graphischen Darstellung der Herzschlagfrequenz und des Blutdrucks des Patienten gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Gesamtsystem besteht aus dem BPM System 10, dem tragbaren Magnetbandgerät 16 und einer abgewandelten Form des elektro-

10. Februar 1978

809847/0641

- D 10462

kardiographischen Rechners 32. Die Pumpe 34 legt Druck an die Manschette 26 unter Steuerung des Ventils 36 und der Ventilsteuerschaltung 38. Das Ventil 36 besitzt bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ein durch einen Elektromagneten betätigtes Element oder Kern, welches durch Feder vorspannung in einer ersten Position gehalten wird, wenn der Elektromagnet nicht erregt ist, wobei die Manschette mit der Atmosphäre verbunden ist und die Manschette entleert ist. Wird der Ventil- Elektromagnet erregt, dann bewegt sich das Ventilelement in eine zweite Stellung , in der die Pumpe 34 mit der Manschette verbunden ist, um diese über den Schlauch 27 unter Druck zu setzen. Fällt die Stromversorgung aus, dann wird das Ventil 36 aberregt, wodurch die Manschette 26 entleert wird und ihren Druck auf dem Arm des Patienten verliert.

Ein getrennter Schlauch 24 dient zur Verbindung eines Druckaufnehmers 40 mit der Manschette 26, so daß der Druckaufnehmer 40 innerhalb des Gehäuses des BPM Systems 10 angeordnet sein kann, so daß es nicht erforderlich ist, stromführende Leiter zur Manschette 26 zu führen. Der getrennte Schlauch 24 ist direkt mit der Manschette 26 und nicht mit dem Schlauch 27 in der Nähe des Ventils 36 verbunden,um die Aufnahme der extremen Druckübergänge zu vermeiden, welche im Schlauch 27 durch die Abblaswirkung des Ventils 36 erzeugt werden. Der Druckaufnehmer 40 erzeugt ein elektrisches Signal, welches dem Manschettendruck entspricht und zur Steuerung des Manschettendrucks sowie für die Messung des systolischen und diastolischen Blutdrucks in noch zu beschreibender Weise dient.

Die Ventilsteuerschaltung 38 spricht auf ein vom Druckaufnehmer erzeugtes Signal sowie auf eine Anzahl anderer noch zu beschreibender Signale an, um die Arbeitsweise des Ventils 36 elektrisch zu steuern. Eines dieser Signale auf das die Ventilsteuerschaltung anspricht, ist ein voreingestellter

10. Februar 1978

809847/0841

D 10462

Druck, welcher durch eine Einstellungsmöglichkeit 42 für den Anfangsaufblasdruck bestimmt wird, welche ein Signal auf dem Leiter 44 erzeugt, welches einen konstanten voreingestellten Druck darstellt.

Die Ventilsteuerschaltung 38 spricht auf das Signal für den voreingestellten Anfangsaufblasdruck auf Leitung 44 und auf das vom Druckaufnehmer 40 erzeugte Drucksignal auf Leitung 46 an und erregt selektiv das Ventil 36, wodurch die Manschette 26 während einer Anfangsaufblasphase jedes Betriebszyklus aufgeblasen wird. Der Anfangsaufblasdruck für den ersten Betriebszyklus ist der Wert der über die Einstellmöglichkeit 42 voreingestellt wird, während in darauffolgenden Betriebszyklen der Spitzenaufblasdruck bestimmt wird, durch die die Ventilsteuerschaltung 38 und zwar vom systolischen Druck, welcher im unmittelbar vorhergehenden Betriebszyklus gemessen wurde.

Nach der Aufblasphase in jedem Betriebszyklus wird der Druck in der Manschette 26 von der Ventilsfeuerschaltung 38 abhängig von den Schrittsignalen gesteuert, welche in dem K-Ton Intervall 48 abhängig von aufeinanderfolgenden R-Spitzen oder - Abschnitten des EKG Signals des Patienten erzeugt werden, wie dies nachstehend noch beschrieben wird. Jeder Schrittimpuls betätigt die Ventilsteuerschaltung 38 damit sie kurzzeitig das Ventil 36 aberregt und einen kleinen vorbestimmten Teil des Mediumdruckes in der Manschette 26 in die Atmosphäre abläßt. Hierdurch ergibt sich ein praktisch lineares Absinken des Manschettendruckes bezüglich der Zeit, wie dies in Fig. 12 zu sehen ist. Schlägt das Herz des Patienten mit einer hohen Frequenz, dann erfolgen die Druckabsenkungsschritte Öfter als wenn das Herz des Patienten langsamer schlägt.

Bei den bekannten Systemen, die ein lineares Absenkendes Manschettendruckes vorsehen, basierte die Geschwindigkeit der Druckreduktion notwendigerweise auf der niedrigsten zu erwartenden Herzschlagfrequenz, um zu große Druckabsenkungsschritte zwischen aufeinanderfolgenden Messungen zu vermeiden, was mit einem entsprechenden Genauigkeitsrückgang verbunden ist.

10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

Dies hat bei den bekannten Systemen zur Folge, daß die Meßzeit, welche durch die Zeit bestimmt wird, die der Druck benötigt, um vom systolischen zum diastolischen Druck abzufallen, für diejenigen Patienten unnötig verlängert wurde, deren Herzschlagfrequenz höher als die erwartete Minimalfrequenz ist. Die vorliegende Erfindung vermeidet diese unnötige Verlängerung des Manschettendruckes, wobei die gewünschte Genauigkeit erhalten bleibt, dadurch daß die konstanten Reduzierungen des Druckes in Schritten durchgeführt werden, welche durch die aufeinanderfolgenden Herzschläge bestimmt werden. Schlägt somit bei der vorliegenden Erfindung das Herz des Patienten rasch, dann wird der Meßzyklus in einer kürzeren Zeit ohne Abfall der Genauigkeit beendet.

Die Ventilsteuerschaltung 38 sorgt auch bei der vorliegenden Erfindung dafür, daß der Druck in der Manschette sofort abgelassen wird, nachdem der diastolische Druck gemessen worden ist. Auch dieses Merkmal ist dafür geeignet, die Bequemlichkeit des Patienten dadurch zu erhöhen, daß der Manschettendruck so schnell wie möglich abgelassen wird. Dieses Merkmal wird mittels einem rückstellbaren Zeitgeber in der Ventilsteuerschaltung erzielt, welcher nach einem vorbestimmten Zeitintervall in der Größenordnung von 6 Sekunden oder 3 Herzschlägen das Ventil 36 abregt und die Manschette 26 abbläst, wenn der Zeitgeber nicht zurückgestellt wurde. Währenddem Zeitintervall zwischen dem ersten K-Ton und dem letzten K-Ton werden Rückstel !signale in noch zu beschreibender Weise von dem K-Ton Gatter 48 an den Zeitgeber angelegt. Nach Aufhören der K-Töne werden auch die Rückstellsignale von dem K-Ton Gatter 48 beendet und der Zeitgeber in der Ventil steuerschaltung 38 läuft durch, wobei er das Ventil 36 aberregt und die Manschette 26 abbläst, nachdem der diastolische Druck bestimmt worden ist.

Erwähnenswert ist ein weiterer Gesichtspunkt des Manschettendrucksystems. Wenn nach der Anfangsaufblasphase in irgendeinem Betriebszyklus K-Töne innerhalb einer Zeitspanne, die für die drei ersten Herzschläge nach der Unterdrucksetzung erforderlich ist, festgestellt werden, dann ist dies ein Zeichen dafür, daß der Aufblasdruck niedriger als der systolische Druck des Patienten war.

809847/0641

10. Februar 1978

D10462

In diesem Falle ist die Bestimmung des systolischen Drucks nicht möglich. Deshalb erzeugt die Unterscheidungsschaltung 50 einen revidierten Aufblasdruck, welcher gegenüber dem im vorhergehenden Zyklus verwendeten Aufblasdruck um einen bestimmten Betrag erhöht ist; diese Schaltung erzeugt auch ein Signal zur Aktivierung der Pumpe 34, so daß sofort ein weiteres Aufblasen der Manschette erfolgt. Dieses Merkmal ist besonders wertvoll bei automatischen Blutdruckmeßsystemen der vorliegenden Erfindung, damit eine falsche Identifikation des systolischen Drucks vermieden wird.

Es sei nun de Beschreibung des Blockschaltdiagramms der Fig.2 fortgesetzt. In dem gezeigten System erzeugt ein Taktgeber 52 sich in 15-Minuten-Intervallen wiederholende Signale, welche zur Einleitung von aufeinanderfolgenden Meßzyklen verwendet werden. Der Taktgeber 52 erzeugt auch Taktsignale auf getrennten Leitungen, mit einer Frequenz von 8 192 Hz für den Analog/Digitalwandler 54, 1 024 Hz für das K-Ton Gatter 48, 32 Hz für den Datenencoder 56 und den Druckspeicher 58 des bevorzugten Ausführungsbeispiels. Die einzelne Wirkungsweise dieser verschiedenen Schaltungen wird nachstehend beschrieben.

Neben den Manschettendrucksteuerungs- und Systemzeitgabefunktionen, werden die meisten Entscheidungsfunktionen des BPM Systems von der Unterscheidungsschaltung 50 bestimmt. Wie bereits erwähnt, sind die hauptsächlichen Daten-eingangssignale zu der Unterscheidungsschaltung 50 , das EKG Signal auf Leitung 60, das K-Ton Signal auf Leitung 30 und das Druckdatensignal auf Leitung 46. Aus diesen Signalen bestimmt die Unterscheidungsschaltung 50 den systolischen und diastolischen Blutdruck des Patienten, wobei die Blutdruckdaten auf der Leitung 62 erscheinen, um mittels des tragbaren Magnetbandgerätes 16 aufgezeichnet zu werden.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die von den EKG Elektroden 18 kommenden Signale von dem Kabel 22 zu dem tragbaren Magnetband logeführt, um dort aufgezeichnet zu werden. Obgleich mehrere Kanäle der EKG Information abgenommen und aufgezeichnet werden können,

10. Februar 1978 809847/0641

D 10462

werden beim bevorzugten Ausführungsbeispiel zwei Kanäle verwendet. Einer dieser Kanäle wird über Leitung 60 an die Unterscheidungsschaltung angelegt und dient zur Bestimmung der Zeit des Auftretens aufeinanderfolgender R-Spitzen oder Abschnitte. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der K-Ton-Aufnehmer 28 ein Mikrophon, welches die akustischen K-Töne in ein elektrisches Signal umwandelt, welches auf dem Mikrophonkabel 30 erscheint. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Ausgangssignal des Druckaufnehmers 40 ein auf Leitung 46 erscheinendes Analogsignal, welches mittels des Analog/ Digital Umsetzers 54 in die digitale Form umgewandelt wird. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann auch ein Druckaufnehmer verwendet werden, der ein digitales Ausgangssignal abgibt.

Wie bereits beschrieben, hört bei der Auskulationsmethode zum Bestimmen des Blutdrucks eine geübte Person die K-Töne ab und stellt diese fest. Bei der vorliegenden Erfindung wird diese komplizierte Feststellung mittels der Unterscheidungsschaltung 50 durchgeführt, wie sie nun kurz beschrieben werden soll. Eine wesentlich ausführlichere Erläuterung erfolgt dann in Verbindung mit den Diagrammen der Fig. 3 bis 6 und dem Flußdiagramm der Fig. 11 .

Das EKG Signal auf Leitung 60 der Fig.2 wird an ein R-Filter 64 angelegt, welches höhere und niedrigere Frequenzen in dem Signal unterdrückt und die ansteigenden Flanken der R-Spitze dazu verwendet, einen R-Impuls bestimmter Breite auf der Leitung 66 zu erzeugen. Diese immer wieder erscheinenden R-Impulse werden zur Markierung der Auftrittszeiten aufeinanderfolgender Herzschläge verwendet. In ähnlicher Weise wird das K-Ton Signal auf dem Kabel 30 durch ein K-Filter 68 gefiltert, welches die höheren und tieferen Frequenzkomponenten des Signals entfernt und daraus eine Reihe von K-Impulsen mit vorbestimmter Impulsbreite

10, Februar 1978

809847/0641

D 10462

auf Leitung 70 erzeugt, welche die Zeiten des Auftretens aufeinanderfolgender K-Töne markieren. Durch Unterdrücken der anderen Frequenzkomponenten bewirkt das K-Fi lter 68 auch eine Unterdrückung der Artefaktgeräusche, welche bekanntlich durchwegs von höherer Frequenz als die K-Impulse sind.

Nach der Anfangsaufblasphase jedes Betriebszyklus legt jeder der aufeinanderfolgenden R-Impulse auf Leitung 66 eine Anfangszeit fest, welche von dem K-Ton Gatter 48 nach Ankunft des R-Impulses zur Festlegung einer Zeitspanne verwendet wird, während der der K-Impuls auf Leitung 70 erscheinen müßte, wenn er überhaupt auftritt. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird von der Tatsache Gebrauch gemacht, daß der K-Ton normalerweise nicht früher als 156 Millisekunden und nicht später als 350 Millisekunden nach der R-Spitze erscheint. Somit muß ein K-Ton innerhalb eines 200-Millisekunden Intervalls auftreten, das 156 Millisekunden nach Auftreten des R-Impulses beginnt, wenn der K-Ton als gültig angesehen werden soll. Das K-Ton Gatter Intervall ist in Fig. 14 veranschaulicht.

Wird ein K-Ton während des Intervalls festgestellt, dann wird ein getakteter K-Impuls erzeugt, wird kein K-Ton während des Zeitintervalls festgestellt, dann erzeugt das K-Ton Gatter 48 einen K-Impuls.

Die K-Impulse und die durch das Gatter gelaufenen (gated) K-Impulse werden an den Artefaktzurückweiser 72 angelegt, indem die Identifizierungsfunktion wahrgenommen wird. Wenn zum ersten mal ein gefakteter K-Impuls auftritt, dann wird der gegenwärtig vorhandene Druckwert in digitaler Form in den Druckspeicher 58 über den Analog/Digitalumwandler 54 eingespeichert und zwar als systolischer Meßwert. Nachdem das K-Ton Gatter geschlossen wurde, wird der Manschettendruck um 3 mm Quecksilbersäule abgesenkt und dann wird ein weiterer R-Impuls auf. Die Artefaktzurückweisung 72 verlangt,

10. Februar 1978

809847/0641

- D 10462

daß ein weiterer dem zweiten R-Impuls folgender K-Ton auftreten muß, wenn die Folge von getakteten K-Impulsen als gültig und nicht als durch Artefaktgeräusch erzeugt betrachtet werden soll. Tritt kein weiterer K-Ton auf, dann wird daraus geschlossen, daß der erste K-Ton ein Artefaktgeräusch war. In diesem Falle werden die, dem Druckspeicher 58 zugeführten Druckdaten gelöscht und das System wartet auf den nächsten R-Impuls. Folgt dem zweiten R-Impuls ein zweiter getakteter K-lmpuIs, dann bleibt der gespeicherte systolische Druck erhalten und der nun gegenwärtige Druck wird in den Druckspeicher 58 als ein möglicher diastolischer Druck eingelesen. AufeinanderfolgendeDruckwerte werden in den Druckspeicher 58 eingelesen, so daß sein Inhalt wiederholt auf den neuesten Stand gebracht wird. Der letzte Druckwert, der in dem Druckspeicher 58 zu dem Zeitpunkt verbleibt, zu dem der diastolische Druck festgestellt wird, wird zum gemessenen diastolischen Druck.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung spricht die Artefaktzurückweisung 72 mit der Feststellung an, daß der mit dem ersten K-Signal in Beziehung stehende Druck als systolischer Druck festgestellt wird, wenn auf aufeinanderfolgenden Herzschläge drei K-Signale von zwei K-Signalen gefolgt werden. In ähnlicher Weise spricht die Artefaktzurückweisung 72 für eine Feststellung, daß der mit dem ersten getakteten K-Signal in Beziehung stehende Druck der diastolische Druck ist, wenn bei aufeinanderfolgenden Herzschlägen drei getaktete K-Signale gefolgt werden von zwei K-Signalen.

Nach der Feststellung des diastolischen Drucks betätigt die Artefaktzurückweisung 72 den Druckspeicher 58, um eine serielle Auslesung des systolischen und diastolischen Drucks zu bewirken und den Datenencoder 56 zu erregen, daß dieser die seriellen digitalen Ausgangssignale des Druckspeichers in einen seriellen FM-Datenffuß auf Leitung 62 umwandelt.

Das tragbare Magnetbandgerät 16 gleicht demjenigen, welches in der US Patentanmeldung 717651 beschrieben wurde, welche am 25. August 1976 unter dem Titel "Electrocardiographic Computer" von I. Raymond Cherry und Donald

10. Februar 1978 8098 4 7/0841

D10462

Ua

L. Anderson eingereicht wurde. Bei dem dort beschriebenen Gerät kann die das Gerät tragende Person von Hand dem in einer der Spuren des Magnetbandes aufgezeichneten EKG Signal ein Vorfallmarkiersignal überlagern. Bei der vorliegenden Erfindung wurde dieses Magnetbandgerät abgewandelt derart, daß das Auftreten serieller digitaler pulsbreiten-modulierter Daten (nachstehend als DPWM bezeichnet) auf Leitung 62 für das Aufzeichnen Priorität hat vor dem Vorfallmarkiersignal, welches wiederum Priorität vor dem EKG Signal besitzt. Dieses Prioritätssteuerungsschema gewährleistet, daß keine Blutdruckdaten verloren gehen. Da nur dreiviertel einer Sekunde erforderlich sind, um die seriellen DPWM Daten einzulesen, würde ein gleichzeitig auftretendes Vorfallmarkiersignal dennoch (wenn auch unterbrochen) erkennbar sein, da es eine längere Dauer besitzt (annähernd 1 Sekunde bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel).

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann mit dem tragbaren Handgerät 16 gleichzeitig in zwei Spuren des Magnetbandes 74 aufgezeichnet werden. Eine der Spuren 73 ist für einen Kanal von EKG Signalen vorgesehen, während die andere Spur 75 den Blutdruckdaten, einer Vorfallmarkierung und einem zweiten Kanal von EKG Signalen reserviert ist, welche wahlweise aufgezeichnet werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besitzt das Magnetband 74 eine Länge, die ausreicht für eine 26-stündige Aufzeichnung von aufeinanderfolgenden Daten bei der verwendeten Aufzeichnungsgeschwindigkeit (.0625 Millimeter pro Sekunde bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel). Es ist natürlich nicht notwendig, daß während der ganzen 26 Stunden auf dem Band aufgezeichnet wird und das Magnetband 74 ist also ein sehr kompaktes und bequemes Mittel der Speicherung, was auch immer für Daten auf ihm gespeichert werden. Die folgende Wiedergabe-Abspielung des Bandes in dem elektrokardiographischen Rechner 32, die nachstehend beschrieben wird, zerstört nicht die auf dem Band aufgezeichnete Information. Ein schematisches Schaltbild der Schaltung des tragbaren Bandgerätes 16 ist in Fig. 7 gezeigt.

10. Februar 1978

809847/0Θ41

D 10462

.44-

Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist das BPM System mit einer digitalen Anzeigeschaltung 76 versehen, die es gestattet, daß die gemessenen systolischen und diastolischen Blutdrucke mittels einer LED-Anzeige oder einer Flüssigkristallanzeige in der Form zweier Zahlen mit drei Dezimalstellen angezeigt werden, und zwar solange, bis die Anzeige durch einen Rückstellschalter gelöscht oder bis eine neue Messung vollendet wurde. Die Digitalanzeige erlaubt die Ablesung der angezeigten Meßwerte, ohne daß der Aufzeichnungsprozeß unterbrochen wird. Ein schematisches Schaltbild der digitalen Anzeigeschaltung ist in Fig. 10 gezeigt.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das Magnetband 74 aus dem tragbaren Magnetbandaufzeichnungsgerät 16 entnommen und in einen elektrokardiographischen Rechner 32 zur Analyse und Aufzeichnung eingesetzt. Der elektrokardiographische Rechner ist ähnlich demjenigen, der in der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 717651 beschrieben wurde. Wie dort ausgeführt, enthält der elektrokardiographische Rechner eine Bandwiedergabeeinheit 78 zum Umwandeln der aufgezeichneten Signale in elektrische Form , einen Herzschlagfrequenz-Trend-Rechner 80, der auf das EKG Signal anspricht und ein Herzschlagfrequenz-Signal erzeugt, welches die Frequenz anzeigt, mit der das Herz des Patienten geschlagen hat, sowie eine Aufzeichnungseinheit oder Schreiber 82, der eine graphische Darstellung 84 der Herzschlagfrequenz über der Zeit erzeugt.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird der elektrokardiographische Rechner 32 durch das Hinzufügen eines Datendecoders 86 modifiziert, welcher die Blutdruckdaten erkennt und von den EKG Daten trennt und der ein Steuersignal erzeugt, wenn die Blutdruckdaten vorhanden sind. Der elektrokardiographische Rechner 32 der genannten

10. Februar 1978

809847/0S41

D 10462

Uu

Patentanmeldung wurde weiterhin durch das Hinzufügen eines Multiplexergatters 88 modifiziert, welches auf das vom Datendecoder 86 erzeugte Steuersignal anspricht und selektiv das Herzschlagfrequenz-Signal oder das Blutdrucksignal durchläßt, sofern dieses vorhanden ist. Der elektrokardiographische Rechner 32, wie er in der oben genannten Patentanmeldung offenbart wurde, ermöglicht es auch, in der graphischen Darstellung 84 Punkte anzuzeigen, bei weichender Vorgangsmarkierer betätigt wunde.

Schematische Schaltbilder des Datendecoders 86 und des Herzschlagfrequenz-Trend-Rechners 80 sind in den Fig.8 bzw. 9 dargestellt. Das Mulitplexergatter 88 wird in Fig.9 mit dem Bezugszeichen 380 angegeben.

Zusammengefaßt verkörpert das in den Fig.l und 2 gezeigte System ein Verfahren zum Erzeugen einer verbesserten Darstellung von Herz- relevanten Daten, wodurch die Diagnose von Herzfehlern und Unregelmäßigkeiten erleichtert wird und zwar durch ständiges Abtasten eines vom Patienten erzeugten EKG Signals, Messen des Blutdrucks des Patienten in Intervallen unter Verwendung eines am Patienten angebrachten tragbaren Gerätes und Aufzeichnung sowohl des EKG Signals als auch des Blutdrucksignals in einer einzigen Spur eines Magnetbandes. Das Magnetband wird später wiedergegeben und zwar bei einer höheren Geschwindigkeit als bei der Aufnahme, wobei ein kombiniertes elektrisches Signal erzeugt wird, welches sowohl das EKG Signal als auch das Blutdrucksignal darstellt. Diese beiden letzteren Signale werden dann durch einen Datendecoder getrennt und ein Herzschlagfrequenz-Signal wird aus dem EKG Signal erzeugt. Schließlich werden sowohl das Blutdrucksignal als auch das Herzschlagfrequenz-Signal über der Zeit in der gleichen graphischen Darstellung gezeichnet oder geschrieben.um die Diagnose zu erleichtern.

Der Rest der Beschreibung soll sich nun mit einer eingehenderen Erläuterung derjenigen Teile des BPM Systems befassen, welche nicht ohne weiteres aus dem bekannten Stand der Technik zu entwickeln sind. Die Stromversorgung,

10. Februar 1978

809847/0841

D10462

US

die Systemzeitgabe, die Unterscheidungsschaltung 50 und die Ventilsteuerschaltung 38 werden im Zusammenhang mit den Fig.3 bis 6 beschrieben, welche in schematischer Form diese Schaltungen darstellen.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Energie für das BPM System von einigen Nickelkadmiumzellen erzeugt, welche zu einer 7,5-Volt-Batterie zusammengeschaltet sind. Der die Punkte 34 antreibende Motor und der das Ventil 36 betätigende Elektromagnet werden über Transistorschalter von dieser Stromquelle getrieben. Zur Verwendung in der elektronischen Schaltung des BPM Systems wird eine geregelte 5-Volt-Spannung durch den Regler U24, 90 der Fig.3 und die Widerstände RIl und R12 erzeugt. Der Transistor Q3 istein Emitterfolger,um mehr Strom zur Verfügung zu stellen als U24 allein vermögen würde.

Zwei getrennte geschaltete Energiequellen sind vorgesehen um, wie in Fig.5 gezeigt, den Druckaufnehmer 40 und den U36-Vergleicherteil der Ventilsteuerschaltung mit Strom zu versorgen. Diese Energiequellen werden an- und abgeschaltet, um den Energieverbrauch zwischen den Meßzyklen zu reduzieren. Die Transistoren Q4 und Q5 dienen dazu, Pegelverschiebungs- und Schaltfunktionen auszuführen. Werden diese Energiequellen angeschaltet, dann erzeugt die Bezugsdiode D3, 92 der Fig.5 eine stabile temperaturkompensierte Spannung von 1,220-VoIt als Bezugsspannung für beide Energiequellen. U25a und Widerstände Rl6 und Rl7 stellen eine Quelle mit einer konstanten Spannung von 5 Volt dar. Der Transistor Q6 wird als ein Stromtreiber verwendet. Dieser versorgt den Vergleicher 94 der Fig.5 und die Analog/Digitalumwandler-Zähler U28 und U29, mit Bezugszeichen 96 bzw. 98 in Fig. 5. Die von U25B und Transistor Q7 erzeugte Spannung für den Aufnehmer ist einstellbar, um Differenzen in den Aufnehmern und Änderungen in der 5-Volt-Spannung, wie sie von U25A empfangen wird, zu kompensieren.

10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

Die gesamte Sysfemzeitgabe wird von einem krisf al !gesteuerten Oszillator in Fig.3 erzeugt, welcher gebildet wird aus U22A und U22B, Widerständen Rl und R2, Kondensator C1 und Krisfall Xl. Das Ausgangssignal dieser Schaltung auf Leitung 102 ist eine Rechfeckwelle mit einer Frequenz 16.386 Hz. Der Zähler Ul teilt die GrundosziIlaforfrequenz, um Signale mit verschiedenen anderen Frequenzen zu erzeugen einschließlich folgender: 8.192 Hz (8KHz) für Taktimpulse für den Analog/Digifalumsefzer, 1.024 Hz für die K-Ton-Gatferschaltungen, 32 Hz für den Ausgangsdatenencoder und ein 1 Hz-Taktsigna Der Zähler U2 feilt das vom Zähler Ul für andere Systemzwecke erzeugte 1-Sekundensignal. Der Ausgang des Zählers wird durch U4 abgetastet,um eine Grundzeitspanne von 15 Minuten zu bilden. UoAund U6B decodieren die 128-Sekunden-Zählung, die dem Zyklusbeginn folgen,um abzuschalten, wenn ein Meßzyklus über diese Zeitspanne hinausläuft. Ein Ϊό-Sekunden-Ausgangssignal wird als Pumpensicherheifsabschalfung verwendet. Zusammengenommen stellen die Zähler und Gatter den Zeifgabesignalgenerator 104 der Fig.3 dar.

Während des Intervalls zwischen Meßzyklen befinden sich die Q-Ausgänge der beiden Flip-Flops U3A und U3B mit Bezugszeichen 106 und 108 der Fig.3 auf dem Verknüpfungswert 0 und die Q-Ausgänge auf dem Verknüpfungswerf 1. Die JK-Eingänge von U3A sind auf dem Verknüpfungswerf 1 festgelegt und das Flip-Flop ändert seinen Zustand bei einem positiven Taktübergang. Der J-Eingang von U3B ist mit dem Q -Ausgang von U3A verbunden und befindet sich auf 1, während der K-Ausgang von U3B auf 0 liegt (Q-Ausgang von U3B) und das Flip-Flop ändert seinen Zustand bei einem positiven Takt übergang.

Wenn die 512-, 256- und 128-Sekunden-Ausgänge des Zählers U2 alle den Verknüpfungswert 1 besitzen, dann nimmt der Ausgang des NUND-Gatters U4A den Verknüpfungswerf 0 und Gatter U5A den Werf 1 an, wodurch die Flip-Flops U3A und U3B getaktet werden. Der 1-Pegel stellt auch den Zähler U2 über Leitung 110 zurück, wodurch der Ausgang von U5A auf 0 geht. Die Q-Ausgänge von U3A und U3B sind nun auf 1, was die Pumpe über Leitung 112

10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

einschaltet, das Ventil über Leitung 114 schließt und die Stromversorgung 116 der Fig.5 für den Vergleicher 94 der Fig.5 und für den Druckaufnehmer anschaltet.

Der Zähler U2 erzeugtauf Leitung 118 ein Ausgangssignal nachdem 16 Sekunden vergangen sind, wobei das Ausgangssignal einen hohen Wert annimmt, um das Flip-Flop U3B (108) über das Oder-Gatter Ul 3A (120) rückzustellen. Die Pumpe wird ebenfalls durch ein Signal (vergleiche 94 der Fig.5) abgeschaltet, welches über das Oder-Gatter 120 der Fig.3 angelegt wird.

Nach 128 Sekunden nach Beginn eines Meßzyklus stellt das NUND Gatter U5B (122) den 128-Sekundenzustand fest und das 0 Signal von U5B bringt den Ausgang des UND Gatters UIlC (196) auf den niedrigen Wert, wodurch die gesamte Entscheidungslogik einschließlich des Flip-Flops U3A zurückgestellt und der Meßzyklus beendet wird. Ein weiterer Zyklus wird dann nach 12,8 Minuten eingeleitet.

Mittels des Start/Stop-Schalters Sl (126) in Fig. 3 kann jederzeit ein neuer Meßzyklus begonnen oder ein laufender angehalten werden. Das NODER-Gatter U 15A dient als Inverter und sein Ausgangssignal befindet sich auf 0, wenn der Schalter Sl offen ist. Der Eingang des Inverters U6E (128) ist über den Widerstand RIO geerdet, so daß der Ausgang von U6E auf hohem Wert liegt. Wird der Schalter Sl geschlossen, dann schaltet der Ausgang von U15A auf den 1-Zustand um. Diese Übergangsschaltung lädt den Kondensator C über die eingebauten Dioden des Inverters U6E auf, wodurch der Eingang von U6E kurzzeitig auf+5 Volt angehoben wird, bevor die Entladung über R 10 auf Erde erfolgt. Nach annähernd einer Mikrosekunde erreicht der Eingang von U6E den VerknUpfungswert 0. Das Ausgangssignal von U6E ist ein negativer Impuls von einer Mikrosekunde, welcher

10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

die Zähler Ul und U2 zurückstellt und die Flip-Flops U3A (106) und U3B (108) über das NUND Gatter U5A taktet und somit einen Meßzyklus einleitet. Lief ein Meßzyklus bereits, wenn der Schalter Sl gedrückt wurde, dann war der K-Eingang von U3B auf dem Wert 1 und U3B wird über den Taktimpuls zurückgestellt. U3A ändert seinen Zustand dauernd mit dem Takt und wird auch zurückgestellt.

Ist die Anfangsaufblas- oder Füllphase des Meßzykfus beendet und hat die Meßphase bereits begonnen, dann liegen die J- und K-Eingänge von U3B auf 0, so daß es seinen Zustand nicht mit dem Takt ändert. Wurde die Messung bereits durchgeführt und wartet das System auf den Beginn des neuen Zyklus, dann befinden sich verschiedene Zähler und Register in einem unbekannten Zustand aber nach 128 Sekunden treibt ein Ausgangssignal von U5B (122) mit dem Wert 0 die Rückstelleitung 130 auf den Wet O, wodurch die gesamte Schaltung zurückgestellt wird.

Es wird nun auf das Schaltbild des K-Tongatters, gemäß Fig.4 Bezug genommen, aus dem erkenntlich ist, daß die Erzeugung von K- und K-Impulsen durch NUND Gatter U4B (132) und U22D (134) abgeschaltet wird. Ist das Unterdrucksetzen beendet, dann werden die K- und K-Ausgangsimpulse eingeschaltet.

Befindet sich das Flip-Flop U18C in seiner gesetzten Stellung (Q-Ausgang auf Wert 1) dann läuft ein R-Wellenimpuls vom R-Filter 64 zum UND Gatter U19A und stellt das Flip-Flop Ul8C zurück, wodurch weitere R-Wellen Eingangsimpulse unwirksam werden. Das Ausgangssignal von Ul9A ist ein schmaler Impuls von annähernd einer MikrosekundeBreire, der das Flip-Flop U18D (140) in in Fig .4 zurückstellt und durch den Multiplexer U21 (142) von Klemme 2 zur Klemme durchläuft, um den Zähler U17(144) zurückzustellen. Hiernach zählt der Zähler Ul7 mit einer 1 024 Hz-Frequenz und der Zählzustand 156 Millisekunden wird am Ausgang des UND Gatters U12C (146) festgestellt. Dies setzt das Flip-Flop U18B, welches wiederum die beiden K- und K- UND Gatter U19D (148) und U19C (150) öffnet. Wie bereits zuvor beschrieben, werden diese Gatter dann während der

10. Februar 1978 809847/0641

D 10 462

nachfolgenden 200 Millisekunden geöfnnet gehalten, bis die 350 Millisekunden-Zählung am Ausgang des UND Gatters U19B (152) festgestellt wird, was bewirkt, daß ein !-Signal durch den Mulitplexer U21 (142) von Klemme 14 zur Klemme 12 läuft und einen ins positive gehenden Übergang am K- Gatter U19C (150) erzeugt, welches dem K-Impuls abgibt. Der 1-Pegel läuft auch durch das Oder-Gatter U13 (154), setzt dasFlip-Flop U18C (136) und stellt das Flip-Flop U18B zurück, wodurch die Gatterdurchlaßperiode beendet wird. Die Breite der Ausgangsimpulse des K-Gatters 150 und des Oder-Gatters 154 ist annähernd 1,2 Mikrosekunden. Das K-Tongatfer muß nun auf eine weitere R-WeIIe warten, um das nächste K-Gatter-InfervalI zu erzeugen. Fig. 14 zeigt das K-Tongatter-Intervall.

Wird ein K-Ton während des Gatter-Intervalls festgestellt, dann wird durch das K-Gatter U19D (148) ein durch das K-Gatfer getasteter K-Impuls erzeugt, welcher die FHp-Flops U18C (136) und U 18D (140) zurückstellt, wodurch der K-fmpuls unterdrückt wird.

Wenn die R-WeIlen für mehr als zwei Sekunden unterbrochen werden, dann wird das Flip-Flop U18D (140) gesetzt, wodurch das System in eine andere ungetastete oder ungetaktete Betriebsweise gebracht wird. In dieser Betriebsweise erzeugt das System intern einen Ersatz für die nicht anwesenden R-WeIlen in Form einer Folge von zwei Sekunden Zeitintervallen, welche analog zu den Intervallen zwischen aufeinanderfolgenden Herzschlägen sind. Es se! hier darauf hingewiesen, daß die vorliegende Erfindung die Messung des systolischen und diastolischen Blutdruckes gestattet, auch wenn die EKG Elektroden nicht am Patienten angebracht sind,

Wird das Flip-Flop U18 D (140) gesetzt, dann schaltet der Multiplexer U21 (142) von den Eingängen 2, 5 und 14 auf die Eingänge 3, 6 und 13. Dies erlaubt dem l-Pege^der das Flip-Flop U18D gesetzt hat, nun den Durchlauf durch den Mulitpiexer U21 von der Klemme 13 zur Klemme 12, wodurch ein K-Impuls durch das K=°Gatt@r U19C (Ί50) gebildet und ein Rücksteliimpuls durch das Oder-Gatter U13 (154) erzeugt wird. Der Rückstellimpuls von U 13

10. Februar 1978 809847/0641

D 10462

bewirkt die Aberregung des Ventils 36 zur Druckabsenkung und während das Ventil aberregt wird, läuft ein Signal auf der Leitung 156 durch den Multiplexer 142 um den Zähler U 17 (144) rückzustellen. Am Ende der Aberregungsperiode beginnt der Zähler U17 zu zählen und nach 95 Millisekunden wird U18 B gesetzt und öffnet das K-Gatfer. Die Verzögerung von 95 Millisekunden ist erforderlich, um das Manschettengeräusch abklingen zu lassen , bevor die Wiedererregung des Ventils 36 erfolgt. Das K-Gatter bleibt nun geöffnet bis entweder ein K-Ton erscheint oder zwei Sekunden vergangen sind, was in einem K—Signal resultiert. In beiden Zuständen wird der Druck in der Manschette 26 schrittweise erniedrigt und der Aberregungszeitgeber der Ventilsteuerschaltung wieder neu gestartet. Wird eine R-WeIIe festgestellt, dann wird das Flip-Flop U18D (140) rückgestellt und die Gatter-Wirkung wie normal wieder aufgenommen.

Wie aus dem Blockschaltbild der Fig.2 hervorgeht, sind die Eingangssignale zu dem K-Tongatter 48 die Signale auf Leitung 66 und 70 von dem R-Filter 64 bzw. dem K-Filter 68. Die Schaltungen dieser Filter sind sehr ähnlich und unterscheiden sich nur in der Zeitkonstante, die in dem Filter verwendet wird. Deswegen kann die in Fig.6b gezeigte Filterschaltung sowohl für das K-Filter als auch für das R-Filter verwendet werden. Wie Fig.6b zeigt, besitzt das Filter eine Isolierstufe 158, einen Tiefpassverstärker 160,dessen Verstärkung bei 120Hz 3db niedriger liegt, eine Filterstufe 162, der ein Hochpassverstärker folgt, dessen Ansprechen oder Verstärkung bei 40Hz um 3db niedriger liegt. Der Ausgang des Hochpassverstärkers ist mit dem Vergleicher 166 verbunden, der als eine Schwelle wirkt und nur diejenigen Teile des Signals durchläßt, welche negativer sind als ein voreingestellter Schwellwertpegel nämlich die R-Spitzen des EKG Signals. Das NUND Gatter 168 wird als ein Inverter verwendet und bringt die K- oder R-Impulse auf positive Polarität. Fig. 6c zeigt eine Spannungsteileanordnung, welche als Masse oder Erdung für die Filterschaltung dient.

Es wird nun die Beschreibung des Schaltbildes der Unterscheidungsschaltung 10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

50 gemäß Fig. 3 fortgesetzt, in der beim ersten Anlegen von Strom die Flip-Flops U 8 A (170) und U8B (172) zurückgestellt werden (Q-Ausgang hoch) . Der Q-Ausgang des Flip-Flops U8 A hält über das NODER Gatter U13 B den Zähler U7 (174) im rückgestellten Zustand. Nachdem der Pumpenmotor abgeschaltet wurde, werden wie zuvor beschrieben, von dem K-Tongatter K- und getaktete K-Impulse abgegeben.

Der Q-Ausgang von U 8 B (172) ist mit dem J-und K-Eingang von U 8 B verbunden. Ist Q hoch,dann ändert das Flip-Flop U8 B seinen Zustand bei einem ins Negative gehenden Impuls. Der Q-Ausgang von U8B ist auch mit dem K-Eingang des Flip-Flops U8 A verbunden und der Q-Ausgang von U8B steht mit dem J-Eingang des Flip-Flops U8 A in Verbindung. Nach der Rückstellung ist der Q-Ausgang von U8 A hoch und Taktimpulse erzwingen den gleichen Zustand. Bei U8B ist der Q-Ausgang hoch und der Q-Ausgang niedrig, aber es wechselt seinen Zustand bei ins Negative gehenden Impulsen.

Das UND Gatter UIlB wird durch den Q-Ausgang von U8B geöffnet und steuert das systolische Speicherregister. Der Q-Ausgang von U7B steuert das UND Gatter UIlA und das diastolische Speicherregister. Nach der Rückstellung wird UIlB geöffnet und U11 A geschlossen.

Der Manschettendruck wird normalerweise am Anfang über dem systolischen Blutdruck liegen und es werden keine K-Töne auftreten. K-Impulse werden von dem Zähler U7 (174) nicht gezählt, da dieserZähler über den Q-Ausgang des Flip-Flops U8A anfangs, wie beschrieben, in dem rückgestellten Zustand gehalten wird. K-lmpulse laufen auch durch die UND Gatter U14A und U14 B und stellen das Flip-Flop U8B (172) zurück, welches anfangs bereits in dem zurückgestellten Zustand ist.

Wenn der Manschettendruck absinkt, dann wird der systolische Druck erreicht und ein K-Ton festgestellt. Die positive Flanke dieses K-Impulses taktet

10. Februar 1978

809847/064

D 10462

_ 53 -

bei dessen Durchlauf durch das UND Gatter UIlB den vorliegenden Zustand des Analog/Digitalumsaetzers 54 gemäß Fig.2 und bringt diesen in den systolischen Registerteil des Druckspeichers 58 der Fig.2. Die abfallende Flanke des Impulses taktet dann das Flip-Flop U8B. Sein Q - Ausgang nimmt nun den niedrigen Wert an und schaltet den Eingang zum systolischen Register ab, so daß der eingelesene Wert nicht verändert wird. Der Q-Ausgang des Flip-Flop U8B nimmt seinen hohen Wert an und öffner das diastolische Gatter UlIA. Der Q-Ausgang von U8B wird an dessen J- und K- Eingang zurückgeführt und hält beide Eingänge auf dem niedrigen Pegel, so daß weitere K-Impulse seinen Zustand nicht ändern können. Die J-und K-Eingänge des Flip-Flops U 8 A haben nun ihren Zustand geändert, so daß der J-Eingang hoch und der K-Eingang niedrig sind. Nimmt man an, daß nun jedem Herzschlag ein K-Ton folgt, dann speichert der zweite K-Impuls den dann augenblicklich vorhandenen Druckwert wie er von dem Ana log/Digital umsetzer 54 der Fig.2 erzeugt wurde in das diastolische Register beim Auftreten der positiven Flanke des K-Impulses ein, wobei dieser K-Impuls auch das Flip-Flop U8 A taktet, so daß sein Q-Ausgang auf dem gleichen Pegel wie sein K-Eingang ist, nämlich beide auf dem niedrigen Pegel. Ein niedriger Pegel am Q-Ausgang hebt nun den rückgestellten Zustand des Zählers U7 auf, so daß dieser zählen kann, und schließt das UND-Gatter U14A, so daß das Flip-Flip U8B (172) nicht rückgestellt werden kann. Nachfolgende K-Impulse takten nun neue Daten in das diastolische Register und haben keine Wirkung auf die anderen Schaltungsteile.

Sobald der Manschettendruck unter den diastolischen Druck gefallen ist, hören die K-Töne auf. Ein K -Impuls folgt nun jedem Herzschlag und diese K- Impulse werden von dem Zähler U7 (174) gezählt. Sobald drei aufeinanderfolgende 14-lmpulse gezählt wurden, dann geht der 3-Ausgang auf den hohen Wert und verhindert ein weiteres Zählen. Der Inverter U6C invertiert das vom Zähler U7 kommende Signal und schaltet die UND-Gatter Uli A und Uli B ab, so daß verhindert wird, daß

10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

weitere Daten in den Druckspeicher 58 vom Analog/Digitalumsetzer 54 der Fig.2 gelangen. Bis zu diesem Zeitpunkt hat der Inverter U6C den Zähler U9 (176) in dem rückgestellten Zustand gehalten, ebenso wie die Multiplex-Steuerleitung 178 über das NODER-Gatter U 15D (180) in dem Zustand "datenabgeschaltet" gehalten wurde. Das Flip-Flop UlOA (182) wurde ebenfalls in dem rückgestellten Zustand gehalten, indem sein Q-Ausgang auf dem niedrigen Wert liegt.

Sobald der Ausgang des Inverters U6C einen negativen Wert annimmt, wird die Datenausgangsschaltung eingeschaltet und die Mulitplex-Steuerleitung 178 nimmt den hohen Wert an. Der Datenausgangsschalter U16 (184) ist immer noch im abgeschalteten Zustand. Der Zähler U9 wird nun eingeschaltet und zählt das 32Hz-Eingangstaktsignal. Nach vier Taktperioden nimmt die Klemme 6 des Zählers U9 (176) einen hohen Wert an und das Flip-Flop UlOA (182) ändert seinen Zustand, so daß Taktimpulse durch das UND-Gatter U14 C (186) gelangen um den Datenausgangsschalter U16 (184) anzuschalten.

Taktimpulse werden nun am Eingang des NUND'Gatters U5C (188) zu ins Positive gehenden Impulsen und am Eingang des NUND-Gatters U5D (190) zu Negativ gehenden Impulsen konvertiert. Die am Eingang von U5C erscheinenden Impulse werden nur dann an seinen Ausgang durchgelassen, wenn sein anderer Eingang positiv ist, was einem I=BSt in den Druckspeicherregistern entspricht. Impulse an dem Eingang von U5D schieben die in den Spaicherregistern gehaltenen Daten, um einen Stellenwert nach rechts, wobei sie jeweils den Zustand des Flip-Flops UlOB (192) ändern. Die von U5C durchgelassenen Impulse laufen auch durch U5D , um den Ausgangszustand des Flip-Flops UlOB (192) zu ändern. Somit werden die in digitaler Form Sn den Druckspeicher 58 gespeicherten Druck= daten in einen FM-DatensSrom durch die Schaltung umgewandelt, welche in Fig.2 als Datenencoder 56 gezeigt ist.

Nach sechszehn weiteren Taktimpulsen (insgesamt zwanzig) sind alle Daten des Druckspsichers aus den Registern ausgeschoben worden. Das Flip-Flop

10. Februar 1978 „ , „

D 10462

UlOA (182) wird dann zurückgestellt und der Datenausgangsschalter 184 abgeschaltet. Die Multiplex-Steuerleitung 178 bleibt für vier weitere Taktimpulse auf hohem Wert. Der Ausgang des NODERGatfers U 15D (180) nimmt dann den Wert 0 an.

Die negative Flanke am Ausgang des NODER-Gatters 180 wird durch den Kondensator C 3 (194) in einen Negativ gehenden Impuls umgewandelt, welcher an das UND-Gatter UIlC (196) angelegt wird. Der aus dem UND-Gatter Uli C kommende negative Impuls stellt die Steuer-Flip-Flops U8A(170)und U8B (172) und die Zyklus-Steuer-Flip-Flops U3A (106) und U3B (108) zurück, wodurch der Meßzyklus beendet wird.

Die Zurückweisung von fälschlicherweise hohen systolischen Messungen, wie sie durch Artefaktstörungen bewirkt werden, erfolgt durch die Flip-Flops U8A (170) und U8B (172). Der erste K-Ton speichert systolische Daten ein und schaltet das diastolische Register an. Wird nach dem nächsten Herschlag ( R-Impuls) kein K-Ton festgestellt, dann muß ein K-Impuls auftreten. Dieser K-Impuls wird durch die UND Gatter U14A und U14B hindurchgelassen und stellt das Flip-Flop U8B (172) zurück, was eine neue Messung des systolischen Druckes gestattet. Der diastolischen Messung muß aufeinanderfolgend die Abwesenheit von drei K-Tönen folgen. Dies gewährleistet, daß der K-Zähler U7 (174) bei jedem K-Impuls zurückgestellt wird.

Das schematische Blockschaltbild der Fig.5 zeigt den Analog/Digitalumsetzer und die Speicherregister wie sie beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet werden. Die Zähler U28 (96) der Fig.5 und U29 (98) sind 4-Bit Binärzähler, die Jn Reihe geschaltet sind,um einen einzigen 8-Bitzähler zu bilden. Dieser Zähler kann auf-und abzählen. Die Richtung der Zählung

10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

wird durch das Flip-Flop U37 B (198) und dem Vergleicher U36 (94) durch Fig.5 gesteuert.

Die Ausgänge der Zähler 96, 98 sind mit den zwei 8-Bit Speicherregistern U30 (200) und U 31 (202) und mit einem R=2R-Leiter-Netzwerk verbunden. Das Leiter-Netzwerk wandelt die 8-Bitzahlen der Zähler in Gleichspannungspegel um. Der jeweilige Pegel und das DruckaufnehmerausgangssignaI werden für einen Vergleich dem Vergleicher U36 (94) zugeführt.

Wenn die Leiter-oder Stufenspannung über der Aufnehmerspannung liegt, dann ist der Ausgang des Vergleichers U36 auf niedrigem Wert. Bei der nächsten negativen Taktimpulsflanke ist der Q-Ausgang des Flip-Flops U37B (198) auf niedrigem Wert und setzt die Zähler in eine abwärts zählende Arbeitsweise. Bei der nächsten positiven Taktimpulsflanke zählt der Zähler um eine Zählung nach unten, wodurch der Spannungspegel am Vergleicher reduziert wird. Liegt die Stufen- oder Leiterspannung immer noch über der Aufnehmerausgangsspannung, dann wird die Abwärtszählung bei jeder positiven Taktimpulsflanke fortgesetzt.

Wenn die Leiter- oder Sfufenspannung niedriger als die Aufnehmerspannung ist, dann nimmt der Ausgang des Vergleichers U36 (94) einen hohen Wert an. Bei der nächstfolgenden negativen Taktimpulsflanke wird der Q-Ausgang des Flip-Flops U37B (198) hoch, wodurch der Zähler in einen Aufwärtszäh !zustand gebracht wird. Nun wird der Zähler bei jedem positiven Taktimpuls höher geschaltet, bis die Stufenausgangsspannung wiederum die Aufnehmerspannung übertrifft.

Normalerweise wird der Pegel des Ausgangssignals des Aufnehmers zwischen zwei diskreten Leiterstufen liegen und das Ausgangssignal der Zähler 96-98 wird über und unter den Aufnehmerausgangspegel hin- und herwechseln (zittern).

10. Februar 1978

809847/0641

D10462

Liegt der Aufnehmerpegel über dem Eingangsbereich des Analog/ Digitalumsetzers, dann wird ein Überlaufsignal an der Klemme 7 des Zählers U29 (98) erzeugt, welches das Arbeiten der Zähler unterbindet, bis der Aufnehmerausgangspegel wieder innerhalb des Eingangsbereiches des Analog/Digitalumsetzers ist.

Nach Beendigung der Manschettenfüllung oder -Aufblasung in jedem Betriebszyklus wird die Druckabsenkung während der Meßphase gesteuert durch eine Schaltung für konstante Differenzdruckschritte, wie sie in Fig.6a gezeigt ist. Diese Schaltung besteht aus einem Integrator 204 und einem Vergleicher 206. Impulse von dem ODER-Gatter U13 (154) der Fig .4 tasten den Transistor Q8 (208), wodurch der Integrator-Kondensator C entladen und der Ausgang von U25C auf Masse gebracht wird. Dies wiederum bewirkt, daß der Ausgang des Vergleichers U25D niedrig ist, so daß der Strom zum Ventilelektromagneten 210 abgeschaltet ist. Das aberregte Ventil läßt nun etwas Luft aus der Manschette in die Atmosphäre. Nachdem der Rückstellimpuls abgeklungen ist, beginnt der Integrator 204 in Richtung der positiven Versorgungsspannung zu integrieren. Sobald das Ausgangssignal des Integrators 204 annähernd 4,3 Volt erreicht, ändert der Vergleicher Ü25D seinen Zustand und schließt wieder das Ventil.

Die Integrationsgeschwindigkeit ist annähernd gleich 4,3 RC/E, wobei C die Kapazität des Kondensators C, R der Widerstand gemäß Fig.6a und E die Eingangsspannung zum Integrator vom Druckaufnehmer ist. Bei geeigneter Wahl der RC- Zeitkonstanten kann die Druckdifferenz zwischen aufeinanderfolgenden Schritten auf jeden gewünschten Wert eingestellt werden . Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der Druckschritt auf 3 mmHg gesetzt. Bei einer konstanten Herzschlaggeschwindigkeit hat der Manschettendruck dann die Form einer absteigenden linearen

10. Februar 1978

809847/0041

D 10462

Treppe, wie sie in Fig. 12 gezeigt ist.

Es wird nun auf das schematische Schaltbild der Fig.5 Bezug genommen und die Schaltung zur Steuerung des Manschettendruckes beschrieben. Zu Beginn des ersten Meßzyklus, wenn zum ersten Mal Strom angelegt wird, wird das Flip-Flop U37A (212) der Fig.5 über den Widerstand und den Kondensator gesetzt, welche mit seinem Setzeingang verbunden sind. Hierdurch wird eine vorbestimmte konstante Binärzahl mit dem Dezimalwert 180 an die Ausgänge der MuIH-plexgatter U 26 (214) und U27 (216) gebracht.

Ist die Pumpe angeschaltet, dann liegt die parallele Eingangseinschaltleitung 218 . der Zähler U28(96) und U29 (98) auf hohem Pegel, so daß die konstante Binärzahl an die Ausgänge der Zähler und an das R-2R Leiter- oder Stufen-Netzwerk durchgelassen wird, wodurch sich eine Bezugsspannung für den Vergleicher U36 (94) ergibt. Der Ausgang von U36 bleibt niedrig, bis der Manschettendruck den Wert von U28 und U29 entsprechend der konstanten Binärzahl übersteigt. Übersteigt der Manschettendruck 180mmHg, dann ändert der Vergleicher U36 seinen Zustand und hält die Pumpe über das ODER-Gatter U13 A (120) der Fig.3 und das Flip-Flop U3B (108) der Fig.3 an. Das Ausgangssignal des Vergleichers 94 in Fig.5 stellt auch das Flip-Flop U37A (212) Fn Fig.5 zurück und verbindet die parallelen Eingänge der Binäraddierer U34 (220) und U35 (222), welche fest verdrahtet sind, um 20 mm Hg zu dem Eingangswert zu addieren. Wird die Pumpe angehalten, dann liegt die parallele Eingangsschaltleitung 218 auf niedrigem Wert, wodurch bewirkt wird, daß der Analog/Digitalumsetzer, wie zuvor beschrieben, arbeitet. Tritt ein Impuls auf der sysfrolischen Einschaltleitung 224 der Fig. 5 auf, dann wird der augenblicklich am Ausgang des Analog/DigStalumsetzers vorhandene Wert in dem systolischen Speicherregister U 30 (200) und in den HaJteschaltungen U32 (226) und U23 (228) gespeichert. Der in den Halteschaliungen 226 und 228 gespeicherte Wert stellt eine

10. Februar 1978

09847/0841

D10462

Gruppe von Eingangssignalen zu den Addieren 220 , 222 dar. Der festverdrahtete Wert von 20 mmHg wird zu dem Eingangswert über die Addierer hinzugezählt und das Ergebnis wird dann über die Multiplexgatter 214, 216 zu den parallelen Eingängen der Zähler 96, 98 geführt. Dies gewährleistet, daß in nachfolgenden Zyklen der Manschettendruck jeweils 20 mmHg über der vorhergehenden systolischen Messung liegt.

Tritt eine Änderung im systolischen Blutdruck um mehr als 200 mmHg auf, dann folgt dem ersten Herzschlag ein K-Ton. Der K-Impuls läuft durch den NUND-Gatter-Inverter U 22C (230) der Fig.3 und das NODER-Gatter U20 um das Flip-Flop U3B (108) der Fig.3 und die Pumpenversorgungssteuerung zu setzen, wodurch der Manschettendruck um 120 mmHg erhöht wird. Drei K-Impulse müssen aufeinanderfolgend auftreten, bevor der Meßzyklus fortgesetzt werden kann. Nachdem drei K- Impulse aufgetreten sind, wird das NODER-Gatter U20 von dem Zähler U23 (232) der Fig.3 abgeschaltet und weitere folgende K-Impulse können die Pumpe nicht mehr anwerfen.

Führt die Addition von 20 mmHg zum vorhergehenden systolischen Druck durch die Addierer 220, 222 der Fig.5 zu einem Überlauf, dann bringt das Überlaufsignal der höchsten Stelle von dem Addierer 34(220) der Fig.5 die MulHplex-Gatter U26 (214 und U27 ( 216) in einen Zustand hoher Impedanz. In diesem Zustand werden nun die parallelen Eingangsleitungen der Zähler U28, U29 (96 und 98) alle auf binären Einsen gehalten (wodurch ein maximaler Druck von 255 mmHg dargestellt wird) und zwar durch acht Widerstände 234, so daß die Manschettenfüllung endet, wenn dieser Maximaldruck erreicht ist.

Obwohl das BPM System der vorliegenden Erfindung dort vorzugsweise Verwendung finden soll, wo eine Aufzeichnung von mit dem Herz in Beziehung stehenden Daten über längere Zeitperioden gewünscht ist, besitzt es doch die Fähigkeit, einige Daten darzustellen, sobald sie vorhanden sind. Diese Fähigkeit ist vor allem nützlich, um die Genauigkeit und ordnungsgemäße Anwendung und Betriebsweise des BPM Systems zu prüfen und sie ist zweckmäßig für den Arzt oder

809847/0641

10. Februar 1978

D10462

einen unter Anweisungen des Arztes stehenden Patienten den Augenblickswert des Blutdrucks zu bestimmen.

Wie Fig.od zeigt, wird dies dadurch geboten, daß die K-Töne verstärkt und an einem Stecker 505 angeboten werden, so daß die K-Töne mittels eines Ohrhörers oder einer anderen Vorrichtung gehört werden können.

Um die zuletzt gemessenen systolischen und diastolischen Blutdruckwerte ohne Verzögerung auslesen zu können, ist die digitale Anzeigeschaltung 76 der Fig.2 vorgesehen. Ein schematisches Schaltbild dieser Schaltung ist in Fig. 10 gezwigt, welche nun erläutert werden soll.

Wie zuvor beschrieben, werden in dem BPM System Digitaldaten in

0 1 2

einer 8-Bit-Binärgewichteten Form behandelt. (Bit 0 = 2 ; Bit 1 = 2 ; Bit 2 = 2 ,etc.) Für Ärzte und Patienten wäre es schwierig , dieses Datenformat rasch und richtig zu interpretieren, es deshalb nicht für eine direkte Anzeige geeignet. Außerdem verändern sich im allgemeinen die vom Analog/Digitalumsetzer 54 der Fig.2 kommenden Binärwerte dauernd mit einer 8-kHz-Frequenz, abhängig vom gegenwärtigen Blutdruck und dem Wechsel der niedrigsten Ziffer. Es wäre somit unmöglich, dem Wert mit dem Auge zu folgen. Wie nachstehend gezeigt wird, löst die Digitalablesung nach Fig. 10 diese Probleme dadurch, daß die binärgewichteten Werte in eine binärkodierte Dezimalform gebracht werden, wobei die Information in zwei dreistelligen Dezimalzahlen angeboten wird, welche numerisch gleich dem systolischen und diastolischen Blutdruck in mmHg sind. Die zuletzt gemessenen Werte des Blutdruckes werden elektronisch festgehalten und den Anzeigen zugeführt, so daß die Information auf Wunsch in einer leicht ablesbaren und flackerfreien Form dargestellt wird. Die zuletzt gemessenen Werte sind somit zur Anzeige nach Betätigung eines Druckknopfschalters von Hand vorhanden und die Werte werden automatisch gelöscht, wenn eine neue Messung durchgeführt wurde. Führende Nullen, falls solche vorhanden sind, werden zur leichteren Ablesung von der Anzeige elektronisch unterdrückt.

10. Februar 1978

809847/0841

D 10462

too

Der 8-Bit-Binärgewichtete Druckwert der sich in dem Analog/Digitalumsetzer 236 der Fig.5 befindet, wird über Leitungen 236 der Fig.10 in die digitale Anzeigeschaltung gebracht. Die integrierten Schaltungen U 1 und U2 sind Pufferverstärker, welche die Aufladung der elektronischen Anlag/Digitalumsetzerschaltung verhindern. Die systolische Anschaltleitung 224 und die diastolische Anschaltleitung der Fig. 3 bzw. 5, werden eingeführt und die Signale, wie in Fig. 10 gezeigt, gepuffert. Die binären Daten leitungen werden dann mit den Datenübersetzern U 5, U 6 und U 7 ( 238, 240 bzw. 242) verbunden. Diese sind ROM-Speicher (die nur gelesen werden können), die so angeschlossen sind, daß sie die Umwandlung aus dem binärgewichteten Format In ein binärkodiertes Dezimalformat mit drei Ziffern durchführen. Die digitalen Ableseeinheiten U8 bis U13, die mit dem Bezugszeichen 503 versehen sind, besitzen eingebaute Halteschaltungen, die die eingegebenen Daten speichern und sind im Handel erhältlich. Ein Impuls auf der systolischen Einschaltleitung 224 bringt die durch die Datenumsetzer 238, 240, 242 erzeugten binärkodierren Dezimaldaten zu den systolischen Druckanzeigen U8, U9 und UlO. Ein impuls auf der diastolischen Einschaltleitung bringt die binärkodierten Dezimaldaten in die diastolischen Anzeigen Uli , U12 und U13. Aufgrund iherer eingebauten Halteschaltungen bbiben die einmal eingebrachten Daten angezeigt, bis ein weiterer Einschaltimpuls ankommt.

Die Datenumsetzer 238, 240, 242 sind im Handel erhältlich und derart aufgebaut, daß ein hoher Pegel an der Klemme 15 dahingehend wirkt, daß alle Ausgänge auf den 1-Zustand getrieben werden. Jede der angezeigten Binärziffern wird durch Binärsignale auf vier parallelen Leitungen dargestellt, welche auch eine Darstellung für Ziffern so groß wie sechszehn liefern könnten. Da {ede der digitalen Ableseeinheiten U8 bis U13 nur zehn unterschiedliche Dezimalziffern darstellen kann, ist es möglich, die überschüssige Kapazität an Binärkombinationen auf den vier datenführenden Leitungen zu Steuerzwecken zu verwenden. Die digitalen Ablese-

10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

kl

einheifen U8 bis U13, wie sie in der Schaltung verwendet werden, bleiben ohne Anzeige wenn sie eine Binärziffer auf den vier Eingangsleitungen erhalten, die die Zahl fünfzehn darstellt.

Befindet sich weder auf der systolischen Einschaltleitung 224 noch auf der diastolischen Einschaltleitung 225 ein Impuls, dann fühlt das NODER-Gatter U4A (244) diesen Kein-Signafzustand ab und der Ausgang von U4A nimmt den hohen Pegel an, so daß er die Datenumsetzer U5, U6, U7 auf den Eins-Zustand bringt. Die Datenumsetzer liefern dann jeder der Anzeigen U8 bis U13 eine Binärziffer, welche äquivalent zu 15 ist. Wenn nicht einer der Einschaltimpulse auftritt, sind somit die Eingangssignale zu den Anzeigeeinheiten U8bis U13 gleich 15. Dieser 15-Eingang wird dann in die Anzeigeeinheiten U8bis U13 gelesen und zwar durch Schließen des Rückstellungsschalters 256, welcher die Leitungen 248, 250 über die Inverter U3C und U3D auf den niedrigen Zustand bringt, so daß den Anzeigeeinheifen ausschließlich Einsen als Eingangssignale angeboten werden, so daß die Anzeige unterdrückt wird.

Das NODER-Gatter U4B (252) füllt die Abwesenheit einer führenden Ziffer ab und wenn dies während eines Einschaltimpulses auftritt, dann erzeugt das NODER-Gatter 254 über den Inverter U 3 E ein Signal, welches an die führenden Ziffern U8 und Uli der Anzeige angelegt wird, so daß nur diese Ziffern unterdrückt werden. (Unter führender Ziffer ist eine führende Null zu verstehen)

Wie zuvor in Verbindung mit dem Systemblockschaltbild der Fig.2 beschrieben, werden die seijellen DPWM Daten auf Leitung 62 dem tragbaren Magnetbandaufzeichnungsgerät 16 zugeführt, welches bis zu 26 Stunden Daten aufnehmen kann. Fig.7 zeigt ein Schaltungsdiagramm der elektronischen Datenverarbeitungsschaltung des Magnetbandaufzeichnungsgeräfes 16.

Wie zuvor erwähnt, besitzt das Magnetbandaufzeichnungsgerät 16 die Fähigkeit, gleichzeitig Daten in zwei Spuren eines Magnetbandes aufzuzeichnen.

10. Februar 1978

09847/0841

O 10462

- 63 -

Demgemäß zeigt das Schaltbild der Fig.7 ganz allgemein zwei Kanäle, von denen der eine in dem oberen und der andere im unteren Teil der Fig. 7 dargestellt ist. Wie aus Fig. 7 zu ersehen, besitzen die beiden Kanäle mit gewissen Ausnahmen, gleichen Aufbau. Bezüglich der Ausnahmen ist zu bemerken, daß der zweite Kanal eine Vorfall-Markiererschaltung 256 und die Multiplex-Schaltung 258 besitzt. Eine gemeinsame Stromversorgung 260 versorgt beide Kanäle.

Signale von den EKG Elektroden 18 der Fig. 2 werden dem Magnetbandaufzeichnungsgerät 16 über das Kabel 22 der Fig. 2 zugeführt. Die Leitungen des ersten Kanals der EKG Signale gelangen in die Elektronik des Aufzeichnungsgerätes in Fig. 7 an den Klemmen oder Stiften 1 und 2, die allgemein mit 262 in Fig. 7 bezeichnet sind, während die Signale von dem zweiten EKG Kanal an den Klemmen 4 und 5 angelegt werden, welche allgemein mit 264 in Fig. 7 bezeichnet sind. Die EKG Signale indem ersten Kanal werden durch den Verstärker 266 verstärkt, welcher einen Verstärkungsfaktor 10 besitzt und der mit dem Verstärker 268 über ein Vorschaltnetzwerk 270 verbunden ist. Die Kondensatoren C2, C3, 272, stellen eine Gleichspannungsisolierung für die Verstärkerstufen dar. Der Verstärker 268 besitzt einen Verstärkungsfaktor 12. Der Sägezahngenerator 274 liefert ein lineares Sägezahnsignal mit einer vorbestimmten Wiederholungsfrequenz. Der Ausgang des Verstärkers 268 wird mit dem erzeugten Sägezahnsignal verglichen und zwar mittels des Vergleichers 276. Somit wird ein Eingangssignal vom NODER-Gatter U4 (278) nur dann empfangen, wenn das Ausgangssignal des Verstärkers 268 dasjenige des Sägezahngenerators 274 übertrifft. Somit ist das Ausgangssignal des NODER-Gatters 278 eine impulsbreiten-modulierte Darstellung des Ausgangssignals des Verstärkers 268. Die impulsbreiten-modulierte Darstellung wird dann an die Kopftreiberschaltung 280 angelegt, welche wiederum den Aufzeichnungskopf 282 erregt, der eine der Spuren auf dem Magnetband aufzeichnet.

Der zweite Kanal des Aufzeichnungsgeräfes besitzt einen ersten Verstärker 284, 10. Februar 1978

809847/0641

D 1046?

der über ein Vorschaltnetzwerk 286 mit einer zweiten Verstärkerstufe 288 verbunden ist. Der Ausgang der zweiten Verstärkerstufe 288 ist an den Multiplexer 258 über Leitung 290 verbunden. Der Multiplexer 258 legt unter Steuerung eines Signals auf Leitung 292 wahlweise entweder das Ausgangs-EKG Signal auf Leitung 290, das Blutdruck-Datensignal auf Leitung 296 oder das Vorfallmarkier-Signal, welches durch die Vorfallmarkierer-Schaltung 256 erzeugt wurde, an seine Ausgangs leitung 294.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel des Magnetbandaufzeichnungsgerätes ist die höchste Aufzeichnungspriorität dem BPM System-Dateneingangssignal auf Leitung 296 zugeordnet. Die zweite Priorität hat das Vorfallmarkiersignal und, wenn weder Blutdruckdaten noch ein Vorfallmarkiersignal vorhanden sind, dann wird das EKG Signal auf Leitung 290 aufgezeichnet. Da die Dauer des Vorfallmarkiersignals größer ist als die zum Lesen der seriellen Druckdaten erforderliche Zeit, wird zumindest ein Bruchteil des normalen Vorfallmarkiersignals aufgezeichnet, auch wenn es durch Blutdruckdaten höherer Priorität unterbrochen wird.

Das EKG Signal ist ein kontinuierliches und etwa sich wiederholendes Signal, während die Blutdruckdaten normalerweise nur während eines Intervalls ausgelesen werden, das kürzer als eine Sekunde ist und dann normalerweise nur in Intervallen von 15 Minuten. Somit stellt das bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel gewählte Prioritätsschema einen vernünftigen und praktischen Weg dar, der es gestattet, diese drei Arten von Signalen in einer einzigen Spur des Magnetbandes aufzuzeichnen.

Welches der drei Signale auch unter Steuerung der Steuersignale auf Leitung 294 durch die Multiplexer-Schaltung 258 zur Ausgangsleitung 294 weitergeleitet werden, es wird dem Vergleicher 298 für einen Vergleich mit dem Ausgangssignal des Sägezahngenerators 300 zugeführt, der ein. impulsbreiten-moduliertes

10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

Signal auf Leitung 302 erzeugt, welches an die Kopftreiber-Schaltung 304 angelegt wird, um dort zum Erregen des Magnetkopfes 306 zu dienen, welcher die zweite Datenspur auf dem Magnetband aufzeichnet.

Es sei auf Fig. 2 Bezug genommen, gemäß der das von dem tragbaren Magnetbandaufzeichnungsgerät 16 erzeugte Magnetband 74 aus dem Aufzeichnungsgerät entnommen wird, nachdem die gewünschte Datenmenge aufgezeichnet wurde, und welches in den elektrokardiographischen Rechner 32 der Fig. 2 zur Wiedergabe, Analyse und Darstellung der aufgezeichneten Daten eingesetzt wird. Der elektrokardiographische Rechner 32 ist allgemein gesehen gleich dem, der in der US Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 717 651 vom 25. August 1976 beschrieben und von LR. Cherry und D. L. Anderson erfunden wurde. Der elektrokardiographische Rechner 32 der vorliegenden Erfindung unterscheidet sich von dem in der vorgenannten Patentanmeldung beschriebenen dadurch, daß ein Datendecoder 86 und ein Multiplexer Gatter 88 in Fig. 2 hinzugefügt wurden, die es gestatten, die drei wahlweise auf dem Band aufgezeichneten Arten von Signalen zu decodieren und selektiv der Darstellungs- und Registriereinheit 82 des elektrokardiographischen Rechners 32 zuzuführen.

Fig. 8 zeigt ein Schaltbild eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Datendecoders 86,wie er bei dem erfindungsgemäßen BPM System verwendet wird. Es ist zu erkennen, daß der Datendecoder 86 nur diejenigen Signale verarbeitet, die in dem zweiten Kanal oder der zweiten Spur des Magnetbandes gespeichert wurden. Wie zuvor beschrieben, kann das Signal in der zweiten Spur des Bandes augenblicklich entweder EKG Signale, ein Vorfallmarkiersignal oder durch das BPM System erzeugte Blutdruckdatensignale darstellen. Der Datendecoder 86 sortiert diese Signale aus wie nachstehend beschrieben wird.

Die Sägezahngeneratoren 274, 300 der Fig.7 arbeiten mit einer konstanten Wiederholung und frequenzen im Bereich von 2,5 bis 5 KHz. Dies ist eine wesentlich höhere Frequenz als diejenige der EKG Signale der Vorfallmarkier-Signale oder des

10. Februar 1978

809847/0641

D !0462

seriellen Druckdatensignals, wobei das letztere mit einer Frequenz von 32 Hz abgetastet wird. Die Aufzeichnungsköpfe 282, 306 der Fig. 7 sprechen nicht auf Frequenzen an, die so hoch sind wie die von den Sägezahngeneratoren verwendeten Frequenzen. Somit sind die auf dem Magnetband aufgebrachten Signale praktisch analoge Darstellungen des EKG Signals des Vorfallmarkier-Signals und des Blutdruckdatensignals. Dies bedeutet, daß beim Rückspielen bzw. Wiedergabe des Bandes Signale erzeugt werden, welche analoge Darstellungen des EKG Signals des Vorfallmarkier-Signals und des Blutdrucksignals sind. Dies wiederum ermöglicht dem Datendecoder nach Fig. 8 die Blutdruckdatensignale auszusortieren, wenn diese vorhanden sind und zwar auf der Basis der analogen Eigenschaft dieser Signale.

Wie zuvor in Verbindungmit Fig. 5 beschrieben, erfolgt die Auslesung der systolischen und diastolischen Blutdruckdaten in Form von 16 seriellen binären Bits. Dies Binärbits sind auf dem Magnetband in einer halben Sekunde aufgezeichnet und der 16 Bit-Datengruppe geht eine Ruhepause von 1/8 Sekunde mit Null-Pegel voraus bzw. folgt dieser nach, um sicherzustellen, daß EKG Signale oderVorfallmarkier-Signale mit dieser Digitalinformation nicht interfe/rieren. Weiterhin wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung das dem Vergleicher 298 der Fig.7 zugeführte digitale Datensignal eine Amplitude in der Größenordnung von fünf Volt haben, während das Sägezahnsignal mit dem es verglichen wird, in der Größenordnung von 1,8 Volt liegt. Dies bewirkt, daß die Datensignale mit einer hohen Amplitude auf dem Magnetband aufgezeichnet sind.

Im wesentlichen erkennt der Datendecoder das Blutdruckdatensignal aus den von der Magnetbandwiedergabeeinheit 78 der Fig. 2 erzeugten Signalen, dadurch, daß die Datensignale immer aus genau 16 Impulsen in einer Folge mit einer Frequenz von 32 Hz. auftreten. Wie nachstehend beschrieben, wird dies erzielt durch einen Taktgeber und einen rückstellbaren Zähler, welcher nicht anspricht, bevor nicht genau 16 Impulse mit der genannten Frequenz erscheinen.

10. Februar 1978

IO9847/0S41

D 10462

- ο/ - Uc

Gemäß der nachfolgenden Beschreibung werden nur die Daten des Kanals 2, d.h. das Signal aus der Spur des Magnetbandes welche die überlagerten EKG Signale, Vorfallmarkier-Signale und Blutdruckdatensignale enthält, an den Datendecoder angelegt, da es nicht erforderlich, die EKG'Daten in der anderen Spur des Magnetbandes zu decodieren.

Der Datendecoder wird nur dann eingeschaltet, wenn die Magnetbandwiedergabeeinheit 78 der Fig. 2 entweder in der X60 oder der Xl20 Arbeitsweise ist (sechszigfache bzw. hundertzwanzigfache Wiedergabegeschwindigkeit). Unter diesen Bedingungen ist ein Eingang des NUND-Gatter U3A (308) der Fig.8 auf niedrigem Pegel. Dies ergibt ein niedriges Signal auf der Ein^schaltleitung 310 und das Multiplexer-Gatter U6 (332) läßt Gattersignale hindurch. Die Gatteroder Tastfrequenz wird bestimmt durch das Eingangssignal an Klemme 1 des Multiplexer-Garters U6 (332): ein niedriger Pegel für X60 und ein hoher Pegel für Xl 20.

Das Signal aus der Multiplex-Spur des Magnetbandes, wie es sich aus der Magnetbandwiedergabeeinheit 78 der Fig.2 ergibt, wird über den Kondensator Cl (114) der Fig.8 an den Decoder angelegt, welcher Kondensator niedrige Frequenzen zurückweist und eine Gleichspannungsdrift verhindert. Das Signal wird dann\einen Doppelweggleichrichter 316 angelegt, welcher so eingestellt ist, daß das Eingangssignal 1 Volt überschreiten muß bevor ein Signal an den Verstärker 318 angelegt wird, wodurch Signale mit niedrigerer Spannung und Störsignale eliminiert werden. Der Verstärker 318 besitzt einen Verstärkungsfaktor hundert und erzeugt eine Folge von positiven Impulsen an seinem Ausgang. Diese Impulse sind in der Größenordnung von 5 Volt bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel.

Die vom Verstärker 318 erzeugten Impulse werden dann an eine Schmitttrigger-Schaltung 320 angelegt, welche die Impulse invertiert und normiert. Das Impulsformnetzwerk 322 wandelt die negativen Flanken in schmale positive Impulse auf Leitung 324 um, ebenso die positiven Flanken in schmale, positive Impulse auf Leitung 326.

Die Impulse auf Leitung 324 triggem die monostabilen Mu I ti vibratoren 10. Februar 1978 809847/0641

D 10462

U4 (328) und U5 (330) um Gattersignale auszulösen. Inder X60 Arbeitsweise werden Signale von dem monostabilen Multivibrator 328 und in der X120-Arbeitsweise Signale von dem monostabilen Multivibrator 330 durch das Multiplexer-Gatter 332 durchgelassen. In der X60 Wiedergabearbeitsweise läuft das Signal am Q-Ausgang von U4A auf Leitung 334 durch das Mulitplexgatter zum NUND-Gatter U3D (336), während das Signal am Q-Ausgang von U4A auf Leitung 338 durch das Multiplexgatter 332 zum NUND-Gatter U3C (340) läuft, das Signal am Q-Ausgang von U4B auf Leitung 342 wird zu dem NUND Gatter U 3D (336) geleitet, während das Signal am Q-Ausgang von U4B auf Leitung 344 durch das NUND-Gatter U3B (346) läuft. Wird die Xl20 Wiedergabearbeitsweise verwendet, dann werden die Ausgänge des Mulitvibrators 330 (U5) in analoger Weise wie die des Multivibrators 328 verbunden.

Wird kein Eingangssignal festgestellt, dann bleiben die Ausgänge sowohl vonU4A als auch von U4B In dem hohen Eins-Zustand. Dies bewirkt, daß das Ausgangssignal des NUND-Gatters 336 niedrig ist und dieses Signal durch die NODER-Gatter U8B (34S) und U8D (350) sowie durch das NUND-Gatter U7C (352) läuft, um das FliprFlop UlO (354) und den Zähler U9 (356) zurückzustellen.

Die vordere Flanke einer ankommenden Impulsfolge auf Zeile 324 löst einen Zeitgabezyklus in U4A aus, was bewirkt, daß das Signal an seinem Q-Ausgang auf Leitung 338 den hohen Wert annimmt, während das Signal an seinem Q-Ausgang auf Leitung 334 auf niedrigen Pegel geht. Letzterer bewirkt über das NUND-'Gatter U3D (336) die Aufhebung der Rückstel!zustände des Zählers U9 (356) und des Flip-Flops UlO (354). Tritt ein Impuls auf Leitung 326 während der Zeit auf, während der der Q-Ausgang von U4A auf Leitung 338 hoch ist, dann !äi-ft ein Impuls durch das NUND-Gatter U3C (340) und den Inverter U 2F, wodurch das Flip-Flop UlO (354) gesetzt wird. Dies stellt eine Eins dar. Tritt während der Zeit, während der der Q-Ausgang von U4A hoch ist, kein Impuls auf, dann bleibt das FliprFlop UlO (354) in dem Null-Zustand. Impulse von dem Impulsformnetwerk 322 beeinflussen die Zyklusdauer des monostabilen Multivribrators U4A nicht.

_{L lmo} 809847/0S41

10. Februar 1978

10462

Wenn der Q-Ausgang von U4A auf den niedrigeren Pegel zurückkehrt, dann triggert dieser Übergang U4B leitend. Der Q-Ausgang von U4B ist dann niedrig und wird über U3D (336) geleitet, so daß er die Rückstellung des Zählers U9 (356) und des Flip-Flops UIO (354) verhindert. Der Widerstand R 11 (358) und der Kondensator C8 (360) absorbieren den schmalen Impuls, welcher zwischen den Zeitpunkten auftritt, wenn der Q-Ausgang von U4A in den hohen Zustand zurückkehrt und der Q-Ausgang von U4B in den niedrigen Zustand übergeht, wodurch eine Rückstellung während dieses Intervalls verhindert wird. Ein Impuls auf Leitung 326 deifwährend derjenigen Zeit auftritt, wenn der Q-Ausgang von U 4B hoch ist , wird durch das NUND-Gatter U3B (346) als eine Taktflanke decodiert. Der Impuls durch das NODER-Gatter U 8A (362) schaltet den Zähler U9 (356) weiter, überträgt den Zustand des Flip-Flops UlO (354) in das Schieberegister Uli (364) und stellt das Flip-Flop UlO in den NuII-Zustand zurück.

Der nächste Impuls von dem Impulsformnetzwerk 322 auf Leitung 324 startet einen weiteren Zyklus in ähnlicher Weise, bis acht Impulse von dem Zähler U9 (356) gezählt wurden. Der Anstieg des Signals am Ausgang für die Zählung acht von U9 (Klemme 6) wird über den Kondensator C9 dem NUND-Gatter U7B (366) und über das NUND Gatter U15A (368), dem Schieberegister 364 zugeführt, wodurch der Inhalt dieses Schieberegisters in sein Speicherregister übertragen wird. Diese acht Bits repräsentieren die systolische Druckmessung. Nach weiteren acht Taktimpulsen erfolgt ein Anstieg des Signals am Ausgang für die Sechszehn-Zählung (Klemme 5) des Zählers 356. Wenn die Q-Ausgänge sowohl von U4A als auch von U4B hoch sind, dann wird der "Datenende-Zustand" decodiert und der Ausgang des NODER Gatters U8C (388) nimmt den Wert 1 an, wodurch der Zustand "gültige Daten" angezeigt wird. Außerdem werden Taktimpulse zum Zähler U9 und zu dem Schieberegister Uli (364) unterdrückt.

Tritt ein weiterer Taktimpuls auf bevor das Ausgangssignal von U4A und U4B den hohen Wert annehmen, dann wird der Zähler U9 (356) weiter erhöht, so daß er eine Zählung 17 angibt. Bei dieser Zählung fällt das Ausgangssignal des NUND-

10. Februar 1978

809847/0041

D 10462

G*

Gatters U7D (372) ab, was bewirkt, daß der Ausgang des NUND Gatters U7C (352) ansteigt und den Zähler U9 (356) und das Flip-Flop UlO (354) zurückstellt. In diesem Falle steigt das Signal auf Leitung 374 für'gültige Daterf'gar nicht an.

Wenn das Signal auf Leitung 374 für "gültige Daten" ansteigt, dann friggert es die monostabilen Mu I ti vibratoren Ul 3A (376) und U14B (378) . Das Signal am Q-Ausgang von UlSAwird dazu verwendet, eine Rückstellung zu verhindern, während Daten an den Ausgang des Decoders übertragen werden . Der Q -Ausgang von U13A(376) steuert das Multiplexgatter U18(380) der Fig. 9. Befindet sich der Q-Ausgang von Ul 3A im hohen Zustand, dann wird der Herzschlagfrequenz-Messer abgetrennt und der Ausgang des Verstärkers Ul7A (382) der Fig.8 wird mit der Ausgangsklemme des Herzschlagfrequenz-Trend-Rechners verbunden. Für 0.5 Sekunden werden die in dem Speicherregister des Schieberegisters Ul 1 (364) gespeicherten ersten acht Bits durch den Digital/Analog Umsetzer U12 (384) in eine Analog-Spannung umgewandelt und auf der Trend-Karte oder Darstellung aufgezeichnet. Nachdem 0.5 Sekunden vergangen sind, wird ein Impuls von demmonostabilen Multivibrator U14B (378) durch das NUND-Gatter U15A (368) gesandt, welcher bewirkt, daß die indem Speicherregisterteil des Schieberegisters Ul 1 gespeicherten zweiten acht Bits in seiner AusgangshaIteschaItung gespeichert werden. Diese Daten werden wiederum durch den Digital/Analog-Umsetzer Ul 2, U17 in die Analogform umgewandelt und auf der Trend-Karte aufgezeichnet.

Nachdem 1.0 Sekunden vergangen sind, geht der Q-Ausgang des monostabilen Multivibrators Ul3A (376) auf den niedrigen Wert, wodurch der Trend-Ausgang wieder mit dem Herzschlagfrequenz-Messer verbunden wird. Der monostabile Multivibrator Ul3B (386) wird gefriggert und legt einen Impuls an das NODER-Gatter U8D (350) an, welche den Zähler U9 (356) und das Flip-Flop 354 zurückstellt. Wenn das Signal an Klemme 5 des Zählers U9 (356) auf Null fällt, dann fällt auch das Ausgangssignal des NODER Gatters U8C (388) auf Null, wodurch der Datenzyklus beendet wird.

k Februar 1978
09847/0641

D 10462

- 7h -

Das Ausgangssignal des Digital/Analog-Umsetzers U12, U17, ist derart normiert, daß es der Null bis 250-Skala auf der Herzschlagfrequenz-Trend-Karte entspricht. Blutdruck kann nun direkt von der Karte abgelesen werden, von der ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel in fafcisimile-Form in Fig. 15 gezeigt ist. Die Blutdruckwerte erscheinen als zwei Sockel mit Jeweils 1 mm Breite in der Trend-Aufzeichnung und sind sehr leicht von den Herzschlagsfrequenzdaten zu unterscheiden.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel werden die Blutdruckwerte in numerischer oder alpha-numerischer Form auf der Herzschlagfrequenz-Trend-Karte aufgedruckt.

Fig.9 zeigt ein schematisches Schaltbiid des Herzschlagfrequenz-Trend-Rechners 80 der Fig.2. Das MulHpIexgatter 88 der Fig.2istin Fig.9 als Multiplexgatter 380 gezeigt. Abhängig von der verwendeteten Rückspielgeschwindigkeit werden die ankommenden EKG-Daten auf Leitung 390 oder 392 an einen monostabilen Multivibrator 394 bzw. 396 angelegt, der einen normierten Impuls beim Auftreten jeder erkennbaren R-Spitze des EKG-Signals, d.h. für jeden Herzschlag erzeugt. Die so erzeugten normierten Impulse werden an ein mpulsmittelwertbildendes Tiefpassfilter 398 angelegt, welches die ankommende Impulsfolge in ein sich weich änderndes Analog -Signal auf Leitung 400 umwandelt, welches die Impulsfrequenz darstellt. Dieses Impulsfrequenzsignal wird über den Puffer-Verstärker 402 an das Multiplexgatter 380 gelegt, welches dieses Signal zur Ausgangsklemme auf der Leitung 404 hindurchläßt, sofern nicht Blutdruckdaten abgelesen werden. Die Blutdruckdaten auf der Leitung 406 der Fig.9 sind die gleichen Daten, wie sie auf der Leitung 406 der Fig.8 auftreten. Abhängig von einem Steuersignal auf der Leitung 408 der Fig.9 (vergleiche auch Fig.8) trennt das Multiplexgatter 380 den Ausgang des Puffer-Verstärkers 402 von dem Gatterausgang 404 und verbindet statt dessen das Blutdrucksignal auf Leitung 406 mit dem Gatter-

10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

ausgang 404. Abgesehen von der Einfügung dieses Merkmals des Multiplexgatters 380, entspricht der Herzsch'qjgfrequenz-Trend-Rechner in Fig.9 praktisch demjenigen, wie er in der US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 717651 beschrieben wurde, in der auch das Darstellungsgerät 88 der Fig.2 beschrieben ist.

Die Arbeitsweise des BPM Systems der vorliegenden Erfindung kann in anschaulicher Weise zusammengefaßt werden unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm der Fig.ll. Dieses Diagramm beschreibt allgemein die Betriebsweise des BPM Systems 10 der Fig.2 . Normalerweise erfolgt der Eintritt in dieses Diagramm bei dem Symbol 412 für Handbetätigung entsprechend dem Start-Stop-Schalter Sl (126) der Fig.3 . Wird der Schalter in Start-Position gebracht, dann werden die Zähler erregt, das Ventil geschlossen und die Pumpe in Betrieb gesetzt, wie dies in dem Einleitungsblock 414 der Fig.ll angezeigt ist. Gemäß dem Entscheidungssymblol 416, wird laufend ein Test durchgeführt, um zu bestimmen ob der Manschettendruck den voreingestellten Wert des Anfangsfülldruckes erreicht hat. Dies wird durch den Vergleicher U36 (94) der Fig.5 bestimmt. Hat der Manschettendruck den voreingestellten Wert erreicht, dann wird die Pumpe angehalten und die Anfangsfüllphase des Arbeitszyklus ist beendet, so daß wie durch das Operationssysmbol 418 angedeutet, die Meßphase begonnen hat.

Wenn der Manschettendruck den vorgegebenen Anfangsfülldruck nicht erreicht hat, dann wird ein Test durchgeführt um zu bestimmen ob 16 Sekunden seitdem Anschalten der Pumpe vergangen sind. Dies wird durch den Entscheidungsblock 420 angedeutet und durch das Signal auf Leitung 118 der Fig.3 bestimmt.

Nachdem der Anfangsfülldruck erreicht worden ist, beginnt die Meßphase mit dem Entscheidungssymbol 422, das mit der Frage verbunden ist ob eine R-WeIIe in diesem Zyklus bereits entdeckt worden ist. War dies nicht der Fall und sind mehr als zwei Sekunden verstrichen (Entscheidungssymbol 424), dann wird das R -Flip-Flop gesetzt und das System geht über in die Im Zusammenhang mit Fig .4 beschriebene Arbeitsweise mit Hilfstaktung bei dem das K-Gatter-Intervall auf volle zwei Sekunden erstreckt wird. Wird bei dem Entscheidungssymbol 422 eine R-WeIIe

10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

festgestellt, dann wird das K-Gatter UI9D (148) der Fig.4 gesetzt, was durch das Operationssymbol 426 angedeutet ist. Somit wird vor dem Eintreten in den Entscheidungsblock 428 entweder ein gestrecktes K-Gatter Intervall oder ein reguläres K-Gatter Intervall erstellt. Ist während der Dauer des K-Gatter Intervalls ein K-Ton aufgetreten, dann wird der Manschettendruck um annähernd drei mmHg reduziert, was durch das Operationssymbol 430 angezeigt wird. Ist ein K-Ton während des K-Gatter Intervalls aufgetreten, dann prüft die Schaltung als nächstes, ob die Anfangs- K -Flagge, wie sie durch U23 (232) der Fig.3 verkörpert wird, gesetzt worden ist, welcher Test in Fig. 11 durch den Entscheidungsblock 432 angezeigt wird. Wurde diese Anfangs-K-Flagge nicht gesetzt, so bedeutet dies, daß der voreingestellte Anfangsfüildruck unabsichtlich unter dem systolischen Blutdruck gelegen ist, und somit wird, angezeigt durch das Betriebssymbol 434, der Anfangsfüildruck um 20 mmHg erhöht und ein vollständig neuer Betriebszyklus eingeleitet was durch den Sprung im Flußdiagramm zum Punkt 436 angezeigt wird. Andererseits ergibt sich zurückgehend zu Entscheidungsblock 432, daß bei gesetzter Anfangs-K-Flagge der diastolische K-Zähler U7 (174) der Fig.3 zurückgestellt wird, was durch das Betriebssymbol 438 angezeigt wird, wonach eine Prüfung durchgeführt wird ob das diastolische Gatter geöffnet ist, was bestimmt wird, durch den Q-Ausgang von U8B (172) der Fig.3. War das diastolische Gatter geöffnet, so bedeutet dies, daß ein systolischer Druck bereits identifiziert worden ist und das System speichert den augenblicklichen Druck als ein möglicher diastalischer Druck (Operationssymbol 440) und wartet dann auf die Ankunft der nächsten R-WeMe. Andererseits, war das diastolische Gatter nicht geöffnet als das Entscheidungssymbol 442 erreicht wurde, dann speichert das System den dann vorhandenen Druck als systolischen Druck in dem systolischen Register 200 der Fig.5, addiert 32 mmHg zu dem gespeicherten systolischen Druck mittels der Addierer 220, 222 der Fig .5, so daß dieser als der Anfangsfüildruck im folgenden Betriebszyklus verwendet werden kann und schließlich öffnet das System das diastolische Gatter; alle diese Schritte sind indem Operationssymbol 444 der Fig. Π enthalten. Danach wartet das System auf die Ankunft der nächsten R-WeIIe.

10. Februar 1978 809847/0641

D 10462

- 74 -

Es wird nun zu dem Entscheidungssymbol 428 zurückgegangen und zwar für den Fall, daß während des K-Gatter-Intervalls kein K-Ton aufgetreten ist, dann wird der Manschettendruck um 3 mm Hg reduziert, was durch den Betriebsblock 446 angezeigt wird; der Vorgang setzt sich dann zum Entscheidungsblock 448 fort, bei dem geprüft wird ob die Anfangs-K-Flagge gesetzt wurde. Dies" wird durchgeführt durch den oben erwähnten Zähler U23 (232) der Fig.3.

War die Anfangs-K-Flagge zuvor nicht gesetzt, dann wird der Anfangs-K-Zähler U23 der Fig.3 gemäß Operationssymblol 450 in seiner Zählung erhöht und gemäß Entscheidungssymbol 452 ein Test durchgeführt, mit dem bestimmt wird ob die Anfangs-K-Zäh lung im Zähler U23 gleich drei ist. Wurde die Zählung drei noch nicht erreicht, dann wartet das System die nächste R-WeIIe ab, wurde die Anfangs-Zählung drei erreicht, dann wird die Anfangs-K-Flagge gesetzt, was durch Betriebsblock 454 angezeigt wird und dann wartet das System auf die Ankunft der nächsten R-WeIIe.

Wurde die Anfangs-K-Flagge einmal gesetzt, dann zweigt sich das Flußdiagramm vom Entscheidungsblock 448 ab zum Entscheidungsblock 456. Wie durch diesen Block angezeigt wird, erfolgt eine Prüfung daraufhin ob mehr als ein K-Ton gehört wurde. Diese Prüfung stützt sich auf die Zustände der Flip-Flops U8A und U8B (170, 172) der Fig.3. Wurde nur ein K-Ton wahrgenommen, dann ist das diastolische Gatter geschlossen und das systolische Gatter eingeschaltet, wie dies durch den Operationsblock 458 angezeigt wird. Diese Funktionen werden durch die Flip-Flops U8 und die UND-Gatter UIlA und UIlB gemäß Fig.3 durchgeführt. Nachdem diese Operationen beendet wurden, wartet das System auf die Ankunft der nächsten R-WeIIe.

Zurück zu Entscheidungsblock 456; wurden nach dem Setzen der Anfangs-K-Flagge mehr als ein K-Ton hintereinander festgestellt, dann wird der diastolische K= Zähler U7, (174) der Fig.3 gemäß dem Operationsblock 460 erhöht und ein Test durchgeführt, Inwieweit die diastoiische Zählung im Zähler U7 drei erreicht hat. Dieser

10. Februar 1978

D10462

Test istim Entscheidungsblock 462 gezeigt.

Wurde die Zählung drei noch nicht erreicht, dann wartet das System lediglich auf die Ankunft der nächsten R-WeIIe. Wurde andererseits diese Zählung drei erreicht, dann wird der Datenausgang eingeschaltet, wie dies durch Operationsblock 464 angezeigt wird und der Manschettendruck wird abgesenkt, wodurch der Betriebszyklus gemäß Operationssymbol 466 endet, bevor der vollständige Betriebszyklus durch die 15-Minuten-Zeitgabe wiederum eingeleitet wird. Die im Block 466 angezeigten Operationen können auch durch Aktivierung des Stop-Schalters 412 ausgelöst werden oder unabhängig davon durch den 2-Minuten-Zeifgeber, wie dies der Block 468 anzeigt, was durch den Zähler U2 der Fig.3 verwirklicht wird.

Die verschiedenen Vorgänge, welche im Laufe des Flußdiagramms der Fig. 11 bei einem normalen Meßzyklus auftreten können, bei dem der Anfangsfülldruck größer als der systolische Druck war und bei dem die Impulsfrequenz normal ist, gibt Fig.13 wieder. In dieser Fig. wird das zeitliche Auftreten aufeinanderfolgender R-WeIlen angezeigt, durch aufeinanderfolgende senkrechte Linien. Beginn und Ende der K-Töne ist ebenfalls angegeben.

Fig. 16 zeigt eine perspektivische Ansicht der Anschlüsse und Steuereinrichtungen bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des BPM Systems . Die Pumpe, das Ventil, der Druckaufnehmer, die Batteriestromversorgung und die Anzeige sind zusammen mit der Schaltung in einem verhältnismäßig kleinen Gehäuse des BPM Systems 10 der Fig.l untergebracht. Die Schläuche 24, 27 (vergleiche auch Fig.2) erstrecken sich von dem Schlauchanschluß 501 zur Manschette. In ähnlicher Weise verläuft das Mikrophonkabel 30 (vergleiche Fig.l) von dem Stecker 504 zum Mikrophon, das in der Nähe der Manschette angebracht ist. Das Kabel 62 für das Magnetbandgerät führt die Verbindungen zwischen dem Gerät (16 der Fig.l) und dem BPM System. Der Start-Stop-Schalter 126 gestattet den Eingriff von Hand in die normalerweise automatische Betriebsweise des BPM Systems, wodurch ein Betriebszyklus jederzeit eingeleitet oder

10. Februar 1978

809847/0641

- D 10462

beendet werden kann. Die Digitalanzeige 503 (vergleiche auch Fig. 10) wird durch den Anzeigeschalter 508 aktiviertem die letzten systolischen und diastolischen Bltudruckwerte anzuzeigen, welche in der Schaltung gespeichert bleiben. Ein V-jrbindungsstecker 505 (vergleiche auch Fig.od) gestattet es, dem Arzt die vom Mikrophon 28 der Fig.l erzeugten Töne abzuhören. Ein Verbindungsstecker 506 ermöglicht den Anschluß einer externen Quecksilbersäule für Eichzwecke. Somit läuft sämtliche Kommunikation zwischen dem BPM System und der Außenwelt durch die Steuertafel 500.

Es wurde somit ein Gerät zur langzeitigen ambulanten Überwachung des Blutdrucks durch die auskulatorische Methode beschrieben, welches eine unter Druck setzbare Manschette verwendet und keinen Eingriff durch den Patienten erfordert. Die Herzschläge des Patienten werden mittels EKG Elektroden abgefühlt, die an seinem Körpe angebracht sind und ein Mikrophon wird dazu verwendet, die Korotkow-Töne abzufühlen, wenn der Druck in der Manschette automatisch unter dem Einfluß des Geräts variiert wird.

Das Vorhandensein oder die Abwesenheit eines Korotkow-Tones innerhalb eines vorbestimmten Intervalls nach jedem Herzschlag wird dazu verwendet zu bestimmen, wenn der Manschettendruck zuerst dem systolischen und dann dem diastolischen Druck gleicht. Diese Drucke werden in jedem Betriebszyklus bestimmt und auf einem kontinuierlich laufenden tragbaren Magnetbandaufzeichnungsgerät aufgezeichnet und zwar zusammen mit den EKG'Signalen.

In jedem Betriebszyklus wird der Anfangsdruck auf den die Manschette gefühlt wird, gegründet auf den größten in dem unmittelbar vorhergehenden Zyklus gemessenen Druck. Der Druck in der gefüllten oder aufgeblasenen Manschette wird dann schrittweise in kleinen diskreten Verringerungsquanten verringert, welche durch aufeinanderfolgende Herzschläge während der Meßphase jedes Zyklus ausgelöst werden. Nachdem sowohl der systolische als auch der diastolische Druck bestimmt wurden, wird der noch vorhandene Manschettendruck über das gleiche

10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

Ventil abgelassen, welches zur Erzeugung der schrittweisen Druckreduzierung verwendet wird.

Nachdem eine Anzahl von Betriebszyklen auf dem Magnetband aufgezeichnet wurden, wird das Band dem tragbaren Magnetbandaufzeichnungsgerät entnommen und kann später in ein Analysegerät für die Wiedergabe mit hoher Geschwindigkeit und automatischer Aufzeichnung der Herzschlagfrequenz des Patienten und entsprechender Blutdruckmeßwerte in einer gemeinsamen Karte eingesetzt werden.

Die vorangegangene detaillierte Beschreibung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulichen und es ist verständlich, daß weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung für den Fachmann ohne weiteres möglich sind. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele zusammen mit diesen zusätzlichen Ausführungsbeispielen gehören alle zum Rahmen der Erfindung.

10. Februar 1978

809847/0641

Claims (40)

PATENTANSPRÜCHE:

1. J Tragbares Gerät zur langzeitigen ambulanten Überwachung und Aufzeichnung des systolischen und diastolischen Blutdruckes eines Patienten mittels der auskulatorischen Methode ohne Eingriff des Patienten, gekennzeichnet durch: eine füllbare am Patienten anbringbare Manschette, eine Quelle von unter Druck stehendem fließfähigen Medium zum Füllen der genannten Manschette auf einen Anfangsfülldruck während einer Anfangsphase jedes Betriebszyklus, abhängig von einem angelegten Füllsignal und zum darauffolgendem Agedichtethalten von der Manschette während des Rests jedes Betriebszyklus,

einen Druckaufnehmer zum Abfühlen des Mediumdruckes in der genannten Manschette und zur Erzeugung eines dem Druck entsprechenden Drucksignals,

ein mit der Manschette verbundenes Ventil, das in einem normalen ersten Zustand die Manschette mit einem Bereich niedrigen Druckes geöffnet hält (verbindet) und das durch angelegte Steuersignale in einen zweiten Zustand umschaltbar ist, in dem es die genannte Manschette mit der genannten Mediums

quelle verbindet,

809847/0641

D 10462

eine mit dem genannten Ventil verbundene Ventilsteuerschaltung, die die an das genannte Ventil angelegten Steuersignale erzeugt, um dessen Zustand selektiv zu steuern und zwar abhängig von einem Anfangsfülldrucksignal und dem von dem genannten Druckaufnehmer erzeugten Drucksignal, so daß die genannte Manschette während der Anfangsphase jedes Betriebszyklus auf den Anfangsfülldruck gefüllt wird, wobei der Anfangsfülldruck für den ersten Betriebszyklus voreingestellt ist und der Anfangsfülldruck für jeden darauffolgenden Betriebszyklus von der genannten Ventilsteuerschaltung bestimmt wird aus dem höchsten durch das genannte tragbare Gerät während des unmittelbar vorhergehenden Betriebszyklus gemessenen Druckes und wobei die genannte Betriebssteuerschaltung auf nach der Anfangsfüllphase jedes Betriebszyklus erzeugte und angelegte Schrittsignale anspricht, um die an das genannte Ventil angelegten Steuersignale zu erzeugen, damit die genannte Manschette selektiv und in unterbrochener Arbeitsweise während aufeinanderfolgender mit den genannten Schrittsignalen in Beziehung stehender Zeitintervalle mit einem Bereich niedrigen Druckes verbunden wird, so daß der Manschettendruck schrittweise durch eine Reihe von konstanten Druck-Verringerungen reduziert wird,

einen am Patienten im Zusammenhang mit der füllbaren Manschette angebrachten K-Tonaufnehmer zum Abfühlen der K-Töne des Patienten und zum Erzeugen eines die K-Töne darstellenden K-Tonsignals, und

eine auf das K-Tonsignal ansprechende Unterscheidungsschaltung zur Erkennung des ersten und des letzten der von dem genannten K-Tonaufnehmer in jedem Betriebszyklus abgefühlten K-Töne, welche auf das Drucksignal zur Erzeugung eines Ausgangsdatensignals anspricht, welches den systolischen und diastolischen Druck darstellt, welche vom genannten Druckaufnehmer innerhalb jedes Betriebszyklus zum Zeitpunkt des Auftretens des ersten bzw. letzten der K-Töne abgefühlt wird.

10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

2. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch zwei EKG Elektroden zum Abfühlen von elektrokardialen Potentialen des Patienten und zum Erzeugen eines dafür repräsentativen EKG Signals, wobei die genannte Unterscheidungsschaltung auf das EKG Signal anspricht und das an die genannte Ventilsteuerschaltung angelegte Schrittsignal erzeugt, wodurch der Manschettendruck schrittweise durch eine Reihe von konstanten Druck-Verringerungen reduziert wird, welche durch aufeinanderfolgende Herzschläge ausgelöst werden.

3. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Ausgangsdatensignal eine Form besitzt, die geeignet zur Aufzeichnung auf Magnetband ist.

4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Ausgangsdatensignal seriell,digital, impulsbreiten=moduliert ist.

5. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein tragbares Magnetbandaufzeichnungsgerät mit der genannten Unterscheidungsschaltung zum Aufzeichnen des Ausgangsdatensignals in einem Kanal des Bandes vorgesehen verbunden ist.

6. Gerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die EKG Elektroden mit dem genannten Magnetbandaufzeichnungsgerät verbunden sind und daß das EKG Signal und das Ausgangsdatensignal gleichzeitig auf einem gemeinsamen Magnetband aufgezeichnet werden.

7. Durch das Gerät nach Anspruch 6 mit Aufzeichnungen versehenes Magnetband.

10. Februar 1978

809847/0641

D 10462

8. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das tragbare Magnetbandaufzeichnungsgerät Vorrichtungen zum Kombinieren des EKG Signals und des Ausgangsdatensignals besitzt und daß ein kombiniertes Signals in einer einzigen Spur des genannten Magnetbandes aufgezeichnet wird.

9. Durch die Vorrichtung nach Anspruch 8 mit gemeinsamen Aufzeichnungen versehenes Magnetband.

10. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Kombinieren Mjltiplexer-Vorrichtungen beinhalten.

11. Gerät nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch:

eine Magnetbandwiedergabeeinheit zum Rückspielen des Magnetbandes mit einer höheren Geschwindigkeit als bei der Aufzeichnung und zur Erzeugung eines elektrischen Wiedergabesignals, das das genannte kombinierte Signal darstellt,

einen mit der Magnetbandwiedergabeeinheit verbundenen Datendecoder, der auf das genannte kombinierte Signal anspricht und das genannte EKG Signal von dem genannten Ausgangsdatensignal trennt und

einen Herzschlagfrequenz-Trend-Rechner, der mit dem Datendecoder verbunden ist und auf das EKG Signal anspricht, um ein Herzschlagfrequenz-Signal zu erzeugen, welches der Herzschlagfrequenz des Patienten entspricht.

12. Gerät nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch Schreibe- oder Darstellungsvorrichtungen, die auf das genannte vom genannten Datendecoder erzeugte Ausgangsdatensignal und auf das genannte von dem genannten

10. Februar 1978

809847/0B41

D 10462

Herzschlagfrequenz-Trend-Rechner erzeugte Herzschlagfrequenz-Signal ansprechen und auf einem gemeinsamen Aufzeichnungsträger Darstellungen sowohl des genannten Ausgangsdatensignals als auch des Herzschlagfrequenz-Signals erzeugen.

13. Druch das Gerät nach Anspruch 12 erzeugte graphische Darstellungen tragender gemeinsamer Aufzeichnungsträger.

14. Gerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ersten mit der genannten Ventilsteuerschaltung verbundenen Zeitgeber zum Zurückbringen des genannten Ventils in den ersten Zustand innerhalb eines bestimmten Intervalls nach Beginn des Betriebszyklus, wodurch eine übermäßig verlängerte Anwendung des Manschettendruckes vermieden wird.

15. Gerät nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilsteuerschaltung einen rückstellbaren zweiten Zeitgeber beinhaltet, der nach seinem Durchlauf ein Signal zum unmittelbaren Zurückstellen des genannten Ventils in den ersten Zustand erzeugt, nachdem der diastolische Druck festgestellt wurde und daß die genannte Unterscheidungsschaltung ein Rückstellsignal jedesmal dann erzeugt, wenn K-Ton abgefühlt wurde, wodurch die Rückkehr des Ventils in den ersten Zustand solange verhindert wird,als ein K-Ton vor Durchlauf des Zeitgebers abgefühlt wird.

16. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterscheidungsschaltung beim Feststellen eines K-Tones vor Ablauf einer bestimmbaren Zeitspanne nach dem Ende der Anfangsfüllphase eines Zyklus ein Signal zum Anlegen an die genannte Ventilsteuerschaltung erzeugt,

10. Februar 1978

809847/0641

D 10

welches den Anfangsfülldruck um ein vorbestimmtes Erhöhungsquantum erhöht und ein Füllsignal erzeugt, wodurch der Druck in der Manschette für den nächsten Betriebszyklus erhöht wird, wenn der vorhergehende Anfangsfülldruck geringer als der tatsächliche systolische Druck war.

17. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterscheidungsschaltung auf ein K-Tonsignal anspricht und ein K-Signal erzeugt , wenn ein K-Ton innerhalb eines bestimmbaren Zeitintervalls abgefüllt wird sowie ein K-Querstrichsignal erzeugt, wenn kein K-Ton innerhalb des Zeitintervalls abgefühlt wird .

18. Gerät nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterscheidungsschaltung Vorrichtungen zum Umwandeln des Drucksignals in eine Digitalform und zum aufeinanderfolgenden Speichern der digitalisierten Signale beinhaltet, sofern eines dieser Signale als systolischer Druck und eines derselben als diastolischer Druck identifiziert wurden.

19. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterscheidungsschaltung auf die Erzeugung dreier aufeinanderfolgender K-Signale gefolgt von zwei K-Signalen anspricht, um den dem ersten K-Signal zugeordneten Druck als den systolischen Druck zu erkennen.

20. Gerät nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterscheidungsschaltung auf die Erzeugung zweier aufeinanderfolgender K-Signale gefolgt von drei K-Signalen zur Erkennung des dem letzten K-Signal zugeordneten Druck als diastolischem Druck anspricht.

21. Gerät zum Messen des systolischen und diastolischen Blutdruckes eines Patienten mittels der auskulatorischen Methode mit einer am

10. Februar 1978 80984 7/0641

D 10462

Patienten anbringbaren füllbaren Manschette, gekennzeichnet durch eine Quelle für unter Druck stehendem fließfähigen Medium, zum Füllen der Manschette auf einen anfänglichen Fülldruck, während einer Anfangsphase jedes Betriebszyklus abhängig von einem angelegten Füllsignal und zum darauffolgenden Abgedicrtethalten von der Manschette während des Rests jedes Betriebszyklus, durch einen Druckaufnehmer zum Abfühlen des Mediumdruckes in der Manschette und zum Erzeugen eines für den Druck repräsentativen Drucksignals, durch ein mit der Manschette verbundenes Drei-Wege Ventil mit einem normalerweise aberregten Zustand,indem es die Manschette mit einem Bereich niedrigen Drucks verbindet, welcher durch angelegte Steuersignale in einen erregten Zustand änderbar ist, indem das Ventil die Manschette mit der Quelle mit unter Druck stehendem Medium verbindet, und durch eine Ventilsteuerschaltung, die mit dem Ventil verbunden ist und an das Ventil angelegte Steuersignal e erzeugt, um es abhängig von einem Anfangs-Fülldrucksignal und dem von dem Druckaufnehmer erzeugten Drucksignal selektiv zu erregen, was bewirkt, daß die Manschette während der Anfangsphase jedes Betriebszyklus auf den Anfangsfülldruck gefüllt wird, wobei der Anfangsfülldruck für den ersten Betriebszyklus voreingestellt ist und der Anfangsfülldruck für jeden darauffolgenden Betriebszyklus durch die Ventilsteuerschaltung aus dem größten durch das Gerät in dem unmittelbar vorhergehenden Betriebszyklus gemessenen Blutdruck bestimmt wird.

22. Gerät zur Überwachung des Blutdrucks eines

Patienten mittels der auskulatorischen Methode mit einer füllbaren Manschette zum Anbringen am Patienten, gekennzeichnet durch eine Quelle von unter Druck stehendem fließfähigen Medium zum Füllen der Manschette auf einen Anfangsfülldruck während einer Anfangsphase jedes Betriebszyklus abhängig von einem angelegten Füllsignal und darauffolgendem Abgedichtethalten von der Manschette während des Restes jedes Betriebszyklus, durch einen Druck-

10. Februar 1978

8098A7/OS41

D 10462

aufnehmer zum Abfühlen des Drucks des Mediums in der Manschette und zum Erzeugen eines für den Druck repräsentativen Drucksignals, und durch ein mit der Manschette verbundenes Drei-Wege Ventil mit einem normalen aberregten Zustand in dem es die Manschette mit einem Bereich niedrigen Drucks verbindet, welcher Zustand durch angelegte Steuersignale in einen erregten Zustand änderbar ist, indem das Ventil die Manschette mit der Quelle des unter Druck stehenden fließfähigen Mediums verbindet und durch eine Ventilsteuerschaltung, die auf von den Herzschlägen des Patienten abgeleitete und während jedes Betriebszyklus nach dem Füllen der Manschette angelegte Schrittsignale anspricht und an das Ventil angelegte Steuersignale erzeugt, und es selektiv und abwechselnd unterbrochen aberregt, wobei die Manschette während aufeinanderfolgender mit den Schrittsignalen in Beziehung stehender Zeitintervalle mit einem Bereich niedrigen Druckes verbunden wird, so daß der Manschettendruck schrittweise über eine Reihe von konstanten Druckverringerungsquanten reduziert wird, weiche durch aufeinanderfolgende Herzschläge ausgelöst werden.

23. Gerät zum Überwachen des Blutdrucks eines Patienten

mittels der auskulatorischen Methode mit einer am Patienten anbringbaren füllbaren Manschette, gekennzeichnet durch eine Quelle mit unter Druck stehendem fließfähigen Medium zum Füllen der Manschette auf einen Anfangsfülldruck während einer ersten Phase jedes Betriebszyklus abhängig von einem angelegten Füllsignal und darauffolgendem Abgedichtethalten der Manschette während des Rests jedes Betriebszyklus»durch einen Druckaufnehmer zum Abfühlen des Drucks des Mediums in der Manschette und zum Erzeugen eines für den Druck repräsentativen Drucksignals, durch ein mit der Manschette verbundenes Ventil mit einem normalen ersten Zustand, indem es die Manschette mit einem Bereich niedrigen Drucks verbindet, welcher durch angelegte Steuersignale in einen zweiten Zustand änderbar ist, indem es die Manschette mit der Quelle des Mediums verbindet, durch einen K-Tonaufnehmer, der an dem Patienten im Zusammenhang mit der füllbaren Manschette angebracht ist und der zum Abfühlen des K-Tones des Patienten und zum Erzeugen eines die K-Töne darstellenden K-Tonsignals

10. Februar 1978 809847/0S41

D 10

dient, durch zwei EKG Elektroden zum Abfühlen der elektrokardialen Potentiale des Patienten und zum Erzeugen eines dafür repräsentativen EKG Signals, durch eine Unterscheidungsschaltung, die auf das K-Tonsignal und das EKG Signal anspricht und den ersten und den letzten vom K-Tonaufnehmer in jedem Betriebszyklus abgefühlten K-Töne identifiziert und auf ein Drucksignal anspricht, um ein Ausgangsdatensignal zu erzeugen, welches für den systolischen und diastolischen Druck repräsentativ ist, welche von dem Druckaufnehmer zum Zeitpunkt des Auftretens des ersten bzw. letzten der K-Töne innerhalb jedes Betriebszyklus abgefühlt wurden, wobei die Unterscheidungsschaltung ein EKG Signal dazu verwendet, das an die Ventilsteuerschaltung angelegte Schrittsignal zu erzeugen und durch ein mit der Unterscheidungsschaltung und den EKG Elektroden verbundenes tragbares Magnetbandaufzeichnungsgerät zur gleichzeitigen Aufzeichnung des EKG Signalsund des Ausgangsdatensignals auf einem gemeinsamen Magnetband.

24. Gerät nach Anspruch Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte tragbare Magnetbandaufzeichnungsgerät Vorrichtungen zum Kombinieren des EKG Signals und des Ausgangsdatensignals besitzt und daß das kombinierte Signais in einer einzigen Spur des genanntenMagnetbandes aufgezeichnet wird.

25. Gerät nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum Kombinieren Multiplexer-Vorrichtungen beinhalten.

26. Gerät nach Anspruch 24, gekennzeichnet durch eine Magnetbandwiedergabeeinheit zum Rückspielen des genannten

Magnetbands mit einer höheren Geschwindigkeit als die Aufzeichnung erfolgte, wobei ein elektrisches Wiedergabesignal erzeugt wird, das repräsentativ für das genannte kombinierte Signal ist,

einen mit der genannten Magnetbandwiedergabeeinheit verbundenen Datendecoder, der auf das genannte kombinierte Signal anspricht und das

809847/0641

10. Februar 1978

D 10

- ίο -

genannte EKG Signal von dem genannten Ausgangsdatensignal trennt und durch einen Herzschlagfrequenz-Trend-Rechner, der mit dem genannten Datendecoder verbunden ist und auf das genannte EKG Signal zur Erzeugung eines für den Herzschlag des Patienten repräsentativen Herzschlagfrequenz-Signals erzeugt.

27. Gerät nach Anspruch 26, gekennzeichnet durch Darstellungs- und Schreibvorrichtungen, die auf das vom genannten Datendecoder erzeugte genannte Ausgangsdatensignal und das von dem genannten Herzschlagfrequenz-Trend-Rechner erzeugte Herzschlagfrequenz-Signal ansprechen und auf einem gemeinsamen Aufzeichnungsträger Darstellungen sowohl des Ausgangsdatensignals als auch des Herzschlagfrequenz-Signals erzeugen.

28. Gerät nach Anspruch 26 , gekennzeichnet durch Druckvorrichtungen, die auf das von dem genannten Datendecoder erzeugte genannte Ausgangsdatensignal ansprechen und numerische Symbole drucken, welche die Meßwerte des Blutdrucks des Patienten darstellen.

29. Gerät zum Überwachen des Blutdrucks eines Patienten mittels der auskulatorischen Methode mit einer am Patienten anbringbaren füllbaren Manschette, gekennzeichnet durch eine Quelle von unter Druck stehendem fließfähigen Medium zum Füllen der Manschette auf einen Anfangsfülldruck während einer Anfangsphase jedes Betriebszyklus abhängig von einem angelegten Fülfsignal und darauffolgendem Abgedichtethalten von der Manschette während des Rests jedes Betriebszyklus, durch einen Druckaufnehmer zum Abfühlen des Drucks des Mediums

10. Februar 1978

809847/0641

D 10

-11 -

in der Manschette und zum Erzeugen eines für den Druck repräsentativen Drucksignals, durch ein mit der Manschette verbundenes Ventil, mit einem normalen ersten Zustand, indem es die Manschette mit einem Bereich niedrigen Druckes verbindet, welcher änderbar ist durch angelegte Steuersignale in einen zweiten Zustand, in dem das Ventil die Manschette mit der Quelle des Mediums verbindet, durch einen K-Tonaufnehmer, der am Patienten im Zusammenhang mit der füllbaren Manschette angebracht ist und der zum Abfühlen der K-Töne des Patienten und zum Erzeugen eines für die K-Töne repräsentativen K-Tonsignals dient, durch zwei EKG Elektroden zum Abfühlen der elektrokardialen Potentiale des Patienten und zum Erzeugen eines dafür repräsentativen EKG Signals und durch eine Unterscheidungsschaltung, welche auf das K-Tonsignal und das EKG Signal zur Feststellung des ersten und des letzten der von dem K-Tonaufnehmer in jedem Betriebszyklus abgefühlten K-Töne und auf das Drucksignal anspricht, um ein Ausgangsdatensignal zu erzeugen, welches den systolischen und diastolischen Druck darstellt, welche vom Druckaufnehmer innerhalb jedes Betriebszyklus zur Zeit des Auftretens des ersten bzw. des letzten K-Tones abgefühlt werden, wobei die Unterscheidungsschaltung das EKG Signal dazu verwendet, das an die Ventilsteuerschaltung angelegte Schrittsignal zu erzeugen und durchfScnaltungsvorrichtung innerhalb der genannten Unterscheidungsschaltung, welche, wenn ein K-Ton weniger als eine bestimmbare Zeitspanne nach dem Ende der Anfangsfüllphase eines Zyklus festgestellt wird, ein Signal zum Anlegen an die Ventilsteuerschaltung erzeugt, welches den Anfangsfülldruck erhöht und ein Füllsignal erzeugt, wodurch der Anfangsfülldruck in der Manschette für den nächsten Betriebszyklus erhöht wird.

30. Gerät nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet,

daß die Schaltvorrichtungen, sofern ein K-Ton nicht innerhalb einer bestimmbaren Zeitspanne nach Beendigung der Anfangsfüllphase eines Zyklus festgestellt

809847/0841

10. Februar 1978

D 10

wird, ein Signal zum Anlegen an die Venti!steuerschaltung erzeugt, welches den Anfangsfülldruck für den nächsten Betriebszyklus verringert.

31. Verfahren zum Messen des systolischen und diastolischen

Blutdrucks eines Patienten mittels einer auskulatorischen Methode, gekennzeichnet durch Füllen einer am Patienten angebrachten füllbaren Manschette in jedem Meßzyklus auf einen Anfangsfülldruck und darauffolgendem in jedem Meßzyklus erfolgenden schrittweisen Reduzieren des Manschettendruckes, so daß die K-Töne hörbar sind, wobei der Manschettendruck beim Einsetzen der K-Töne den systolischen Blutdruck und den Manschettendruck beim Aufhören der K-Töne den diastolischen Blutdruck anzeigen, durch Bestimmen des AnfangsmanschettenfüI!drucks für jeden Meßzyklus nach folgenden Schritten:

a) Füllen der Manschette zu Beginn des ersten Zyklus auf einen voreingestellten Anfangsfülldruck,

b) Bestimmen ob K-Töne innerhalb eines bestimmbaren Intervalls nach Füllen der Manschette auftreten und Fortschreiten zu Schritt c), wenn K-Töne innerhalb des Intervalls zu hören sind bzw. zu Schritt d), wenn keine K-Töne innerhalb des Intervalls zu hören sind,

c) unmittelbares Erhöhen des Manschettendruckes auf einen Wert, der größer als der eingestellte Anfangsfülldruck ist und Wiederholung des Schritts b),

d) Messen und Speichern des systolischen Blutdrucks,

e) Erhöhen des gespeicherten systolischen Blutdruckmeßwertes um ein vorbestimmtes Quantum um den Anfangsfülldruck, für den nächsten Meßzyklus zu erhalten,

f) Füllen der Manschette zu Beginn des nächsten Meßzyklus auf den in Schritt e) bestimmten Anfangsfüllwert und Wiederholung des Schritts b).

,0. Februar ,978 „„„,„„,

D 10462

- 13 -

32. Auskulatorisches Verfahren zum Messen des Blutdrucks eines Patienten bei dem eine am Patienten angebrachte füllbare Manschette auf einen Anfangsfülldruck gefüllt und danach der Manschettendruck systematisch verringert wird, gekennzeichnet durch den die Geschwindigkeit und die Genauigkeit der Blutdruckmessung verbessernden Schritt des Erzeugen einer plötzlichen Verringerung des Manschettendruckes um ein konstantes vorbestimmtes Verringerungsquantum nach jeweils einem der Herzschläge des Patienten, wodurch über ein sich erstreckendes Zeitintervall der Manschettendruck sich um eine Reihe von Schritten konstanter Größe verringert, die durch die Herzschläge des Patienten ausgelöst werden.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Herzschläge des Patienten von einem EKG Signal abgefühlt werden, welches durch den Patienten erzeugt wird.

34. Verfahren zum Erzeugen einer verbesserten Darstellung von den Zustand des Herzes eines Patienten darstellenden Baten wodurch die Diagnose von Herzfehlern erleichtert wird, gekennzeichnet durch

a) Ständiges Abfühlen eines vom Patienten erzeugten EKG Signals,

b) Messen des Blutdrucks des Patienten in Intervallen unter Verwendung eines am Patienten angebrachten tragbaren Geräts und Erzeugen eines Blutdrucksignals und

c) Aufzeichnen sowohl des EKG Signals und des Blutdrucksignals in einer einzigen Spur eines Magnetbandes.

35. Durch das Verfahren nach Anspruch 34 erzeugtes mit Aufzeichnungen versehenes Magnetband.

10. Februar 1978

809847/0641

D 10 462

-14 -

36. Verfahren nach Anspruch 34,gekennzeichnet durch die weiteren Schritte:

d) Rückspielen des Magnetbandes mit einer höheren Geschwindigkeit als mit der die Aufzeichnung erfolgt ist, um ein kombiniertes Signal zu erzeugen , welches sowohl das EKG Signal als auch das Blutdrucksignal darstellt und

e) Trennen des kombinierten Signals in Komponenten, die das EKG Signal und das Blutdrucksignal getrennt darstellen.

37. Verfahrennach Anspruch 36, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt:

f) Erzeugen eines Herzschlagfrequenz-Signals, aus dem in Schritt d) erzeugten EKG Signal.

38. Verfahren nach Anspruch 37, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt:

g) Graphisch Aufzeichnen des in Schritt d) erzeugten Blutdrucksignals und des in Schritt f) erzeugten Herzschlagfrequenz-Signals über der Zeit auf demselben Aufzeichnungsträger.

39. Durch das Verfahren nach Anspruch 38 hergestellter mit graphischen Aufzeichnungen versehene Aufzeichnungsträger.

40. Verfahren nach Anspruch 37, gekennzeichnet durch den weiteren Schritt:

h) (graphische) Darstellung des in Schritt f) erzeugten

Herzschlagfrequenz-Signals über der Zeit auf einem Aufzeichnungsträger und Drucken numerischer Symbole auf dem Aufzeichnungsträger, die die Blutdruckmeßwerte darstellen.

809847/0841

10. Februar 1978