СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ ПО ТЕМПЕРАТУРЕ ДИСТАЛЬНЫХ ФАЛАНГ ПАЛЬЦЕВ
METHOD FOR DETERMINATION OF ARTERIAL PRESSURE BASED ON DISTAL FINGER PHALANGES TEMPERATURE

Предлагаемое изобретение относится к медицине, а именно к безманжетным способам определения артериального давления.
Известен способ определения артериального давления (Патент РФ №2291663 МПК А61В 5/02, опубл. 20.01.2007, Бюл. №2), заключающийся в регистрации пульсограммы исследуемого участка тела и вычислении систолического и диастолического артериального давления по следующим формулам:
s
P=a×A,
s
где P - систолическое артериальное давление, мм рт.ст.;
а - эмпирический коэффициент датчика пульсометрии, получаемый с помощью контрольного определения артериального давления тонометром, мм рт.ст.;
А - амплитуда пульсовой волны, абс. ч.;
d
s
β
P=(P/e),
d
где P - диастолическое артериальное давление, мм рт.ст.;
е - постоянная, равная 2,718271;
,
где ЧСС - частота сердечных сокращений, уд. в мин;
ЧСС=(t×ν)×60/t,
t - интервал времени, за который осуществлено измерение, с;
-1
ν - частота пульсовой волны, с.
Недостатком данного метода является низкая точность определения артериального давления.
эт
cp
cp
проп
За прототип выбран метод определения артериального давления [1] (см. фиг.1), включающий измерение с помощью датчика средней температуры  дистальных фаланг пальцев за интервал времени 3 минуты, измерение систолического и диастолического артериального давления эталонным тонометром, вычисление среднего артериального давления Р, вычисление отношения  непрерывное измерение средней температуры дистальных фаланг пальцев TFP(t), умножение TFP(t) на k.
Недостатком данного метода является низкая точность определения артериального давления.
Техническая сущность заявленного способа заключается в компенсации влияния окружающей среды и индивидуальных параметров кожи на результаты измерения за счет введения измерения усредненного значения температуры области пальца с малым кровенаполнением.
Медико-технический результат - повышение точности определения артериального давления по температуре дистальных фаланг пальцев за счет компенсации влияния температуры окружающей среды и индивидуальных параметров кожи.
эт
уср
ycp
ср
уср
проп
cp
s
d
Медико-технический результат достигается тем, что способ определения артериального давления, включающий измерение датчиком температуры дистальных фаланг пальцев (точка 1), измерение систолического  и диастолического  артериального давления эталонным тонометром, вычисление среднего артериального давления  дополнен тем, что из тепловизионного изображения находится область пальца с малым кровенаполнением (точка 2), в которой размещается второй датчик температуры, в течение 3 мин измеряется температура в точках 1 и 2, по результатам измерений вычисляются среднее значение температуры  в точке 1 и среднее значение температуры  в точке 2,затем после вычисления Р производится вычисление значения  после чего производится непрерывное измерение температуры в точках 1 и 2, а также частоты сердечных сокращений ЧСС(t) и одновременное выполнение следующих вычислений: вычисление усредненного значения температуры в точке 1 (TFP(t)) и в точке 2 (TP(t)), вычисление среднего артериального давления Р(t)=[TFP(t)-TP(t)]⋅k1, после чего по значениям P(t) и ЧСС(t) вычисляются значения систолического P(t) и диастолического P(t) давлений с использованием следующей системы уравнений:
cp
s
d
Конечным результатом измерений и вычислений, производимых в процессе осуществления способа, является определение трех основных показателей уровня артериального давления - среднего P(t), систолического P(t) и диастолического P(t).
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
В области дистальных фаланг пальцев(точка 1) располагается первый датчик температуры. Из тепловизионного изображения находится область пальца с малым кровенаполнением (точка 2), в которой размещается второй датчик температуры. В течение 3 мин с интервалом 10 с измеряется температура в точках 1 и 2, по результатам измерений вычисляются среднее значение температуры  в точке 1 и среднее значение температуры  в точке 2. После чего измеряется систолическое  и диастолическое  артериальное давление эталонным тонометром, вычисляются среднее артериальное давление  и значение коэффициента пропорциональности
уср
ycp
уср
ycp
cp
ycp
ycp
проп
Процесс измерения артериального давления осуществляется следующим образом. Производится непрерывное измерение температуры в области дистальных фаланг пальцев TFP(t), непрерывное измерение температуры пальца в области с малым кровенаполнением TP(t). Методом скользящего среднего вычисляются усредненные значения температур TFP(t) и TP(t). Вычисляются разница TFP(t)-TP(t), по которой находится среднее значение артериального давления P(t)=(TFP(t)-TP(t))⋅k.
cp
s
d
Значения P(t) и ЧСС(t) используются для непрерывного вычисления значений систолического P(t) и диастолического P(t) давления путем численного решения системы (2) уравнений [2, 3] при условии, что :
cp
s
d
Конечным результатом измерений и вычислений, производимых в процессе осуществления способа, является определение трех основных показателей уровня артериального давления - среднего P(t), систолического P(t) и диастолического P(t).
cp
Для оценки эффективности предлагаемого способа проанализируем, от чего зависит P(t). Из [2] известно, что
Аналогично можно записать выражение для средней температуры в области с малым кровенаполнением:
где b(t) - параметр кровенаполнения, связанный с пульсацией крови и артериальным давлением, имеющий значение меньше 1;
а - параметр кровенаполнения, связанный с кровенаполнением ткани, имеющий значение меньше 1;
TK - температура крови;
- обобщенный индивидуальный параметр кожи;
α - коэффициент теплоотдачи;
L - толщина кожи;
λ - коэффициент теплопроводности.
Отсюда находим
где b* - усредненное значение параметра кровенаполнения, связанного с пульсацией крови и артериальным давлением, во время измерения артериального давления эталонным тонометром.
С учетом выражения (1) работу прототипа можно описать выражением
s
d
s
d
Произведем расчет систолического и диастолического давления из системы уравнений (2). С учетом начальных условий получаем P=100,37 мм рт.ст., P=65,55 мм рт.ст., а полученные опытным путем значения P=115 мм рт.ст., P=81 мм рт.ст.
В таком случае погрешность при определении систолического артериального давления будет достигать 14%, а для диастолического артериального давления - 23%.
Таким образом, предлагаемый способ характеризуется повышенной точностью определения артериального давления по температуре дистальных фаланг пальцев за счет компенсации влияния температуры окружающей среды и индивидуальных параметров кожи.
Литература
1. Истомина А.И. Метод определения артериального давления по температуре дистальных фаланг пальцев // Магистратура ТГТУ. Сборник научных статей. Выпуск 24. - Тамбов: ОАО «Тамбовская типография «Пролетарский светоч», 2011. С. 127-129.
2. Циммерман М. Физиология человека: в 3 т. Т. 2. / М. Циммерман, В. Ениг, В. Вутке, X. Вайс, В. Елькман, X. Антони, Э. Вицлеб, Г. Тевс, Й. Гроте / пер. с англ. под ред. Р. Шмидта и Г. Тевса. - М.: Мир. 1996. - 313 с.
3. Комякович А.П. Формула расчета среднего гемодинамического давления для условий покоя и физической нагрузки / А.П. Комякович, А.А. Семенович. - Науч. - практ. реценз. журнал «Военная медицина», №2 (19), 2011, С 96-97.