СПОСОБ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ИЗМЕРЕНИЯ ПРОСВЕТА МАГИСТРАЛЬНЫХ АРТЕРИАЛЬНЫХ СОСУДОВ Российский патент 1997 года по МПК A61B5/02 

Изобретение относится к области медицины, в частности к физиологии и кардиологии, может быть использовано как в клинических, так и экспериментальных исследованиях.

В осциллографических исследованиях при измерении показателей артериального давления (см. Савицкий Н.Н.) часто пользуются таким "инструментом" как "осциллографический показатель" (ОП) максимальная по амплитуде осцилляция на осциллограмме, которая отражает величину просвета артериальных сосудов и используется для оценки тонуса сосуда в динамике. Если провести физический анализ генеза ОП, то видно, что его величина зависит от сердечного выброса, периферического сопротивления, тонического состояния и от просвета сосуда в диастоле и его приращения в систолу.

Сущностью изобретения является определение площади поперечного сечения S (просвета) магистрального артериального сосуда в диастоле и ее приращения dS во время систолы при регистрации осциллограмм артериальных сосудов. В сочетании с показателями артериального давления, полученными на той же осциллограмме, можно рассчитать ряд дополнительных показателей гемодинамики, характеризующих состояние сердечно-сосудистой системы (ССС) человека. (См. К. Каро. Механика кровообращения, М. Мир, 1981 г.).

Для решения поставленной задачи регистрируется объемная артериальная осциллограмма, истинные объемные сигналы которой полностью отражают закономерность процессов, протекающих в артериальном сосуде и сохраняются их амплитудно-временные соотношения под действием нарастающего давления в манжете.

Основными требованиями к системе регистрации объемных артериальных осциллограмм являются:
прямолинейная амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) канала осциллографических сигналов по всему сквозному тракту преобразования и усиления до видимой регистрации аналогового сигнала в диапазоне частот; - нижняя граничная частота F_нг 0,05 Гц (постоянная времени t_нг 3,0 с) со срезом на уровне 0,7 от 30 до 40 дб/дек; верхняя граничная частота F 40 Гц;
линейная характеристика преобразования по всему тракту осциллографического канала;
обеспечение регистрации и калибровки линейного набора давления в пережимной измерительной манжете от 0 до 200 300 мм рт.ст. с погрешностью не более ±2 мм рт.ст.

время линейного набора давления в пережимной измерительной манжете от 0 до 300 мм рт.ст. определяется скоростью набора давления 4-5 мм рт.ст./с;
каналы осциллографический и отметки давления в манжете должны быть синхронизированы по времени.

Указанные выше характеристики измерительной системы, кроме первой, используются и в способе- прототипе.

При использовании современных технических средств выполнение указанных требований, в том числе и границ частотного диапазона, не представляет сложности.

Электрические сигналы осциллограммы и отметки давления в измерительной манжете одновременно записываются на двух дорожках ленты регистратора и анализируются.

Блок-схема одного из вариантов измерительной системы представлена на фиг. 1.

Система регистрации объемных артериальных осциллограмм состоит из пневматических и электронных узлов: компрессионное устройство (1) с системой управления набором и сбросом давления (2) из пережимной манжеты (3), преобразователь пневматических сигналов в электрические (4), каналы усиления осциллографических сигналов (5) и сигналов величины давления в пережимной манжете (6), регистратор (7).

Для пояснения принципа измерения просвета артериального магистрального сосуда на фиг. 2 представлена схема формирования объемной артериальной осциллограммы.

Сам смысл объемной артериальной осциллограммы заключается в природе регистрируемых сигналов, так как пульсовая кривая не что иное, как величина приращения просвета, умноженная на длину сосуда, находящегося под манжетой, то есть объем. В конце диастолического периода объем U участка магистрального сосуда под манжетой равен:
U=S•L,
где S просвет (площадь поперечного сечения) сосуда в диастоле;
L длина участка артериального сосуда под манжетой.

Следующий за этим систолический выброс крови изменяет измеряемый объем на величину:
dU=dS•L,
где dS приращение просвета сосуда под действием систолического выброса крови.

Так как величина L остается практически постоянной на протяжении всего цикла измерения, то амплитуда осцилляций на осциллограмме пропорциональна изменяющемуся под манжетой просвету сосуда.

С началом роста давления в манжете происходит обжатие исследуемого участка сосуда, в результате чего осцилляции на осциллограмме несколько увеличиваются. Когда давление в манжете (P_м достигнет или несколько превысит величину диастолического давления в сосуде (P_м>P_мин), просвет сосуда в диастоле начинает уменьшаться относительно своего предыдущего уровня, так как Р_м препятствует его полному открытию в диастоле.

В точке равенства давлений диастолического в сосуде и текущего давления в манжете амплитуда осцилляции "а" пропорциональна величине приращения просвета сосуда (dS) в момент систолического выброса. Когда давление в манжете достигнет величины среднего динамического давления (Р_м>Р_ср), просвет сосуда в конце диастолического периода равен нулю, сосуд под манжетой в этот момент закрыт давлением манжеты. Однако следующий систолический выброс крови, создающий давление на стенки сосуда, равное боковому систолическому давлению (Р_бс), которое выше Р_ср, раскрывает сосуд до прежней величины. Этому моменту соответствует первая максимальная осцилляция "А" на осциллограмме (пропорциональная просвету dS+S), у которой часто наблюдается уплощение у основания ("волна закрытия" сосуда по Савицкому). На схеме (фиг. 2) просвету dS+S соответствует радиус R+dR сосуда, амплитуда "а" - пропорциональна приращению просвета dS с радиусом dR. Разница амплитуд "А-а" пропорциональна просвету сосуда в диастоле.

На фиг. 3 представлена реальная осциллограмма обследуемого Р, где дан пример определения величин "А" и "а". Для измерения этих показателей необходимо обвести осциллограмму контурными линиями по низу в диастолической и по вершинам в систолической частях, обозначить точки перегиба контура и измерить в точке 1 амплитуду осцилляции "а" пропорциональную dS и в точке 2 амплитуду осцилляции "А" пропорциональную dS+S. Величину, пропорциональную S, находят как разность амплитуд "А-а".

В приведенном примере "а" равна 6 мм, "А" 20 мм и "А-а" 14 мм. Коэффициент деформации артериального сосуда у Р во время обследования был равен dS/S 3/7.

Следует указать, что данные о просвете артериальных сосудов здесь приведены в относительных величинах, при соответствующей калибровке амплитудных значений, можно получить абсолютные величины просвета сосуда в диастоле и его приращения в момент систолы.

Определение величин "А" и "а" желательно совмещать с измерением показателей артериального давления, тогда путем расчета значительно увеличивается информация о состоянии сердечно-сосудистой системы обследуемого.

Технический результат от предложенного способа заключается в том, что регистрация истинно объемных колебаний сосудов с минимальными амплитудно-временными искажениями позволяет измерить их геометрические характеристики, а в сочетании с величинами артериального давления получить дополнительную информацию о состоянии кровообращения человека простыми и доступными методами.

Изобретение относится к медицине, функциональной диагностике. Сущность: в процессе нарастания давления в пережимной измерительной манжете регистрируют осциллограмму магистральных сосудов в диапазоне частот 0,05-40 Гц. Записанную кривую обводят по вершинам прямыми линиями. В первой точке пересечения прямых в диастолической части измеряют амплитуду пульсовой волны "а". Эта величина определяет приращение просвета сосуда в момент систолы. Величина просвета сосуда в диастолу определяется как разность между амплитудой пульсовой волны во второй точке пересечения прямых в диастолической части и величиной "а". Способ позволяет получить дополнительные показатели, характеризующие состояние сердечно-сосудистой системы. 3 ил.

Способ относительного измерения просвета магистральных артериальных сосудов, включающий регистрацию осциллограмм артериальных сосудов в процессе нарастания давления в пережимной измерительной манжете с последующим электрическим и графическим преобразованием, отличающийся тем, что объемные осцилляторные сигналы артериальных сосудов прямолинейно преобразуют и регистрируют в полости частот 0,05 40 Гц, записанную кривую в одном цикле регистрации обводят по контуру по вершинам прямыми линиями, и в диастолической части в первой точке их пересечения измеряют амплитуду пульсовой волны "а", а во второй точке пересечения амплитуду пульсовой волны "А", величину приращения просвета сосуда в момент систолы определяют величиной "а", а величину просвета сосуда в диастолу как А-а.