Способ измерения артериального давления и устройство для его осуществления

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Ii I 940739

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 01.03.79 (21) 2725501/28-13 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25 (45) Дата опубликования описания 07.07.82 (51) Ч.Кл.з- А 61 В 5/02

Гасударственный комитет (53) УДК 615.475 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. М. Ахутин, С. П. Балицкий, Н. В. Вавилов, О. M. Крынский и P. К. Михайло (71) Заявитель Особое конструкторское бюро биологической и1 медицинской кибернетики Ленинградского ордена Л йитта - .. электротехнического института им. В. И. Ульян оба (Ленина), f (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АРТЕРИАЛЬ44ОГО...

ДАВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии и к,диагностическим кардиологическим устройствам.

Известен способ измерения артериалького давления, согласно которому производят изменение давления в окклюзионной манжете, синхронно регистрируют сигнал, пропорциональный давлению в окклюзионной манжете, объемные колебания сосуда под окклюзионной манжегой (осцилляции) и периферические пульсовые колебания, осцилляции в манжете и периферические пульсовые колебания используют в качестве информационных сигналов, по которым обнаруживают характерные признаки.

При этом диастолическое давление измеряют на момент скачкообразного прироста амплитуд осцилляций, среднее — на момент максимума осцилляций, а систологическое — на момент исчезновения периферических пульсовых колебаний или равенства амплитуды осцилляций половине максимального значения (1).

Устройство для осуществления этого способа состоит из пневматически соединенных окклюзионной манжеты, блока пневматики, датчика давления и датчика осцилляций, блока управления, датчика пульса, блока выделения характерных признаков и измерителя с регистрирующим устройством (1).

Основой этого способа является создание режима компрессии или декомпрессии в окклюзионной манжете, измерение этого давления и определение характерных признаков. Для определения характерных признаков используют осцилляции в манжете и периферические пульсовые колебаlO ноя.

Однако этот способ сложен, так как для измерения используются два информационных сигнала, а осцилляцию трудно выделить на фоне высокого уровня окклюзионного давления. Кроме того, признак измерения систолического артериального давления н а момент пропадания пульсовых колебаний не надежек, так как пульсовые колебания регистрируются и при полностью

20 пер еж атом сосуде.

Более совершенным является способ измерения артериального давления, при осуществлении которого изменяют давление в проксимальной окклюзионной манжете, син25 хронно регистрируют сигналы тахоосцилляций (сигналы первой производной от пульсовых. колебаний артерии под манжетой) с этой манжеты, периферические пульсовые колебания и сигнал, пропорциональный давлению в проксимальной ок940739

30

60 клюзионной манжете, обнаруживают характерные признаки в сигналах тахоосцилляций н измеряют значения сигнала, пропорционального давлению в проксимальной окклюзионной манжете, на моменты обнаружения этих характерных признаков. При этом диастолнческое давление измеряют на момент появления отрицательной волны сигнала тахоосцилляций, а систолическое— на момент иачезновения периферических пульсовых колебаний (2).

Устройство для осуществления этого способа состоит из пневматически соединенных окклюзионной манжеты, блока пневм атики, датчика давления, датчика пульса и датчика тахоосцилляций, блока управления, электрически соединенного с блоком пневматики, и регистрирующего блока (2).

Однако при таких способе и устройстве невозможно автоматизировать измерения из-за трудностей обнаружения характерных признаков, обусловленных качественным, неформальным характером последних, а достоверность измерений недостаточна, так как она зависит от выбора постоянной дифференцирования, которая индивидуально вариабельна. Кроме того, регистрация систологического давления требует применения дополнительного преобразователя датчика пульса, который затрудняет эксплуатацию устройства, снижает «комфортность» измерения и его достоверность.

Целью изобретения является повышение достоверности измерений и обеспечение их автоматизации.

Поставленная цель, достигается тем, что при осуществлении способа измерения сиг палы тахоосцилляций регистрируют с ди. стальной окклюзионной манжеты, находящейся под постоянным давлением 20—

30 Торр, диастолическое артериальное давление измеряют на момент равенства сигнала тахоосцилляций его максимальному значению, а систолическое артериальное давление — на момент пропадания сигнала тахоосцилляций в режиме повышения давления в проксимальной окклюзионной ман. жете или на момент его появления в режиМе понижения давления при давлении в проксимальной окклюзионной манжете вы. ше уровня, диастолического артериального давления.

Устройство для осуществления способа измерения артериального давления снабжено дистальной окклюзионной манжетой, связанной с датчиком тахоосцилляций, двумя клячами, блоком выделения тактов, блоком выделения максимума, компарато.

pioM нулевого уровня со входом задания порогового уровня, логическим блоком, блоком памяти максимума, а также последовательно соединенными блоком памяти давления, коммутирующим блоком и бло. ком памяти, выход которого через первый ключ подключен к первому входу регистрируящего блока, второй вход которого соединен с выходом второго ключа, первый вход которого соединен с первым входом первого ключа и выходом компаратора нулевого уровня. Второй вход второго ключа соединен со входом блока памяти давления и выходом датчика давления. Выход датчика тахоосцилляций подключен ко входам блока выделения тактов, компаратора нулевого уровня и через последовательно соедиепные блок выделения максимума и блок пам|яти максимума к первому входу логического блока, второй вход которого соединен с выходом блока выделения макси,мума и вторым входои коммутирующего блока. Выход логического блока соединен со вгорым входом блока памяти максиму,ма, третьим входом коммутирующего блока и вторым входом блока памяти. Выход блока выделения тактов подключен ко HTOpbIM входам блока памяти давления и блока выделения максимума, а выход блока пневматики — к проксимальной и дистальной окклюзионным манжетам.

На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для осуществления способа измерения артериального давления; на фиг.

2 — сигнал, регистрируемый проксимальной окклюзионной манжетой; на фиг. 3— сигналы тахоосцилляций, регистрируемые дистальной окклюзионной манжетой.

Устройство содержит пневматически соединенные проксимальную окклюзионную манжету 1, блок 2, пневматики и датчик 3 давления.

Блок 2 пневматики имеет второй пневматический выход, пневматически соединенный с дистальной окклюзионной манжетой

4, а через нее с датчиком 5 тахоосцилляций. Все эти блоки предназначены для осуществления программного измерения давления в обоих манжетах и регистрации сигналов. Эти блоки являются типовыми и могут быть выполнены известным образом.

Необходимо лишь обеспечить достотачную полосу частот дат|чика 5 тахоосцилляций и линейности блока 2 пневматики.

С выходом датчика 3 давления связан блок

6 памяти давления.

Блок 6 предназначен для запоминания, по крайней мере, двух соседних тактовых значений сигналов, пропорциональных давлению в манжете 1. Эти тактовые сигналы формируются с помощью блока 7 выделения тактов, частота их следования равна частоте пульса. Вход блока 7 подключен к выходу датчика 5 тахоосцилляций, а выход — к управляющему входу блока 6 памяти давления. Блок 6 через коммутирующий блок 8 с двумя управляющими входами связан с блоком 9 памяти, имеющим дополнительный управляющий вход. Коммутирующий блок 8 предназначен для перезаписи данных, запомненных в блоке 6, 940739

65 в блоке 9 гамяти. Коммутация блока осуществлhcTcs .D соотзетствии с сигналамн, поступающими на его управляющие входы с выхода блока 10 выделения максимума и выхода логического блока 11. Упр":âëяюлпй .;од блока 9 памяти гсдсоедпнен к выходу блока 11. Регистрирующий блок 12 подсоединен через соответствующие ключи 13 и 14 к выходу блока 9 памяти и выходу датчика 3 давления. Работа ключей 13 и 14 опрелеляется сигналами с компаратора 15 нулевого уровня с входом 16 задания порогового уровня. Компаратор 15 предназначен для определения момента достижения заданного порогового уровня (в частности, нулевого) сигнала тахоосцилляций. Его вход подсоединен к выходу датчика 5 тахоосцилляций, r выходу которого подключен блок 10 выделения максимума с управляющим входом, связанным с выходом блока 7 выделения тактов. Этот блок осуществляет потактовое выделение максимума сигнала тахоосцилляции и выработку управляющего сигнала на один из входов коммутирующего блока 8. С блоком

10 соединен блок 17 памяти максимума, в котором найденное значение текущего максимума сигнала тахоосцилляции запоминается. Вход и выход блока 17 п|амяти максимума подключен к входам блока 11, который предназначен для сравнения текущего значения максимума сигнала и запомненного в блоке 17. Выход логического блока связан с управляющим входом блока

17 памяти максимума и управляющими входами коммутирующего блока 8 и блока

9 памяти.

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно ва пациента (например, на плечо) накладывают проксимальную окклюзионную манжету 1 и ниже ее (относительно тока крови, например, на локоть) дистальную окклюзионную манжету 4. Манжеты 1 и 4 соединяют пневматически с соответствующими выходами блока 2 пневматики и измерительными датчиками (датчиком 3 давления и датчиком 5 тахоосцилляций). Затем по команде с блока 2 пневматики начинают цикл измерения. Для этого подают на манжету 4 постоянное давление, равное 20 †:-30 Торр. Величина этого давления подбирается индивидуально для каждого конкретного измерения. Причем нижняя гр аница определяется степенью контакта дистальной окклюзионной манжеты с конечностью пациента, а верхняя величиной диастолического артериального давления (она должна быть меньше уровня диастолического артериального давления) . Затем (согласно рассматриваемому примеру) начинают изменять давление в манжете 1, равномерно повышая его. Эти .изменения окклюзионного давления измеряют датчиком 3 давления с одновременнolt ре.-истрацпей датчиком 5 тахоосцылляций сигналов тахоосцилляции артерии под дистальной окклюзионной манжетой. Из сигнала тахсосцилляций формируют два сигнала. тактовый — посредством блока 7 выделения тактов и максимальный — с помощью блока 10 выделения максимума, соответствующий значению максимальной амплитуды ситнала тахоосцилляций. Тактовый сигнал синхронизует работу системы по частоте пульса и поэтому его подают на управляющие входы блока 6 памяти давления и блока 10 выделения максимума.

3а счет этого сигнала блок 6 памяти давления производит последовательное текущее запоминание двух соседних значений сигнала, пропорционального давлению в манжете 1. Кроме того, тактовые сигналы управляют работой блока 10 выделения максим ума. Блок 10 выделяют максимум сигнала и передает его в блоки 17 памяти максимума, где он запоиикается. Одновременно при появлении сигнала на выходе блока 10 последний поступает на один из управляющих входов коммутирующего блока -8, с помощью которого значение сигна.ла на выходе блока 6 памяти давлекия, соответствующее моменту появления максимума сигнала тахоосцилляций, переписывается в блок 9 памяти. Подобная процедура необходима в связи с неопределенностью величины максимума. В описываемом способе, необходимо определить на локальный максимум, а максимум максиморум. Это осуществляется за счет блока 17 памяти максимума и логического блока 11. Логический блок 11 сравнивает каждое новое значение максимума сигнала с предыдущим, оставляет в блоке 17 памяти максимума значение сигнала, соответствующее большей величине, и управляет работой коммутирующего блока 8 и блока 9 памяти таким образом, что в блоке памяти отображается сигнал, соответствующий большей величине максимума. Измеренное таким образом значение сигнала пропрционально уровню диастолического артери1ального давления. Систолическое артериальное давлние определяют на момент пропадания сигнала тахоосцилляций. Обнаружение этого характерного признака осуществляют с помощью компаратора 15 нулевого уровня с входом задания порогового уровня. Как только сигнал тахоосцилляций упадет ни. же заданного норогового уровня (в частности. нулевого), ка выходе ком|паратора нулевого уровня появляется сигнал, коммутирую цпй ключи 13 и 14. В результате в регистрирующий блок 12 переписываются значения сигналов, пропорциональных искомым значениям артериального давления.

Пример. На участок конечности пациента (наприиер, на плечо) какладывают

940739 проксимальную окклюзионную манжету, в когорой линейно изменяют давление с заданной скоростью. При этом измерения проводят как при повышении давления в проксимальной окклюзионной м анжете (режим компрессии), так и при понижении

1авления (режим декомпрессии) . жения характерных признаков в сигналах тахоосцилляций и измерения значений сигнала, пропорционального давлению в п рокси мальной Gêêëþçèoííoé манжете, Hà моменты обнаружения этих характерных признаков, отл и ч а ю щи и ся тем, что, с целью повышения достоверности измерений и обеспечения их автоматизации, сигНа фиг. 2 и 3 приведен пример ком- налы тахоосцилляций регистрируют с прессиопного режима измерения, когда >о дистальной окклюзионной манжеты, нахопроизводят равномерное повышение окклю- дящейся под постоянным давлением 20— знонного давления, которое регистрируется 30 Торр, диастолическое артериальноедавсоответствующим датчиком — (кривая а). ление измеряют на момент равенства сигОдновременно с этим синхронно регистри- нала тахоосцилляций его максимальному руют сигналы тахоосцилляций — (кривая б) . 15 значению, а систолическое артериальное

Сигналы тахоосцилляций регистрируют с давление — на момент пропадания сигнаднстальной окклюзионной,манжеты, накла- ла тахоосцилляций в режиме повышения дываемой на участок конечности пациента давления в проксимальной окклюзионнои ниже (относительно тока крови) прокси- манжете или на момент его появления в мальной окклюзионной манжеты. При этом 2î режиме понижения давления,при давлев дистальной окклюзионной манжете созда- нии в проксимальной окклюзионной манют постоянное давление 20 — 30 Торр, не- жете выше уровня диастолического артеобходимое для контакта манжеты с конеч- риального давления. ностью. Причем нижняя граница диапазона давления определяется степенью контак- 25

| та, а верхняя — величиной диастолическо- 2. Устройство для осушествления спого артериального давления. В зарегистри- соба по и. 1, содержащее пневматически рованном сигнале тахоосцилляций обнару- соединенные проксимальную окклюзионживают характерные признаки — момент ную манжету,,блок пневматики и датчик максимума (точка в) и момент пропадания зо давления, датчик тахоосцилляций и регитахоосцилляции (точка г). На эти моменты стриру ющнй блок, о т л и ч а ю щ е е с я времени измеряют значение сигнала, про- тем, что оно снабжено дистальной окклюпорционального давлению в проксиыальной зионной манжетой, связанной с датчиком окклюзионной манжете, Диастолическому тахоосцилляций, двумя ключами, блоком артериальному давлению „„c» соответ- з5 выделения тактов, блоком выделения макствует точка В, систолическому артери- снмума, компаратором нулевого уровня с альному давлению Р,„„— точка г. При входом задания порогового уровня, логиизмерении систолического артериального ческим блоком, блоком памяти максимума, давления в ряде случаев момент пропада- а также последовательно соединенными ния сигнала тахоосцилляций определяют 40 блоком памяти давления, коммутирующим по отношению к некоторому заданному по- блоком и блоком памяти, выход которого роговому уровню характеризующему уро- через первый ключ подключен к первому вень помех в измерительной системе. входу регистрирующего блока, второй вход которого соединен с выходом второТаким образом, при осуществлении опо- 45 го ключа,-первый вход которого соединен с соба регистрация сигнала тахоосцилляций первым входом первого ключа и выходом с дистальной окклюзионной манжеты, на- компаратора нулевого уровня, а второй ходящейся под постоянным давлением вход второго ключа соединен с входом

20 — 30 Торр, позволяет формализовать блока памяти давления и выходом датчиобработку сигнала, обнаружить простые 5О ка давления, выход, датчика тахоосциллядостоверные характерные призн аки, обес- иий подключен к входам блока выделепечивающие возможность надежного и до- пня тактов, компаратор,а нулевого уровня стоверного измерения систолического . н н через последовательно соединенные блок диастолического артериального давлений выделения максимума и блок памяти маки его автоматизацию. симума — к первому входу логического блока, второй вход которого соединен с выходом блока выделения максимума и

Формула изобретения вторым входом коммутирующего блока, выход логического блока соединен с вто1. Способ измерения артериального дав- ьо рым входом блока памяти максимума, ления путем изменения давления,в прок- третьим входом коммутирующего блока и симальной окклюзионной манжете, син - вторым входом блока памяти, выход блохронной регистрации сигналов тахоосцил- ка выделения тактов подключен к вторым ляций и сигнала, пропорционального дав- входам блока памяти, давления и блока лению в проксимальной манжете, обнару- 65 выделения максимума и выход блока

940739

10 пневматики подключен к проксимальной и .дистальной окклюзионной манжетам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Утямышев P. И. Радиоэлектронная .аппаратура для исследования физиологических процессов. М., «Энергия», 1969, с. 124.

2. Савицкий Н. Н. Биофизические основы кровообращения и клинические методы изучения ге модинамики. Л., «Медицина>, 1974, с. 141 {прототип), 940739

1 Ъю, 100

Составитель Л. Соловьев

Техред А. Камышникова

Редактор Л. Утехина

Корректор С; ФайнТип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 686/552 Идд. № 176 Тираж 717 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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