СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ ПО ОБЪЕМНОЙ КОМПРЕССИОННОЙ ОСЦИЛЛОГРАММЕ Российский патент 2008 года по МПК A61B5/02 

Область техники, к которой относится изобретение.

Изобретение относится к медицине и может использоваться при определении артериального давления (АД) у здоровых и больных людей.

Предшествующий уровень техники

Известен способ определения АД по выслушиванию (регистрации) тонов Короткова (В кн. «Труды Военно-медицинской Академии», 1905, т. II, №9, 365 с.), возникающих при компрессии плечевой артерии пережимной манжетой.

Известный способ имеет ряд методических и инструментальных недостатков.

Наиболее существенный методический недостаток заключается в том, что происхождение тонов Короткова до сих пор не изучено, а ошибки определения АД этим методом достигают десятков мм рт. ст., (Российские медицинские вести, 2006 г. №2, с.62-70).

К инструментальным недостаткам относится необходимость строгой установки микрофона над проекцией артерии и высокая чувствительность метода к внешним шумовым помехам.

Известен способ определения АД по осцилляциям артерии при ее компрессии манжетой (Функциональная диагностика, 2003 г. №1 с.56-64).

Способ также имеет методические и инструментальные недостатки.

Основной методический недостаток заключается в том, что алгоритм расшифровки показателей АД в этом методе адаптирован к тонам Короткова (Артериальная гипертония. Рекомендации Всемирной организации здравоохранения и Международного общества гипертонии. М.,1999). К инструментальным погрешностям относится искусственное подавление низкочастотных составляющих осциллограммы, которое делается с целью повышения помехозащищенности регистрации осцилляции.

Наиболее близким к предлагаемому способу определения АД является «Способ компрессионной объемной осциллометрии (ОКО) показателей системы кровообращения» (Евразийский патент №003497, 2003 г.), включающий регистрацию пульсовых кривых кровеносных сосудов в процессе изменения давления в пережимной измерительной манжете, наложенной на конечности обследуемого, с последующим электрическим и графическим преобразованием, отличающийся тем, что в нем первоначально в процессе нарастания давления в пережимной манжете в диапазоне частот от приблизительно 0 до 50 Гц с прямолинейной горизонтальной амплитудно-частотной характеристикой и линейной амплитудной характеристикой по всему тракту преобразования и усиления регистрируют график линейного увеличения прикладываемого давления и венозно-артериальную осциллометрическую кривую, затем, продолжая компрессию манжеты до 200-300 мм рт. ст., регистрируют осциллометрическую кривую артериального пульса, по полученным пульсовым кривым определяют значения диастолического, среднего, систолического и конечного систолического давления, соответственно венозного и артериального и ряда других показателей артериальной системы.

Однако известный способ также имеет существенные методические недостатки.

Основной методический недостаток заключается в том, что за единственный источник принимается пульсация магистральной, например плечевой, артерии. Между тем, при компрессии руки пульсируют также более мелкие сосуды: артериолы, метартериолы и концевые артерии (Физиология человека. Под ред. Р.Шмидта и Г.Тевса. М.: Мир, 1986 г. т.3, с.118). В результате диастолическое АД (АДд) определяется с погрешностью, так как за ее точку на ОКО принимаются пульсации артериол или концевых артерий.

Второй основной методический недостаток заключается в том, что за точку систолического АД (АДс) у здоровых людей принимается последняя максимальная положительная осцилляция на ОКО, между тем после полного пережатия артерии во время диастолы в точке среднего АД (АДср) у большинства обследуемых возникают изменения тонуса стенок артерии, искажающих контур кривой, и признак, предложенный для определения АДс по последней максимальной осцилляции, оказывается ложным.

Третий основной методический недостаток заключается в том, что определение АДс у больных гипертонией по изменению (уменьшению) скорости нарастания анакротической части осцилляции кривой также является ошибочным и не соответствует ее действительной величине.

Четвертый основной методический недостаток состоит в том, что предложенный в известном способе метод определения АДс по интегральным значениям пульсовой волны относится к участку осциллометрической кривой до АД диастолического, т.е. в зоне пульсации артериол, метартериол и концевых артерий, в то время как АДс определяется магистральной артерией по пульсациям, свободным от пульсаций мелких артерий.

Пятый основной методический недостаток состоит в том, что при расчете конечного систолического АД (АДк) используется прямая, которая проводится от последней максимальной осцилляции вниз и направо по систолическим концам осцилляции до ее пересечения с линией, проходящей также по систолическим концам осцилляции после резкого снижения их амплитуды в связи с полным пережатием артерии в систоле, в то время как возможности определения истинной максимальной осцилляции из-за изменения тонуса стенок артерий теряется.

Сущность изобретения

Задачей настоящего изобретения является разработка наиболее обоснованного и точного способа измерения АД, свободного от недостатков известного способа. Поставленная задача достигается тем, что в отличие от известного способа определения показателей кровообращения путем объемно-компрессионной осциллометрии, включающего регистрацию пульсовых кривых кровеносных сосудов в процессе нарастания давления в пережимной измерительной манжете, наложенной на конечность обследуемого, с последующим электрическим и графическим преобразованием сигнала в диапазоне частот приблизительно от 0 до 50 Гц и прямолинейной горизонтальной амплитудно-частотной характеристикой и линейной амплитудной характеристикой по всему тракту преобразования и усиления сигнала, регистрируют график линейного увеличения прикладываемого давления и венозно-артериальную осциллометрическую кривую, затем, продолжая компрессию манжеты до 200-300 мм рт. ст., регистрируют осциллометрическую кривую артериального пульса, по полученным пульсовым кривым определяют значения диастолического, среднего, систолического и конечного систолического давления, соответственно венозного и артериального и ряда других показателей артериальной системы, наряду с регистрацией ОКО до АДкс определяются признаки пульсации магистральной артерии, находят точки, совпадающие с АДд и АДср, для определения АДс на осцилляции магистральной артерии между точками, совпадающими с АДд и АДср, подставляют величины АДд и АДср, определенных по ОКО, находят размерность колебаний АД в сердечном цикле в мм рт. ст., умножают амплитуду осцилляции на найденную размерность пульсации.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 представляет осциллограмму обследуемой К. с гипертонической болезнью 2-ой степени. Видны ошибки в определении величин давления известным и предлагаемым способом. В связи с повышением тонуса стенок артерии при ее пережатии в точке АДср амплитуда осцилляции сразу же падает, в связи с чем признаки определения АДс по последней максимальной осцилляции или изменение скорости нарастания анакроты утрачиваются.

Фиг.2 представляет осциллограмму обследуемой З. с изолированной гипертонической болезнью. Ошибки измерения артермального давления также связаны с изменением тонуса артерий и неверным определением АДд по началу отклонения осцилляции вниз от изолиний, приходящихся на пульсацию не магистральной артерии, а артериол, метартериол.

Фиг.3 График определения АДс по осцилляциям на участке кривой между АДд и АДср. Подробности в тексте.

Осуществление изобретения.

Способ определения артериального давления по объемной компрессионной осциллограмме осуществляется следующим образом.

На конечность обследуемого (например, плечо) одевается пережимная измерительная манжета, в которую подается под повышенным давлением воздух со скоростью 3-5 мм/с. Чтобы избежать искажения осцилляции за счет передаточной пульсации вен, рука приводится к туловищу. Дистальный край манжеты устанавливается на 2,5-3 см выше локтевой ямки.

В отличие от известного способа для определения т. АДд на ОКО проводятся две прямые линии: первая по диастолическим окончаниям осцилляции, предшествующих началу пульсации артериол (т. А), вторая - по диастолическим окончаниям осцилляции от т. АДср вверх и налево до ее пересечения с первой. Точка пересечения прямых соответствует АДд. После достижения давления в манжете, равного АДср, артерия в конце диастолы полностью пережимается, и по мере дальнейшего нарастания давления в манжете сила сдавливания и ее длительность увеличиваются. В ответ тонус стенок артерий возрастает, и тогда последняя максимальная осцилляция может стать уже следующей после осцилляции, совпадающей с АДср, после чего развивается прогрессивное снижение амплитуды осцилляции в систоле под влиянием нарастающего спазма стенок артерий, уменьшающего амплитуду их раскрытия при приходе очередной пульсовой волны (фиг.1). В этих случаях т. АДс располагается на участке понижающихся по амплитуде осцилляций, не имея четкого признака. Также теряется признак изменения скорости нарастания анакротической волны, по которому в известном способе предлагается определять АДс.

Так как признак последней максимальной осцилляции утрачивается из-за деформации осциллограммы, связанной с ее реакцией на сдавливание после АДср, конечное артериальное давление определяется по выходу на горизонтальный уровень диастолической части осциллограммы, который совпадает с резким уменьшением амплитуды осцилляции, возникающим в результате бокового удара столба крови о проксимальную часть измерительной манжеты после полного пережатия артерии.

Трудности определения АДс у многих как здоровых, так и больных обследуемых после достижения давления в манжете АДср и выше связаны с волнообразными изменениями амплитуды осцилляторной кривой (фиг.2), которые также возникают из-за изменения тонуса сосудов и также делают невозможным определение АДс известным способом.

Для определения АДс по предлагаемому способу на исследуемой осцилляции на уровне начала анакроты проставляется значение измеренного по предлагаемому способу АДд, на примерном уровне АДср проставляется величина АДср, измеренного по ОКО (фиг.3). После этого АДс рассчитывается по формуле, аналогичной формуле расчета АДср при измерении артериального давления прямым методом:

где: АДс, АДд и АДср соответственно систолическое, диастолическое и среднее артериальное давление,

а - амплитуда осцилляции от уровня диастолического давления до уровня среднего давления.

b - амплитуда осцилляции от уровня среднего давления до вершины осцилляции;

В центральных артериях, плечевая артерия, как и аорта, относятся к этой группе, АДс с достаточной точностью можно рассчитать по формуле:

Этот прием определения АДс намного проще, чем по формуле 1 и полностью сопоставим с определением АДс прямым методом.

Разделив (АДср - АДд) на а, мы получаем размерность осцилляции в мм рт. ст., умножив на эту величину амплитуду осцилляции b и прибавив ее к АДср, получаем АДс.

Предложенный способ определения АДс является универсальным и совпадает по ее величинам с измеренным прямым методом АДс с введением катетера в плечевую артерию.

В качестве иллюстрации в таблице 1 представлены данные по определению АДс предложенным способом и по расчетной формуле.

Таблица 1Сравнение результатов определения АДс предложенным способом и по расчетной формуле у обследуемых, относящихся по величинам артериального давления к разным категориям по классификации ВОЗ МОАГ, 1999 г. (мм рт ст.)КатегорииНормаГипертонияОптим.Норм.Повыш. Нормальн.МягкаяУмереннаяТяжелаяИзолир. систол.По предлож способу108,0116,0122,0133,0141,0151,0127,0По формуле108,0115,0121,0134,0142,0153,0128,0Кол-во обследованных111861001236763106Кол-во измерений196120144231122126213

Таким образом, по объемной компрессионной осциллограмме согласно предложенному способу можно определять с высокой точностью не только АДс в плечевой артерии, но и в аорте, что ранее было неосуществимо.

Преимущество предложенного способа и более высокая точность измерения артериального давления по нему показаны в таблицах 2, 3 и 4. В качестве примеров приводятся данные определения АД по ОКО известным (I) и предлагаемым способами (II) у здорового человека и больных с умеренной и тяжелой гипертонией.

Таблица 2Артериальное давление, определенное известным (I) и предлагаемым (II) способами у здорового человека, мм рт. ст.СпособАДДАДсрАДсАДксАДпАДудI5682921303638II54821151346119Δ+20-23-4-35+19

Таблица 3Артериальное давление, определенное известным (I) и предлагаемым (II) способами у больной П. с умеренной гипертензией, мм рт. ст.СпособАДдАДсрАДсАДксАДпАДудI841081241784054II801081461856639Δ+40-22-7-16+15

Таблица 4Артериальное давление, определенное известным (I) и предлагаемым (II) способами у больного М. с тяжелой гипертензией, мм рт. ст.СпособАДдАДсрАДсАДксАДпАДудI781211321865454II971211542005746Δ-190-22-14-3+8

Из представленного материала видно, что у здорового человека ошибка определения АДс известным способом достигала - 23 мм рт. ст. Ошибка в определении пульсового АДп, рассчитанным как разница между АДс и АДд, равнялась -35 мм рт. ст. Ошибка определения АДуд, рассчитанного как разница АДк-АДс, равнялось +19 мм рт. ст. У больного с умеренной гипертензией ошибка известного способа для АДс и АДуд была примерно такой же, соответственно -22 и +15 мм рт. ст. У больного с тяжелой гипертензией ошибка в определении АДс находилась на том же уровне -22 мм рт. ст., однако значительно увеличилась ошибка в определении АДд (-19 мм рт. ст.)

Такие же и даже большие ошибки в определении АД известным способом видны на фиг.1, 2, где также величины артериального давления, измеренные известным способом, обозначены цифрой I, a предлагаемым способом - цифрой II. На ОКО на фиг.1 они достигали для АДд 9 мм рт. ст., для АДс 30 мм рт. ст., для АДкс 27 мм рт. ст., на фиг.2 соответственно - 30, 26 и 36 мм рт. ст.

Таким образом, представленный способ позволяет с высокой точностью определять все величины АД. Использование осцилляции, предшествующих АДср, для определения АДс является принципиально новым способом определения АД неинвазивным методом с использованием пережимной манжеты, свободным от ошибок определения АД в связи с изменением тонуса стенок пережимаемой артерии под влиянием ее компрессии давлением, создаваемым в манжете в процессе измерения. Этот способ делает комфортным измерение давления при суточном мониторировании, так как компрессию руки можно ограничить величиной АДср, что на 40-50% ниже, чем в существующих мониторах, что особенно важно для обследования детей раннего возраста.

Изобретение относится к медицине и может использоваться для определения артериального давления у здоровых и больных людей. Накладывают пережимную измерительную манжету на конечность обследуемого. Регистрируют график линейного увеличения прикладываемого давления, определяя по пульсации магистральной артерии конечности диастолическое, систолическое и среднее артериальное давление. При этом для определения диастолического артериального давления строят две прямые: одну горизонтальную - по диастолическим концам осцилляции ненагруженного давлением манжеты сосудов конечности, вторую - по диастолическим концам осцилляции нагруженной давлением в манжете магистральной артерии от уровня среднего давления косо вверх и налево до пересечения с горизонтальной прямой. Систолическое артериальное давление как у здоровых, так и больных людей определяют по оригинальной формуле. Способ позволяет с высокой точностью определить артериальное давление, упростить определение артериального давления и сделать более комфортным его мониторирование, снижая нагрузку на руку на 40-50% по сравнению с существующими мониторами. 3 ил., табл.4.

Способ определения артериального давления, включающий наложение пережимной измерительной манжеты на конечность обследуемого, регистрацию графика линейного увеличения прикладываемого давления, при этом по пульсации магистральной артерии конечности определяют диастолическое, систолическое и среднее артериальное давление, отличающийся тем, что для определения диастолического артериального давления строят две прямые: одну горизонтальную - по диастолическим концам осцилляции ненагруженного давлением манжеты сосудов конечности, вторую - по диастолическим концам осцилляции нагруженной давлением в манжете магистральной артерии от уровня среднего давления косо вверх и налево до пересечения с горизонтальной прямой, а систолическое артериальное давление, как у здоровых, так и больных людей определяют по формуле

АДс=b(АДср-АДд)/а+АДср,

где а - амплитуда осцилляции от уровня диастолического давления до уровня среднего давления,

b - амплитуда осцилляции от уровня среднего давления до вершины осцилляции.