Устройство для измерения систолического давления

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СИСТОЛИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащее окклюзионнзпо манжету, соединенную с блоком пневматики,- блок первичных преобразователей, соединенный с блоком измерений и блоком конца компрессии , выход .которого соединен с блоком управления, выходы которого соединены с управляющими входами блока пневматики , отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения , блок конца компрессии вьшолнен в виде последовательно соединенных гМ первого и второго детекторов, делителя , выходы которого соединены с входами первого и третьегокомпараторов, второго компаратора, логического элемента И, первого одновибратора, выход которого соединен с входами блока измерений, второго одновибратора и логического элемента ИЖ, выход которого через триггер соединен с управляющими входами первого и второго ключей, а также третий одновибратор , цход которого.соединен с выходом третьего компаратора, причем выход первого детектора соединен с входами первого ключа, первого и третьего компараторов, выход второго детектора с входом второго ключа, (Л выходы триггера и первого компаратора соединены с входами логического с элемента И, а выходы одновибраторов соединены с соответствующими входами 5 блока измерений. со 4i СР

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

gyp А 61 В 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3444597/28-13 (22) 31.03.82 (46) 30.12.84. Бюл. Р 48 (72) С.П.Балицкий, С.В.Бобейко, Н.В.Вавилов, P.Ê.Èèõàéëîâ и С.П.Туганов (53) 615 ° 475 (088.8)

;(56) .1.Авторское свидетельство СССР

9 369905, кл. А 61 В 5/02, 1970. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ

СИСТОЛИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащее окклюзионную манжету, соединенную с блоком пневматики, блок первичных преобразователей, соединенный с блоком измерений и блоком конца компрессии, выход . которого соединен с блоком управления, выходы которого соединены с управляющими входами блока пневматики, о т л и ч а ю щ е е с я тем, . что, с целью повышения точности измерения, блок конца компрессии выполнен в виде последовательно соединенных,ЛО„, 1131493 А первого и второго детекторов, делителя, выходы которого соединены с входами первого и третьего компараторов, второго компаратора, логического элемента И, первого одновибратора, выход которого соединен с входами блока измерений, второго одновибратора и логического элемента ИЛИ, выход которого через триггер соединен с управляющими входами первого и второго ключей, а также третий одновибратор, вход которого. соединен с выходом третьего компаратора, причем выход первого детектора соединен с

t входами первого ключа, первого и третьего компараторов, выход второго детектора с входом второго ключа, выходы триггера и первого компаратора соединены с входами логического элемента И, а выходы одновибраторов соединены с соответствующими входами блока измерений. трическими соединениями; на фиг. 4 функциональная схема блока управления работой электромагнитных клапанов и электропривода компрессора блока пневматики; на фиг. 5 — временная диаграмма работы основных функциональных блоков устройства.

Устройство состоит из соединенных пневмомагистралями комбинированной окклюзионной манжеты 1 и блока 2 пневматики преобразователей. Блок 2 пневматики содержит первый и второй электромагнитный клапан 4 и 3, первый пневмофильтр 5 между проксимальной П и дистальной 2 частями манжеты 1 и второй пневмофильтр 6 перед компрессором 7. Компрессор 7 снабжен управляемым электроприводом 8. Электронная часть устройства содержит блок 9 первичных преобразователей, блок 10 декомпрессионных измерений, блок 11 пневмоавтоматики, блок 12 конца компрессии и блок 13 управления работой электромагнитных клапанов 3 и 4 и электропривода 8 компрессора 7. При этом блоки устройства имеют следующие электрические связи.

Выходными аналоговыми сигналами, блока 9 первичных преобразователей являются первый электрический сигнал С1 компрессионного давления, который подается на вход блока 10 декомпрессионных измерений и блока 11 пневмоавтоматики, второй электрический сигнал 6 максимальных осцилляций подается на вход блока 10 декомпрессионных измерений, а третий электрический сигнал ж дистальных осцилляций — еще и на вход блока 12 конца компрессии. Выходными импульсными сигналами блока 11 пневмоавтоматики являются импульс Ь пуска, который подается на вход блока 13 управления, импульс Ь исходного состояния, который поступает на входы блока 10 декомпрессионных измерений, блока 12 конца компрессии и блока 13 управления, а импульс 2 начала измерений подан на входы бло- ка 10 декомпрессионных измерений и блока 12 конца компрессии. Выходными импульсными сигналами блока 12 конца компрессии являются импульс л предварительного измерения Р и импульс

H временной задержки, которые подаются на входы блока 10 декомпрессионных измерений, а также импульс м конца компрессии, который подается на вход блока 10 декомпрессионных

1 1131493 2

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам косвенного измерения параметрбв артериального давления обследуемого пациента.

Известно устройство для измерения

5 артериального давления, содержащее окклюзионную манжету, соединенную с блоком пневматики, блок первичных преобразователей, соединенный с блоком измерений и блоком конца компрессии, выход которого соединен с блоком управления, выходы которого соединены с управляющими входами блока пневматики (13.

Недостатком данного устройства является низкая точность измерения систолического давления.

Цель изобретения — повышение точности измерения.

Цель достигается тем, что в устройстве для измерения систолического давления, содержащем окклюзионную манжету, соединенную с блоком пенвматики, блок первичных преобразователей, соединенный с блоком измерений и блоком конца компрессии, выход которого соединен с блоком управления, выходы которого соединены с управляющими входами блока пнев30 матики, блок конца компрессии выполнен в виде последовательно соединенных первого и второго детекторов, делителя, выходы которого соединены с входами первого и третьего компараторов, второго компаратора, логи- 35 ческого элемента И, первого одновибратора,выход которого соединен с входами блока измерений, второго одновибратора и логического элемента ИЛИ, выход которого через триггер соединен"0 с управляющими входами первого и второго ключей, а также третий одновибратор, вход которого соединен с выходом третьего компаратора, причем выход первого детектора соединен с входами первого ключа, первого и третьего компараторов, выход второго детектора с входом второго ключа, выходы триггера и первого компаратора соединены с входами логического элемента И, а выходы одновибратора соединены с соответствующими входами блока измерений.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока пневмоавтоматики:, на фиг ° 3 - функциональная схема блока конца компрессии с элек. з 1 13 14 измерений и блока 13 управления. Выходными импульсными сигналами блока

13 управления являются импульсы с и т управления работой второго 4 и первого 3 электромагнитных клапанов .и импульс ц управления работой электропривода 8 компрессора 7.

Блок 11 пневмоавтоматики содержит компаратор 14, формирователь 15 логической единицы, формирователь 16 им- 10 пульса, кнопка 17 "Пуск", Аормирователи 18 и 19 импульсов. Блок 12 конца компрессии содержит детекторы 20 и 21, триггер 22, ключи 23 и 24, делитель напряжения 25, логический 15 элемент 26 ИЛИ, одновибратор 27, логический элемент 28 И, компараторы

29 и -30, одновибраторы 31 и 32, компаратор 33. Блок 13 управления со- держит логический элемент 34 НЕ, 20 триггер 35, ключ 36, логический элемент 37 ИЛИ, логический элемент

38 НЕ, ключ 39, компаратор 40, логический элемент 41 НЕ, триггер 42, ключ 43, делитель напряжения 44. 25

Работа устройства осуществляется следующим образом.

На плечевую артерию обследуемого пациента накладывают комбинированную окклюзионную манжету 1. После нажа- тп

° тия в момент времени t кнопки 17

"Пуск" блока 11 пневмоавтоматики напряжение питания +5 Ь подается на формирователь 19 импульса Ь приведения блоков устройства в исходное со- 35 стояние, например, после предшествующих измерений. Импульс о с выхода блока 11 пневмоавтоматики поступает на вход блока 13 управления, а именно на вход логического элемента 41 4О

НЕ, где инвертируется и подается на вход .Q триггера 42, устанавливая его выход 0 =О. Одновременно импульс

О исходного состояния подается. на первый вход логического элемента 37 4>

ИЛИ и с его выхода поступает на вход логического элемента 38 НЕ, где инвертируется и подается на вход 1 триггера 35, устанавливая для него

8 =--О. Выходы триггеров 35 и 42 при

Q =O не запитйвают ключи 36, 39 и 43, поэтому сигналы с, Р и равны нулн, электромагнитные клапаны 3 и 4 открыты в атмосферу, а электропривод

8 компрессора не работает. Но в момент времени прихода заднего Арон та импульса 8 исходного состояния в формирователе 18 возникает перед93 ний фронт импульса b пуска, который подается на вход блока 13 управления, а именно на логический элемент 34 HE где инвертируется и поступает на входы S триггеров 35 и 42. Их выходы

Я =1 замыкают ключи 36, 39 и 43, стоящие в силовых цепях обмоток блока питания электромагнитных клапанов

3 и 4 и электродвигателя привода 8.

Иначе говоря, импульсами управления с . г и Ч в момент времени 1 закрываются электромагнитные клапаны

3 и 4 и начинает работать от привода

8 компрессор 7, который нагнетает давление в манжете 1 по кривой CL

Компрессирование проксимальной части R комбинированной окклюзионной манжеты 1 компрессором 7 осуществляется через второй пневмофильтр 6, который как и первый пневмофильтр 5 состоит из двух последовательно соединенных Г-образных пневматических й-С звеньев. Сопротивления в этих звеньях являются пневмодросселями рассчитываемого номинала, а емкости

C, — пневмоемкостями рассчитываемой вместимости. Пневмофильтр 6 сглаживает пульсации давления в обеих частях манжеты 1, вызванные работой компрессора 7. Такое сглаживание необходимо потому, что на компрессионном цикле ведутся измерения как предварительного значения Рс, так и значения Р „с (промежуточйое измерение) путем количественного анализа амплитуд осцилляций дистальнойД части манжеты 1.

: °

При этом второй электрический сигнал

С проксимальных осцилляций используется для Аормирования в блоке 10 декомпрессионных измерений унифицированных импульсов П второго сигнала, а третий электрический сигнал К дистальных осцилляций используется для предварительного измерения Р и достижения Рм хс, превьппающего Р на необходимую и достаточную величину.

Поскольку эти измерения более ответственны, комттрессирование дистальной частиД манжеты 1 осуществляется еще и через первый пневмофильтр 5. Помимо указанного назначения, пневмофильтр 5 служит еще и для исключения взаимного влияния по переменной составляющей давления частей 3 и Д манжеты 1. В .устройстве-прототипе последнюю функцию выполняет разделительный пневмодроссель, однако пневмофильтр работает здесь более

11314

Э качественно. Таким образом, введение в блок 2 пневматики двух пневмофильтров 5 и 6 существенно повышает надежность и помехозщищенность изме- рений. 5

По мере компрессирования манжета

1 становится все более чувствительной и в момент времени Й достижения

Р = Р = 30 мин Н обе части начи1 1Ии нают воспринимать для приборной ре- 10 гистрации полезные сигналы проксимальных С и дистальных ж осцилляций на фоне шумов и помех, связанных с распрямлением пневматических полостей П и Д манжеты 1. Сигнал с1 ком- 15 прессионного давления поступает из блока 9 первичных преобразователей в блок 11 пневмоавтоматики, а именно на компаратор 14, формирователи 15 и 16, где образуется импульс i раз- 20 решения измерений после P = Рмин .

Импульс 2 поступает на входы блока

10 декомпрессионных измерений и.блока 12 конца компрессии, а именно на вход S триггера 22, выходы которого 25 становятся равными 9 =1, и =О, т.е. фирмируется импульс а разрешения анализа достижения Рмцкс .

Появляющийся в момент времени э э третий электрический сигналж дис- щр тальных осцилляций подается в блок

10 декомпрессионных измерений и в блок 12 конца компрессии, а именно на детектор 20:Гйо до его прихода на вход В триггера 22 в момент времени 14, через логический элемент

26 ИЛИ уже поступил импульс Ь. исход, нога состояния, который переводит триггер 22 в рабочее положение, коггда его выход Й =О, а выход 9=1> от- 40 крывает ключи 23 и 24, разряжая емкости детекторов 20 и 21 до нулевого

l уровня. Выходное напряжение 0 детектора 21 подается на один выход компаратора 30, на второй вход которого 45 подается опорное напряжение Ок. Поскольку в исходном состоянии U2 =0„ то на входе компаратора 30 напряжение также равно нулю, что закрывает логический элемент 28 И. Так как с приходом на вход 5 триггера 22 импульса ф Q. =О, то ключи 23 и 24 закрываются, обеспечивая нормальные условия работы детекторов 20 и 21, Д тектор 20 имеет постоянные време ;55 заряда 15 =20 мс и разряда Ер =3 с, которые выбраны исходя из амплитудновременных показателей сигнала Щ дис93 б тальных осцнлляций. Так при минимальной частоте пульса Ч11мин =20 уд/мни

60 имеем lp "„„„= =Зс Поэтому даже

ЧП мин выходное напряжение

04 (сигнал 3 ) детектора 20 на к ый регуляРный пульсовой удар осцилляц

1ф не достигает нулевого уровня, не говоря уже о максимальной частоте пульса ЧПмйкс =240 уд/мин.

Напряжение U4 поступает на пико-, вый детектор 21 с постоянными времени заряда =50 мс и разряда р =

=120 с.

Известно, что с момента времени

1 (появления первого пульсового удара сигнала Н(дистальных осцилля-. ций) амплитуды последующих сигналов на компрессионном цикле сначала увеличиваются, достигают в момент времени 14 максимального значения, после чего уменьшаются и исчезают полностью в момент времени t 5 прекращения кровотока в артерии при компрессионном давлении Р = Pc . Напряжение

01 отображает этот процесс, являясь его огибающей в интервале от t до tS, а от i:5äo ts — убывает по экспоненте.

По мере же возрастания выходного напряжения Ц2детектора 21 (сигнал И ) оно достигает значения Ug = Uy,, на выходе компаратора 30 появляется напряжение, которое открывает логический элемент 28 И, формируя передний фронт импульса K анализа Рс на компрессионном цикле. Затем напряжение

U2, продолжая оставаться огибающей сигнала ж, достигает своего максимального значения 0>1 с,<< в момент времени 14, после чего из-за большого значения .Р =120 с детектора 21 остается постоянным и равным 01@4 =

= 0 макс. Даже при отсутствии последнего удара (НС) в момент времени

Т501падает до значения 01= U„ = U = — Где коэффициент деления

Г делителя 25 напряжения К =2,5, на выходе компаратора 33 появляется напряжение и в одновибраторе 32 вырабатывается импульс Л предварительного измерения Р . Таким образом, за момент времени t > предварительного измерения Р выбран момент последнего пульсового удара сигнала Щ дисталь ных осцилляций в том случае, если они резко пропадают. Если же момент их исчезновения четко невозможно выЗс 0 38, р о„з =2 бс

7 1 1314 делить, то за таковой принимается момент времени 1, когда амплитуды

t 1 осцилляций уменьшаются в 2,5 раза ! от максимального значения К =

IJ< a«C(

2, 5. После времени напряжейие 01 сигнала несмотря на исчезновение сигнала ж дистальных осцилляций, продолжает уменьшаться ,10 по экспоненте и в момент времени t

1 и достигает значения U =U

I 1 z Kll

=U

К = 2 К . Таким образом, момент времени t является моментом достижения

Р„,1„, причем при указанной работе устройства Рма«с превьппает оптималь- 2О ным образом Рс на необходимую и достаточную величину, равную LP „ðÐ ù —

-Рс = УК ht, где Vy, — скорость компрессии; hk = t6 — Е

11 25 Поскольку К = - — Ц1 4- = — = 2. 5 и

u„

Ь+й с -5, тс A = Е Д

7 MHH Ну/c ° 2,1 с = 15 мм И

Р

Если К = 6, тоМ=

7 мин НЗ/с. 2,6 с = 18 мм Н .

Следовательно, по заданному отношению К =5-6 автоматически достигается а Р „ =15-20.мин Н для любого пациента. Момент времени t фиксиру- 4О ется компаратором 29, выходной сигнал которого подается на один из трех выходов логического элемента

28 И, причем на двух других его входах уже присутствует сигнал ло- 45 гической единицы от триггера 22 в виде импульса q анализа Рмакс . и от компаратора 30 в виде второго разрешающего напряжения. Система двух сигналов анализа Рмж с использована для повьппения помехозащищенности устройства.

Следовательно, в момент времени

tg срабатывает логический элемент

28 И, который запускает одновибратор 5

27, вырабатывающий импульс 1 конца компрессии. Последний поступает на блок 13 управления и блок 10 деком93. 8 прессионных измерений, а также через логический элемент 26 ИЛИ на вход Р триггера 22, приводя его в исходное состояние 8 =О. Логическая единица на выходе компаратора 29 присутствует с момента времени, когда l31> u«, что и приводит к формированию после

««

Uz =0„= Li заднего фронта импульса. .м конца компрессии. Импульсом ч и выходным сигналом Q =0 триггера 22 снова открываются ключи 23 и 24, а емкости детекторов 20 и 21 быстро разряжаются до нулевого уровяя.

ПосФупающий на блок 13 управления импульс м конца компрессии устанавли- вает следующие значения его выходных сигналов С,т управления электромагнитными клапанами 3 и 4 и сигнала управления электродвигателем 8 компрессора, поступающих на блок 2 пневматики: T = Ч = О, C-="1 . При этом электродвигатель компрессора останавливается, открывается первый электромагнитньп клапан 3, обеспечивая декомпрессионный цикл комбинированной окклюэионной манжеты 1 со стандартной скоростью декомпрессии.

В дальнейшем в процессе декомпрессионного цикла с блока 10 декомпрессионных измерений в блок 13 управления поступает импульс считывания Рд, который устанавливает следующие значения его выходных сигналов, поступающих на блок 2 пневматики: С = 1 ="1", Ц ="0". При этом помимо первого, уже открытого после момента времени

1 электромагнитного клапана З,открывается еще второй 4 для осуществления быстрого сброса оставшегося в комбинированной окклюзионной манжете 1 давления.

В момент времени ty задним фронтом импульса .м конца компрессии от одно- . вибратора 27 блока 12 конца компрессии в одновибраторе 31 того же блока формируется импульс Н временной, приблизительно односекундной задержки который поступает в блок 10 декомпрессионных измерений. Этот импульс на указанное время задерживает измерительные операции блока 10 и тем самым исключает влияние на них переходных процессов, связанных с работой электромагнитных клапанов 3 и 4 и электропривода 8 компрессора 7, повышая надежность и помехозащищенность измерений. По заднему фронту импульса Н временной задержки в мо-. мент времени tg в блоке 10 декомпрес

1131493

1О сионных измерений вырабатываются среди прочих сигналов унифицированные импульсы 0 второго электрического сигнала (частоты пульса), а также в момент времени tg — импульс Р 5 окончательного измерения Р на декомпрессионном цикле. С момента времени tg в блоке 10 декомпрессионных измерений производится сравнение двух измеренных значений Рс артериаль- 1О ного давления пациента, а именно предварительно измеренного на декомпрессионном цикле в момент времени

45 по импульсул и окончательно измеренного на декомпрессионном цикле в момент времени 1з по импульсу P

После сравнительного анализа этих ь значений вырабатывается сигнал считывания Рс, одновременно являющийся разрешением на последующие измерения, анализ и окончательное считывание другого параметра артериального давления обследуемого пациента — диастолического давления д

1131493 и

0 н

0 и

Р с

tt t2 4 а б

В г д!

ty tg ty 1у

Фи1.5

ЩЩИПИ Заказ 9652/1 Тираж 687 Подписное

Фклиал ППП Патент 1, г. Ужгород, ул.Проектная,4 а б д г