Способ измерения артериального давления
METHOD OF BLOOD PRESSURE MEASUREMENT

Изобретение относится к области медицинской технике и может быть использовано для измерения систолического и диастолического артериального давления человека.
Прототипом является способ измерения давления по тонам Короткова, включающий установку на предплечье сжимающей артерию манжеты, впуск в нее и последующий выпуск воздуха, сопровождающийся отслеживанием давления в манжете по высоте ртутного столбика в трубке, и фиксирование показаний систолического и диастолического давлений соответственно в моменты начала и окончания колебаний ртутного столбика [Справочник по функциональной диагностике. М., 1970. С. 201-202].
Недостатками прототипа являются:
- ограниченные функциональные возможности, обусловленные измерением только параметров давления;
- зависимость точности показаний прибора от индивидуальных особенностей измеряющего человека и его квалификации;
- невозможность дистанционного проведения измерений.
Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно, расширение функциональных возможностей и повышение эксплуатационных характеристик.
Задача решается тем, что в способе измерения артериального давления, включающем установку на предплечье сжимающей артерию манжеты, впуск в нее и последующий выпуск воздуха, сопровождающийся отслеживанием давления в манжете по высоте ртутного столбика в трубке, и фиксирование показаний систолического и диастолического давлений соответственно в моменты начала и окончания колебаний ртутного столбика, в трубку помещают световод с сердцевиной, очищенной от оболочки, пропускают через него световой поток и отслеживают на выпуске его величину, которую фиксируют в начале и конце ее колебаний в качестве соответственно систолического и диастолического давлений.
Отслеживание сопровождают преобразованием светового потока в электрический сигнал. В качестве световода используют световолокно с нерегулярной поверхностью кварцевой сердцевины. Световод используют в качестве волоконно-оптической линии связи. Световой поток формируют лазерным источником излучения. Колебания величины светового потока сопровождают подсчетом их числа и продолжительности. Колебания величины светового потока сопровождают измерением их периода. Преобразование электрического сигнала сопровождают его разделением на постоянную и переменную составляющие. Преобразование электрического сигнала сопровождают его разделением на постоянную и переменную составляющие, при этом величину постоянной составляющей принимают в качестве систолического давления при появлении переменной составляющей, и - диастолического давления при исчезновении последней.
Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.
Помещение в трубку световода с сердцевиной, очищенной от оболочки, пропускание через него светового потока и отслеживание на выпуске его величины, которую фиксируют в начале и конце ее колебаний в качестве соответственно систолического и диастолического давлений, позволяет автоматизировать процесс измерения и сделать его результаты объективными. Это расширяет функциональные возможности и повышает эксплуатационные характеристики.
Сопровождение отслеживания преобразованием светового потока в электрический сигнал упрощает дальнейшее преобразование измеряемой величины в конечный результат, что повышает эксплуатационные характеристики.
Использование в качестве световода световолокна с нерегулярной поверхностью кварцевой сердцевины приводит к лучшему рассеянию идущего по волокну светового излучения, причем рассеяние происходит тем интенсивней, чем больше разность в показаниях преломления сердцевины и окружающей среды. Это повышает точность измерения и эксплуатационные характеристики.
Использование световода в качестве волоконно-оптической линии связи позволяет снимать показания на больших дистанциях, например из единого информационного центра больницы. Это расширяет функциональные возможности и повышает эксплуатационные характеристики.
Формирование светового потока лазерным источником излучения упрощает заведение света в световое волокно и увеличивает возможную дистанцию измерения, что повышает эксплуатационные характеристики.
Сопровождение колебаний величины светового потока подсчетом их числа и продолжительности позволяет дополнительно измерить частоту пульса пациента, что расширяет функциональные возможности и повышает эксплуатационные характеристики.
Сопровождение колебаний величины светового потока измерением их периода дает возможность выявить аритмию, что расширяет функциональные возможности и повышает эксплуатационные характеристики.
Сопровождение преобразования электрического сигнала его разделением на постоянную и переменную составляющие упрощает регистрацию показаний систолического и диастолического артериального давления пациента, что повышает эксплуатационные характеристики.
Сопровождение преобразования электрического сигнала его разделением на постоянную и переменную составляющие, при этом фиксирование величины постоянной составляющей в качестве систолического давления при появлении переменной составляющей, и - диастолического давления при исчезновении последней, упрощает регистрацию показаний систолического и диастолического артериального давления пациента, что повышает эксплуатационные характеристики.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 изображено устройство для измерения артериального давления. На фиг. 2 изображена диаграмма сигнала на выходе усилителя устройства.
Устройство для измерения артериального давления содержит соединенную с сосудом 1 трубку 2, в которой размещена ртуть 3 и световод с сердцевиной 4, очищенной на участке L от оболочки 5. Один конец световода оптически соединен с фотоприемником 6, выход которого через усилитель 7 подключен к устройству 8 выделения переменной и постоянной составляющих сигнала, выходы которого соединены с соответствующими входами регистратора 9, в котором формируется информация о величинах систолического (S) и диастолического (D) давлениях пациента. Другой конец световода оптически связан с источником 10 излучения, в качестве которого может быть применен лазерный светодиод или He-Ne лазер. Манжета 11 через эластичные трубки 12, 13 соответственно соединена с сосудом 1 и с компрессором 14, который электрически соединен с выходом регистратора. Трубка 2 может быть закреплена на шкале 15, а световод может быть выполнен в виде волоконно-оптической линии 16 связи для проведения дистанционных измерений. Устройство 8 выделения переменной и постоянной составляющих электрического сигнала может быть реализовано на компараторе, который выполнен в виде усилителя постоянного тока с дифференциальными входами, при этом обеспечивается получение по раздельным выходам переменной и постоянной составляющей входного сигнала инфранизкочастотного диапазона [Устройство для выделения переменной и постоянной составляющих электрического сигнала. А.с. СССР 796764, МПК G01R 19/00 / Куприк Б.К., Двойниченко А.И.; заявка №2725943/18-21, заявлено 19.02.79; опубликовано 15.01.81, Бюл. №2].
Способ реализуют следующим образом.
По команде пациент надевает на руку манжету 11 после чего, через некоторое время, включается компрессор 14, нагнетающий через трубку 13 воздух в указанную манжету (Фиг. 1). В результате этого из сосуда 1 ртуть 3 начинает перемещаться в трубку 2, и столбик ртути, который при атмосферном давлении занимал в ней нулевое положение, поднимается, изменяя при этом высоту Η и величину потока Ф. Поскольку на участке L со световода удалена оболочка 5, то происходит контакт поверхности сердцевины 4 с окружающей ее в трубке средой. Это приводит к рассеянию идущего по световоду потока излучения от источника 10, причем рассеяние происходит тем интенсивней, чем больше разность в коэффициентах преломления сердцевины и окружающей среды [Унгер Х.Г. Планарные и волоконные оптические световоды. - М.: Мир, 1980].
Основное затухание оптического сигнала происходит на участке L, при обтекании которого поднимающейся ртутью 3 на величину Н, соответствующую измеряемой величине давления пациента, поток на выходе может быть найден по формуле
0
B
B
ж
Φ=Фехр(-αL)ехр[H(α-α)],
0
ж
В
где Ф, Ф - соответственно поток на выходе и входе световода; α, а - соответственно коэффициент затухания в жидкости (ртути) и над жидкостью.
Пропорционально световому потоку на выходе фотоприемника 6 и на выходе усилителя 7 начинает меняться электрический сигнал.
1
Одновременно, в момент времени t, на первом выходе устройства 8 увеличивается потенциал U постоянной составляющей, значение которой отслеживается регистратором 9 (фиг. 2).
2
В момент времени t, соответствующий началу Вдавливания манжетой 11 артерии пациента, ртутный столбик начинает колебаться в трубке 2, вызывая соответствующие электрические колебания на выходе усилителя 7 и появление переменной составляющей на втором выходе устройства 8. Появление переменной составляющей на втором входе регистратора 9 совместно с ростом потенциала постоянной составляющей на первом его входе воспринимается как момент начала сжатия манжетой артерии, и работа компрессора 14 продолжается.
3
4
В момент времени t артерия оказывается полностью пережатой манжетой, колебания ртутного столбика прекращаются, и на втором входе устройства 8 переменная составляющая сигнала исчезает. Это способствует появлению на выходе регистратора 9 управляющей команды для компрессора, по которой он отключается в момент времени t.
5
Спустя некоторое время, в момент t, срабатывает клапан, и воздух из манжеты 11 начинает выходить, давление падает, и столбик ртути начинает опускаться в трубке 2, вызывая при этом уменьшение величины постоянной составляющей на первом входе регистратора 9.
6
В момент времени t, когда в артерии в зоне манжеты возобновляется кровоток, ртутный столбик в трубке 2 опять начинает колебаться и порождает переменную составляющую на втором входе регистратора. Появление этой переменной составляющей одновременно с уменьшением значения постоянной составляющей на первом входе регистратора обуславливает фиксирование указанного значений в качестве систолического (S) показания артериального давления пациента.
7
При дальнейшем падении давления в манжете, в момент времени t, когда артерия полностью расправилась, колебания ртутного столбика прекращаются, и переменная составляющая сигнала исчезает со второго входа регистратора 9. Результатом этого является фиксирование значения постоянной составляющей в качестве диастолического (D) показания давления.
8
Давление воздуха в манжете продолжает падать и к моменту времени t оно достигает атмосферного значения, система возвращается в исходное положение, пациент снимает с руки манжету.
6
7
u
На протяжении действия переменной составляющей, между моментами t и t, регистратор производит также подсчет числа импульсов переменной составляющей сигнала, например путем регистрации существенных по величине переходов (для исключения переходов затухающих колебаний) напряжения переменной составляющей через имеющуюся в данный момент величину потенциала постоянной составляющей. При этом одновременно измеряется значение периода t переменной составляющей. Частота пульса определяется регистратором по формуле
-1
6
7
7
6
где ƒ - частота пульса, мин.; t и t - соответственно время начала и конца измерения, мин.; n - число переходов за время t-t.
u
В процессе измерения периодов t переменной составляющей сравнивают их отношения. При значительном отклонении величин соседних периодов регистрируют аритмию работы сердца.
Если световод выполнить в виде волоконно-оптической линии 16 связи, то описанные процедуры можно выполнять на значительном расстоянии от пациента.
Внедрение изобретения позволит создать простой по конструкции автоматический измеритель артериального давления и пульса, способный производить измерения дистанционно на значительном расстоянии от пациента.