Способ измерения артериального давления Российский патент 2021 года по МПК A61B5/225 G01H9/00 

Изобретение относится к области медицинской технике и может быть использовано для измерения систолического и диастолического артериального давления человека.

Прототипом является способ измерения давления по тонам Короткова, включающий установку на предплечье сжимающей артерию манжеты, впуск в нее и последующий выпуск воздуха, сопровождающийся отслеживанием давления в манжете по высоте ртутного столбика в трубке, и фиксирование показаний систолического и диастолического давлений соответственно в моменты начала и окончания колебаний ртутного столбика [Справочник по функциональной диагностике. М., 1970. С. 201-202].

Недостатками прототипа являются:

- ограниченные функциональные возможности, обусловленные измерением только параметров давления;

- зависимость точности показаний прибора от индивидуальных особенностей измеряющего человека и его квалификации;

- невозможность дистанционного проведения измерений.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков, а именно, расширение функциональных возможностей и повышение эксплуатационных характеристик.

Задача решается тем, что в способе измерения артериального давления, включающем установку на предплечье сжимающей артерию манжеты, впуск в нее и последующий выпуск воздуха, сопровождающийся отслеживанием давления в манжете по высоте ртутного столбика в трубке, и фиксирование показаний систолического и диастолического давлений соответственно в моменты начала и окончания колебаний ртутного столбика, в трубку помещают световод с сердцевиной, очищенной от оболочки, пропускают через него световой поток и отслеживают на выпуске его величину, которую фиксируют в начале и конце ее колебаний в качестве соответственно систолического и диастолического давлений.

Отслеживание сопровождают преобразованием светового потока в электрический сигнал. В качестве световода используют световолокно с нерегулярной поверхностью кварцевой сердцевины. Световод используют в качестве волоконно-оптической линии связи. Световой поток формируют лазерным источником излучения. Колебания величины светового потока сопровождают подсчетом их числа и продолжительности. Колебания величины светового потока сопровождают измерением их периода. Преобразование электрического сигнала сопровождают его разделением на постоянную и переменную составляющие. Преобразование электрического сигнала сопровождают его разделением на постоянную и переменную составляющие, при этом величину постоянной составляющей принимают в качестве систолического давления при появлении переменной составляющей, и - диастолического давления при исчезновении последней.

Указанные отличительные признаки позволяют достичь следующих преимуществ по сравнению с прототипом.

Помещение в трубку световода с сердцевиной, очищенной от оболочки, пропускание через него светового потока и отслеживание на выпуске его величины, которую фиксируют в начале и конце ее колебаний в качестве соответственно систолического и диастолического давлений, позволяет автоматизировать процесс измерения и сделать его результаты объективными. Это расширяет функциональные возможности и повышает эксплуатационные характеристики.

Сопровождение отслеживания преобразованием светового потока в электрический сигнал упрощает дальнейшее преобразование измеряемой величины в конечный результат, что повышает эксплуатационные характеристики.

Использование в качестве световода световолокна с нерегулярной поверхностью кварцевой сердцевины приводит к лучшему рассеянию идущего по волокну светового излучения, причем рассеяние происходит тем интенсивней, чем больше разность в показаниях преломления сердцевины и окружающей среды. Это повышает точность измерения и эксплуатационные характеристики.

Использование световода в качестве волоконно-оптической линии связи позволяет снимать показания на больших дистанциях, например из единого информационного центра больницы. Это расширяет функциональные возможности и повышает эксплуатационные характеристики.

Формирование светового потока лазерным источником излучения упрощает заведение света в световое волокно и увеличивает возможную дистанцию измерения, что повышает эксплуатационные характеристики.

Сопровождение колебаний величины светового потока подсчетом их числа и продолжительности позволяет дополнительно измерить частоту пульса пациента, что расширяет функциональные возможности и повышает эксплуатационные характеристики.

Сопровождение колебаний величины светового потока измерением их периода дает возможность выявить аритмию, что расширяет функциональные возможности и повышает эксплуатационные характеристики.

Сопровождение преобразования электрического сигнала его разделением на постоянную и переменную составляющие упрощает регистрацию показаний систолического и диастолического артериального давления пациента, что повышает эксплуатационные характеристики.

Сопровождение преобразования электрического сигнала его разделением на постоянную и переменную составляющие, при этом фиксирование величины постоянной составляющей в качестве систолического давления при появлении переменной составляющей, и - диастолического давления при исчезновении последней, упрощает регистрацию показаний систолического и диастолического артериального давления пациента, что повышает эксплуатационные характеристики.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображено устройство для измерения артериального давления. На фиг. 2 изображена диаграмма сигнала на выходе усилителя устройства.

Устройство для измерения артериального давления содержит соединенную с сосудом 1 трубку 2, в которой размещена ртуть 3 и световод с сердцевиной 4, очищенной на участке L от оболочки 5. Один конец световода оптически соединен с фотоприемником 6, выход которого через усилитель 7 подключен к устройству 8 выделения переменной и постоянной составляющих сигнала, выходы которого соединены с соответствующими входами регистратора 9, в котором формируется информация о величинах систолического (S) и диастолического (D) давлениях пациента. Другой конец световода оптически связан с источником 10 излучения, в качестве которого может быть применен лазерный светодиод или He-Ne лазер. Манжета 11 через эластичные трубки 12, 13 соответственно соединена с сосудом 1 и с компрессором 14, который электрически соединен с выходом регистратора. Трубка 2 может быть закреплена на шкале 15, а световод может быть выполнен в виде волоконно-оптической линии 16 связи для проведения дистанционных измерений. Устройство 8 выделения переменной и постоянной составляющих электрического сигнала может быть реализовано на компараторе, который выполнен в виде усилителя постоянного тока с дифференциальными входами, при этом обеспечивается получение по раздельным выходам переменной и постоянной составляющей входного сигнала инфранизкочастотного диапазона [Устройство для выделения переменной и постоянной составляющих электрического сигнала. А.с. СССР 796764, МПК G01R 19/00 / Куприк Б.К., Двойниченко А.И.; заявка №2725943/18-21, заявлено 19.02.79; опубликовано 15.01.81, Бюл. №2].

Способ реализуют следующим образом.

По команде пациент надевает на руку манжету 11 после чего, через некоторое время, включается компрессор 14, нагнетающий через трубку 13 воздух в указанную манжету (Фиг. 1). В результате этого из сосуда 1 ртуть 3 начинает перемещаться в трубку 2, и столбик ртути, который при атмосферном давлении занимал в ней нулевое положение, поднимается, изменяя при этом высоту Η и величину потока Ф. Поскольку на участке L со световода удалена оболочка 5, то происходит контакт поверхности сердцевины 4 с окружающей ее в трубке средой. Это приводит к рассеянию идущего по световоду потока излучения от источника 10, причем рассеяние происходит тем интенсивней, чем больше разность в коэффициентах преломления сердцевины и окружающей среды [Унгер Х.Г. Планарные и волоконные оптические световоды. - М.: Мир, 1980].

Основное затухание оптического сигнала происходит на участке L, при обтекании которого поднимающейся ртутью 3 на величину Н, соответствующую измеряемой величине давления пациента, поток на выходе может быть найден по формуле

Φ=Ф₀ехр(-α_BL)ехр[H(α_B-α_ж)],

где Ф, Ф₀ - соответственно поток на выходе и входе световода; α_ж, а_В - соответственно коэффициент затухания в жидкости (ртути) и над жидкостью.

Пропорционально световому потоку на выходе фотоприемника 6 и на выходе усилителя 7 начинает меняться электрический сигнал.

Одновременно, в момент времени t₁, на первом выходе устройства 8 увеличивается потенциал U постоянной составляющей, значение которой отслеживается регистратором 9 (фиг. 2).

В момент времени t₂, соответствующий началу Вдавливания манжетой 11 артерии пациента, ртутный столбик начинает колебаться в трубке 2, вызывая соответствующие электрические колебания на выходе усилителя 7 и появление переменной составляющей на втором выходе устройства 8. Появление переменной составляющей на втором входе регистратора 9 совместно с ростом потенциала постоянной составляющей на первом его входе воспринимается как момент начала сжатия манжетой артерии, и работа компрессора 14 продолжается.

В момент времени t₃ артерия оказывается полностью пережатой манжетой, колебания ртутного столбика прекращаются, и на втором входе устройства 8 переменная составляющая сигнала исчезает. Это способствует появлению на выходе регистратора 9 управляющей команды для компрессора, по которой он отключается в момент времени t₄.

Спустя некоторое время, в момент t₅, срабатывает клапан, и воздух из манжеты 11 начинает выходить, давление падает, и столбик ртути начинает опускаться в трубке 2, вызывая при этом уменьшение величины постоянной составляющей на первом входе регистратора 9.

В момент времени t₆, когда в артерии в зоне манжеты возобновляется кровоток, ртутный столбик в трубке 2 опять начинает колебаться и порождает переменную составляющую на втором входе регистратора. Появление этой переменной составляющей одновременно с уменьшением значения постоянной составляющей на первом входе регистратора обуславливает фиксирование указанного значений в качестве систолического (S) показания артериального давления пациента.

При дальнейшем падении давления в манжете, в момент времени t₇, когда артерия полностью расправилась, колебания ртутного столбика прекращаются, и переменная составляющая сигнала исчезает со второго входа регистратора 9. Результатом этого является фиксирование значения постоянной составляющей в качестве диастолического (D) показания давления.

Давление воздуха в манжете продолжает падать и к моменту времени t₈ оно достигает атмосферного значения, система возвращается в исходное положение, пациент снимает с руки манжету.

На протяжении действия переменной составляющей, между моментами t₆ и t₇, регистратор производит также подсчет числа импульсов переменной составляющей сигнала, например путем регистрации существенных по величине переходов (для исключения переходов затухающих колебаний) напряжения переменной составляющей через имеющуюся в данный момент величину потенциала постоянной составляющей. При этом одновременно измеряется значение периода t_u переменной составляющей. Частота пульса определяется регистратором по формуле

где ƒ - частота пульса, мин.^-1; t₆ и t₇ - соответственно время начала и конца измерения, мин.; n - число переходов за время t₇-t₆.

В процессе измерения периодов t_u переменной составляющей сравнивают их отношения. При значительном отклонении величин соседних периодов регистрируют аритмию работы сердца.

Если световод выполнить в виде волоконно-оптической линии 16 связи, то описанные процедуры можно выполнять на значительном расстоянии от пациента.

Внедрение изобретения позволит создать простой по конструкции автоматический измеритель артериального давления и пульса, способный производить измерения дистанционно на значительном расстоянии от пациента.

Изобретение относится к медицине, а именно к способу измерения артериального давления. При этом устанавливают на предплечье сжимающую артерию манжету. Обеспечивают впуск воздуха в манжету и последующий выпуск воздуха с возможностью фиксирования показаний систолического и диастолического давлений соответственно в моменты начала и окончания колебаний ртутного столбика в трубке, соединенной с манжетой. В трубку помещают световод с очищенной от оболочки сердцевиной, пропускают через него световой поток и отслеживают его величину посредством преобразования в электрический сигнал. Разделяют сигнал на постоянную и переменную составляющие. Убывающую величину постоянной составляющей принимают в качестве систолического давления при появлении переменной составляющей и в качестве диастолического давления при исчезновении последней. Обеспечивается расширение функциональных возможностей и повышение эксплуатационных характеристик за счет автоматизации процесса измерения и объективности его результатов. 6 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Способ измерения артериального давления, включающий установку на предплечье сжимающей артерию манжеты, впуск в нее и последующий выпуск воздуха, сопровождающийся возможностью фиксирования показаний систолического и диастолического давлений соответственно в моменты начала и окончания колебаний ртутного столбика в трубке, соединенной с манжетой, отличающийся тем, в трубку помещают световод с сердцевиной, очищенной от оболочки, пропускают через него световой поток и отслеживают его величину посредством преобразования в электрический сигнал, которое в свою очередь сопровождают разделением сигнала на постоянную и переменную составляющие, при этом убывающую величину постоянной составляющей принимают в качестве систолического давления при появлении переменной составляющей и в качестве диастолического давления при исчезновении последней.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве световода используют световолокно с нерегулярной поверхностью кварцевой сердцевины.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что световод используют в качестве волоконно-оптической линии связи.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что световой поток формируют лазерным источником излучения.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что колебания величины светового потока сопровождают подсчетом их числа и продолжительности.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что колебания величины светового потока сопровождают измерением их периода.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что впуск воздуха в манжету прекращают при возрастании величины постоянной составляющей после исчезновения переменной составляющей электрического сигнала.