Herz-Kreislauf Computer Diagnostik GmbH

Verfahren der arteriellen Tonometrie

 

 

Bei dem Blutdruckmeßgerät der Firma COLIN BP-508 T CS Version wird das Verfahren der arteriellen Tonometrie zur nicht-invasiven kontinuierlichen Messung des arteriellen Blutdruckverlaufes verwendet. Das Prinzip der arteriellen Tonometrie wurde zuerst von Pressmann und Newgard in 1963 beschrieben und nachfolgend durch Drzewiecki und Mitarbeiter zu einer Methode entwickelt, die für den routinemäßigen Einsatz dieses Verfahrens zur kontinuierlichen Blutdruckmessung bestens geeignet ist. Das Prinzip unterscheidet sich nicht von dem Prinzip der okularen Tonometrie. Basierend auf den ursprünglichen Arbeiten von Marg und McKay hat sich die okulare Tonometrie zu einem Standardverfahren entwickelt, das heute routinemäßig für die Messung des intraokularen Druckes verwendet wird.

Der arterielle Tonometrie Sensor - SA 250 - wird am Handgelenk über der Radialis Arterie plaziert. Eine grobe Lokalisierung der Arterie sollte durch den Anwender ermittelt werden. Der Sensor sollte in der Weise über dieser Arterie plaziert sein, daß die Pulsationen der Arterie durch den Sensor registriert werden. Unterhalb der Arterie sollte sich Knochenmaterial befinden, gegen das die Arterie durch den Sensor gedrückt wird, um somit stabile Rahmenbedingungen zu haben.

In dieser Phase ist speziell die Positionierung des Sensors zwischen Handgelenk und Ellenbogen wichtig, wobei der Abstand zwischen Sensorgehäuse und Handende ungefähr 5 mm betragen sollte. Markierungen am Sensorgehäuse helfen bei der korrekten Positionierung.

Die Bilder zeigen die Plazierung des Sensors SA 250 (Sensorgehäuse) über der Radialis Arterie. Das Handgelenk ist in einer mit Klettverschlüssen versehenen Führungsschiene fixiert, um eine stabile Meßsituation zu erzielen.

Bei korrekter Anbringung des Sensors unter Beachtung der im Handbuch beschriebenen Vorgehensweise übt der Sensor einen ausreichend hohen Druck auf die Arterie aus, um sie im Kontaktbereich einzudrücken. Aufgrund der Situation an dieser Position ist die Druckübertragung auf den Sensor praktisch ungefiltert; die Haut zwischen Arterienwand und Sensor stellt keine Dämpfung für das Drucksignal dar, so daß eine nahezu perfekte direkte Übertragung der Druckveränderungen sichergestellt ist. Diese Tatsache wird dadurch erklärt, daß die Spannungskräfte der Arterienwand rechtwinklig zu den Druckkräften des Sensors und dem Blutdruck selbst wirken. Der eigentliche Sensor im Sensorgehäuse SA-250 besteht aus einer Anordnung von insgesamt 32 Druckaufnehmern (Piezo-Quarzelementen) auf einer Fläche von 7 x 4 mm. Die obige Prinzip-Darstellung deutet die Plazierung der einzelnen Druckaufnehmer in dieser Anordnung an.

Die Bilder zeigen das Sensorgehäuse SA 250 mit dem eigentlichen Sensor (die kleine schwarze Fläche innerhalb des weißen Rechtecks im Sensorgehäuse). Diese Fläche hat die Abmessungen von 4 x 7 mm und enthält die 32 Piezo-Quarz-Druckaufnehmer. Dieses Rechteck (besser "Schlitten") mit der Anordnung der 32 Druckaufnehmer bewegt sich auf zwei Führungsstangen innerhalb des Sensorgehäuses zwischen den beiden Punkten "A" und "B", um die optimale Position über der Arterie einzunehmen.

Durch die Vielzahl von Piezo-Druckaufnehmern zusammen mit der im Sensorgehäuse integrierten Positionierungsmimik und dem in BP- 508 implementierten Mikroprozessor kontrollierten Algorithmus ist sichergestellt, daß der Sensor selbständig die optimale mittige Position über der Arterie findet und somit eine konstante Messung garantiert. Auf dem Bildschirm des BP-508 werden nach korrekter Plazierung des Sensors und Anzeigen des Blutdruckverlaufes 3 Messung-spezifische Größen angezeigt:

Das Bild zeigt den Ausschnitt aus dem BP-508 Monitor Bildschirm, in dem die Messungs-relevanten Parameter dargestellt sind; zusätzlich ist die Information bzgl. des Zeitintervalls bis zur nächsten Oberarmmanschetten-Kalibrierungsmessung (Cuff ) angezeigt. Das Kalibrierungs-Intervall war zu 5 Minuten eingestellt und davon ist 1 Minute vergangen (elapsed). Der obere Blutdruckwert ist der absolute Blutdruck gemessen nach der oszillometrischen Methode mittels der Oberarmmanschette, der untere Blutdruckwert ist der Schlag-zu-Schlag Blutdruckwert gemessen am Handgelenk mittels des Tonometrie-Sensors.

Für die Signalstärke und den Anpressdruck liegen Erfahrungswerte vor, die nach Möglichkeit eingehalten werden sollten. Der Sensor selbst erlaubt nur eine Relativmessung. Zur Kalibrierung des Drucksignals wird eine Druckmessung mittels Druckmanschette benötigt. Diese Druckmessung ist Teil des Meßsystems und kalibriert automatisch den tonometrischen Sensor auf den Absolutwert; die Kalibrierungsintervalle können benutzerseitig vorgegeben werden. Nach erfolgter Kalibrierung zeigt das System auf dem Monitor die Schlag-zu-Schlag Blutdruckwerte für den systolischen, den diastolischen und mittleren Druck zusammen mit den Druckverlauf an. Die Daten können sowohl über den System-eigenen Drucker in verschiedener Weise ausgegeben werden als auch als Analog Ausgangssignal sowie als digitales Ausgangssignal über eine RSC 232 Schnittstelle zur Verfügung gestellt werden.

 

Veröffentlichungen:

Validation of an automated arterial tonometry monitor using Association for the Advancement of Medical Instrumentation standards
Elizabeth A. Zorn, Michael B. Wilson, John J. Angel, John Zanella, and Bruce S. Alpert, Blood Pressure Monitoring 1997, Vol 2 No 3/4

Toward a practical Tonometric Blood Pressure Instrument
J. S. Eckerle, J. Fredrick, P. Jeuck; IEEE Frontiers of Engineering and Computing in Health Care - 1984

Accuracy of a Continuous Blood Pressure Monitor Based on Arterial Tonometry
Takayuki Sato et al. Hypertension Vol 21, No. 6, Part 1 June 1993

Arterial Tonometry for noninvasive, Continuous Blood Pressure Monitoring during Anesthesia
Osamu Kemmotsu et al. The Journal of Anesthesiology, Vol 75, No. 2, August 1991

Blood Pressure Measurement by Arterial Tonometry in Controlled Hypertension
Osamu Kemmotsu et al., Anesth Analg 1991; 73: 54-8

Blood Pressure measurement during exercise: a review
Sharon E. Griffin, Robert A. Robergs, and Vivian H. Heyward
Med. Sci. Sports Exerc., Vol. 29, No. 1 pp. 149 -159, 1997

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