Устройство для измерения внутричерепного артериального давления

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВНУТРИЧЕРЕПНОГО АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ , содержащее блок компрессии, средство крепления его к голове пациента , а также источник сжатого воздуха и блок манометра, пневматически соединенные с блоком компрессии, датчик пульсаций и регистратор, отличающееся тем, что, с целью повьшений точности измерения, регистратор выполнен двухканальным, причем его первьй и второй входы подключены соответственно к выходам блока манометра и датчика пульсаций. (Л 00 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А. (1) A 61. В 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИЙ (21) 3547691/28-13 (22) 10.12.82 (46) 30.04.84. Бюл. У 16 (72) О.А.Стыкан (53) 615.47(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 106445, кл. А 61 В 5/02, 1957.

2. Haqer Н. Die ophthalmoly

namographie als Methode zur Baurtejlung des Gehirn Kreis lanfes, Klin, МЬ1. Andenheilk, 1963, Bd. 192, S. 827-896. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

ВНУТРИЧЕРЕПНОГО АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащее блок компрессии, средство крепления его к голове пациента, а также источник сжатого воздуха и блок манометра, пневматически соединенные с блоком компрессии, датчик пульсаций и регистратор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности иэмерения, регистратор выполнен двухканальным, причем его первый и второй входы подключены соответственно к выходам блока манометра и датчика пульсаций.

1088704

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок компрессии выполнен в виде открытой орбитальной капсулы с поперечным сечением, превышающим максимально возможные размеры глазницы, причем профиль торца открытой части соответствует конфигурации окологлазничной области и снабжен уплотнителем из эластичного материала с герметичным покрытием.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что средство крепления содержит шарнирно соединенные между собой в замкнутый контур фронтальную штангу с прикрепленным к ней блоком компрессии, тыльную штангу, две продольные телескопические штанги регулируемой длины, втулки и опорный диск, жестко закрепленные на тыльной штанге, а также дискподголовник с амортизирующей прокладкой, стержни, торцами прикрепленные к нему с противоположной стороны и подвижно размещенные в направляющих каналах втулок, последовательно механически соединенные торец в торец пневматическую камеру предварительной герметизации, укрепленную.на опорном диске, и камеру саморегулируемой герметизации, прикрепленную к подголовнику и пневматически соединенную с полостью блока компрессии а также дополнительный источник сжатого воздуха и манометр, пневматически соединенные с полостью камеры предварительной герметизации.

4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что источник сжатого воздуха содержит последовательно пневматически соединенные компрессор, газовый фильтр, пневматическую камеру, редуктор компрессии, замкнутую полость, компрессионный повторитель, редуктор, предохранительный пневмоклапан, выход которого соединен с полостью блока компрессии, а также ограничитель давления, соединенный с пневмокамерой, последовательно соединенные редуктор деком1

Изобретение относится к медицине

1 в частности к устройствам для диагпрессии и декомпрессионный повторитель, выход которого соединен с входом редуктора, а вход редуктора декомпрессии соединен с выходом замкнутой полости.

5. Устройство по пп. 1 — 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что датчик пульсаций размещен на фронтальной штанге в непосредственной близости от блока компрессии и содержит последовательно соединенные генератор высокой частоты, конденсатор, ампли.— тудный детектор, делитель, выход которого соединен с первым входом регистратора, емкостный датчик, подключенный к входу детектора.

6. Устройство по п. 5, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что емкостей датчик выполнен металлическим в форме эллипсоида с кривизной поверхности, соответствующей форме глазного яблока, установлен на металлическом штоке, подвижной размещенном в канале направляющей втулки, герметично встроенной в дно блока компрессии, которое выполнено прозрачным.

7. Устройство по и. 1, о т л н ч а ю щ е е с я тем, что блок манометра содержит мембранный стрелочный манометр с циферблатом, имеющим краевое отвер"тие, и фотоэлектронный преобразователь, включающий источник света, установленный на уровне краевого отверстия в циферблате, и фотодиод, расположенный на том же уровне с другой стороны циферблата и подключенный к второму входу регистратора, а также светонепроницаемый диск с краевыми перфорациями на уровне отверстия в циферблате, насаженный на ось стрелки манометра и помещенный между краевым отверстием в циферблате и фотодиодом.

8. Устройвтво по и. 7, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью удобства считывания результатов с регистратора, перфорации в диске выполнены с различным диаметром и расположены через интервалы, соответствующие выбранным дискретам .давления.

2 ностики, и может быть использовано для уточнения характера сосудистых

1088704 заболеваний головного мозга измерением артериального давления крови в самой крупной ветви внутренней сонной артерии — глазничной артерии, репрезентативно представляющей внутричерепное кровообращение.

Известно устройство для измерения давления крови в глазничной артерии, основанное на офтальмоскопическом РО наблюдении за пульсацией центральной артерии сетчатки, содержащее манометр, соединенный при помощи пневмопровода с пневматическим надавливающим приспособлением, жестко прикреп- 15 ленным к обручу, надеваемому на голову испытуемого, и непосредственно контактирующим о глазным яблоком (1) .

Недостатком данного устройства как и других, основанных на офтальмо-20 скопин, является отсутствие объективной графической регистрации пульсации исследуемых сосудов, недостаточная объективность и точность измерений в связи с визуальным наблюдением 25 пульсаций, нефиэиологичность условий исследования в связи с прямым наложением пульсосъемника непосредственно. на высокочувствительное глазное яблоко. 30

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является офтальмодинамограф Хагера, который содержит блок компрессии, средство крепления его к голове пациента, дат- 35 чик пульсаций, источник сжатого воздуха в виде резинойого баллона, калибратор и манометр, сообщающиеся между собой при помощи пневмопровода. и регистрирующий осциллограф (2) .

Недостатки известного устройства заключаются в неоднотипноети скорости нарастания и продолжительности режима компрессии в связи с ручным способом подачи воздуха в измеритель-45 ную систему; в возможности причинить ущерб здоровью испытуемого в связи с неограниченностью предела интенсивности компрессионной нагрузки, прилагаемой к глазу; в передаче ком- 50 прессионной нагрузки на закрытый глаз через мембрану и сомкнутые веки, что исключает возможность наблюдения сосудов глазного дна и доступ непосредственно к глазному яблоку и, та- 55 ким образом, ограничивает возможности исследования пульсации сжимаемых сосудов, не позволяя, в частности, дифференцированно исследовать пульс внутриглаэных и орбитальных сосудов беэ наложения пульсации сосудов век, искажающей полезную информацию; в создании предпосылок для внесения дополнительных искажений в информацию о пульсации сосудов глаза стягиванием резиновой лентой головы па всей ее окружности с пережатием внечерепных артерий, пульсация которых может отражаться на степени прижатия мембраны датчика к глазу, являясь источником активных помех, накладываемых в ритме пульса на полезную информацию.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для измерения внутричерепного артериального давления, содержащем блок компрессии, средство крепления его к голове пациента, а также источник сжатого воздуха и блок манометра, пневматически соединенные с блоком компрессии, датчик пульсаций и регистратор, последний выполнен двухканальным, причем его первый и второй входы подключены, соответственно, к выходам блока манометра и датчика пульсаций.

Кроме того, блок компрессии выполнен в виде сткрытой орбитальной капсулы с поперечным сечением, превышающим максимально возможные размеры

t глазницы, причем профиль торца откры той части соответствует конфигурации окологлазничной области и снабжен уплотнителем из мягкого эластичного материала с герметичным покрытием.

Средство крепления к голове пациента содержит шарнирно соединенные между собой в замкнутый контур фронтальную штангу с прикрепленным к ней блоком компрессии, тыльную штангу, две продольные телескопические штанги регулируемой длины, втулки и опор" ный диск, жестко закрепленные на тыльной штанге, а также диск-подголовник с амортизирующей прокладкой, стержни, торцами прикрепленные к нему с противоположной стороны и подвижно размещенные в направляющих каналах втулок, последовательно механически соединенйые торец в торец пневматическую камеру предварительной герметизации, укрепленную на опорном диске, и камеру саморегулируемой гер1088704 ь метизации, прикрепленную к полголовнику и пневматически соединенную с полостью блока компрессии, а также дополнительный источник сжатого воздуха и манометр, пневматически соединенные с полостью камеры предварительной герметизации.

Источник сжатого воздуха содержит последовательно пневматически соединенные компрессор, газовый фильтр, пневматическую камеру, редуктор компрессии, замкнутую полость, компрессионный повторитель, редуктор, предохранительный пневмоклапан, выход которого соединен с полостью блока компресСии, а также ограничитель давления, соединенный с пневмокамерой, последовательно соединенные редуктор декомпрессии и декомпрессионный повторитель, выход которого соединен с входом редуктора, а вход редуктора декомпрессии соединен с выходом замкнутой полости.

Кроме того, датчик пульсаций размещен на фронтальной штанге в непосредственной близости от блока ком в . прессии и содержит последовательно соединенные генератор высокой частоты конденсатор амплитудный детекУ 9

30 тор, делитель, выход которого соединен с первым входом регистратора, емко с тный датчик, подключе нный к в ходу детектора.

Емкостный датчик выполнен металлическим в форме эллипсоида с кривиз-З ной поверхности, соответствующей форме глазного яблока, установлен на металлическом штоке, подвижно размещенном в канале направляющей втулки, герметично встроенной в дно блока 4О компрессии, которое выполнено прозрач ным.

Кроме того, блок манометра содержит мембранный стрелочный манометр с циферблатом, имеющим краевое от- 4> верстие, и фотоэлектронный преобразователь„ включающий источник света, установленный на уровне краевого отверстия в циферблате, и фотодиод, расположенный на том же уровне с другой стороны циферблата и подключенный к второму входу регистратора, а также светонепроницаемый диск с краевыми перфорациями на уровне отверстия в циферблате, насажен- Ы ный на ось стрелки манометра и помещенный между краевым отверстием в циферблате и фотодиодом.

Перфорации в диске выполнены с различным диаметром и расположены через интервалы, соответствующие выбранным дискретам давления.

Па фиг. 1 представлена функциональная схема устройства; на фиг.2 блок компрессии со средством его крепления к голове пациента; на фиг. 3 — конструкция блока манометра. устройство для измерения внутричерепного артериального давления содержит блок 1 компрессии, средство 2 крепления блока 1 компрессии к голове пациента, источник 3 сжатого воздуха и блок 4 манометра, пневматически соединенные с блоком 1 компрессии, датчик 5 пульсаций и регистратор 6, выполненный двухканальным, а первый и второй его входы подключены соответственно к выходам блока 4 манометра и датчика 5 пульсаций.

Блок 1 компрессии (фиг. 2) выполнен в виде открытой орбитальной капсулы 6 с поперечным сечением, превышающим максимально возможные размеры глазницы, причем профиль торца открытой части соответствует конфигурации окологлазничной области и снабжен уплотнителем 7 из эластичного материала с герметичным покрытием.

Средство 2 крепления (фиг. 2) содержит шарнирно соединенные между собой в замкнутый контур фронтальную штангу 8, с прикрепленньм к ней блоком 1 компрессии, тыльную штангу 9, две продольные телескопические штанги 10 регулируемой длины, втулки 11 и опорный диск 12, жестко закрепленные на тыльной штанге 9, а также диск-подголовник 13 с амортизирующей подкладкой 14, стержни 15, торцами прикрепленные к нему с противоположной стороны и подвижно размещенные в направляющих каналах 16 втулок 11, последовательно механически соединенные торец в торец пневматическую камеру 17 предварительной герметизации, укрепленную на опорном диске 12, и камеру 18 саморегулируемой герметизации, прикрепленную к подголовнику 13 и пневматически соединенную с полостью блока 1 компрессии, а также дополнительный источник 19 сжатого воздуха и манометр 20, пневматически соединенные с полостью камеры 17 предварительной герметизации.

1 10887

Источник 3 сжатого воздуха <фиг.1) содержит последовательно пневматически соединенные компрессор 21, газовый фильтр 22, пневматическую камеру 23, редуктор 24 компрессии, замкнутую полость 25, компрессионный повторитель 26, редуктор 27, предохранительный пневмоклапан 28, выход которого соединен с полостью блока 1 компрессии, а также ограни- 1О читель 29 давления, соединенный с пневмокамерой 23, последовательно соединенные редуктор 30 декомпрессии и декомпрессионный повторитель 31, выход которого соединен с 15 входом редуктора 27, а вход редуктора 30 декомпрессии соединен с выходом замкнутой полости 25.

Датчик 5 пульсаций (фиг. 1) размещен на фронтальной штанге 8 средст- 20 ва 2 крепления в непосредственной близости от блока 1 компрессии и содержит последовательно соединенные генератор 32 высокой частоты, конденсатор 33, амплитудный детектор 34, 25 делитель 35, выход которого соединен с первым входом регистраторов, емкостный датчик 36, подключенный к входу детектора 34.

Емкостный датчик 36 выполнен ме- 50 таллическим в форме эллипсоида с кривизной поверхности, соответствующей форме глазного яблока, установлен на металлическом штоке 37, подвижно размещенным в канале направляющей втулки 38, герметично встроенной в дно блока 1 компрессии, выполненное прозрачным.

Блок 4 манометра (фиг. 1 и 3) содержит мембранный стрелочный мано- 40 метр 39 с циферблатом 40, имеющим краевое отверстие 41, и фотоэлектронный преобразователь 42 (фиг. 1), включающий источник 43 света (фиг.3), установленный на уровне краевого . 45 отверстия 41 в циферблате 40, и фотодиод 44, расположенный на том же уровне с другой стороны циферблата 40 и подключенный к второму входу регистратора 6, а также светоне50 проницаемый диск 45 с краевыми перфорациями 46 на уровне краевого отверстия 41 в циферблате 40, насаженный на ось 47 стрелки манометра 39 и помещенный между краевым отверстием 41 в циферблате 40 и фотодио5S дом 44.

Перфорации 46 в диске выполнены с различным диаметром и расположены

04 через интервалы, соответствующие выбранным дискретам давления;

Устройство работает следующим образом.

Критерием определения величины артериального давления в исследуемых сосудах является величина компрессионной нагрузки в режиме подъема давления, при которой появляется и исчезает глазной пульс, что безошибочно и легко устанавливается при сопоставлении соответствующих элементов пульсограммы, полученной на регистраторе 6 с отметками о величине компрессионной нагрузки, зарегистрированными в тот же момент времени, на втором канале регистратора 6. . !а этапе подготовки к работе 1 компрессии (фиг. 2) устанавливается перед исследуемым глазом так, что его открытая часть обращена к глазу, а уплотнитель 7, выстилающий торцовую кромку, приводится в плотное соприкосновение с кожей окологлазничной области при помощи средства крепления. Предварительно осуществляется индивиДуальная подгонка габаритов средства крепления с -учетом конфигурации головы испытуемого путем установки оптимальной длины продольных телескопических штанг 10 с последующим жестким фиксированием избранных соотношений стопорными винтами. При этом фронтальной штанге 8, жестко связанной с блоком 1 компрессии придается угол наклона, обеспечивающий равномерное распределение усилий, направленных на его прижатие к краям глазницы. Емкостный датчик 36 датчика пульсаций глаза. подвижно размещенный на штоке 37 внутри блока 1 компресии, устанавливается параллельно зияющей поверхности открытого глаза на расстоянии 15+5 мм от нее так, чтобы расстояние между вогнутой поверхностью электрода и выпуклой поверхностью глазного яблока в противостоящих участках было одинаково.

Контроль за положением бесконтактного емкостного датчика 36 IIQ отношению к передней поверхности глазного яблока осуществляется визуально через прозрачное дно орбитальной капсулы 6. Для исходной герметизации полости, образуемой между орбитальной капсулой 6 и передней поверхностью содержимого глазницы, создаются необходимые усилия ее прижима к краям глазницы путем подачи сжатого

1088704

9 воздуха от дополнительного источника :9 сжатого воздуха в пневматическую гофрированную камеру 17 предварительной герметизации под контролем манометра 20, например, до 40 мм 5 рт. ст. При этом происходит увеличение объема пневматической гофрированной камеры 17 предварительной герметизации в продольном направлении и расхождение подвижного диска-под- 1О головника 13 и неподвижного опорного диска 12, что приводит к обеспечению более плотного контакта соприкасающихся поверхностей уплотнителя 7 блока 1 компрессии 6 и кожи около- 15 глазничной области.

Цикл исследования начинается включением компрессора 21, с выхода которого воздух поступает через газовый фильтр 22 в пневматическую камеру 23 20 и мембранную коробку ограничителя 29 давления. При достижении подъема давления в пневматической камере 23 до 0,4+0 I кгс/см пита".ие компрессора 21 отключается в связи с замы- 25 канием контактов ограничителя 29 давления и через открытый клапан редуктора 24 компрессии в замкнутую полость 25 управляющего объема, где осуществляется режим равномерного подъема давления. Подъем давления в замкнутой полости 25 управляющего объема создает перепад давления в мембранных коробках компрессионного 26 и декомпрессионного 31 повторителей. Мембранная коробка компрессионного повторителя 26 открывает

его нормально закрытый клапан, и воздух из пневматической камеры 23 начинает поступать в полость мембранной 40 коробки редуктора 27, в полость предохранительного клапана 28 и далее в блок 1 компрессии. Подъем давления продолжается до тех пор, пока уровень его не достигнет предела ограничения давления в пневмосистеме, регулируемого редуктором 27 и предохранительным пневмоклапаном 28, В режиме подъема давления сжатый воздух одновременно поступает как в полость орбитальной капсулы 6, так и в гофрированную пневматическую камеру 18 саморегулируемой дополнительной герметизации благодаря наличию между ними пневматической связи. По

55 мере поступления сжатого воздуха в гофрированную пневматическую камеру 18 саморегулируемой дополнительной герметизации происходит увеличе-, ние ее объема преимущественно в продольном направлении, что в свою очередь приводит к дополнительному тыль. ному смещению жесткого контура средства 2 крепления относительно головы испытуемого и созданию дополнительных усилий прижима блока 1 компрессии к подлежащим тканям окологлазничной области в прямом соответствии с приростом давления в пневмосистеме, и обеспечивает удержание герметичности стыка между блоком компрессии и кожей испытуемого в условиях возрастания в его полости пневматического давления. В режиме декомпрессии воздух из замкнутой полости 25 через клапан редуктора 30 декомпрессии выходит в окружающую среду.

В процессе работы источника 3 сжатого воздуха производится непрерывное измерение величины давления в пневмосистеме мембранным манометром 39 и преобразование его показаний в дискретные электрические сигналы при помощи фотоэлектрического преобразователя 42. По мере поступления сжатого воздуха в мембранную коробку манометра 39 вместе с нарастанием пневматического давления происходит постепенное увеличение ее объема, сообщающее через систему зубчатых передач вращательное движение оси 47 манометра 39 и жестко наса-. женному на нее вместо указанной стрелки светонепроницаемому диску 45 с краевой перфорацией 46, точно нанесенной в масштабе круговой шкалы с интервалами, соответствующими, например, 10 мм рт. ст.. При совпадении каждой из перфораций 46 вращающегося диска 45 с краевым отверстием 41 в циферблате 40 луч света от источника 43 света, расположенного внутри корпуса блока 4 манометра, достигает фотодиода 44, в котором генерируется электрический импульс, соответствующий по амплитуде порции светового потока, проникшей через совпавшие на какое-то вымя перфорации в диске и циферблате. Далее эти электрические импульсы поступают на регистратор, где фиксируются в виде линии с периодическими ранжированными по амплитуде вертикальными отметками, объективно отражающими динамику изменения значений величины компрессионной нагрузки в диапазоне, например, 0 — 160 мм рт. ст.

1088704

Одновременно на втором канале регистратора 6 производится электрографическое отображение пульсаций поверхности глазного яблока, поступающих от датчика 5 пульсаций, действие 5 которого основано на при.щипе непрерывного измерения функциональной емкости, образованной передней поверхностью глазного яблока и воспринимающим элементом преобразователя — бесконтактным емкостным датчиком 36.

Перемещение передней поверхности глазного яблока относительно неподвижного воспринимающего емкостного датчика 36, обусловленное глазным пульсом вызывает изменение функциональной емкости и тем самым осуществляет амплитудную модуляцию сигнала, подаваемого с генератора 32 высокой частоты. Демодуляция осуществляется 20 в детекторе 34. Сигнал с детектора 34 через делитель 35 выходного напряжения подается иа вход регистратора б, где производится определение артериального давления в исследуемых сосудах согласно указанному выше критерию.

Повышение точности достигается тем, что в качестве источника внешнего давления вместо фуки исследовате- 30 ля, неравномерные мьппечные усилия которой создают нестабильную неоднозначную но скорости. нарастания интенсивности и продолжительности компрессионную нагрузку, применена саморегулируемая электропневматическая компрессионная система, а также применением бесконтактной компрессии содержимого глазницы непосредственно сжатым воздухом, давящие усилия 40 которого равномерно распределяются по всей передней поверхности содержимого глазницы. Кроме того, устранением эпизодических погрешностей, приносимых в процесс исследования пережатием сомкнутых век, при котором, кроме пульсации сосудов век, источником помех, искажающих полезную информацию, могут быть как двигательное беспокойство, так и изменения тонуса их мышце

Повышение физиологичности исследования достигается путем более естественного размещения элементов устройства на голове в соответствии с их функциональным назначением и плотным прилеганием соприкасающихся поверхностей, независимо от индивидуальных размеров и конфигурации головы пациента.

Для повышения безопасности исследования в устройстве предусмотрена тройная надежность безопасности исследования за счет включения в пневмосистему трех ограничителей давления, работающих на разных принципах.

Кроме того, предусмотрен фильтр для очистки воздуха от случайных взвешенных частиц (твердых и жидких) и предотвращения их попадания на высокочувствительную наружную оболочку глаза во время процедуры исследования.

Преимуществом предлагаемого устройства для измерения внутричерепного артериального давления бескровным методом является конструктивное решение узлов прибора, обеспечивающее выполнение всех операций исследования одновременно в автоматическом режиме и с выдачей электрографическогб документы, отображающего результаты исследования.

Наиболее плодотворной сферой его применения явится ранняя диагностика доклинических форм неполноценности мозгового кровообращения.

1088704

Составитель Б.Фигурин

Редактор П.Макаревич Техред М. Тепер Корректор А.Тяско

Заказ 2736/2 Тираж 688 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Рауоская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4