РЕОТАХОГРАФ Российский патент 1996 года по МПК A61B5/02 

Изобретение относится к функциональной диагностике заболеваний сердечно-сосудистой системы пациентов, в частности к приборам, предназначенным для измерения и регистрации параметров периферического артериального давления крови, и может быть использовано в стационарных отделениях и полевых подвижных (или переносных) комплексах функциональной диагностики Министерств здравоохранения СНГ и России, а также и учреждений медицинской службы.

Известны устройства для измерения и регистрации артериального давления крови пациентов, среди которых в качестве ближайшего аналога выбран механокардиограф Н. Н.Савицкого, служащий для определения параметров периферического артериального давления крови путем регистрации тахоосциллограммы скорости изменений объема сосуда, расположенного под компрессионной манжетой. Тахоосциллограмма при наличии кривой пульса лучевой артерии дает возможность определять четыре параметра: минимальное (диастолическое), среднее, боковое (истинное систолическое) и максимальное (конечное систолическое) артериальное давление крови пациента.

Механокардиограф Н. Н.Савицкого содержит компрессионную манжету, соединенную с устройством для дозированной подачи воздуха, датчик пульса лучевой артерии и дифференциальный манометр, подключенный к механооптическому фоторегистратору типа Н116. Измерение артериального давления (АД) механокардиографом осуществляется следующим образом. Исследуемому пациенту, находя- щемуся в горизонтальном положении, на плечо накладывают компрессионную манжету для измерения АД, а на место пульсации лучевой артерии пульсовой датчик (приемник пульса). Манжету посредством тройника соединяют с дифференциальным манометром и баллоном со сжатым воздухом. При этом до начала регистрации на контрольной шкале механооптического фоторегистратора устанавливаются лучи всех зеркальных манометров таким образом, чтобы четко была видна пульсация лучевой артерии, тахоосцилограмма и отметки исходного давления были бы на уровне 40-60 мм рт.ст. После чего поворотом ручки управления механокардиографа подается воздух из баллона с равномерной скоростью в манжету, создавая в ней избыточное давление. Одновременно с этим включается двигатель лентопротяжного устройства фоторегистратора Н116 и тахоосциллограмму записывают на компрессии до исчезновения пульса на лучевой артерии, при этом пульсация лучевой артерии контролируется по контрольной шкале фоторегистратора. Запись тахоосциллограммы прекращается при исчезновении пульсации лучевой артерии. Затем фотобумага вынимается из кассеты фоторегистратора и проявляется обычным способом, высушивается и осуществляется оценка и определение параметров АД. При анализе тахоосциллограммы пациента необходимо учитывать изменения формы нижней части осциллограммы: когда давление в манжете достигнет уровня минимального давления в сосуде на осциллограмме появляется диастолическое западение (АД _мин). Когда стенки сосуда на короткий период приходят в соприкосновение на восходящем плече осцилляции появляется узловое утолщение (среднее АД). Максимальная отрицательная осцилляция соответствует истинному систолическому или боковому давлению (АД_бок), а момент исчезновения пульса на лучевой артерии определяет величину конечного систолического или максимального давления (АД_макс). Для определения самих величин АД по тахоосциллограмме (по Н.Н.Савицкому) необходимо, обнаружив контрольные точки, признаки уровня давления (Мин, Бок,Ср, Макс), с помощью масштабной линейки определить расстояние в мм между кривой давления и линией исходного давления, затем полученные цифры необходимо удвоить и к этому результату прибавить уровень исходного давления: (Ах2 + Б), где А расстояние между линиями давления в мм; Б уровень давления, на котором установлены манометры давления.

Основным недостатком механокардиографа Н.Н.Савицкого является большая продолжительность процесса функциональной диагностики сердечно-сосудистых заболеваний пациентов, производимого путем измерений и регистрации скорости изменений объема артериального сосуда за счет необходимости фотографической и математической обработок получаемых результатов регистрации при низкой эксплуатационной надежности зеркальных манометров механооптического фоторегистратора типа Н116.

Известны разработанные СКТБ "Биофизприбор" Минздpава России приборы, регистрирующие тахоосциллограммы по Н.Н.Савицкому:
комплекс "Белитель-3", предназначенный для контроля психофизиологического состояния парашютиста (летчика);
комплекс "Сирена", осуществляющий медицинский контроль при имитации подводного плавания двух водолазов по ЭКГ, ЧСС, ПГ, ЧД, АД по Короткову и Савицкому, температуре тела;
комплекс "Гамма-2М" для медицинских обследований пациентов с регистрацией и обработкой ЭКГ, сфигмограммы, венозно-артериальной пульсограммы, давления в манжете, тонов Короткова, тахоосциллограммы Н.Н.Савицкого и др.

В качестве прототипа выбран патент США N 4807638, кл. А 61 В 5/02, 1989 неинвазивное устройство для непрерывного измерения одного среднего АД пациента путем использования двух реографов-измерителей электрического биоимпеданса на верхней и нижней конечностях пациента и вычислительного блока, определяющего по измеренному интервалу времени и расстоянию между первым и вторым участками те- ла пациента его среднее кровяное давление.

Основными недостатками прототипа являются значительная сложность структурной схемы, а, следовательно, и конструкции устройства; большая продолжительность диагностики. Эти недостатки вызваны необходимостью измерения трех характеристик: пульса лучевой артерии, интервала времени и расстояния между первым и вторым участками тела пациента, для определения всего одного параметра: среднего артериального давления крови. Величина этого параметра определяется путем математической обработки результатов измерений с помощью специального вычислительного блока и фотографической обработки записей, получаемых с помощью зеркальных манометров механооптического регистратора. Все это значительно усложняет и увеличивает продолжительность процесса диагностики пациента.

Целью изобретения является упрощение устройства реотахографа путем исключения необходимости измерения и регистрации пульса лучевой артерии, интервала времени и расстояния между первым и вторым участками тела пациента за счет исключения математической и фотографической обработки результатов измерений, требуемой для вычисления параметров артериального давления крови пациента.

Поставленная цель достигается за счет измерения, регистрации и визуального отображения на диаграммной бумаге скорости изменений сопротивления участка предплечья пациента в процессе дозированной компрессии (декомпрессии) новой (регистрируемой впервые) медицинской характеристики, называемой в дальнейшем реотахоосциллограммой (РТГ). Она регистрируется с помощью импедансного реоплетизмографа или реографа, например типа 4РГ-02, в виде реограммы, но в отличие от обычной, при дозированной компрессии и позволяет измерять одновременно четыре параметра периферического артериального давления: минимального (диастолического), среднего значения, бокового (истинного систолического) и максимального (конечного систолического), при наличии на диаграммной бумаге импульсных маркеров величин давления через каждые 2660 Па (20 мм рт.ст.).

Упрощение и сокращение продолжительности процесса диагностики сердечно-сосудистых заболеваний пациентов осуществляется за счет визуального определения четырех параметров артериального давления практически по одной реотахоосциллограмме, замены механооптического фоторегистратора с дифференциальным манометром на тепловой (или чернильный) регистратор, исключения целого ряда измерительных и вычислительных блоков, а главное, за счет формирования и отображения на диаграммной бумаге импульсных маркеров величин давления непосредственно под кривой реотахоосциллограммы. Для этой цели в устройство, названное реотахографом, содержащее компрессионную манжету, одетую на предплечье руки пациента и связанную воздухопроводом с выходом блока дозированной подачи воздуха и входом пневматической части датчика давления, выход электрической части которого соединен с первым входом теплового (или чернильного) регистратора, дополнительно введен один реограф (у прототипа два реографа) типа 4РГ-02, электроды которого размещены выше и ниже компрессионной манжеты на верхней и нижней частях одного предплечья пациента и подключены электропроводками к входу измерительной части реографа, выход которого соединен с вторым входом регистратора, например, электрокардиографа типа "Элкар-6" (или ЭК-Т-02) и импульсный датчик давления, выполненный на базе манометра типа ММП-60 и содержащий аккумулятор, подключенный через потенциометр для регулирования питающего напряжения к токопроводящим шинам, размещенным на шкале манометра, соответственно через каждые 2660 Па (20 мм рт.ст.), а к концу вращающейся стрелки манометра, периодически подключаемой (также через каждые 2660 Па) к токопроводящим шинам, присоединен токосъемник, подключенный к первому входу регистратора для записи импульсных маркеров давления через каждые 2660 Па (20 мм рт.ст.).

На фиг. 1 приведена структурная схема реотахографа.

Реотахограф содержит компрессионную манжету 1, одетую на предплечье 2 руки пациента и связанную воздухопроводом с выходом блока 3 дозированной подачи воздуха и входом пневматической части манометра 4 датчика давления 5, выход электрической части которого соединен с первым входом теплового (или чернильного) регистратора 6. Выше и ниже компрессионной манжеты 1 на верхней и нижней частях предплечья 2 руки пациента размещены электроды 7 и подключены электропроводами к входу реографа 8, например типа 4РГ-02, выход которого соединен с вторым входом регистратора 6. При этом датчик давления 5, включающий в себя манометр 4 типа ММП-60, состоит из аккумулятора 9, потенциометра 10 для регулирования питающего напряжения, шкалы 11 манометра 4, на которой смонтированы токопроводящие шины 12, соединенные с плюсом аккумулятора 9, и вращающейся стрелки 13 манометра 4, к концу которой присоединен токосъемник 14, подключенный к первому входу регистратора 6 (фиг. 1), масса которого соединена с минусом аккумулятора 9.

Реотахограф работает следующим образом. В положении пациента лежа на спине или сидя: на предплечье 2 в верхней и нижней его части накладывают реотахографические электроды 7, а между ними накладывают компрессионную манжету 1. Из баллона воздух с равномерной скоростью, устанавливаемой ручкой переключения скорости (2; 3,5; 5 л/с) блока 3 дозированной подачи воздуха, подается в манжету 1 и манометр 4 датчика давления 5. Одновременно производится запись дифференциальной реограммы с помощью реографа 8. Синхронно с записью дифференциальной реограммы, приведенной на фиг. 2, на диаграммной бумаге (ленте) датчик давления 5 делает импульсные отметки (оставляет маркеры) через каждые 2660 Па (20 мм рт.ст.). Перед подачей воздуха из баллона включается аккумулятор 9 и потенциометром 10 устанавливается питающее напряжение 1,5 В. Импульсные маркеры через каждые 2660 Па (фиг. 2) воспроизводятся с помощью стрелки 13 манометра 4 типа ММР-60, к концу которой присоединен токосъемник 14, соединенный с первым входом регистратора 6 и вращающейся по шкале 11 манометра 4, на которой смонтированы токопроводящие шины 12 соответственно через каждые 2660 Па. Первый импульсный маркер возникает при достижении стрелки 13 показания шкалы 11 манометра 4, равного 7980 Па (60 мм рт.ст.), а последний маркер на уровне 31940 Па (240 мм рт.ст.).

Конструкция токосъемника 14 и токопроводящих шин 12 аналогична конструкции типового шагового искателя, которая позволяет осуществлять отведение импульсного сигнала и обеспечивает подвижность стрелки прибора, не нарушая его класс точности. Токосъемник 14 крепится к основанию стрелки 13, которая при своем круговом движении осуществляет замыкания маркеров токопроводящей шины 12 токосъемником 14 через каждые 2660 Па. Токосъемник 14 подвижен, т.е. синхронное движение он совершает одновременно со стрелкой 13 прибора, которая также движется как у любого манометра. При этом взаимодействие полей, образованных протекающим через токопроводящие шины 12 током напряжения плюс 1,5 В, момент замыкания токосъемника 14 стрелки 13 с маркерами шины 12 пропорциональными и равными, начиная с 7980 Па (60 мм рт.ст.) и т.д. до 31940 Па (240 мм рт.ст.), и ЭДС взаимоиндукции токосъемника 14 практически не вносит погрешности в измерение артериального давления. Таким образом, снижение точности реотахографа не происходит, а упрощение обработки результатов измерений осуществляется за счет того, что исключается математический подсчет по указанной в описании механокардиографа Н.Н.Савицкого и патенте США прототипе, и отсчет значений параметров АД производится непосредственно врачом (или лаборантом) при просмотре осциллограмм. Никакого расчета кривых у заявляемого реотахографа нет и он совершенно не требуется. На осцилограммах (фиг. 2) показаны и обозначены зафиксированные значения артериального давления конкретного пациента.

Визуальная расшифровка реотахограммы РТГ осуществляется так (фиг. 2):
увеличение амплитуды предсистолической волны, с исчезновением мелких дополнительных осцилляций после нее, соответствует уровню минимального (диастолического) давления (М_н 70 мм рт.ст. на фиг. 2);
появление на восходящем колене осцилляции РТГ утолщения соответствует среднему давлению (АД_ср 90 мм рт.ст. на фиг. 2);
максимальная отрицательная осцилляция РТГ соответствует боковому (истинному систолическому) давлению (АД_бок 110 мм рт.ст.);
расщепление отрицательной осцилляции РТГ соответствует максимальному (конечному систолическому) давлению (АД_кс130 мм рт.ст.).

Поэтому для вычисления числовых значений этих параметров АД необходимо найти на РТГ характерные участки кривой, а по импульсным маркерам, соответствующим этим участкам-уровням, определить величины АД в ПА (или мм рт.ст.).

Таким образом, предложено принципиально новое устройство для измерения и регистрации скорости изменений сопротивления участка предплечья руки пациента, расположенного под компрессионной манжетой 1 и между электродами 7 реографа 8 в процессе дозированной компрессии (или декомпрессии) и динамического изменения самого сопротивления участка предплечья току переменной частоты в условиях избыточного давления в манжете 1.

По сравнению с американским патентом N 4807638 (прототипом) заявляемый реотахограф позволяет измерять не одно среднее, а одновременно четыре параметра периферического АД: максимальное (конечное систолическое), боковое (истинное систолическое ), среднее значение и минимальное (диастолическое) АД крови пациента путем регистрации реотахограммы с помощью лишь одного (а не двух как у прототипа) реографа и одного датчика давления при отсутствии математической и фотографической обработки результатов измерений и регистрации.

Таким образом, заявляемый реотахограф позволяет улучшить и ускорить процесс диагностики сердечно-сосудистых заболеваний, упростить процедуру съема, регистрации и обработки данных, а также конструкцию прототипа за счет исключения измерений и регистрации пульса лучевой артерии, интервала времени и расстояния между верхним и нижним участками тела пациента при сохранении требуемой точности прибора.

Реотахограф относится к функциональной диагностике заболеваний сердечнососудистой системы пациентов, в частности к приборам, предназначенным для измерения и регистрации параметров периферического артериального давления крови, и может быть использовано в стационарных отделениях и подвижных комплексах медицинской службы. В устройстве имеется реограф для одновременного определения на одной реотахоосциллограмме минимального, среднего, бокового, максимального артериального давления путем использования дозированной подачи воздуха в манжету и датчик давления, выполненный на базе манометра типа ММП-60, содержащего аккумулятор, подключенный через потенциометр к токопроводящим шинам, размещенным на шкале манометра, соответственно через каждые 20 мм рт. ст., а к концу вращающейся стрелки манометра, периодически (также через каждые 20 мм рт. ст.) подключаемой к токопроводящим шинам, прикреплен токосъемник, соединенный с первым входом регистратора, второй вход которого подключен к выходу реографа типа 4РГ-02, электроды которого размещены выше и ниже компрессионной манжеты на верхней и нижней частях предплечья руки. Реотахограф позволяет улучшить и ускорить процесс диагностики сердечно-сосудистых заболеваний, упростить процесс съема регистрации и обработки данных, при этом не требуется математическая и фотографическая обработка результатов измерений и регистрации реотахоосциллограмм - скорости изменения сопротивления участка предплечья пациента, расположенного под компрессионной манжетй и между электродами реографа в процессе дозированной компрессии (или декомпрессии). 2 ил.

РЕОТАХОГРАФ, содержащий компрессионную манжету, соединенную воздухопроводом с блоком дозированной подачи воздуха и с входом пневматической части датчика давления, выход электрической части которого соединен с первым входом теплового или чернильного регистратора, отличающийся тем, что в него введены реограф с электродами, выполненными с возможностью установки на верхней и нижней частях предплечья руки выше и ниже компрессионной манжеты, при этом выход реографа подключен к другому входу регистратора, а датчик давления включает в себя манометр, аккумулятор, подключенный через потенциометр регулировки питающего напряжения к токопроводящим шинам, расположенным на шкале манометра соответственно через каждые 2660 Па или 20 мм рт.ст. причем к свободному концу стрелки манометра, зафиксированной другим концом, прикреплен токосъемник, соединенный с выходом электрической части датчика давления.