Bloeddrukmeter

Achtergrond

Bloeddruk is de druk die het bloed uitoefent tegen de wanden van de slagaders als het er doorheen gaat. Puls verwijst naar de periodieke ejectie van bloed uit de linker hartkamer van het hart in de aorta. De linker hartkamer, of kamer, ontvangt bloed uit het linker atrium, een andere kamer van het hart. Door samen te trekken, drijft de linker hartkamer het bloed in de aorta, een centrale slagader waardoor bloed wordt doorgegeven aan de slagaders van alle ledematen en organen behalve de longen. Puls, die door de slagaders wordt overgedragen als een herhaalde drukgolf, is het mechanisme dat bloed door het lichaam beweegt.

De hoge en lage punten van deze drukgolf worden gemeten met de bloeddrukmeter, of bloeddrukmeter, en worden numeriek uitgedrukt in millimeters kwik. Het hogere getal, systolische druk, meet de maximale druk uitgeoefend op slagaders en de hartspier; het onderste cijfer, diastolische druk, meet de minimale druk die wordt uitgeoefend. De lezing van de twee metingen geeft aan hoe hard het menselijk systeem werkt. Alle artsen houden rekening met de bloeddruk van een patiënt bij het bepalen van de algemene gezondheid of het diagnosticeren van een ziekte.

De bloeddrukmeter wordt gebruikt in combinatie met een stethoscoop. Nadat de vernauwende band of manchet rond een van de armen van de patiënt boven de elleboog is vastgemaakt, blaast de arts de manchet op door er lucht in te pompen met een rubberen knijpbol tot de kwikkolom of de naald van de meter (ook bekend als een aneroïde wijzerplaat) stopt met bewegen, meestal op een punt tussen 150 en 200 millimeter kwik. De stethoscoop wordt dan over de armslagader geplaatst, aan de binnenkant van de arm bij de elleboog, terwijl lucht langzaam uit het systeem wordt afgevoerd via een klein ventiel dat aan de lamp is bevestigd. De technicus kijkt aandachtig hoe de lucht ontsnapt en de drukindicator dienovereenkomstig afneemt. Het punt op de meter waarop de puls het eerst door de stethoscoop kan worden gehoord, geeft de systolische druk aan, en de uitlezing van de meter wanneer het geluid verdwijnt, geeft de diastolische druk aan. Normale druk varieert met het individu, maar de systolische druk varieert meestal tussen 110 en 140, terwijl de diastolische druk van 65 tot 80 loopt. Een druk boven het normale niveau maakt de patiënt vatbaar voor gezondheidsproblemen zoals hartaandoeningen, beroertes en nierfalen.

Bij veel vroege pogingen om de bloeddruk te meten, werd een instrument rechtstreeks aan een van de slagaders van de patiënt bevestigd, een pijnlijke en gevaarlijke praktijk. De eerste bloeddrukmeter die een opgeblazen armband gebruikte, werd in 1876 ontwikkeld door Samuel Siegfried von Basch. Twintig jaar later ontwikkelde de Italiaanse arts Scipione Riva-Rocci een nauwkeuriger apparaat dat al snel het instrument van von Basch verving. Het ontwerp van Riva-Rocci leek veel op de huidige monitor, maar dankzij de werkwijze kon de bloeddruk alleen worden gemeten terwijl het hart was samengetrokken. In 1905 werd de meetprocedure verder verfijnd door Nikolai Korotkoff, die het gebruik van een stethoscoop toevoegde om de hartslag te detecteren, waardoor artsen ook de bloeddruk konden meten terwijl het hart ontspannen was. Korotkoff vermoedde dat beide drukmetingen belangrijk waren, en vandaag realiseren we ons dat bepaalde indicaties, zoals een stijging van de systolische bloeddruk met een stabiele of dalende diastolische druk, hersenbeschadiging kunnen suggereren.

De neopreenlamp wordt gewoonlijk gemaakt met behulp van vacuümgeassisteerd spuitgieten. Bij dit proces wordt gesmolten neopreen in een mal met de juiste vorm geïnjecteerd. De mal is voorzien van kleine gaatjes, waardoor de lucht in de kamer wordt weggezogen net voordat het neopreen binnenkomt. Het resulterende vacuüm zorgt ervoor dat het neopreen gelijkmatig in de holte stroomt. Binnen enkele seconden na injectie koelt en hardt het neopreen uit en kan het worden verwijderd.
De manometer bevat twee aan elkaar gesoldeerde fosforbronzen schijven. Sommige bloeddrukmeters maken gebruik van een kwikmanometer of een elektronisch display.

Ontwerp

Alle bloeddrukmeters zijn voorzien van een luchtpomp voorzien van een regelklep, een middel om de druk aan te geven, een aan de patiënt te bevestigen beknellingsband en de verschillende aansluitslangen die het systeem bedienen. Hoewel er drie verschillende soorten bloeddrukmeters bestaan, verschillen ze fundamenteel in de manier waarop ze de druk registreren:het ene type gebruikt een manometer of wijzerplaat; een ander type gebruikt een kwikmanometer (een manometer is een instrument dat de druk van vloeistoffen en gassen meet); en de derde maakt gebruik van een elektronisch of digitaal display. Ondanks de beschikbaarheid van bloeddrukmeters met elektronische weergave, zijn instrumenten die een manometer of een wijzerplaat gebruiken nog steeds populairder omdat ze gemakkelijker te onderhouden, nauwkeurig, duurzaam en goedkoop zijn. Dit artikel gaat over het type wijzerplaat of manometer.

Een typische bloeddrukmeter heeft een pompbal van neopreen of rubber die een medisch technicus samenknijpt om luchtdruk in het systeem op te bouwen. Toenemende luchtdruk blaast de vernauwende band op en geeft een druksignaal aan de manometer of indicatiemeter. Het proces wordt geregeld door een klep, die een slangfitting heeft om de buis te bevestigen die naar de vernauwende band en meter leidt. Geïntegreerd met de klep is een eenrichtingsstroomapparaat dat alleen werkt als de klep gesloten is. Het bestaat meestal uit een kleine rubberen schijf of bal die over de luchtdoorgang van de knijpbolopening wordt geplaatst en wordt vastgezet met een schroef of clip. De samengeperste lucht brengt de bal iets omhoog wanneer de bol wordt samengeknepen, waardoor de opening naar de atmosfeer wordt afgesloten en lucht wordt gedwongen de manchet binnen te gaan. Bij het loslaten van de lamp sluit de kogel de opening tussen de lamp en de slang af, waardoor de eerste naar de atmosfeer wordt geopend en deze opnieuw kan worden gevuld met lucht. Deze cyclus wordt herhaald totdat de juiste startdruk is bereikt. De handmatige klep opent een bypass-route om de lucht te laten ontsnappen terwijl de metingen worden gedaan.

De rubberen slangen zijn gemaakt door continue extrusie, waarbij gesmolten rubber door een matrijsblok wordt geperst door een roterende schroef apparaat. In het blok zit een staaf van dezelfde grootte als de binnenkant van de buis; terwijl het rubber rond deze staaf en uit de matrijs stroomt, koelt het af en neemt het de vorm van de buis aan. Vervolgens wordt het op de juiste lengte gesneden.

Grondstoffen

Het instrument met wijzerplaat of aneroïde is een mechanische manometer met een wijzer en een wijzerplaat die is gekalibreerd in millimeters kwik. De manometer bestaat uit drie basisgroepen van onderdelen:een drukelement en een mofconstructie; een beweging en een wijzerplaat; en een beschermhoes en lensassemblage die ze omsluit. Het drukelement bestaat uit twee fosforbronzen schijven van ongeveer 0,010 inch (0,025 centimeter) met aan de buitenrand een gevormde lip. Het uurwerk is meestal gemaakt van polycarbonaat en messing materialen en bevat een kleine tandwieltrein die de korte reisafstand van de schijven vergroot. Het bewegingssamenstel ondersteunt ook de wijzerplaat, die van messing, aluminium of plastic kan zijn. De uitgaande as van het uurwerk is gemonteerd met de aluminium wijzer.

De knijpbol is meestal van rubber of neopreen, net als de verbindingsslangen. De band of manchet is in feite een met stof beklede blaas van neopreen met een klittenbandsluiting (klittenband). De blaas is ingesloten in een nylon of synthetische vezelstof, die de blaas beschermt tegen snijwonden tijdens gebruik door reddingstechnici ter plaatse en het ongemak voor de patiënt vermindert. De band moet zeer flexibel en duurzaam zijn om de oneindige verschillen in patiënten en situaties op te vangen. De regelklep kan worden gemaakt van polycarbonaat, messing, roestvrij staal, of combinaties van deze materialen.

Het fabricageproces

Veel fabrikanten kopen de componenten van de bloeddrukmeter afzonderlijk aan en monteren en verpakken het apparaat vervolgens voor de verkoop. Elk onderdeel heeft zijn eigen fabricage- en montageproces.

De lamp

• 1 De lamp kan worden gemaakt met behulp van verschillende processen, maar wordt meestal geproduceerd met behulp van vacuümgeassisteerd spuitgieten. Perslucht wordt gebruikt om het gesmolten rubber of neopreen materiaal in de holte van een tweedelige metalen matrijsset te blazen met het negatieve beeld van de lamp (de bewerking lijkt op het blazen van een kauwgombel in een fles). De matrijs bevat ook kleine gaatjes waardoor lucht wordt aangezogen net voordat het materiaal wordt geïnjecteerd, waardoor het met een uniforme dikte in de matrijsholte kan stromen. Hoewel deze gaten groot genoeg zijn om lucht te laten ontsnappen, zijn ze te klein om aanzienlijke hoeveelheden rubber naar buiten te laten sijpelen. Het overblijfsel van het rubbermateriaal dat in de gaten wordt getrokken, produceert kleine uitsteeksels die lijken op de kleine "snorharen" die zichtbaar zijn op een nieuwe band. Binnen een paar seconden na de injectie is het materiaal afgekoeld, zodat de matrijs kan worden geopend en de voltooide lamp zichtbaar wordt. Na een minimale hoeveelheid handwerk om de snorharen te verwijderen, is de lamp klaar om aan de andere componenten te worden bevestigd.

De kleppen

• 2 De kleppen zijn gemaakt door middel van spuitgieten, kunststof spuitgieten en machinale bewerking van staafmateriaal. Ze bevatten verbindingsfuncties waarmee de lamp en de slang kunnen worden bevestigd. Bewerkte kleppen kunnen worden gemaakt op een draaibank die wordt bestuurd door een computerprogramma dat de machine instrueert om de vorm, schroefdraad en andere functies te draaien.

Een voltooide bloeddrukmeter. Hoewel monitoren die gebruik maken van manometers voor drukweergave populair zullen blijven vanwege hun draagbaarheid, zullen elektronische displays in gebruik toenemen naarmate nieuwe stroombronnen worden ontwikkeld en het ontwerp robuuster wordt. Kwikmonitors zullen waarschijnlijk uit de gratie raken vanwege de gevaarlijke effecten van kwik.

De meter

• 3 De meter bestaat uit verdere subassemblages, die elk machinaal bewerkte, gegoten en gestanste onderdelen bevatten. Het belangrijkste onderdeel van de meter is het drukelement. Het wordt geconstrueerd door twee schijven aan elkaar te solderen bij de gevormde lip om een ​​holle wafel te construeren. De druk van het systeem wordt in de wafer gebracht via een gat in de socketverbinding, die op zijn beurt is verbonden met de knijpbol en manchet. Naarmate de inwendige druk toeneemt, zwelt de wafel op. Het is deze zwelling die wordt gedetecteerd door het bewegingssamenstel, waardoor de wijzer rond de wijzerplaat draait. Na montage moet de meter gekalibreerd worden. Dit wordt bereikt door het aan te sluiten op een drukbron met een hoofdmeter met bekende nauwkeurigheid. Er worden kleine aanpassingen gemaakt in de bewegingskoppeling totdat de wijzer van de meter de juiste drukwaarden weergeeft.

De manchet

• 4 De vernauwende manchet, of blaas, wordt gemaakt door twee rubberen vellen aan elkaar te smelten om een ​​flexibele band te vormen. In dit afdichtingsproces wordt een slangfitting verwerkt, die een aansluiting vormt voor de luchttoevoer. Een stoffen bekleding wordt vervolgens met conventionele methoden aan de blaas genaaid.

De slangen

• 5 De slangen worden gemaakt door continue extrusie, een proces waarbij korrels van rubber of soortgelijk materiaal worden verwarmd tot het smeltpunt, waar ze kleiachtig en stroperig worden. Binnen dezelfde machine dwingt een roterende schroef dit gesmolten materiaal door een matrijsblok, dat eenvoudigweg een gat is in een aluminium blok van dezelfde grootte als de buitenkant van de buis. In het blok is een staaf bevestigd die even groot is als de binnenkant van de buis en in het midden van het gat is geplaatst. Terwijl het materiaal rond de staaf en uit het gat stroomt, koelt het af en neemt het de vorm van de buis aan. Op dit punt wordt het op lengte gesneden en op spoelen gewikkeld voor verzending naar de assemblagefaciliteit.

Montage van de componenten

• 6 Bij de eindmontage worden slangen gebruikt om de hierboven besproken componenten aan te sluiten. De slangen worden vervolgens gecontroleerd op lekkage en de kalibratie wordt geverifieerd. Dit is een goed voorbeeld van JIT (just-in-time) materiaalbehoefteplanning en TQC (total-quality-concept) beheer. Als een van de componenten ontbreekt, is de hele montage nutteloos. De fabriek moet de onderdelen en benodigdheden tijdig ontvangen om de levering van het eindproduct aan de klant te garanderen. De artikelen moeten van voldoende kwaliteit zijn, zodat ze correct kunnen worden gemonteerd zonder afbreuk te doen aan het ontwerp. Veel bedrijven hebben tegenwoordig procedures voor kwaliteitsbeheer opgesteld. Deze procedures zijn gewoon intensieve studies van alle aspecten van de fabricage om de mogelijkheid van het produceren van een defect onderdeel te elimineren of te verminderen. Het is niet alleen het maken van het onderdeel, maar ook het ontwerpen ervan, het selecteren van de materialen, het kiezen van de verpakkingskeuze en alle andere aspecten die de kwaliteit van het eindproduct bepalen.

De Toekomst

Fabrikanten van medische producten en hun leveranciers zijn vatbaar voor aansprakelijkheid vanwege het falen (of vermeende falen) van hun producten. Een deel van de kosten van de instrumenten vloeit voort uit de kosten van het verzekeren en verdedigen van het bedrijf tegen deze rechtszaken. Veel bedrijven zijn gestopt met producten omdat het aansprakelijkheidsrisico voor hen een te grote financiële last is. Het instrument van het kwiktype zal bijvoorbeeld waarschijnlijk worden stopgezet vanwege problemen met gevaarlijke materialen, zoals hierboven besproken. De elektronische versies zullen hoogstwaarschijnlijk toenemen naarmate nieuwe stroombronontwerpen en verbeterde robuustheid worden bereikt. Medische technici en therapeuten vertrouwen op bloeddrukmetingen als maatstaf voor gezondheid, en daarom zal altijd een soort bloeddrukmeter worden gebruikt.