Датчик пульсовой волны кровотока

 

Использование: для регистрации пульсовой волны потока крови в пальце пациента. Сущность изобретения: схема датчика содержит измерительный мост, состоящий из фотоприемного элемента и резисторов. Выход моста подключен к входу усилителя постоянного тока, к выходу которого подключен светоизлучающий элемент. Светоизлучающий и фотоприемный элементы установлены в пространстве с интервалом между собой. Схема представляет собой систему стабилизации рабочей точки покоя фотоприемного элемента, благодаря чему уменьшена зависимость сигнала на выходе датчика от индивидуальных особенностей пациентов. 1 ил.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для регистрации пульсовой волны потока крови в пальце пациента, например, при измерении частоты сердечных сокращений, при измерении артериального давления.

Широко известен способ измерения артериального давления крови путем наложения манжеты на плечо (способы Короткова или Савицкого). На этом способе создано большое количество устройств. Однако известный способ измерения давления крови обладает недостатками, заключающимися в том, что он сравнительно трудоемок. Сигналы пульса слабые. Их прослушивание требует большого напряжения и при наличии помех становится невозможным, а автоматизация процесса измерения требует сложных технических средств. Помимо того, при известном способе точность измерения снижается из-за влияния патологически измененного тонуса сосудов, что наблюдается при некоторых заболеваниях, в частности при гипертонической болезни. Наложение компрессионной манжеты на сравнительно значительную часть конечности может привести к нежелательным последствиям в тканях пациента (возникновение артрита) особенно при уже имеющихся у него патологиях.

Этими недостатками не обладает способ измерения артериального давления крови, включающий наложение на конечность компрессионной манжеты и датчика пальцевой пульсовой волны кровотока.

Наиболее близким по технической сущности является датчик пульсовой волны кровотока, содержащий светоизлучающий и фотоприемный элементы, установленные в пространстве с интервалом между собой. Известный датчик пульсовой волны кровотока открывает новые возможности в медицине, позволяет помимо измерения артериального давления регистрировать работу сердца.

Однако известный датчик обладает недостатком. Многие пациенты обладают индивидуальными особенностями. Здесь сказывается их возраст. Кровеносные сосуды детей значительно отличаются от пожилых людей. Естественно, что эти индивидуальные особенности приведут к разным уровням сигнала с выхода фотоприемного элемента и, тем самым, на выходе датчика. Настраивать работу датчика под каждого пациента не представляется возможным.

Цель изобретения заключается в устранении указанного недостатка, т. е. в уменьшении зависимости сигнала от индивидуальных особенностей пациентов путем стабилизации рабочей точки покоя фотоприемного элемента.

Указанная цель достигается тем, что в датчик пульсовой волны кровотока, содержащий светоизлучающий и фотоприемный элементы, установленные в пространстве с интервалом между собой, введен усилитель постоянного тока, вход которого подключен к выходу измерительного моста, в одно плечо которого включен фотоприемный элемент, а выход усилителя подключен к светоизлучающему элементу.

На чертеже показана электрическая схема предлагаемого датчика.

Датчик содержит светоизлучающий элемент 1, фотоприемный элемент 2, установленные в пространстве с интервалом между собой, и усилитель 3 постоянного тока. Вход усилителя подключен к выходу измерительного моста, состоящего из фотоприемного элемента 2 и резисторов 4, 5, 6. Выход усилителя подключен к светоизлучающему элементу 1.

Датчик работает следующим образом. После включения напряжения первоначально свечение светоизлучающего элемента мало, так как весь свет от него, почти без поглощения, попадает на фотоприемный элемент. В результате отрицательной обратной связи свечение светоизлучающего элемента снижается до определенного минимума.

После появления пальца пациента в пространстве между светоизлучающим и фотоприемным элементами свечение светоизлучающего элемента усиливается и сохраняется стабильным на заданном уровне. Этот уровень задается резисторами 4, 5, 6. При меньшей светопроницаемости пальца свечение светоизлучающего элемента будет сильнее, при большей светопроницаемости пальца свечение светоизлучающего элемента за счет обратной связи уменьшается. Переменную составляющую напряжения сигнала из-за большой инерционности светоизлучающего элемента 1 обратная связь почти не ослабляет. В случае, когда будет использован светоизлучающий элемент с малой инерционностью, может быть использована простейшая последовательная корректирующая цепь, например, RC-цепь с большой постоянной времени.

Сигнал датчика может сниматься как с фотоприемного элемента 2, так и с выхода усилителя 3. Следует учитывать, что рабочая точка покоя усилителя 3 будет меняться и зависеть от светопроницаемости пальца пациента. Поэтому снятие сигнала с выхода усилителя 3 можно допускать только тогда, когда коэффициент передачи по переменной составляющей не меняется в широком интервале изменения рабочей точки покоя.

Стабилизация рабочей точки фотоприемного элемента 2 дает возможность регистрировать пульс волны кровотока разных пациентов с учетом их индивидуальных особенностей. Кроме того, при отсутствии пальца в интервале между светоизлучающим и фотоприемным элементами ток, протекающий через светоизлучающий элемент, минимален, что ведет к уменьшению потерь энергии и повышению надежности работы светоизлучающего элемента.

Формула изобретения

ДАТЧИК ПУЛЬСОВОЙ ВОЛНЫ КРОВОТОКА, содержащий светоизлучающий и фотоприемный элементы, установленные в пространстве с интервалом между собой, регистратор, отличающийся тем, что, с целью уменьшения зависимости сигнала от индивидуальных особенностей пациентов путем стабилизации рабочей точки покоя фотоприемного элемента, в него введен усилитель постоянного тока, вход которого подключен к выходу измерительного моста, в одно плечо которого включен фотоприемный элемент, а выход усилителя подключен к светоизлучающему элементу.

РИСУНКИ

Рисунок 1