ДАТЧИК ПУЛЬСОВОЙ ВОЛНЫ

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к диагностической аппаратуре для измерения артериального давления.
Известно устройство для косвенного определения артериального давления (Патент РФ №895405 по кл. А61В 5/02), содержащее полый корпус, снабженный отверстием, расположенным на стороне, предназначенной для контакта с телом пациента, пелот с контактной поверхностью, обладающей осью симметрии, размещенный в отверстии, с зазором по отношению к краям отверстия, и шарнирно укрепленный в корпусе с возможностью угловых колебаний вокруг оси шарнира, параллельной контактной поверхности пелота, при этом проекция оси шарнира на контактную поверхность пелота совпадает с осью симметрии этой поверхности, преобразователь угловых колебаний пелота в электрический сигнал, жестко закреплен в корпусе и механически соединен с пелотом.
В известном устройстве преобразователь угловых колебаний пелота в электрический сигнал, жестко закреплен в корпусе и поэтому восприимчив к вибрациям корпуса, включая и аккустические вибрации, что ухудшает помехозащищенность всего устройства.
Известен датчик пульсовой волны (Патент РФ на полезную модель №50797 по кл. А61В 5/02), содержащий полый корпус с контактной площадкой, которой он прикладывается к телу пациента, с отверстием, выполненным в этой площадке, пелот с контактной поверхностью, обладающей продольной и поперечной осями симметрии и размещенный в отверстии с зазором к стенкам отверстия и шарнирно укрепленный в корпусе на оси, совпадающей с одной из осей симметрии контактной поверхности пелота, с возможностью угловых колебаний вокруг этой оси, при этом внешняя поверхность контактной площадки корпуса и контактная поверхность пелота лежат в одной плоскости, а их оси симметрии совпадают, преобразователь угловых колебаний пелота в электрический сигнал, выполненный в виде пьезоэлектрического преобразователя, механически упруго связанного и с корпусом и с пелотом, электронный блок, электрически связанный с обкладками пьезоэлектрического преобразователя.
В связи с тем, что в известном датчике пульсовой волны преобразователь угловых колебаний пелота в электрический сигнал механически упруго связан и с корпусом и с пелотом, он фактически жестко нигде не закреплен, что серьезно усложняет процесс установки преобразователя внутри датчика и осуществление электрических связей между преобразователем и электронным блоком, а также снижает чувствительность датчика к полезным сигналам.
В основу настоящей полезной модели положена задача повышения чувствительности датчика к полезным сигналам, снижения его чувствительности к сигналам помехи, улучшения технологичности датчика при его сборке.
Поставленная задача решается тем, что в датчике пульсовой волны, содержащем полый корпус с отверстием, пелот с контактной поверхностью, шарнирно установленный в указанном отверстии с зазором с возможностью его угловых смещений относительно корпуса, преобразователь угловых смещений пелота в электрический сигнал, установленный с возможностью механического взаимодействия с пелотом и корпусом, электронный формирователь выходного сигнала, согласно полезной модели, преобразователь угловых смещений пелота в электрический сигнал и электронный формирователь выходного сигнала и жестко соединены с пелотом со стороны, противоположной его контактной поверхности.
В одном из предпочтительных случаев преобразователь угловых смещений пелота в электрический сигнал может быть выполнен пьезоэлектрическим и содержать два пьезоэлектрических стержня, при этом каждый из указанных стержней одним из своих концов жестко соединен с пелотом, а свободные концы стержней механически упруго связаны с корпусом.
В другом предпочтительном случае пьезоэлектрический преобразователь содержит один пьезоэлектрический стержень, который в его средней части жестко соединен с пелотом в месте прохождения оси шарнира, а концы стержня механически упруго связаны с корпусом.
Полезная модель поясняется далее подробнее на неограничительных примерах ее осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано:
На фиг.1 - вариант датчика с двумя пьезоэлектрическими стержнями, вид со стороны, противоположной контактной поверхности пелота.
На фиг.2 - тот же вариант датчика, что и на фиг.1, вид сбоку по А-А.
На фиг.3 - вариант датчика с одним пьезоэлектрическим стержнем, вид со стороны, противоположной контактной поверхности пелота.
На фиг.4 - вариант датчика с одним пьезоэлектрическим стержнем, вид сбоку по сечению В-В.
Чувствительным элементом датчика, воспринимающим механические воздействия со стороны тела пациента, является пелот 1 с контактной поверхностью 2, обладающей осью симметрии 3. Пелот 1 выполнен в виде пластины, размещенной с зазором в отверстии 4, выполненном в контактной площадке 5 полого корпуса 6 датчика. Контактная поверхность 2 пелота и внешняя поверхность контактной площадки 5 могут лежать в одной плоскости. Пелот 1 механически связан с корпусом 6 датчика посредством шарнира 7. При этом ось шарнира 7 параллельна контактной поверхности 2 пелота 1, а ее проекция на эту поверхность совпадает с осью симметрии 3 контактной поверхности 2.
Вариант датчика, приведенный на фиг.1 и 2, содержит в составе преобразователя угловых смещений пелота в электрический сигнал два пьезоэлектрических стержня 8. На стороне пелота 1 противоположной его контактной поверхности 2 жестко закреплена, например, путем пайки печатная плата 9. По одному концу каждого из стержней 8 посредством жестких проставок 10 закреплены на печатной плате 9, предназначенной для размещения на ней также и электронного формирователя выходного сигнала. Свободные концы стержней 8 посредством упругих проставок 11 механически связаны с корпусом 6. Обкладки 12 пьезоэлектрических стержней 8, обращенные к печатной плате 9, электрически соединены между собой посредством печатного проводника 13. Противолежащие обкладки 14 внешними электрическими проводами включены в электрическую схему датчика, содержащую электронный формирователь 15 выходного сигнала.
Вариант датчика, приведенный на фиг.3 и 4, содержит в составе преобразователя угловых смещений пелота в электрический сигнал один пьезоэлектрический стержень 16. На стороне пелота 1 противоположной его контактной поверхности 2 жестко закреплена печатная плата 17. Средняя часть стержня 16 посредством жесткой проставки 18 закреплена на печатной плате 17. Свободные концы стержня 16 посредством упругих проставок 11, как и в первом случае, механически связаны с корпусом 6. Электронный формирователь выходного электрического сигнала смонтирован на печатной плате 17 посредством поэлементного навесного монтажа и поэтому на фиг.3 и 4 не показан.
Оба варианта датчика имеют двухпроводной электрический вывод для подачи сформированного электрического сигнала к внешнему принимающему устройству, которое на рисунках не приведено.
Датчик работает следующим образом.
При измерении артериального давления датчик помещают между поверхностью тела и компрессионной манжетой вблизи артерии так, чтобы ось шарнира 7 занимала поперечное положение по отношению к артерии. В процессе измерения артериального давления медленно изменяют давление воздуха в компрессионной манжете в диапазоне величин, полностью включающем в себя систолическое (верхнее) и диастолическое (нижнее) значения артериального давления. В период времени, в течение которого давление воздуха в манжете имеет промежуточное значение по отношению к значениям систолического и диастолического артериального давления, кровоток в артерии носит прерывистый характер. При этом с частотой сокращения сердца вдоль артерии под компрессионной манжетой движутся порции крови, называемые пульсовыми волнами. Эти волны вызывают движущиеся по поверхности тела вблизи артерии волны рельефа поверхности тела, которые воздействуют на пелот 1 датчика, вызывая его угловые смещения в шарнире 7 вокруг оси 3 относительно корпуса 6 датчика. Вместе с пелотом 1 угловые смещения совершают жестко закрепленные на нем с помощью проставок 10 или 18 пьезоэлектрические стержни 8 или стержень 16. Их свободные концы при этом также перемещаются, деформируя упругие проставки 11. Деформация проставок 11 приводит к возникновению силового воздействия со стороны корпуса 6 на пьезоэлектрические стержни 8 или 16. При этом пьезоэлектрические стержни 8 или 16 генерируют соответствующие электрические импульсы, поступающие на электронный формирователь 15 выходного сигнала, который поступает во внешнюю измерительную схему.
Вся основная часть конструктивных элементов, входящих в состав датчика, закреплена на пелоте 1 (кроме корпуса 6). Поэтому сборка этой части датчика может быть выполнена и протестирована вне его корпуса 6, что существенно упрощает этот процесс. При этом масса подвижной части пелота увеличивается, пелот становится более инерционным и поэтому менее чувствительным к аккустическим сигналам. Преобразователь, жестко закрепленный на пелоте, становится более чувствительным к полезным воздействиям со стороны поверхности тела пациента.