ДАТЧИК ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В КРОВЕНОСНОМ СОСУДЕ

Данная разработка относится к медицинской технике, а именно - к средствам неинвазивного измерения пульсаций давления крови в кровеносном сосуде, которые применяются в современной медицине для диагностики сердечно-сосудистых заболеваний связанных с изменением жесткости артерий.
Наиболее близким техническим решением является датчик измерения давления в кровеносном сосуде, содержащий полый цилиндрический корпус, внутри которого закреплен чувствительный элемент и волоконно-оптический преобразователь, включающий излучающий и приемный световоды для регистрации перемещений чувствительного элемента и, расположенный вне корпуса, блок измерения интенсивности света, к которому подключен приемный световод волоконно-оптического преобразователя.
(см. Патент США №3580082, кл. G01L 7/08, 1969 г.).
В указанном датчике чувствительный элемент выполнен в виде плоской эластичной мембраны, одна из поверхностей которой служит для сопряжения с местом, где расположен кровеносный сосуд, а другая поверхность обращена к волоконно-оптическому преобразователю и содержит излучающий и приемный световоды в виде оптических волокон, часть из которых направляет коллимированный свет на мембрану, которая его отражает. В непосредственной близости от светоизлучающих волокон размещены принимающие свет волокна, которые подключены к блоку измерения интенсивности света. Отклонение мембраны под действием давления крови в кровеносном сосуде изменяет направление отраженного света, попадающего на принимающие свет волокна. Результирующее изменение интенсивности света передается на блок измерения, регистрируется им и служит мерой оказываемого на мембрану давления крови, протекающей по кровеносному сосуду.
Поскольку мембрана выполнена из эластичного материала при ее отклонении под действием давления в ту или иную сторону происходит искривление отражающей поверхности, в результате чего изменение интенсивности отраженного света является нелинейным и различным в разных точках отражающей поверхности. В следствие этого, передаваемое на блок измерения результирующее изменение интенсивности света плохо коррелируется с мерой оказываемого на мембрану давления крови, протекающей по кровеносному сосуду. Поэтому, достоверность, полученных с использование этого датчика, результатов измерения давления крови, является неудовлетворительной.
Задачей данной разработки является повышение достоверность измерений.
Поставленная задача решается за счет того, что в датчике измерения давления в кровеносном сосуде, содержащем полый цилиндрический корпус, внутри которого закреплен чувствительный элемент и волоконно-оптический преобразователь, включающий излучающий и приемный световоды для регистрации перемещений чувствительного элемента и, расположенный вне корпуса, блок измерения интенсивности света, к которому подключен приемный световод волоконно-оптического преобразователя, чувствительный элемент выполнен в виде, коаксиально установленных во внутренней полости корпуса, металлического цилиндрического стержня и эластичной втулки, которая жестко соединена со стенкой внутренней полости корпуса и стержнем, с возможностью упругого возвратно-поступательного перемещения стержня вдоль продольной оси корпуса, причем торец стержня, обращенный к волоконно-оптическому преобразователю, имеет зеркальную поверхность.
Использование в датчике измерения давления крови в кровеносном сосуде в составе чувствительного элемента цилиндрического стержня, отклонение перемещения которого вдоль продольной оси корпуса ограничено наличием, жестко соединенной с корпусом и стержнем, направляющей эластичной втулки, а также, выполнение стержня из металла, позволяющего придать его торцевой поверхности, обращенной к волоконно-оптическому преобразователю, зеркальный блеск, обеспечивает достижение высокой отражательной способности стержня без искажения формы отражающей поверхности при изменении давления, за счет чего достигается равнозначное изменение количества отраженного света на поверхностях всех волокон оптического преобразователя, обращенных к отражающей поверхности, что увеличивает достоверность проводимых измерений.
На фиг. 1 представлен общий вид датчика.
Датчик содержит полый цилиндрический корпус 1, внутри которого закреплен чувствительный элемент. Чувствительный элемент выполнен в виде, металлического цилиндрического стержня 2 и эластичной втулки 3, установленной коаксиально стержню во внутренней полости корпуса, и жестко соединенной со стенкой внутренней полости корпуса и стержнем посредством клея. В корпусе, также расположен, волоконно-оптический преобразователь 4 включающий излучающий и приемный световоды 5 и 6, соответственно, для регистрации перемещений стержня, а вне корпуса расположен блок измерения 7 интенсивности света, к которому подключен приемный световод волоконно-оптического преобразователя. Торец 8 стержня, обращенный к волоконно-оптическому преобразователю, имеет зеркальную поверхность.
Перед началом эксплуатации датчик тарируют. Для этого при зафиксированном положении корпуса датчика к стержню прикладывают нормированные значения нагрузки. В зависимости от величины нагрузки стержень в той или иной мере приближается к волоконно-оптическому преобразователю, вследствие чего меняется интенсивность светового потока, регистрируемая блоком измерений. Установленная корреляция между нагрузкой на стержень и регистрируемой интенсивностью светового потока, позволяет использовать датчик для измерения пульсаций давления крови в кровеносном сосуде.
Датчик работает следующим образом.
Корпус 1 датчика прижимают к коже пациента над кровеносным сосудом. При этом стержень 2 неинвазивно контактирует с эластичной стенкой кровеносного сосуда через кожу и под действием давления Ρ крови перемещается в направлении к волоконно-оптическому преобразователю 4. При этом по излучающему световоду 5 подают пучок света, который отражается от зеркальной поверхности 8 стержня и попадает на приемный световод 6. Значение регистрируемой блоком измерения 7 интенсивности светового потока будет соответствовать значению давления в кровеносном сосуде в данный момент времени. Точность и повторяемость измерений обеспечивается наличием направляющей эластичной втулки 3, которая препятствует отклонению возвратно-поступательного движения стержня от оси корпуса датчика.
Использование предложенного устройства позволяет увеличить достоверность проводимых измерений и, тем самым, улучшить возможности диагностики сердечно-сосудистых заболеваний.