Criteria in the choice of an occluding cuff for the indirect measurement of blood pressure

Abstract

For a sphygmomanometric method of indirect blood-pressure measurement to be accurate, the cuff must operate so that the intrabladder pressure is always the same as the pressure applied by the tissues of the arm to the artery wall. To determine under what conditions this occurs, analyses are presented assuming the arm to be a rotationally symmetric, incompressible solid cylinder acted upon by various cuff pressure fields. The results indicate that the pressure applied to the artery wall is markedly influenced by longitudinal motion of the arm tissue, which must be constrained to have an accurate pressure transmission. It is shown that a wide cuff does effectively accomplish this under its central region. The analyses agree with experiments in which indirect and direct blood-pressure measurements were made and most of the clinical observations of others. However, the claim that ‘if the cuff is too wide, the reading will be erroneously low’ is not indicated in the analytical solution and has not been observed in the authors' experiments. These analytical and experimental results were used to establish criteria for the design of appropriate occluding cuffs. Based upon these criteria, cuffs for clinical use have been produced from a plastic film in a variety of lengths and widths.

Sommaire

Pour qu'une méthode sphygmomanométrique de mesure indirecte de la pression sanguine puisse être précise, le bracelet doit fonctionner de telle façon que la pression intra-vessie soit toujours la même que la pression exercée par les tissus du bras sur la paroi de l'artère. Pour déterminer dans quelles conditions ceci a lieu, les analyses sont présentées en supposant que le bras soit un cylindre plein incompressible symétrique en rotation subissant l'effet de différents champs de pression du bracelet. Les résultats indiquent que la pression exercée sur la paroi de l'artère est nettement influencée par le mouvement longitudinal du tissu du bras qu'on doit contraindre pour obtenir une transmission précise de la pression. On voit que ceci est effectivement réalisé sous la partie centrale d'un bracelet large. Les analyses s'accordent avec les expériences où on a fait des mesures directes et indirectes de la pression sanguine et avec la plupart des observations cliniques faites ailleurs. Toutefois, la prétention qui ‘si le bracelet est trop large, la lecture sera erronément faible’ n'est pas indiquée dans la solution analytique et n'a pas été observée pendant les expériences de l'auteur. Ces résultats analytiques et expérimentaux ont servi à établir des critères pour l'étude de bracelets occluants appropriés. Sur la base de ces critères, on a réalisé des bracelets pour utilisation clinique dans du film plastique de différentes longueurs et largeurs.

Zusammenfassung

Wenn ein Verfahren zur Blutdruckmessung für die indirekte Blutdruckmessung genau sein soll, muß die Manschette so funktionieren, daß der Druck in der Blase immer der gleiche ist wie der durch die Armgewebe auf die Arterienwand ausgeübte. Um festzustellen, unter welchen Bedingungen dies auftritt, werden Analysen vorgelegt, die annehmen, daß es sichbei dem Arm um einen symmetrisch runden, nicht zusammendrückbaren, massiven Zylinder handelt, auf den verschiedene Manschettendruckfelder wirken. Die Ergebnisse sprechen dafür, daß der auf die Arterienwand angewandte Druck durch die Längsbewegung des Armgewebes wesentlich beeinflußt wird, das eingeengt werden muß, um den Druck genau zu übertragen. Es wird gezeigt, daß dies mit einer weiten Manschette im Mittelbereich erzielt wird. Die Analysen stimmen mit Experimenten überein, bei denen indirekte und direkte Blutdruckmessungen vorgenommen wurden und mit den meisten klinischen Beobachtungen von anderen. Die Behauptung jedoch, daß ‘wenn die Manschette zu weit ist, die Ablesung irrtümlich niedrig ist’ ist in der analytischen Lösung nicht angegeben und wurde in den Experimenten des Verfassers nicht beobachtet. Diese analytischen und experimentellen Ergebnisse wurden zur Aufstellung der Kriterien für die Konstruktion von entsprechend einschließenden Manschetten verwendet. Aufgrund dieser Kritieren wurden Manschetten für den klinischen Gebrauch aus Plastikfolie in mehreren Längen und Breiten hergestellt.