Blutdruckmessgerät

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Hintergrund

Der Blutdruck ist der Druck, den das Blut beim Durchtritt auf die Arterienwände ausübt. Puls bezieht sich auf den periodischen Ausstoß von Blut aus der linken Herzkammer in die Aorta. Der linke Ventrikel oder die linke Kammer erhält Blut aus dem linken Vorhof, einer anderen der Herzkammern. Durch die Kontraktion treibt die linke Herzkammer das Blut in die Aorta, eine zentrale Arterie, durch die Blut in die Arterien aller Gliedmaßen und Organe außer der Lunge geleitet wird. Der Puls, der als wiederholte Druckwelle durch die Arterien übertragen wird, ist der Mechanismus, der das Blut durch den Körper bewegt.

Die Hoch- und Tiefpunkte dieser Druckwelle werden mit dem Blutdruckmessgerät gemessen oder Blutdruckmessgerät, und werden numerisch in Millimeter Quecksilbersäule ausgedrückt. Die höhere Zahl, systolischer Druck, misst den maximalen Druck, der auf die Arterien und den Herzmuskel ausgeübt wird; die untere Zahl, diastolischer Druck, misst den minimal ausgeübten Druck. Das Ablesen der beiden Messwerte zeigt an, wie hart das menschliche System arbeitet. Alle Ärzte berücksichtigen den Blutdruck eines Patienten, wenn sie den allgemeinen Gesundheitszustand bestimmen oder eine Krankheit diagnostizieren.

Das Blutdruckmessgerät wird in Verbindung mit einem Stethoskop verwendet. Nachdem das einschnürende Band oder die Manschette um einen der Arme des Patienten oberhalb des Ellenbogens befestigt wurde, bläst der Arzt die Manschette auf, indem er mit einem Gummiballon Luft hineinpumpt, bis die Quecksilbersäule oder die Nadel des Messgeräts (auch bekannt als aneroides Zifferblatt) hört auf, sich zu bewegen, normalerweise an einem Punkt zwischen 150 und 200 Millimeter Quecksilbersäule. Das Stethoskop wird dann über der Arteria brachialis an der Innenseite des Arms am Ellenbogen platziert, während die Luft langsam über ein kleines Ventil am Bulbus aus dem System abgelassen wird. Der Techniker beobachtet aufmerksam, wie die Luft entweicht und die Druckanzeige entsprechend sinkt. Der Punkt auf dem Messgerät, an dem der Puls zum ersten Mal durch das Stethoskop zu hören ist, zeigt den systolischen Druck an, und die Anzeige des Messgeräts, wenn das Geräusch verschwindet, zeigt den diastolischen Druck an. Normale Drücke variieren von Person zu Person, aber der systolische Druck liegt typischerweise zwischen 110 und 140, während der diastolische zwischen 65 und 80 liegt. Ein Druck über dem normalen Niveau prädisponiert den Patienten für Gesundheitsprobleme wie Herzerkrankungen, Schlaganfall und Nierenversagen.

Viele frühe Versuche, den Blutdruck zu messen, beinhalteten das direkte Anbringen eines Instruments an einer der Arterien des Patienten, eine schmerzhafte und gefährliche Praxis. Das erste Blutdruckmessgerät mit aufgeblasenem Armband wurde 1876 von Samuel Siegfried von Basch entwickelt. Zwanzig Jahre später entwickelte der italienische Arzt Scipione Riva-Rocci ein genaueres Gerät, das bald das Instrument von Basch ersetzte. Das Design von Riva-Rocci war dem heutigen Monitor sehr ähnlich, aber sein Betriebsverfahren erlaubte es, den Blutdruck nur bei kontrahiertem Herzen zu messen. 1905 wurde das Messverfahren von Nikolai Korotkoff weiter verfeinert, der die Pulsmessung mit einem Stethoskop hinzufügte, so dass Ärzte auch bei entspanntem Herzen den Blutdruck messen konnten. Korotkoff vermutete, dass beide Druckwerte wichtig waren, und heute wissen wir, dass bestimmte Hinweise, wie ein Anstieg des systolischen bei einem stabilen oder fallenden diastolischen Druck, auf eine Hirnschädigung hinweisen können.

Die Neoprenbirne wird üblicherweise durch vakuumunterstütztes Spritzgießen hergestellt. Bei diesem Verfahren wird geschmolzenes Neopren in eine Form mit der richtigen Form eingespritzt. Die Form ist mit winzigen Löchern ausgestattet, durch die die Luft in der Kammer abgesaugt wird, kurz bevor das Neopren eindringt. Durch das entstehende Vakuum fließt das Neopren gleichmäßig in die Kavität. Innerhalb weniger Sekunden nach der Injektion kühlt und härtet das Neopren ab und kann entfernt werden.
Das Manometer enthält zwei miteinander verlötete Phosphor-Bronze-Scheiben. Einige Blutdruckmonitore verwenden entweder ein Quecksilbermanometer oder eine elektronische Anzeige.

Design

Alle Blutdruckmessgeräte verfügen über eine Luftpumpeneinrichtung mit Regelventil, eine Druckanzeige, ein am Patienten zu befestigendes Abschnürband und die verschiedenen Anschlussschläuche, die das System bedienen. Obwohl es drei verschiedene Arten von Blutdruckmessgeräten gibt, unterscheiden sie sich im Wesentlichen in der Art der Druckerfassung:Eine Art verwendet ein Manometer oder eine Skala; ein anderer Typ verwendet ein Quecksilbermanometer (ein Manometer ist ein Instrument, das den Druck von Flüssigkeiten und Gasen misst); und das dritte verwendet eine elektronische oder digitale Anzeige. Trotz der Verfügbarkeit von Sphygmomanometern mit elektronischer Anzeige sind Instrumente, die ein Manometer oder ein Zifferblatt verwenden, immer noch beliebter, da sie einfacher zu warten sowie genau, langlebig und kostengünstig sind. Dieser Artikel konzentriert sich auf den Zifferblatt- oder Manometertyp.

Ein typisches Blutdruckmessgerät verfügt über eine Neopren- oder Gummipumpe, die ein Medizintechniker zusammendrückt, um den Luftdruck im System aufzubauen. Steigender Luftdruck bläst das einschnürende Band auf und liefert ein Drucksignal an das Manometer oder Anzeigemanometer. Der Vorgang wird durch ein Ventil gesteuert, das über eine Schlauchverbindung verfügt, um den Schlauch zu befestigen, der zum Einschnürband und zum Manometer führt. Im Ventil integriert ist eine Einweg-Durchflussvorrichtung, die nur arbeitet, wenn das Ventil geschlossen ist. Es besteht normalerweise aus einer kleinen Gummischeibe oder -kugel, die über den Luftdurchgang von der Quetschballenöffnung gelegt und mit einer Schraube oder einem Clip befestigt wird. Die Druckluft hebt den Ball leicht an, wenn der Ball zusammengedrückt wird, dichtet die Öffnung gegen die Atmosphäre ab und zwingt Luft, in die Manschette einzudringen. Beim Loslassen des Kolbens verschließt die Kugel die Öffnung zwischen dem Kolben und dem Schlauch, öffnet den ersteren zur Atmosphäre und ermöglicht ihm, sich wieder mit Luft zu füllen. Dieser Zyklus wird wiederholt, bis der richtige Startdruck erreicht ist. Das manuelle Ventil öffnet einen Bypass-Weg, um die Luft während der Messung abzulassen.

Die Gummischläuche werden durch kontinuierliche Extrusion hergestellt, bei der geschmolzener Gummi durch eine rotierende Schnecke durch einen Düsenblock gepresst wird Gerät. Innerhalb des Blocks befindet sich ein Stab von der gleichen Größe wie die Innenseite des Schlauchs; Wenn der Gummi um diesen Stab herum und aus der Matrize fließt, kühlt er ab und nimmt die Form des Schlauchs an. Anschließend wird es auf die richtige Länge zugeschnitten.

Rohstoffe

Das Skalen- oder Aneroid-Instrument ist ein mechanisches Manometer mit einem Zeiger und einer Skala, die in Millimeter Quecksilber kalibriert sind. Das Manometer besteht aus drei grundlegenden Teilegruppen:einem Druckelement und einer Buchse; eine Uhrwerk- und Zifferblattanordnung; und eine sie umschließende Schutzhülle und Linsenanordnung. Das Druckelement umfasst zwei Phosphor-Bronze-Scheiben von ungefähr 0,010 Zoll (0,025 Zentimeter) mit einer geformten Lippe am äußeren Rand. Das Uhrwerk besteht normalerweise aus Polycarbonat- und Messingmaterialien und enthält ein kleines Räderwerk, das den kurzen Laufweg der Scheiben verstärkt. Die Uhrwerkbaugruppe trägt auch das Zifferblatt, das aus Messing, Aluminium oder Kunststoff bestehen kann. Die Abtriebswelle des Uhrwerks ist mit dem Aluminiumzeiger montiert.

Die Quetschbirne besteht normalerweise aus Gummi oder Neopren, ebenso wie die Verbindungsschläuche. Das Band oder die Manschette ist im Grunde eine mit Stoff überzogene Neoprenblase mit einem Klettverschluss (Klettverschluss). Die Blase ist von einem Nylon- oder Kunstfasergewebe umgeben, das sie während des Einsatzes durch Rettungstechniker vor Ort vor Schnitten schützt und die Beschwerden des Patienten reduziert. Das Band muss sehr flexibel und haltbar sein, um den unendlichen Unterschieden in Patienten und Situationen gerecht zu werden. Das Regelventil kann aus Polycarbonat, Messing, Edelstahl, hergestellt werden oder Kombinationen dieser Materialien.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Viele Hersteller kaufen die Komponenten des Blutdruckmessgeräts separat, bauen das Gerät dann zusammen und verpacken es zum Verkauf. Jedes Teil hat seinen eigenen Herstellungs- und Montageprozess.

Die Glühbirne

• 1 Die Glühbirne kann mit verschiedenen Verfahren hergestellt werden, am häufigsten wird sie jedoch durch vakuumunterstütztes Spritzgießen hergestellt. Das geschmolzene Gummi- oder Neoprenmaterial wird mit Druckluft in den Hohlraum eines zweiteiligen Metallwerkzeugsatzes mit dem Negativbild der Glühbirne geblasen (der Vorgang ähnelt dem Blasen einer Gummiblase in einer Flasche). Die Matrize enthält auch kleine Löcher, durch die Luft direkt vor dem Einspritzen des Materials abgezogen wird, damit es mit einer gleichmäßigen Dicke in die Matrizenkavität strömt. Diese Löcher sind zwar groß genug, um Luft entweichen zu lassen, aber sie sind zu klein, um große Mengen des Gummis durchsickern zu lassen. Der Rest des Gummimaterials, der in die Löcher eingezogen wird, erzeugt kleine Vorsprünge, die den kleinen "Schnurrhaaren" ähneln, die auf einem neuen Reifen sichtbar sind. Innerhalb weniger Sekunden nach dem Einspritzen ist das Material abgekühlt, so dass die Düse geöffnet werden kann und die fertige Glühbirne sichtbar wird. Nach minimaler Handarbeit zum Entfernen der Schnurrhaare kann die Glühbirne an den anderen Komponenten befestigt werden.

Die Ventile

• 2 Die Ventile werden durch Druckguss, Kunststoffspritzguss und maschinelle Bearbeitung aus Stangenmaterial hergestellt. Sie verfügen über Verbindungsmerkmale, die das Anbringen von Glühbirne und Schlauch ermöglichen. Bearbeitete Ventile können auf einer Drehmaschine hergestellt werden, die von einem Computerprogramm gesteuert wird, das sie anweist, die Form, das Gewinde und andere Merkmale zu drehen.

Ein fertiges Blutdruckmessgerät. Während Monitore, die Manometer zur Druckanzeige verwenden, aufgrund ihrer Tragbarkeit weiterhin beliebt sein werden, werden elektronische Anzeigen immer häufiger verwendet, da neue Stromquellen entwickelt und das Design robuster gemacht wird. Quecksilbermonitore werden aufgrund der gefährlichen Wirkungen von Quecksilber wahrscheinlich in Ungnade fallen.

Das Messgerät

• 3 Das Messgerät besteht aus weiteren Unterbaugruppen, die jeweils bearbeitete, geformte und gestanzte Teile enthalten. Der wichtigste Bestandteil des Manometers ist das Druckelement. Es wird durch Zusammenlöten von zwei Scheiben an der geformten Lippe hergestellt, um einen hohlen Wafer zu konstruieren. Der Druck vom System wird durch ein Loch in der Fassungsverbindung in den Wafer eingeleitet, die wiederum mit dem Quetschkolben und der Manschette verbunden ist. Wenn der Innendruck ansteigt, schwillt der Wafer an. Es ist diese Schwellung, die von der Uhrwerksbaugruppe erkannt wird und bewirkt, dass sich der Zeiger um das Zifferblatt dreht. Nach der Montage muss das Messgerät kalibriert werden. Dies wird erreicht, indem es an eine Druckquelle mit einem Meistermanometer bekannter Genauigkeit angeschlossen wird. Am Bewegungsgestänge werden geringfügige Anpassungen vorgenommen, bis der Zeiger des Messgeräts die korrekten Druckwerte anzeigt.

Die Manschette

• 4 Die einschnürende Manschette oder Blase wird durch Heißsiegeln zweier Gummischichten hergestellt, um ein flexibles Band zu bilden. In diesen Abdichtprozess wird eine Schlauchverschraubung eingebunden, die einen Anschluss für die Luftversorgung bereitstellt. An die Blase wird dann nach üblichen Verfahren eine Stoffbespannung angenäht.

Die Schläuche

• 5 Die Schläuche werden durch kontinuierliche Extrusion hergestellt, ein Verfahren, bei dem Pellets aus Gummi oder ähnlichem Material bis zum Schmelzpunkt erhitzt werden, bei dem sie tonartig und zähflüssig werden. Innerhalb derselben Maschine drückt eine rotierende Schneckenvorrichtung dieses geschmolzene Material durch einen Matrizenblock, der einfach ein Loch in einem Aluminiumblock ist, der die gleiche Größe wie die Außenseite des Rohres hat. Im Block ist eine Stange befestigt, die die gleiche Größe wie die Innenseite des Rohres hat und in der Mitte des Lochs positioniert ist. Wenn das Material um den Stab herum und aus dem Loch herausfließt, kühlt es ab und nimmt die Form des Rohres an. An diesem Punkt wird es auf Länge geschnitten und auf Spulen für den Versand an die Montageanlage gewickelt.

Zusammenbau der Komponenten

• 6 Bei der Endmontage werden Schläuche verwendet, um die oben besprochenen Komponenten zu verbinden. Anschließend werden die Schläuche auf Dichtheit geprüft und die Kalibrierung verifiziert. Dies ist ein gutes Beispiel für JIT (just-in-time) Materialbedarfsplanung und TQC (Total-Quality-Konzept) Verwaltung. Fehlt eine der Komponenten, ist die gesamte Baugruppe nutzlos. Das Werk muss die Teile und Lieferungen rechtzeitig erhalten, um die Lieferung des fertigen Produkts an den Kunden sicherzustellen. Die Artikel müssen von zufriedenstellender Qualität sein, damit sie korrekt und ohne Kompromisse beim Design montiert werden können. Viele Unternehmen haben heute Qualitätsmanagementverfahren etabliert. Diese Verfahren sind einfach intensive Studien aller Aspekte der Herstellung, um die Möglichkeit der Herstellung eines fehlerhaften Teils zu eliminieren oder zu reduzieren. Es ist nicht nur die Herstellung des Teils, sondern auch die Gestaltung, die Auswahl der Materialien, die Auswahl der Verpackung und alle anderen Aspekte, die die Qualität des fertigen Produkts bestimmen.

Die Zukunft

Hersteller von Medizinprodukten und ihre Zulieferer sind anfällig für Haftungsklagen aufgrund des Versagens (oder des vermeintlichen Versagens) ihrer Produkte. Ein Teil der Kosten der Instrumente stammt aus den Kosten der Versicherung und Verteidigung der Gesellschaft gegen diese Klagen. Viele Unternehmen haben Produkte eingestellt, weil ihnen das Haftungsrisiko finanziell zu hoch ist. Zum Beispiel wird das Instrument des Quecksilbertyps wahrscheinlich aufgrund von Problemen mit gefährlichen Materialien, wie oben diskutiert, eingestellt werden. Die elektronischen Versionen werden höchstwahrscheinlich zunehmen, wenn neue Stromquellendesigns und eine verbesserte Robustheit erreicht werden. Medizintechniker und Therapeuten verlassen sich auf die Messung des Blutdrucks als Maßstab für die Gesundheit, und folglich wird immer irgendeine Art von Blutdruckmessgerät verwendet.