СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ В ГЛУБОКОЙ ВЕНЕ ПЛЕЧА И ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ Российский патент 1998 года по МПК A61B5/02 

Изобретение относится к медицине, в частности, к физиологии и кардиологии, может быть использовано как в клинической практике, так и в экспериментальных исследованиях.

Известен способ прямого измерения давления в венах плеча. (См, например, Вальдман В.А. "Венозное давление и венозный тонус", Медгиз, Ленинград, 1974 г., стр. 34-43). Этот метод основан на введение иглы или катетера в плечевую вену, с катетером соединяется резиновой трубкой водяной манометр, по которому измеряют величину среднего венозного давления в указанной вене. В настоящее время принцип измерения венозного давления прямым методом практически не изменился, изменены только регистрирующие измерительные системы.

Прямой метод измерения венозного давления травматичен и не всегда безопасен для обследуемого.

Известен косвенный плетизмографический способ измерения давления в венах плеча, основанный на увеличении объема дистального участка руки обследуемого пациента в ответ на создаваемую окклюзию плечевых вен. (См. например, Проклова Т. Н. и др. Изучение растяжимости вен у больных гипертонической болезнью, Кардиология, 1985 г. , N 1 Москва, стр. 54-57). Этот метод осуществляется следующим образом. Обследуемому пациенту, находящемуся в горизонтальном положении, на плечо с отведенной в сторону и приподнятой на 10 см ниже уровня передней грудной стенки руки одевают пережимную измерительную манжету, а на верхней средней трети предплечья той же руки по периметру устанавливают ртутно-резиновый датчик. Медленно повышают давление в пневматической манжете примерно до 7-10 мм рт.ст. и отмечают начало увеличения объема предплечья, считая этот момент показателем венозного давления.

В публикации не указано, в какой вене измеряют давления и какая величина венозного давления определяется, но можно сделать вывод, что это только один показатель, знание которого для определения состояния венозной части системы кровообращения явно недостаточно.

Целью изобретения является создание способа измерения давления в глубокой вене плеча и измерительной системы для его реализации, которые обеспечили бы атравматичное и достоверное измерение показателей венозного давления.

Эта цель достигается тем, что способ определения давления в глубоких венах плеча с использованием измерительной системы согласно изобретению, заключается в том, что на сосудистый пучок плеча пациента накладывают пережимную измерительную манжету и в процессе нарастания давления в последней регистрируют график линейного увеличения прикладываемого давления и осциллограмму пульсирующего тока крови в виде венозно-артериальной пульсограммы, имеющую диасталическую и систолическую области и представляющую собой последовательность волн венозного пульса, отражающих изменение объема лоцируемого сосудистого пучка плеча во времени подо действием нарастающего давления в пережимной измерительной манжете, после чего на зарегистрированной осциллограмме, представляющей собой венозно-артериальную пульсограмму, в диастолической области выделяют экстремальные точки, через которые проводят прямые линии до их пересечения, и точки пересечения этих прямых проектируют на график линейного нарастания прикладываемого давления, а ординаты этих точек являются показателями давления в глубокой вене плеча.

Это впервые дает возможность получить атравматичные и достоверные измерения венозного давления.

Регистрацию венозно-артериальной пульсограммы целесообразно производить при горизонтальном положении обследуемого пациента, когда его венозное давление в глубокой вене плеча выше атмосферного. Рука обследуемого пациента в этот момент должна быть отведена в сторону от вертикальной оси тела примерно на 70^o, что практически исключает возможность пережатия русла вен на участке от подключичной вены до глубокой вены плеча, не препятствует передаче волн венозного ток крови от правых отделов сердца и способствует формированию венозно-артериальной пульсограммы.

Для повышения точности определения показателей давления в глубокой вене плеча при анализе венозно-артериальной пульсограммы регистрацию последней рационально проводить в диапазоне давлений от около 0 до около 60 мм рт. ст. в пережимной измерительной манжете в течение примерно 40 с.

Эта цель достигается также тем, что измерительная система для определения давления в глубокой вене плеча содержит последовательно связанные между собой компрессионное устройство, обеспечивающее линейное увеличение давления в пережимной измерительной манжете, имеющее приспособление для управления прикалиброванной величиной прикладываемого давления; преобразователь пневматических сигналов давления, снимаемых с указанной пережимной измерительной манжеты в электрические сигналы, вход которого связан с выходом компрессионного устройства и пережимной измерительной манжетой; масштабирующий усилитель, вход которого подключен к выходу упомянутого преобразователя пневматических сигналов; регистратор, предназначенный для регистрации осциллограммы пульсирующего тока крови в виде венозно-артериальной пульсограммы и имеющий по меньшей мере два канала один из которых связан с выходом полосового фильтра, согласно изобретению этот полосовой фильтр, вход которого связан с выходом масштабирующего усилителя электрических сигналов, обладает линейной амплитудной характеристикой преобразования и прямолинейной амплитудно-частотной характеристикой в диапазоне частот примерно от 0,5 до 50 Гц и предназначен для формирования венозно-артериальной пульсограммы из объемных сигналов венозного пульса, снимаемых с пережимной измерительной манжеты во время нарастающего давления в последней, а также она содержит дополнительный масштабирующий усилитель постоянного тока сигналов текущих значений величины давления в пережимной измерительной манжете, вход которого подключен к выходу преобразователя пневматических сигналов, а выход ко входу второго канала регистратора.

На фиг. 1 дана венозно-артериальная пульсограмма, зарегистрированная с глубокой вены плеча обследуемого пациента, и график нарастающего давления в пережимной измерительной манжете согласно изобретению; на фиг. 2 - блок-схема одного из вариантов выполнения измерительной системы для определения давления в глубокой вене плеча обследуемого пациента.

Перед началом измерения давления в глубокой вене плеча обследуемого пациента проводят калибровку графика 1 нарастающего давления, изображенного на фиг. 1 в пережимной измерительной манжете 2 (фиг. 2) импульсом 3 (фиг. 1), величина которого равна известному абсолютному значению давления в манжете 2 в мм рт. ст. (В данном случае импульс 3 (фиг. 1) калибровочного сигнала соответствует величине давления в измерительной системе = 50 мл рт. ст.).

Медленно, по линейному закону, повышают давление, как показано на графике 1 в пережимной измерительной манжете 2 (фиг. 2), регистрируют возникающие под действием пульсирующего тока крови в сосудистом пучке плеча объемные сигналы 4 (фиг. 1) венозного пульса. При величинах венозного давления атмосферного у обследуемого пациента регистрируют воспринимаемые манжетой 2 (фиг. 2) сигналы 4 (фиг. 1) венозного пульса, формирующиеся под действием нарастающего давления согласно графику 1 (фиг. 1) в манжете 2 (фиг. 2) в осциллограмму, представляющую собой венозно-артериальную пульсограмму 5 (фиг. 1), которая в течение цикла регистрации претерпевает ряд изменений, несущих в себе информацию о показателях давления в глубоких венах плеча обследуемого пациента.

Формирование венозно-артериальной пульсограммы 5 (фиг. 1) начинается с началом линейного нарастания давления согласно графику 1 в пережимной измерительной манжете 2 (фиг. 2). Пульсирующий лоток крови, воспринимаемый манжетой 2 с сосудистого пучка плеча обследуемого пациента, регистрируют в виде объемных сигналов 4 (фиг. 1) венозного пульса. В начале увеличения давления в манжете 2 (фиг. 2) сигналы 4 (фиг. 1) венозного пульса несколько увеличиваются за счет обжатия манжетой 2 (фиг. 2) плеча обследуемого пациента. После достижения давления согласно графику 1 в манжете 2 (фиг. 2) минимального венозного давления Рв_мин в глубокой вене плеча пациента амплитуды сигналов 4 венозного пульса начинают увеличиваться интенсивно в связи с изменением объема вен под действием нарастающего давления согласно графику 1 (фиг. 1) в манжете 2 (фиг. 2). Этот рост во времени продолжается до достижения давления согласно графику 1 (фиг. 1) в манжете 2 (фиг. 2), равного среднему давлению в глубокой вене плеча Рв_ср, после чего до величины давления 1 (фиг. 1), равного боковому давлению Рв_бок, в глубокой вене плеча пациента амплитуды сигналов 4 венозного пульса остаются практически без изменений. Далее с ростом давления согласно графику 1 (фиг. 1) в манжете 2 (фиг. 2) от бокового давления Рв_бок до максимального давления Рв_макс в глубокой вене плеча пациента амплитуда сигналов 4 (фиг. 1) венозного пульса уменьшается и при достижении давления согласно графику 1 (фиг. 1) в манжете 2 (фиг. 2) максимального давления Рв_макс в глубокой вене плеча лоцируемая вена закрывается, а сигналы 4 (фиг. 1) венозного пульса на венозно-артериальной пульсограмме 5 (фиг. 1) трансформируется в осциллограмму сигналов 6 (фиг. 1) артериального пульса.

На фиг. 1 показаны основные принципы определения показателей венозного давления на венозно-артериальной пульсограмме 5. При соблюдении требования линейного увеличения давления согласно графику 1 (фиг. 1) в пережимной измерительной манжете 2 (фиг. 2) все экстремальные точки сигналов 4 венозного пульса в систолической и диастолической области на венозно-артериальной пульсограмме 5 ложатся на прямые линии LK; KM; MN; NO; OP и AB; BC; CD; DE; EF соответственно. Наибольшее изменение амплитудных соотношений сигналов 4 венозного пульса на венозно-артериальной пульсограмме 5 происходит в диастолической области, ограниченной прямыми AB; BC; CD; DE и EF, EF уже в области осциллограммы сигналов 6 (фиг. 1) артериального пульса.

Объективно показатели венозного давления определяют после обведения экстремальных точек сигналов 4 венозного пульса в диастолической области слева направо указанными прямыми линиями AB; BC; CD; DE и с и после трансформации их в сигналы 6 артериального пульса линией EF.

Точки B:C:D:E пересечения указанных прямых являются показателями венозного давления в глубокой вене плеча: B - минимального; C - среднего ; D - бокового и E - максимального давления.

Найденные точки B: C: D:E показателей венозного давления проецируют на график 1 нарастающего давления в пережимной измерительной манжете 2 (фиг. 2), в точках b; c; d; e проекций указанного графика 1 (фиг. 1) давления измеряют абсолютные величины давления в глубокой вене плеча обследуемого пациента.

В некоторых случаях для определения показателей давления в глубокой вене плеча (чаще всего при наличии сильных дыхательных волн) прямыми линиями LK; KM; MN; NO и OP обводят и систолическую область венозно-артериальной пульсограммы 5 и в точках K; L; M; N их пересечения находят уточняющую информацию о их местонахождении.

Ниже описан один из вариантов выполнения измерительной системы для измерения давления в глубокой вене плеча, осуществляемого согласно заявляемому способу.

Основным требованием к измерительной системе для регистрации венозно-артериальной пульсограммы 5 является требование к прямолинейности ее амплитудно-частотной характеристики по всему тракту преобразования, усиления и регистрации сигналов 4 венозного пульса под действием нарастающего давления согласно графику 1 (фиг. 1) в пережимной измерительной манжете 2. При этом ее амплитудно-частотная характеристика должна быть прямолинейной горизонтальной в диапазоне частот приблизительно от 0,5 до 50 Гц, что позволяет регистрировать венозно-артериальную пульсограмму 5 (фиг. 1) с минимальными искажениями, связанными с незначительными движениями и дыхательными волнами обследуемого пациента.

Другим немаловажным требованием к указанной выше измерительной системе является линейная характеристика преобразования сигналов 4 венозного пульса по всему тракту преобразования, усиления и регистрации во всем диапазоне изменения амплитуд венозно-артериальной пульсограммы 5.

В измерительной системе, предназначенной для реализации способа определение венозного давления в глубоких венах плеча, линейный набор давления согласно графику 1 (фиг. 1) в пережимной измерительной манжете 2 (фиг. 2) целесообразно увеличивать приблизительно от 0 до 60 мм рт. ст. за время примерно 40 с.

Блок-схема одного из вариантов выполнения измерительной системы для реализации описанного способа представлена на фиг. 2.

Измерительная система регистрации венозно-артериальной пульсограммы 5 (фиг. 1) содержит последовательно связанные между собой компрессионное устройство 7 (фиг. 2), снабженное системой (на фиг. 2 не показана) калибровки и управления набором и сбросом давления в пережимной измерительной манжете 2; преобразователь 8 пневматических сигналов в электрические, первый масштабированный усилитель 9 сигналов 4 (фиг. 1) венозного пульса и второй масштабированный усилитель 10 (фиг. 2) сигналов текущих величин нарастающего давления согласно графику 1 (фиг. 1) в манжете 2 (фиг. 2), полосовой фильтр 11 сигналов 4 (фиг. 1) венозного пульса венозно-артериальной пульсограммы 5 и по меньшей мере двухканальный регистратор 12 (фиг. 2).

В предлагаемой измерительной системе используется стандартная пережимная манжета 2. В качестве компрессионного устройства 7 может быть применен один из широко известных микрокомпрессоров. Режим подъема давления согласно графику 1 (фиг. 1) в манжете 2 (фиг. 2) можно осуществлять непосредственно с такого микрокомпрессора, либо предварительно накачав ресивер (на фиг. 2 не показан до давления, величина которого превышает приблизительно в 2-3 раза максимальное давление в глубокой вене плеча обследуемого пациента, а уже потом компрессировать манжету 2. В этом случае набор давления 1 (фиг. 1) в манжете 2 (фиг. 2) будет практически линейным. Работа микрокомпрессора не должна создавать пневматических и электрических помех сигналам 4 (фиг. 1) венозного пульса и сигналам 6 артериального пульса, снимаемых с манжеты 2 (фиг. 2).

С началом цикла измерения давления в глубокой вене плеча обследуемого пациента на вход преобразователя 8 давления измерительной системы поступают сигналы нарастающего по линейному закону давления согласно графику 1 (фиг. 1) и воспринимаемые манжетой 2 (фиг. 2) пневматические объемные сигналы пульсирующего тока крови в сосудистом пучке плеча обследуемо пациента, где они преобразуются в электрические сигналы 4 (фиг. 1) венозного пульса и сигналы текущих значений нарастающего давления согласно графику 1 (фиг. 1) в манжете 2 (фиг. 2). Эти сигналы усиливаются раздельно по двум каналам своими масштабированными усилителями 9 и 10. Сигналы текущих значений величины нарастающего давления согласно графику 1 (фиг. 1) в пережимной измерительной манжете 2 (фиг. 2) поступают сразу на один из каналов регистратора 12, а сигналы 4 (фиг. 1) венозного пульса сначала проходят через полосовой фильтр 11 (фиг. 2) и только потом подаются на второй канал регистратора 12. Сигналы желательно записывать в прямоугольных координатах, например, на мингографе известной фирмы "Siemens-Elema" или на персональном компьютере. В результате одного цикла измерения на регистраторе 12 записывается венозно-артериальная пульсограмма 5 и синхронно с ней текущие значения величины давления согласно графику 1 (фиг. 1 ) в пережимной измерительной манжете 2 (фиг. 2), которые в дальнейшем анализируют.

Пример. На фиг. 1 обследуемый пациент в возрасте 35 лет лежал с откинутой приблизительно на 85^o рукой, на которую была наложена стандартная измерительная пережимная манжета 2. Перед началом регистрации измерительный канал нарастающего давления согласно графику 1 был прокалиброван прямоугольным импульсом 3, равным по величине 50 мм рт. ст. После этого включалось компрессионное устройство 7 (фиг. 2), которое медленно повышало давление согласно графику 1 (фиг. 1), в пережимной измерительной манжете 2 (фиг. 2) и из сигналов 4 (фиг. 1) венозного пульса с ростом указанного давления 1 формировалась венозно-артериальная пульсограмма 5. Далее приступают к анализу зарегистрированной венозно-артериальной пульсограммы 5. Слева направо в диастолической области венозно-артериальной пульсограммы 5 выделяют экстремальные точки на сигналах 4 венозного пульса, обводят их, апроксимируя прямыми линиями AB; DC; CD; DE и EF. Точки B; C; D; E пересечения этих прямых являются соответственно показателями минимального венозного давления Рв_мин; среднего венозного давления Рв_ср; бокового венозного давления Рв_бок и максимального венозного давления Рв_макс в глубокой вене плеча. Точки B; C; D; E проецируют на график текущих значений линейно нарастающего давления 1 и в точках b; c; d; e их проекций измеряют абсолютные значения показателей вышеперечисленных давлений в глубокой вене плеча. Так, у обследуемого нами пациента с учетом калибровки нарастающего давления согласно графику 1, где каждый линейный мм по вертикали равен давлению 2 мм рт.ст., величины венозного давления в глубокой вене плеча равны: минимальное венозное давление Рв_мин=4 мм рт.ст.; среднее венозное давление Рв_ср=6 мм рт.ст.; боковое венозное давление Рв_бок= 9 мм рт.ст.; максимальное венозное давление Рв_макс=12 мм рт.ст.

Благодаря патентуемому способу измерения давления в глубокой вене плеча и измерительной системе для его реализации осуществилась возможность измерять все показатели давления в глубокой вене плеча неинвазивным способом.

В качестве показателей величин давления в глубокой вене плеча используют закономерные физиологические процессы, проходящие в живом организме и приводящие и формированию контура осциллометрической кривой, точки перегиба которого появляются в результате действия двух противоположно направленных по знаку давлений; внутрисосудистого давления и давления со стороны измерительной пережимной манжеты, исходя из чего измерения отличаются большой точностью.

Простота съема всех показателей давления в глубокой вене плеча всего с одной манжеты, накладываемой на лоцируемый участок сосудистого пучка плеча конечности пациента, дает возможность привлечь для обследования пациентов неквалифицированный медицинский персонал или обследоваться самому пациенту.

Измерительная система для реализации предлагаемого способа измерения давления в глубокой вене плеча обследуемого пациента достаточно проста и состоит из известных и широко применяемых в медицинской технике блоков.

В настоящее время медицина не располагает простыми и надежными косвенными способами получения показателей состояния венозного кровообращения при различном виде заболеваний человека и их связи с другими показателями кровообращения.

Изобретение позволяет осуществить это впервые.

Патентуемый способ позволит расширить представление о характере заболеваний обследуемых пациентов, подобрать лекарственные средства индивидуально для каждого из них и вовремя провести профилактические мероприятия.

Помимо этого, венозно-артериальная пульсограмма практически каждого обследуемого пациента носит индивидуальный характер, и может быть использована в качестве характеристики состояния его индивидуальной системы кровообращения.

Форма венозно-артериальной пульсограммы позволяет автоматизировать процесс обработки данных измерений показателей давления в глубокой вене обследуемого пациента.

Кроме этого, измерительная система для реализации патентуемого способа достаточно проста, в ней используются широко известные и доступные механические, пневматические и электронные узлы, применяемые для измерения артериального давления в современной аппаратуре.

Применение предлагаемого способа определения показателей гемодинамики венозной части системы кровообращения и измерительной системы его реализации в системе здравоохранения позволяют в значительной мере упростить и ускорить обследование широкого круга населения, значительно повышая достоверность и объем получаемой информации. Способ может быть положен в основу целого комплекса аппаратуры, предназначенной для неинвазивного обследования у пациентов не только венозного давления в сосудах плеча, но и системы кровообращения в целом.

Изобретение относится к медицине, медицинской технике. Способ позволяет неинвазивно измерять давление в венах плеча. Регистрируют сигналы венозного пульса сосудистого пучка плеча под действием увеличивающегося давления в пережимной измерительной манжете. Проводят контурный анализ зарегистрированной пульсограммы, в диастолической части которой выделяют экстремальные точки, проекция которых на график линейного увеличения прикладываемого давления соответствует величинам диастолического бокового и максимального давления. Измерительная система содержит компрессионное устройство, подсоединенное к измерительной манжете, преобразователь пневматических сигналов в электрические с масштабирующим усилителем постоянного тока. Усиленные сигналы текущих величин давления поступают на один из каналов регистратора, на второй канал регистратора поступает пульсограмма, усиленная масштабирующим усилителем и сформированная полосовым фильтром. 2 с.п.ф-лы, 2 ил.

1. Способ определения давления в венах плеча, заключающийся в том, что пациенту, находящемуся в горизонтальном положении, на сосудистый пучок плеча накладывают пережимную измерительную манжету и повышают давление в ней, отличающийся тем, что в процессе нарастания давления в пережимной измерительной манжете от 0 до 60 мм рт.ст. регистрируют график (1) линейного увеличения прикладываемого давления и венозно-артериальную пульсограмму, в диастолической области которой (ABCDEF) выделяют экстремальные точки (A,B,CD,E,F), через которые проводят прямые линии (AB,BC,CD,DE,EF) до их пересечения, затем точки пересечения (B,C,D,E) этих прямых проецируют на график (1) линейного нарастания прикладываемого давления, а их ординаты (a,b,c,d) являются абсолютными значениями соответственно диастолического давления, среднего давления, бокового давления и максимального давления в венах плеча. 2. Измерительная система для определения давления в венах плеча, содержащая последовательно связанные между собой компрессионое устройство (7), подсоединенное к пережимной измерительной манжете (2), преобразователь (8) пневматических сигналов давления в электрические сигналы, масштабирующий усилитель (9), полосовой фильт (11) и регистратор (12), отличающаяся тем, что она содержит дополнительный масштабирующий усилитель (10) постоянного тока, вход которого подключен к выходу преобразователя (8) пневматических сигналов, а выход - к второму каналу регистратора (12), при этом полосовой фильтр (11) имеет полосу пропускания примерно от 0,5 до 50 Гц.