Устройство для измерения артериального давления крови

 

Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения - обеспечение достоверности измерения через легкую верхнюю одежду. Устройство содержит манжету 1, источник 2 избыточного давления и датчик 3 давления в манжете. Первый 6 и второй 7 дифференциаторы соединены последовательно . Вход третьего дифференциатора 13 подключен к выходу усилителя 4 через фильтр 8 и первый блок 14 определения приращений , выход которого подключен к управляющему входу первого блока 9 памяти. Второй блок определения приращений 15 включен между выходом второго дифференциатора 7 и управляющим входом второго блока 10 памяти. Информационные входы первого и второго блоков 9 и 10 памяти подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя 5, а их выходы - к выходам дисплея 12 и дисплея И. Однополупериодный детектор 16 служит для отсечки положительной части сигнала пульсовых осцилляции и может быть выполнен на основе операционного усилителя. 1 з. п. ф-лы, 2 ил. I (Л со о оо СлЭ О5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5и 4 А 61 В 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3934971/28 -14 (22) 18.07.85 (46) 07.05.87. Бюл. № 17 (71) Таганрогский радиотехнический инстигут им. В. Д. Калмыкова (72) С. А. Мацюк, В. Б. Алексеев, А. А. Карасев и М. Ю. Руденко (53) 6! 5.471 (088.8) (56) Патент США № 4144879, кл. 128 — 2.05 (А 61 В 5/02), 1979. (54) УСТРОЛСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ КРОВИ (57) Изобретение относится к медицинской технике. Цель изобретения — обеспечение достоверности измерения через легкую верхнюю одежду. Устройство содержит манжету 1, источник 2 избыточного давления и датчик 3 давления в манжете. Первый 6 и вто„Я0„„1308316 А1 рой 7 дифференциаторы соединены последовательно. Вход третьего дифференциатора 13 подключен к выходу усилителя 4 через фильтр 8 и первый блок 14 определения приращений, выход которого подключен к управляющему входу первого блока 9 памяти.

Второй блок определения приращений 15 включен между выходом второго дифференциатора 7 и управляющим входом второго блока 10 памяти. Информационные входы первого и второго блоков 9 и 10 памяти подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя 5, а их выходы — к выходам дисплея 12 и дисплея 11. Однополупериодный детектор 16 служит для отсечки положительной части сигнала пульсовых осцилляций и может быть выполнен на основе Я операционного усилителя. 1 з. п. ф-лы, 2 ил.!

308316

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано для диагностики состояния сердечно-сосудистой системыы.

Целью изобретения является обеспечение достоверности измерения через легкую верхнюю одежду.

На фиг. 1 изображена схема устройства для осуществления измерения артериального давления; на фиг. 2 — диаграммы, поясняющие процесс измерения параметров артериального давления.

Устройство содержит пневматически соединенные ком прессионную манжету 1, источник 2 избыточного давления с регулятором скорости декомпрессии и датчик 3 давления в манжете, к которому последовательно подключены усилитель 4 и аналогоцифровой преобразователь 5, последовательно соединенные первый 6 и второй 7 дифференциаторы, фильтр 8, первый 9 и второй 10 блоки памяти, дисплей 11 систолического давления и дисплей 12 диастолического давления, третий дифференциатор !3, вход которого подключен к выходу усилителя 4 через фильтр 8 и первый блок 14 определения приращений, выход которого подключен к управляющему входу первого блока 9 памяти, второй блок 15 определения приращений, включенный между выходом второго дифференциатора 7 и управляющим входом второго блока 10 памяти и детектор 16, включенный между выходом фильтра 8 и входом первого дифференциатора 6, при этом информационные входы первого и второго блоков 9 и 10 памяти подключены к выходу аналого-цифрового преобразователя 5, а их выходы — к выходам дисплея 12 диастолического давления и дисплея 11 систолического давления.

Первый блок 14 определения приращений (второй блок 15 собран по такой же схеме и действует идентично) содержит компаратор 17, первый вход и выход которого являются соответственно входом и выходом блока 14 в целом, элемент 2И, 18 первый вход которого подключен к выходу компаратора 17, второй вход — к выходу тактового генератора 19, а выход — к счетному входу двоичного счетчика 20, цифроаналоговый преобразователь 21, цифровые входы которого подключены к разрядным выходам счетчика 20, а аналоговый выход — к второму входу компаратора !7, причем установочный вход счетчика 20 подключен к общей точке резистора 22 и конденсатора 23, другой вывод которого подключен соответственно к шине питания. Блок 14 определения приращений выполнен на основе известной схемы аналого-цифрового преобразователя с одноразовой за весь цикл измерения давления установкой счетчика в ноль. LIeпочка, состоящая из конденсатора 23 и резистора 22, служит для начальной установ5

1О

55 ки счетчика 20 после включения источника питания и для запрета его работы на время заряда конденсатора 23 через резистор 22.

Такая задержка необходима ввиду наличия переходных процессов в узлах устройства при включении питания.

Устройство содержит пневматически соединенные компрессионную манжету 1, источник 2 избыточного давления в виде резиновой груши с клапаном и регулятором скорости декомпрессии и полупроводниковый мостовой тензодатчик 3. Эти узлы являются типовыми, могут быть выполнены известным образом и служат для создания режима плавного снижения давления в манжете и преобразования мгновенного значения давления в пропорциональное ему напряжение. Выходное напряжение датчика усиливается усилителем 4 примерно на

30 дБ.

Этот сигнал, изображенный на фиг. 2, диаграмма а, представляет собой медленно спадающее давление в манжете 1, промодулированное по амплитуде пульсовыми осцилляциями артерии под манжетой, поэтому необходимо обеспечить полосу пропускания датчика 3 и усилителя 4 от постоянной составляющей до частоты, равной примерно

15 Гц. С выходом усилителя связан полосовой фильтр 8 с полосой пропускания от

0,5 до 15 Гц и усилением в полосе пропускания порядка 20 дБ. К прямоугольности его характеристики не предъявляется особых требований, практически может быть использован фильтр второго порядка на операционном усилителе. Такой фильтр обеспечивает удовлетворительное подавление постоянной составляющей, шумов, наводок и быстрых артефактов, лежащих вне полосы его пропускания, и выполнение своего функционального назначения — выделение сигнала пульсовых осцилляций артерии под манжетой. Далее выделенный сигнал поступает на дифференциатор 13, который формирует первый информационный сигнал (фиг. 2, диаграмма в) — первую производную от пульсовых осцилляций, и на последовательную цепь, содержащую однополупериодный детектор !6 и два дифференциатора 6 и 7, которая формирует второй информационный сигнал (фиг. 2, диаграмма о) — вторую производную от дикротических впадин пульсовых осцилляций. Однополупериодный детектор 16 служит для отсечки положительной части сигнала пульсовых осцилляций и может быть выполнен на основе операционного усилителя. Дикротические (отрицательные) впадины пульсовых осцилляций дважды дифференцируются в дифференциаторах 6 и 7. Все три дифференциатора устройства выполнены на основе операционного усилителя, конденсатора и резистора. Необходимо лишь обеспечить в них фазовый сдвиг, равный 90 во всей!

308316 рабочей полосе частот, и компенсацию некоторой потери уровня сигнала. Далее сформированные первый и второй информационные сигналы подают на соответствующие блоки 14 и 15 определения приращения, в которых осуществляется анализ амплитуд осцилляций информационных сигналов в темпе появления пульсовых осцилляций.

Измерения осуществляют следующим образом. Предварительно на участок конечности пациента (например, на плечо) накладывают компрессионную манжету I. С помощью источника 2 избыточного давления в манжете сначала поднимают давление до значения, заведомо превышающего предполагаемое систолическое артериальное давление пациента, а затем с помощью регулятора скорости декомпрессии устанавливают режим плавного снижения давления в манжете. После этого начинают цикл измерения. При этом регистрируют сигнал, поступающий с датчика 3 давления, пневматически соединенного с манжетой 1, представляющий собой сумму сигнала, пропорционального давлению в манжете, и сигнала пульсовых осцилляций артерии под манжетой, и усиливают его в усилителе 4.

Данный сигнал, изображенный на фиг. 2, диаграмма а, подают на аналогоцифровой преобразователь 5, который непрерывно измеряет его и в цифровом виде выдает информацию о текущем давлении в манжете в блоки 9 и 10 памяти.

Кроме того, сигнал с усилителя 4 подают на полосовой фильтр 8, обрезающий постоянную составляющую, шумы, наводки и быстрые артефакты, лежащие вне полосы его пропускания, который выделяет из регистрируемого суммарного сигнала сигнал пульсовых осцилляций артерии под манжетой и усиливает его. Затем из этого сигнала, изображенного на фиг. 2, диаграмма б, формируют два информационных сигнала: сигнал первой производной от пульсовых осцилляций (фиг. 2, диаграмма в) — посредством дифференциатора 13 и сигнал второй производной от дикротических впадин пульсовых осцилляций (фиг. 2, диаграмма д) — с помощью детектора 16 пульсовых осцилляций и последующего двойного дифференцирования в дифференциаторах 6 и 7.

Для сравнения на фиг. 2, диаграмма ж показан сигнал второй производной от пульсовых осцилляций без предварительного детектирования. Далее в сформированных информационных сигналах обнаруживают vaрактерные признаки — моменты максимумов (точка А на фиг. 2, диаграмма д и точка Б на фиг. 2, диаграмма в). На эти моменты времени фиксируют значения сигнала, пропорционального давлению в компрессионной манжете. Систолическому артериально/ му давлению Рсч< соответствует точка А, диастолическому артериальному давлению

10 !

Р/«.u/n. — точка Б (фиг. 2, диаграмма и).

Эту операцию осуществляют с помощью бло ков !4 и 15 определения приращений, когорые управляют работой блоков 9 «:, 10 памяти

Информация. содержащаяся в олоках flaмяти, индицируется на дисплеях 1! и !2.

Компаратор 17 сравнивает уровни в;олных напряжений и управляет работой элемента 2И 18. Последний закрыт логическим «О», пока напряжение на первом входе компаратора 7 меньше, чем напряжение на его втором входе. При этом импульсы с тактового генсратора 19, работающего в непрерывном режиме, не проходят на счетный вход двоичного счетчика 20. Во время положительной осцилляции информационного сигнала напряжение на первом входе компаратора 17 превышает напряжение на его втором входе. Компаратор 17 вырабатывает логическую «1», элемент !8 открывается и код счетчика 20 начинает увеличиваться.

Напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 21 возрастает по ступенчатой кривой до того момента, когда его величина превысит величину напряжения на первом входе компаратора 17, т. е. до момента срабатывания компаратора 17.

Логический элемент 18 закрывается логическим «О», а кол счетчика 20 соответствует амплитуде осцилляции информационного сигнала.

Поскольку счетчик 20 после этого не устанавливается в ноль, код амплитуды этой осцилляции держится в его памяти и после уменьшения напряжения на первом входе компаратора 17, т. е. после спада осцнлляции, а увеличивается только при появлени«« осцилляции информационного сигнала с большей амплитудой.

Увеличение кода счетчика 20 пропорционально разности амплитуд данной и предыдущей осцилляций. При этом компаратор 7 вырабатывает управляющий импульс. свидетельствующий о наличии приращений импульса осцилляции информационного сигнала. Этот управляющий импульс пр««ращения с выхода блока 14 определения приращений поступает на блок 9 памяти, представляющий собой оперативное запоминающее устройство, выполненное на основе параллельного регистра с записью информации по фронту управляющего импульса. Информационные входы обоих блоков 9 н 10 памяти соединены параллельно и подключены к цифровым выходам аналого-цнфрового преобразователя 5. Поскольку входным сигналом является выходной сигнал усилителя 4 (фиг. 2, диаграмма а), то цифровая информация на выходе преобразователя 5, представленная B коде, в любой момеH1 времени соответствует медленно спадающему давлению в манжете. Следовательно, «нформация, записываемая в блоки памяти 9 и 10, также соответствует дава«е««««к) в ман1308316

Формула изобретения

pñèñ гиас nahum 0яеюиения ycmpoucmea

Фиг. 2

Составитель Ф. Рогожанский

Редактор А. Ворович Техред И. Верес Корректор И. Эрдейи

Заказ 1428/6 Тираж 596 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 жете на моменты появления приращений положительных амплитуд осцилляций информационных сигналов. К цифровым выходам блоков 9 и 10 памяти подключены дисплеи 12 и 11, предназначенные для непрерывной индикации текущей цифровой информации, записанной в блоках 9 и 10 памяти соответственно. В качестве дисплеев могут быть использованы трехразрядные семисегментные светодиодные или жидкокристаллические индикаторы.

1. Устройство для измерения артериального давления, крови, содержащее источник повышенного давления, соединенный с компрессионной манжетой и датчиком давления, выход которого через усилитель и аналогоцифровой преобразователь соединен с двумя блоками памяти, выходы которых соединены с дисплеями, и два последовательно соединенных дифференциатора, отличающееся тем, что, с целью обеспечения достоверности измерения через легкую верхнюю одежду, в нем имеются последовательно соединенные фильтр, третий дифференциатор и первый блок определения приращений, выход которого соединен с вторым входом первого блока памяти, детектор, соединенный с выходом фильтра и через первый и второй последовательно включенные дифференциаторы — с вторым блоком определения приращений, выход которого соединен с вторым блоком памяти, а вход фильтра соединен с выходом усилителя.

2. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что первый и второй блоки определения приращений выполнены в виде последовательно соединенных компаратора, элемен15 та 2И, счетчика и цифроаналогового преобразователя, выход которого соединен с вторым входом компаратора, второй вход элемента 2И соединен с выходом тактового генератора, а второй вход счетчяка соединен

20 резисторно-емкостной цепочкой с источником питания, причем первый вход компаратора является входом, а выход компаратора является выходом блока определения приращений.