УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ РАСПРОСТРАНЕНИЯ ПУЛЬСОВОЙ ВОЛНЫ ПРИ ИЗМЕРЕНИИ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ ОСЦИЛЛОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ С РАСШИРЕННЫМИ ФУНКЦИЯМИ Российский патент 2023 года по МПК A61B5/22 A61B5/285 A61B5/295 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к медицине и медицинской технике, а именно к неинвазивным способам и устройствам для одновременного измерения артериального давления (далее - АД) и скорости распространения пульсовой волны (далее - СРПВ) в кровеносных сосудах.

ОПИСАНИЕ РЕШАЕМОЙ МЕДИКО-ТЕХНИЧЕСКОЙ ПРОБЛЕМЫ

Большое количество сердечно-сосудистых заболеваний во всем мире и частые тяжелые осложнения от них говорят о том, что крайне актуально иметь сегодня под рукой, в том числе и в домашних условиях для самоконтроля, доступные методы неинвазивной экспресс-оценки не только АД, но и функционального состояния всей сердечно-сосудистой системы в целом, в частности аорты и периферических сосудов. В настоящее время из доступных медицинских приборов в этом плане для населения есть только тонометры для измерения АД. Работу же и состояние сосудов можно оценить лишь в клинике с помощью дорогостоящих и требующих больших временных затрат ультразвуковых исследований (УЗИ), методов компьютерной ангиографии и т.п.Вместе с тем, известно, что функциональное состояние сердечно-сосудистой системы определяется не только работой сердца и АД, но и разными параметрами сосудов - эластичностью их стенок, тонусом их гладких мышц, сопротивлением току крови и т.д. [см., например, Каро К. и др. Механика кровообращения: Пер. с англ. - М.: Мир, 1981. - 624 с., ил.].

Сегодня известно, что одним из важнейших параметров, характеризующих состояние сосудов, является СРПВ [см., например, Герман И. Физика организма человека. Пер. с англ.: Научное издание / И. Герман - Долгопрудный: ИД «Интеллект», 2011. - 992 с.]. СРПВ является функцией как АД, так и жесткости стенок сосудов, их тонуса и ряда других характеристик, что в целом характеризует состояние сердечно-сосудистой системы. Поэтому, параметр СРПВ был признан еще в начале 2000-х годов важным независимым предиктором сердечно-сосудистых осложнений [см. Boutouyrie P., et al. Aortic stiffness is an independent predictor of primary coronary events in hypertensive patients: a longitudinal study. Hypertension. 2002; 39(1):10-15. DOI: 10.1161/hy0102.099031]. Начиная с 2015 года в соответствии с рекомендациями АНА (American Heart Association) параметр СРПВ рекомендован уже как основной параметр оценки (класс I; уровень доказательности А) жесткости стенок артерий [см. Townsend R.R., et al.; American Heart Association Council on Hypertension. Recommendations for Improving and Standardizing Vascular Research on Arterial Stiffness. A Scientific Statement from the American Heart Association. J Hypertension 2015 Sep; 66(3): 698-722.]. Соответственно, в ряде последних публикаций СРПВ упоминается теперь уже в качестве «золотого стандарта» оценки жесткости артериальной стенки [см. Ткаченко Ю.В. и др. Адаптация методики измерения пульсовой волны для скрининговых обследований в амбулаторной практике. Клиническая практика. 2019; 10(1):48-56. DOI: 10.17816/clinpract10148-56].

При этом важно понимать, что, поскольку СРПВ зависит, в том числе, и от АД [см. Younessi Heravi MA, et al. Continous and cuffless blood pressure monitoring using ECG and SpO2 signals. J. Biomed. Phys. Eng. 2014; 4(1):27-32], а АД весьма вариативно и может иметь сильные флуктуации на интервалах времени даже в несколько минут, особенно у пациентов с нарушенной регуляцией АД [см. Манвелов Л.С., Кадыков А.В. Артериальное давление и техника его измерения. Росс.Мед. Журнал. 2015; 21(1):49-51], для правильной интерпретации результатов измерений СРПВ все измерения СРПВ надо проводить одновременно (одномоментно) с измерениями АД. Более того, для правильной оценки по СРПВ жесткости стенки артерий необходимо использовать еще и дополнительные формулы оценки индекса жесткости стенок артерий, нивелирующие влияние АД на СРПВ. Например, таким известным в последнее время индексом стал индекс CAVI (сердечно-лодыжечный сосудистый индекс) [см. K. Shirai et al. A novel blood pressure-independent arteriall wall stiffness parameter; cardio-ankle vascular index (CAVI). J. Atheroscler. Tromb., 2006; 13: 101-107]. Он вычисляется по формуле:

где: PWV - СРПВ на участке сердце-лодыжка, a и b - поправочные константы (при необходимости, обычно a=1, b=0), САД - систолическое АД, ДАД - диастолическое АД, ПАД - пульсовое АД (ПАД=САД-ДАД), ρ - плотность крови (обычно используется известное среднестатистическое значение по популяции людей ρ=1.06 г/см³).

В многочисленных исследованиях было показано, что индекс CAVI в меньшей степени зависит от уровня АД, чем просто СРПВ, поэтому он получил широкое распространение при изучении эластических свойств стенок артерий, особенно аорты [см. Рогоза А.Н. Неинвазивные методы определения эластических свойств сосудистой стенки. Доктор.Ру, 2010, №3(54), 23-29]. Для аорты можно вычислить аналог индекса CAVI - аортальный сосудистый индекс AVI, если в формулу (1) для PWV подставить СРПВ в аорте.

Но кроме аорты подобные сосудистые индексы, а, следовательно, и СРПВ желательно оценивать у пациента еще и интегрально, как во всех крупных магистральных артериях, так и в более мелких периферических артериях и артериолах по ходу тока крови вдоль всего тела пациента, т.к. в общем случае в них СРПВ различна (в аорте СРПВ примерно 4 - 6 м/с, в лучевой артерии 8 - 12 м/с и т.д.). В каждом таком звене сосудистого русла могут быть выявлены факторы поражений сосудов с помощью оценки СРПВ и сосудистых индексов. Однако доступных приборов ни для врачей, ни для населения, измеряющих одновременно с АД еще и СРПВ в сосудах разной иерархии вдоль всего тела человека, неинвазивных, простых, дешевых и вычисляющих сосудистые индексы CAVI и(или) их аналоги, сегодня на рынке нет.Поэтому проблема разработки таких приборов для населения является актуальной.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Всем известен неинвазивный осциллометрический метод измерения АД с использованием надувной компрессионной манжеты, накладываемой на конечность, например, на плечо пациента, для создания внешнего давления на сосуды плеча. В этом методе в манжету быстро нагнетается помпой воздух до значений давления воздуха в манжете выше систолического АД. Затем воздух медленно стравливается, и регистрируются датчиком давления экспоненциально затухающая постоянная (абсолютная в мм. рт.ст.) компонента P давления воздуха в манжете (см. (а) Фиг. 1), а также амплитуды пульсаций переменной компоненты давления воздуха в манжете - сфигмограмма (см. (б) Фиг. 1). В частности, регистрируются амплитуды пульсаций Am, As, Ad, соответствующие моментам времени с максимальными пульсациями, с пульсациями в момент прохода давления P воздуха в манжете через точку систолического АД (САД) и в момент прохода давления P воздуха в манжете через точку диастолического АД (ДАД). В момент времени пульсаций с Am по экспоненциальной кривой постоянной компоненты давления P воздуха в манжете определяется среднее АД (АДср), а затем аналогично определяются по As - САД и по Ad - ДАД [см. Forouzanfar, M., et al. Oscillometric Blood Pressure Estimation: Past, Present, and Future. IEEE Reviews in Biomed. Engineering. 2015. 8(44):6310-516].

Известны приборы, автоматические и полуавтоматические тонометры АД, для реализации этого метода. Они содержат компрессионную манжету, помпу для накачки воздуха в манжету, клапан сброса давления воздуха в манжете, датчик давления воздуха в манжете, электронную схему усиления и фильтрации электрического сигнала с датчика давления, электронную схему управления помпой и клапаном сброса давления, кнопки управления работой устройства, как минимум, кнопку «старт/стоп», а также микропроцессор, предназначенный для управления работой всеми указанными элементами, для сбора и обработки результатов измерений с присоединенным к нему дисплеем, визуально отображающим результаты измерений [см. патенты, например, US 6719703 B2, опубл. 13.04.2004, US 5170795 А, опубл. 15.12.1992 и др.].

Известны также отдельно «одноточечные» и «двухточечные» методы определения СРПВ и приборы, их реализующие [см. Ткаченко Ю.В. и др. Адаптация методики измерения пульсовой волны для скрининговых обследований в амбулаторной практике. Клиническая практика. 2019; 10(1): 48-56, DOI: 10.17816/clinpract 10148-56]. Наиболее простыми с точки зрения аппаратной реализации являются «одноточечные» методы и приборы, позволяющие оценивать СРПВ в аорте - аортальную скорость PWVао. Они основаны на морфологическом анализе формы пульсовой волны (далее - ПВ) давления по зарегистрированной сфигмограмме (плетизмограмме) в выбранной «точке» тела человека [см. Федотов А.А. Методики морфологического анализа пульсовой волны. Мед. техника. 2019. №4: 32-35.]. В устройствах, реализующих этот метод, СРПВ определяют по времени распространения отраженной ПВ, которая отображается на сфигмограмме (плетизмограмме) в каждом импульсе ПВ на форме огибающей ПВ в виде второго пика (гребня) ПВ, следующего за первым пиком (гребнем) прямой ПВ сразу после впадины-инцизуры, характеризующей момент захлопывания аортального клапана [см. Парфенов А.С. Экспресс-диагностика сердечно-сосудистых заболеваний. Мир измерений. 2008. №6:74-82.]. Распространяющаяся ПВ давления крови в аорте после сердечного выброса претерпевает отражение от ветвлений аорты, главным образом от нижнего ветвления на подвздошные артерии. В результате на сфигмограмме у каждого импульса ПВ возникают два характерных пика (гребня): пик прямой 1 и пик отраженной 2 волны, разделенных инцизурой 3 (см. Фиг. 2). Время запаздывания пика отраженной волны по отношению ко времени прихода пика прямой волны, т.е. временной интервал Δt на сфигмограмме между пиками этих двух волн, характеризует время распространения ПВ по аорте от сердца к точке ветвления аорты и обратно к сердцу. Зная рост человека и примерную длину пути ПВ в аорте - длину ствола аорты, а также временной интервал Δt, вычисляют аортальную СРПВ по формуле:

где PWVао - СРПВ в аорте; Δt - время запаздывания пика отраженной ПВ по отношению ко времени прихода пика прямой ПВ на сфигмограмме; К - масштабный коэффициент для нормирования полученного значения (в целях описания сути данного изобретения K=1); L - длина ствола аорты. При расчетах обычно за длину аорты L принимается расстояние от верхнего края грудины (sternum incisura jugularis) до лонной кости (symphisis pubica) [см. Ткаченко Ю.В., Стражеско И.Д., Борисов Е.Н., Плисюк А.Г., Орлова Я.А. Адаптация методики измерения скорости пульсовой волны для скрининговых обследований в амбулаторной практике. Клиническая практика. 2019; 10(1):548-56. doi: 10.17816/clinpract10148-56.].

Такой «двугорбый» рисунок (форма огибающей) ПВ давления в аорте, содержащий инцизуру, прямую и отраженную волны давления, распространяется далее и по всем более мелким артериям, вплоть до самых мелких артериол. Однако, по мере распространения ПВ по более мелким сосудам, «двугорбый» рисунок ПВ с инцизурой размывается. Вязкость крови, жесткость стенок сосудов, наличие патологий, и другие факторы оказывают на форму огибающей ПВ «размывающее» действие, особенно на правую его часть с инцизурой и пиком отраженной ПВ, вплоть до частого полного исчезновения на периферии (в коже конечностей) этих морфологических признаков ПВ на сфигмограмме (см. Фиг. 3). Поэтому, чем ближе к сердцу и аорте регистрируется ПВ, тем точнее определяется «одноточечным» методом PWVао.

Тем не менее, в общем случае нормы у пациента такую «двугорбую» форму ПВ можно зафиксировать и на пальцах конечностей, и в ряде других локализаций на коже по ходу тока крови. Для этого «одноточечные» приборы могут использовать самые разнообразные датчики - оптические, например, фотоплетизмографические датчики (далее - ФПГ-датчики), акустические, ультразвуковые и другие датчики.

Описываемый «одноточечный» способ определения СРПВ в аорте реализован, например, в российской диагностической системе BPLab Vasotens (производитель ООО “Петр Телегин", Нижний Новгород, Россия) [см. Ткаченко Ю.В. и др. Адаптация методики измерения ПВ для скрининговых обследований в амбулаторной практике. Клиническая практика. 2019; 10(1): 48-56, DOI: 10.17816/clinpract 10148-56]. Система BPLab включает в себя суточный монитор АД (суточный тонометр) с компрессионной манжетой и специализированное программное обеспечение «Vasotens», анализирующее форму ПВ давления воздуха непосредственно в манжете по сигналу с датчика давления в процессе измерения АД, т.е. данная система реализует оценку СРПВ по сигналу ПВ (сфигмограмме) в манжете тонометра на плече пациента одновременно с измерением АД. В этом заключается ее преимущество. Аналогично работают многие зарубежные приборы, например, одноманжеточный прибор-сфигмометр Arteriograph Tensiomed (Венгрия) [см. А.Р. Заирова, А.Н. Рогоза Объемная сфигмография сегодня. Медицинский алфавит.2018; №36(4): 8-18].

Недостатком данного способа является то, что этим способом определяется лишь СРПВ в аорте. Другие сосуды вдоль всего тела пациента по ходу тока крови не могут быть охарактеризованы с их помощью. Соответственно, анализ жесткости стенки сосудов возможен лишь для аорты. Кроме того, в данных устройствах не нормируется СРПВ на АД и не вычисляются сосудистые индексы. Вследствие сказанного, обсуждаемые устройства, реализующие «одноточечный» способ (метод), являются недостаточно информативными.

Еще более существенные недостатки присущи российскому «одноточечному» прибору «Ангиоскан». В отличие от BPLab, в нем нет манжеты, не измеряется АД и используется для регистрации ПВ не датчик давления воздуха в манжете тонометра, а оптический ФПГ-датчик, располагаемый на пальце руки пациента и регистрирующий фотоплетизмограмму - аналог сфигмограммы, но содержащей кроме переменной составляющей сигнала SA в виде пульсовых волн (ПВ) еще и постоянную, медленно меняющуюся составляющую сигнала SD (см. Фиг. 4). Из переменной составляющей сигнала SA в приборе «Ангиоскан» вычленяются отдельные пульсовые колебания и анализируется их форма, т.е. проводится морфологический анализ. Однако, как было указано выше, «рисунок» ПВ в виде двугорбой формы огибающей ПВ размывается по мере распространения ПВ к периферии конечности, ее максимумы смещаются, меняется время запаздывания пика отраженной волны Δt, поэтому «одноточечный» прибор «Ангиоскан» существенно менее точен для определения СРПВ.

В целом, как результат, из-за недостаточной точности никакие «одноточечные» методы и приборы не изучались пока в серьезных международных перспективных исследованиях для оценки функционирования всей сердечно-сосудистой системы, и в международных рекомендациях они не рекомендуются к применению в реальной клинической практике [см. Васюк Ю.А., Баранов А.А. и др. Согласованное мнение российских экспертов по оценке артериальной жесткости в клинической практике. Кардиоваскулярная терапия и профилактика. 2016. 15(2): 4-19].

Более информативными и точными являются «двухточечные» методы и приборы, которые регистрируют прямую ПВ давления в двух разных «точках» на поверхности тела, расположенных на разном расстоянии от сердца. В этих методах определяют задержку ΔT времени распространения прямой ПВ между этими двумя точками (Pulse transit time) и по этой задержке ΔT с учетом известного расстояния между этими «точками» определяют СРПВ как расстояние, деленное на ΔT.

«Двухточечные» методы и приборы также сегодня являются широко известными и весьма разнообразными. Например, известен способ и устройство для измерения СРПВ, в котором в качестве первой «точки» используются электрокардиографические (далее - ЭКГ) электроды, крепящиеся на грудь пациента, а в качестве второй «точки» используется катетер с датчиком давления, который вставляется в лучевую артерию (заявка US20150065828 A1, опубл. 05.03.2015). В этом варианте определяется задержка времени ΔT между импульсом сигнала ЭКГ и приходом пика прямой ПВ, регистрируемой в артерии датчиком давления. Это устройство реализует наиболее точный способ определения СРПВ из всех рассматриваемых, однако, оно является дорогим и инвазивным, не пригодным для массового применения, особенно в домашних условиях. К тому же, оно не позволяет полностью оценить интегральную СРПВ для целей интегральной оценки жесткости всех сосудов, т.к. не задействует мелкие артерии на периферии конечности, а также не измеряет АД одновременно с СРПВ, что не позволяет вычислять ни индекс CAVI, ни его аналоги.

Золотым стандартом сегодня в неинвазивном определении СРПВ «двухточечным» способом является каротидно-феморальный способ, в котором СРПВ определяется по временной задержке регистрации пульса на сонной и бедренной артериях (см. Van Bortel L.M., Laurent S., Boutouyrie P. et al. Expert consensus document on the measurement of aortic stiffness in daily practice using carotid-femoral pulse wave velocity // Journal of hypertension. - 2012. - V. 30. - №. 3. - P. 445-448). В качестве опорного сигнала, относительно которого измеряется временная задержка, используется сигнал электрокардиограммы (см. Millasseau S.C., Stewart A.D., Patel S.J., Redwood S.R., Chowienczyk P. J. Evaluation of carotid-femoral pulse wave velocity: influence of timing algorithm and heart rate // Hypertension. - 2005. - V. 45. - №. 2. - P. 222-226). Данный способ реализуется в следующих коммерческих приборах: PulsePen (производство Diatecne, Италия), Pulse Trace PWV (производство Micro Medical, Великобритания), Поли-Спектр-СРПВ (производство НейроСофт, РФ). Для регистрации ПВ давления - сфигмограммы - на периферии в таких приборах используются датчики апплационной тонометрии, ультразвуковые датчики и разные другие датчики. В частности, известная система «SphygmoCor» снабжена широкополосным пьезоэлектрическим зондом, переставляя который регистрируют ПВ давления последовательно сначала на сонной, а затем на бедренной артерии [см. Ткаченко Ю.В. и др. Адаптация методики измерения пульсовой волны для скрининговых обследований в амбулаторной практике. Клиническая практика. 2019; 10(1): 48-56, DOI: 10.17816/clinpract 10148-56]. Недостатком устройств является неудобство использования пациентами, длительная процедура измерений и требования по подготовке оператора по правильному позиционированию зонда (датчика) на сонной и бедренной артериях. Самостоятельное применение пациентом у себя дома таких приборов исключается. Кроме того, использование модуля ЭКГ делает такие устройства сложными и дорогими. Также в этих устройствах отсутствует возможность одновременного измерения АД и задействования для исследования периферических сосудов конечностей, особенно мелких.

Известны также устройство и способ для неинвазивного измерения каротидно-феморальной СРПВ методом объемной сфигмографии (заявка WO2011045806 A1, опубл. 21.04.2011). Устройство, реализующее соответствующий способ, состоит из четырех стандартных надувных манжет от тонометра, крепящихся на конечностях испытуемого, и модуля ЭКГ. При этом две манжеты крепятся на плечи рук и две на нижние части голеней ног, чем задействуются для исследования все основные периферические артерии конечности. Каждая манжета соединена со своим собственным тонометром АД, включающим в себя пневматический блок, состоящий из ротационного компрессора (насоса), пневматического клапана и датчика давления воздуха в манжете, и электронный блок обработки сигнала датчика давления, определения (вычисления) АД и управления работой всех узлов и блоков устройства.

Способ состоит из последовательного выполнения двух этапов. На первом этапе все манжеты одновременно накачиваются до давления, заведомо выше САД, далее они медленно сдуваются и определяются САД, ДАД и АДср для всех 4-х конечностей стандартным осциллометрическим методом. Найденные значения САД, ДАД и АДср сохраняются в памяти микропроцессора электронного блока для дальнейшего анализа. На втором этапе измерений все четыре манжеты накачиваются до АДср, при котором наиболее четко проявляется ПВ, и удерживаются на этом уровне в течение всего необходимого времени измерений. За это время записываются и сохраняются сфигмограммы давления со всех 4-х датчиков давления в манжетах и электрокардиограммы с двух отведений. Далее определяется СРПВ отдельно по левой и правой сторонам тела человека. Левосторонняя СРПВ (PWVLP) определяется по временной задержке регистрации сигналов ПВ давления на левой руке и левой ноге по формуле:

где DLP - расстояние, полученное путем суммирования расстояния от манжеты на левой верхней конечности до сердца и от сердца до манжеты на левой нижней конечности; при этом данные расстояния определяются при помощи обычной измерительной рулетки; а TLP - временная задержка ПВ между рукой и ногой, зарегистрированная с манжет на левой верхней конечности и на левой нижней конечности.

Аналогично вычисляется СРПВ (PWVRP) на правой стороне тела:

где DRP - расстояние, полученное путем суммирования расстояния от манжеты на правой верхней конечности до сердца и от сердца до манжеты на правой нижней конечности, TRP - временная задержка ПВ между рукой и ногой, зарегистрированная с манжет на правой верхней конечности и на правой нижней конечности.

Далее определяется усредненная периферическая СРПВ (PWV) путем усреднения значений PWVLP и PWVRP:

Конечное значение каротидно-феморальной СРПВ вычисляется как:

где k - коэффициент пропорциональности между каротидно-феморальной СРПВ и СРПВ от верхней до нижней конечности, C - численная константа. Коэффициенты k и C определяются из регрессионного анализа параметров аорты, полученных из статистически значимого популяционного набора стандартными ультразвуковыми методами измерения.

Этот способ и устройство являются неинвазивными, автоматизированными, не требуют участия квалифицированного врача-оператора и в целом позволяют получать практически одновременно данные по АД и по интегральным СРПВ на левой и правой сторонах тела - PWVLP, PWVRP и PWVCF. На схожем принципе работает и прибор для объемной сфигмографии Vasera VS-1000 (производство «Фукуда Денши», Япония), который позволяет вычислять сердечно-лодыжечный сосудистый индекс CAVI. Однако вышеуказанные способ и устройство обладают следующими важными недостатками:

1) Измерения АД и СРПВ не одновременны и разнесены по времени, хотя и не сильно.

2) Измерения выполняются в два этапа, что длительно и неудобно для пациента.

3) Не задействуются для анализа интегральной СРПВ мелкие артерии ступни конечности (измерения проводятся до нижней части голени).

4) При измерении СРПВ в манжетах необходимо создавать дополнительное давление воздуха в диапазоне от ДАД до САД, которое воздействует на стенки сосудов, меняет их подвижность, способность к растяжению, вследствие чего СРПВ определяется не для естественных условий в сосудах, а для искусственно созданного внешнего давления и для измененных условий демпфирования ПВ в сосудах, поэтому эта СРПВ не вполне соответствует естественной СРПВ. Кроме того, создание дополнительного внешнего давления манжетой на сосуды нижних конечностей и его удержание не рекомендуется для пациентов с заболеваниями артерий нижних конечностей (далее - ЗАНК) вследствие повышенной у них опасности возникновения тромбоза и ишемических поражений конечностей (пациенты с сосудистыми осложнениями диабета, например). Поэтому для них это рисковый и даже опасный метод.

5) Как известно, электронные схемы усиления и фильтрации сигналов, которые в данном случае в устройстве используются для усиления и фильтрации сигналов сфигмограмм с датчиков давления воздуха в манжетах, обладают некоторой задержкой распространения сигнала и могут вносить искажения в фазу пульсового сигнала (искажать время распространения ПВ) на сфигмограмме. В описываемом устройстве задействуются для одной стороны тела человека две такие электронные схемы, для двух манжет, но задержки в них сигнала в устройстве никак не учтены и не синхронизированы. В результате, измеряемая задержка времени распространения ПВ может быть выполнена с погрешностью на вносимые электронными схемами собственные задержки, что снижает точность измерений СРПВ.

Дополнительно известны сегодня методы и приборы, сочетающие тонометр АД и оптические датчики регистрации ПВ и ее формы на периферии конечностей, в том числе на пальцах - пульсоксиметрические и ФПГ-датчики. Такие датчики содержат минимум один источник и один приемник оптического излучения и работают на принципах абсорбционной оптической спектроскопии, регистрируя оптическую плотность тканей в видимом и/или ближнем инфракрасном диапазоне длин волн, которая зависит, в свою очередь, от объемного кровенаполнения исследуемого участка органа, кожи, например (см. Allen J. Photoplethysmography and its application in clinical physiological measurement. Physiological measurement. 2007. 28 (3): R1-R39). В результате регистрируется фотоплетизмограмма (см. Фиг. 4). Например, известно устройство для неинвазивного измерения АД при помощи надувной манжеты с выносным оптическим пульсоксиметрическим датчиком для оценки качества пульсового сигнала и перекалибровки прибора (см. патент US9687161 В2, см. 27.06.2017). Однако данное устройство измеряет только АД и не позволяет измерять СРПВ, а пульсоксиметрический датчик используется в нем для получения опорного сигнала ПВ, с которым затем сравнивается регистрируемый устройством пульсовой сигнал, и при больших расхождениях их форм принимается решение о перекалибровке устройства.

Также известны близкие по смыслу к определению СРПВ «двухточечные» устройства, не получившие, однако, широкого распространения на практике, реализующие, наоборот, технологию косвенного неинвазивного измерения АД (технология CNIBP) по задержке времени прохождения ПВ от одной точки тела до другой (Pulse transit time), что позволяет не использовать надувную компрессионную манжету (см. патентная заявка US20100081892 А1, опубл. 01.01.2010). Это перспективно для систем суточного мониторирования АД. Для регистрации импульсов ПВ такие приборы используют ФПГ-датчики, один из которых может крепиться на голове (лоб, мочка уха) или груди, а второй на запястье руки, кончике пальца руки, ноги и т.д. Эти устройства могут дополнительно снабжаться ЭКГ-модулем, однако, непосредственно СРПВ такими приборами не измеряется и не анализируется. По регистрируемой задержке времени прохождения ПВ, с учетом известной зависимости АД от СРПВ (см. Elgendi M., Fletcher R., Liang Y., Howard N. et al. The use of photoplethysmography for assessing hypertension // NPJ digital medicine. 2019. 2(1): 1-11), в этих устройствах косвенно вычисляется АД, но недостаточно точно, т.к. в общем случае АД зависит не только от СРПВ, но и от других параметров сердечно-сосудистой системы, в частности, сердечного выброса.

Наиболее близким к заявляемому является устройство для неинвазивного измерения СРПВ при измерении АД осциллометрическим методом (см. патент РФ №2750745, опубл. 02.07.2021), которое включает в себя автоматический тонометр для измерения АД осциллометрическим методом с присоединенной к нему плечевой компрессионной манжетой и оптический ФПГ-датчик, причем тонометр состоит из пневматического блока, включающего в себя блок накачки давления в манжете, пневматический клапан сброса давления и датчик давления воздуха в манжете, которые соединены пневматически параллельно с компрессионной манжетой, а также электронного блока, включающего в себя соединенные последовательно аналоговый блок усиления сигнала с датчика давления воздуха в манжете, блок оцифровки аналогового сигнала давления, блок цифровой фильтрации сигнала давления с регулируемой групповой задержкой τ1 для получения из сигнала давления сфигмограммы пульсирующей его части и постоянной компоненты давления в манжете, и микропроцессор. При этом ФПГ-датчик выполнен с возможностью подключения к микропроцессору тонометра через встроенные в электронный блок тонометра последовательно соединенные аналоговый блок усиления сигнала с ФПГ-датчика, блок оцифровки аналогового сигнала с ФПГ-датчика и блок цифровой фильтрации сигнала с ФПГ-датчика с регулируемой групповой задержкой τ2 для получения сигнала фотоплезтимограммы, причем управляющие выходы микропроцессора соединены со входами управления блока накачки давления в манжете, пневматического клапана сброса давления и с ФПГ-датчиком, а микропроцессор тонометра выполнен с возможностью обрабатывать все поступающие сигналы с пневматического блока и оптического ФПГ-датчика, осуществлять вычисления для измерения СРПВ, а также управлять работой ФПГ-датчика и пневматического блока.

В некоторых вариантах осуществления ФПГ-датчик включает по меньшей мере один излучатель, вход которого соединен с управляющим выходом микропроцессора тонометра, и фотоприемник, выход которого подключен к аналоговому блоку усиления сигнала. Частота дискретизации блока оцифровки аналогового сигнала с ФПГ-датчика и блока оцифровки аналогового сигнала с датчика давления воздуха в манжете является одинаковой и составляет не менее 250 Гц.

Также в некоторых вариантах устройства блоком цифровой фильтрации сигнала давления и блоком цифровой фильтрации сигнала с ФПГ-датчика являются цифровые фильтры Баттерворта, или фильтры Чебышева, или фильтры Бесселя, или их комбинация. Они выполнены перестраиваемыми, а параметры фильтров выбираются таким образом, чтобы одновременно поступившие на датчик давления воздуха в манжете и ФПГ-датчик сигналы ПВ одновременно передавались в микропроцессор тонометра за счет регулировок временных задержек сигнала в этих фильтрах.

В этом устройстве одновременно с измерением АД известным осциллометрическим методом определяется «двухточечным» методом интегральная СРПВ вдоль всего тела по ходу тока крови на участке «сердце - большой палец ноги» (см. Фиг. 5) за счет регистрации временной задержки ∆T_i распространения ПВ давления крови между плечом (рукой) и ногой, определяемой как разница во времени между «подножием» (началом) i-ой прямой волны фотоплетизмограммы, регистрируемой ФПГ-датчиком на ноге, и «подножием» (началом) соответствующей i-ой ПВ давления на сфигмограмме, регистрируемой датчиком давления тонометра в компрессионной манжете на плече, что позволяет избежать погрешностей и ошибок измерений СРПВ, связанных с эффектом «размытия» формы ПВ по мере ее распространения по сосудам и сдвига максимума (пика) ПВ на фотоплетизмограмме в периферических сосудах. Понятие «подножия» также четко определено в описании патента на устройство, принятого за прототип, и там же предложена процедура вычисления точек «подножия» на фотоплетизмограммах и сфигмограммах путем нахождения максимумов второй производной сигнала.

Данное устройство безопасно для пациентов с ЗАНК, т.к. нет необходимости в манжетах и в создании дополнительного внешнего давления для нижних конечностей, как в приборах объемной сфигмографии. Преимуществом устройства является то, что с его помощью определяется интегральная СРПВ вдоль всего тела по ходу тока крови одновременно с измерением АД стандартным осциллометрическим методом. Однако устройство обладает и рядом недостатков:

1. Одновременные измерения АД и СРПВ возможны только на одной стороне тела. С помощью этого устройства, чтобы выявить асимметрию параметров АД и СРПВ на левой и правой сторонах тела, необходимо провести два последовательных измерения на каждой стороне тела, которые уже не будут одновременными. Последовательные же измерения, как недавно было показано [см. Глазков А.А. и др. Асимметрия показателей микроциркуляции в коже конечностей при проведении последовательных измерений. Лазерная медицина, 2021, т.25, №3S, c. 58. https://doi.org/10.37895/2071-8004-2021-25-3S-58], могут приводить к ошибкам из-за динамических процессов перераспределения кровотока и адаптации сердечно-сосудистой системы к условиям проведения измерений прямо во время измерений.

2. С помощью описанного устройства нельзя раздельно оценить СРПВ в аорте и в периферических сосудах, в том числе в мелких артериях конечности. Устройством определяется одна интегральная СРПВ, что важно для функциональной диагностики, но не так информативно, как если бы можно было раздельно измерить СРПВ в аорте, в крупных и мелких периферических сосудах.

3. Не вычисляется сосудистый индекс CAVI и(или) его аналоги, т.к. исходно не заявлен датчик регистрации ПВ на голени близко к лодыжке, и не вычисляются, соответственно, сосудистые индексы для аорты (AVI) и сосудистые индексы для периферических мелких артерий (PVI).

Таким образом, в медицине существует актуальная потребность в более совершенном и более функциональном устройстве для неинвазивного одновременного измерения АД и СРПВ, лишенным указанных недостатков.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения состоит в разработке усовершенствованного и более функционального устройства для неинвазивного определения СРПВ в сосудах разной иерархии вдоль всего тела одновременно с процедурой измерения АД стандартным осциллометрическим методом, которое позволяло бы проводить измерения одновременно с двух сторон тела и регистрировать раздельно СРПВ для аорты, периферических крупных и мелких артерий конечностей, а также вычислять индекс CAVI и его аналоги согласно формуле (1) для всех указанных звеньев сосудистого русла в отдельности.

Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в повышении диагностической информативности устройства при оценке СРПВ и в расширении его функциональности.

Технический результат достигается за счет того, что устройство для измерения СРПВ при измерении АД осциллометрическим методом с расширенными функциями включает автоматический тонометр для измерения АД осциллометрическим методом с присоединенной к нему плечевой компрессионной манжетой и оптическим ФПГ-датчиком. Тонометр состоит из пневматического блока, включающего в себя блок накачки давления в манжете, пневматический клапан сброса давления и датчик давления воздуха в манжете, каждый из которых соединен пневматически параллельно между собой и с манжетой, и электронного блока, включающего в себя микропроцессор, к которому подключены клавиатура и дисплей. ФПГ-датчик выполнен с возможностью подключения к микропроцессору тонометра. Управляющие выходы микропроцессора соединены со входами управления блока накачки давления в манжете, пневматического клапана сброса давления и с ФПГ-датчиком. Микропроцессор тонометра выполнен с возможностью обрабатывать все поступающие сигналы с пневматического блока и оптического ФПГ-датчика, осуществлять вычисления для измерения СРПВ, а также управлять работой ФПГ-датчика и пневматическим блоком. Отличиями устройства является то, что оно содержит две упомянутые компрессионные манжеты и четыре упомянутых ФПГ-датчика. Тонометр включает в себя два одинаковых упомянутых пневматических блока. Электронный блок тонометра включает в себя два блока обработки сигналов с датчиков давления воздуха в манжетах пневматических блоков, присоединенных к выходу соответствующих датчиков давления воздуха в манжете для каждого пневматического блока, а выходами к микропроцессору, и четыре блока обработки сигналов с ФПГ-датчиков, присоединенных входами к выходам соответствующих ФПГ-датчиков, а выходами к микропроцессору. Каждый блок обработки сигналов с датчиков давления воздуха в манжете содержит последовательно соединенные аналоговый блок усиления сигнала с датчика давления воздуха в манжете, блок оцифровки аналогового сигнала давления и блок цифровой фильтрации суммарного сигнала давления. Каждый блок обработки сигналов с ФПГ-датчиков содержит последовательно соединенные аналоговый блок усиления сигнала с ФПГ-датчика, блок оцифровки аналогового сигнала с ФПГ-датчика и блок цифровой фильтрации сигнала с ФПГ-датчика с регулируемой задержкой появления сигнала на выходе блока. Микропроцессор имеет восемь выходных каналов управления работой и включением/выключением соответствующих элементов пневматических блоков и ФПГ-датчиков и снабжен алгоритмами вычисления СРПВ в аорте, левосторонней и правосторонней СРПВ для каждого ФПГ-датчика, а также сердечно-лодыжечного сосудистого индекса и его аналогов для аорты и периферических мелких артерий на участке «голень - палец ноги», причем раздельно для левой и правой сторон тела. Частота работы упомянутых блоков оцифровки аналогового сигнала установлена не менее 320 Гц.

Каждый ФПГ-датчик может включать по меньшей мере один излучатель, вход которого соединен с управляющим выходом микропроцессора тонометра, и фотоприемник, выход которого подключен к соответствующему аналоговому блоку усиления сигнала.

Блоками цифровой фильтрации сигнала давления и блоками цифровой фильтрации сигнала с ФПГ-датчиков могут быть цифровые фильтры Баттерворта, или фильтры Чебышева, или фильтры Бесселя, или их комбинация.

Конструкция заявляемого устройства обеспечивает возможность одновременного измерения АД стандартным осциллометрическим методом, СРПВ в аорте «одноточечным» методом и СРПВ на периферии в нескольких локализациях на ноге (или руке) «двухточечным» методом одновременно с левой и правой сторон тела за счет дополнительных ФПГ-датчиков и дополнительных блоков оцифровки и фильтрации сигналов, что с медицинской точки зрения дополнительно позволяет:

- одномоментно оценить асимметрию показателей с левой и правой стороны тела;

- раздельно оценить СРПВ в аорте и в периферических сосудах, в том числе в мелких артериях конечностей,

- вычислять сосудистые индексы, аналогичные CAVI, отдельно для аорты, для основных магистральных артерий на участке «сердце - голень (лодыжка)» и для мелких периферических артерий на участке «голень - палец ноги», причем раздельно для левой и правой сторон тела,

а в совокупности позволяет увеличить диагностическую информативность устройства и достоверность диагностики состояния сосудов за счет использования большего количества раздельных по сосудам разной иерархии собранных диагностических данных.

Предлагаемое новое устройство также безопасно для пациентов с ЗАНК, т.к. нет необходимости в манжетах и в создании дополнительного внешнего давления для нижних конечностей, как в приборах объемной сфигмографии.

ТЕРМИНЫ (ОПРЕДЕЛЕНИЯ)

Для лучшего понимания настоящего изобретения ниже приведены и пояснены основные термины, использованные в настоящем описании изобретения. Если не определено отдельно, технические и научные термины в данной заявке имеют стандартные значения, общепринятые в научной и технической литературе.

В настоящем описании и в формуле изобретения термины «включает», «включающий» и «включает в себя», «имеющий», «снабженный», «содержащий» и другие их грамматические формы не предназначены для истолкования в исключительном смысле, а, напротив, используются в неисключительном смысле (т.е., в смысле «имеющий в своем составе»). В качестве исчерпывающего перечня следует рассматривать только выражения типа «состоящий из».

Под СРПВ по сосуду с кровью, измеряемой предлагаемым новым устройством, понимается расстояние, которое проходит регистрируемая ПВ между двумя выбранными для измерений «точками» вдоль сосуда, измеренное или заранее известное в метрах, деленное на время задержки распространения ПВ в секундах между этими «точками», регистрируемое какими-либо датчиками ПВ. При этом, если сосуд изгибается, например, как дуга аорты, то расстояние считается по оси сосуда, т.е. с учетом изгиба.

Под интегральной СРПВ, которая в комплексе характеризует распространение ПВ вдоль группы сосудов разной иерархии, с разной СРПВ в каждом отдельном сосуде, понимается расстояние, которое проходит регистрируемая ПВ между двумя выбранными для измерений «точками» вдоль этой группы сосудов по ходу тока крови, измеренное или заранее известное в метрах, деленное на время распространения ПВ в секундах, регистрируемое какими-либо датчиками ПВ в этих двух выбранных «точках». При этом мелкие изгибы и ветвления сосудов не принимаются во внимание. Так, если один датчик располагается в области сердца, а другой на пальце ноги, то за расстояние, т.е. за путь, который проходит ПВ, принимается непосредственно наикратчайшее измеренное рулеткой расстояние между этими двумя «точками» в положении лежа с выпрямленными ногами.

Постоянная компонента давления в данном описании - экспоненциально уменьшающаяся со временем компонента давления воздуха «Р» в компрессионной манжете в мм.рт.ст., измеряемая манометрическим датчиком давления тонометра в фазе сброса давления воздуха в манжете, без учета пульсовых колебаний давления воздуха в этой манжете.

Сфигмограмма - график пульсовых колебаний давления воздуха в манжете тонометра в процессе измерения АД, который может быть получен путем фильтрации суммарного давления воздуха в манжете, измеряемого манометрическим датчиком давления тонометра, и отсечения из суммарного давления постоянной компоненты давления воздуха в манжете.

Фотоплетизмограмма - график пульсирующего изменения объема крови в тканях и органах, получаемый оптическим методом абсорбционной спектроскопии на просвет или на отражение, который аналогичен сфигмограмме, но в отличие от сфигмограммы, кроме переменной составляющей сигнала SA в виде ПВ содержит еще и постоянную, медленно меняющуюся составляющую сигнала SD, отражающую постоянный объем кровенаполнения органа.

Термины сфигмограмма, осциллограмма и плетизмограмма для целей пояснения особенностей данной заявки на изобретение являются синонимами.

Термин «соединенный» означает функционально соединенный, при этом может быть использовано любое количество или комбинация промежуточных элементов между соединяемыми компонентами (включая отсутствие промежуточных элементов).

Кроме того, термины «первый», «второй», «третий» и т.д. используются просто как условные маркеры, не накладывая каких-либо численных или иных ограничений на перечисляемые объекты.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРАЦИЙ

Прилагаемые иллюстрации, которые включены в состав настоящего описания и являются его неотъемлемой частью, поясняют изобретение и варианты осуществления изобретения, что совместно с вышеприведенным общим описанием изобретения и нижеприведенным подробным описанием вариантов его осуществления служит для пояснения принципов настоящего изобретения. На иллюстрациях одинаковые позиции применяются для обозначения одинаковых частей.

На фиг. 1 схематично изображен вид экспоненциально затухающей постоянной компоненты давления воздуха «P» в компрессионной манжете в фазе сброса давления воздуха в манжете при измерении АД с просматривающейся на ней переменной компонентой давления (а), которая, будучи отфильтрованной цифровым фильтром, представляет собой сфигмограмму пульсовых колебаний давления воздуха в манжете в фазе сброса давления воздуха в манжете (б). Также указаны на сфигмограмме (б) примерные диапазоны выделения амплитуд колебаний As, Am и Ad, соответствующие систолическому, среднему и диастолическому АД.

На фиг. 2 схематично изображена сфигмограмма и в увеличенном масштабе форма огибающей отдельно выделенной ПВ на сфигмограмме, анализ которой позволяет выделить ее основные морфологические признаки: 1 - пик (гребень) прямой ПВ, 2 - пик (гребень) обратной (отраженной) ПВ, 3 - инцизура. Интервал времени между регистрацией пиков прямой и отраженной волн Δt (интервал времени запаздывания обратной ПВ относительно прямой ПВ) определяет время для расчета СРПВ в аорте.

На фиг. 3 схематично представлены в увеличенном масштабе регистрируемые каким-либо ФПГ-датчиком формы ПВ после их частичного или полного «размытия» по сравнению со сфигмограммой по мере распространения по сосудам от центра к периферии для разных испытуемых. (а) - частично «размытая» картина, (б) - отсутствие четкого разделения ПВ на прямую и отраженную.

На фиг. 4 схематично представлена полная регистрируемая ФПГ-датчиком фотоплетизмограмма с постоянной и медленно меняющейся составляющей сигнала SD и переменной составляющей сигнала SA в виде ПВ.

На фиг. 5 схематично показано расположение датчиков на теле человека и определение расстояний между ними для устройства, принятого за прототип.

На фиг. 6 представлена блок-схема заявляемого нового устройства.

На фиг. 7 схематично показано расположение компрессионной манжеты и ФПГ-датчиков на левой стороне тела человека и определение расстояний между ними для заявляемого устройства. На правой стороне манжета и ФПГ-датчики располагаются по аналогии.

На фиг. 8 представлено пояснение к определению задержек времени ΔT_i по «подножиям» ПВ на графиках сфигмограммы и переменной составляющей сигнала фотоплетизмограммы. «Точки подножий», при этом, на каждом графике определяются по вторым производным сигналов аналогично процедуре, использованной в устройстве, принятом за прототип.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

4 - автоматический тонометр (устройство),

5.1 и 5.2 - левая и правая компрессионные манжеты тонометра,

6.1, 6.2, 6.3, 6.4 - ФПГ-датчики для расположения по два на каждой стороне тела,

7.1 и 7.2 - левый и правый пневматические блоки тонометра,

8 - электронный блок тонометра,

61 - аналоговый блок усиления сигнала с ФПГ-датчика,

62 - блок оцифровки аналогового сигнала с ФПГ-датчика,

63 - блок цифровой фильтрации сигнала ПВ с ФПГ-датчика с регулируемой задержкой по времени τ1 выделения сигнала ПВ из фотоплетизмограммы относительно импульсов ПВ сфигмограммы в компрессионной манжете на соответствующей стороне тела,

64 - излучатель ФПГ-датчика,

65 - фотоприемник ФПГ-датчика,

71 - блок накачки давления в манжете,

72 - пневматический клапан сброса давления,

73 - датчик давления воздуха в манжете,

8.1 - микропроцессор,

8.2 - кнопочный блок для управления работой микропроцессора и всего устройства в целом,

8.3 - блок индикации результатов измерений (дисплей),

8.4.1 и 8.4.2 - блоки обработки сигналов давления с датчиков давления 73 левого и правого пневматических блоков тонометра,

74 - аналоговый блок усиления суммарного сигнала с датчика давления,

75 - блок оцифровки суммарного аналогового сигнала давления,

76 - блок цифровой фильтрации суммарного сигнала давления, выделяющий из суммарного давления отдельно его экспоненциально убывающую постоянную компоненту, график сфигмограммы и контуры отдельных ПВ давления на сфигмограмме,

8.5.1, 8.5.2, 8.5.3, 8.5.4 - блоки обработки сигналов с ФПГ-датчиков.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В целом, настоящее изобретение относится к устройствам для неинвазивного измерения СРПВ в магистральных и периферических кровеносных сосудах, по которой далее вычисляют индекс CAVI и его аналоги для оценки жесткости стенок сосудов разной иерархии и в комплексе совместно с измеренным АД применяют для оценки общего функционального состояния сердечно-сосудистой системы в целом.

Заявляемое устройство включает в себя автоматический тонометр 4 для измерения АД осциллометрическим методом с присоединенными к нему двумя плечевыми компрессионными манжетами 5.1 и 5.2 для измерения АД одновременно с левой и правой сторон тела, и четырьмя оптическими ФПГ-датчиками 6.1, 6.2, 6.3 и 6.4, по 2 на каждую сторону тела, для получения фотоплетизмограмм с конечностей левой и правой сторон тела. Тонометр 4 состоит из двух одинаковых пневматических блоков 7.1 и 7.2, каждый из которых включает в себя блок накачки давления в манжете 71, пневматический клапан сброса давления 72 и датчик давления воздуха в манжете 73, которые соединены пневматически параллельно между собой и с соответствующей манжетой 5.1 или 5.2, и электронного блока 8. Электронный блок 8 включает в себя микропроцессор 8.1 с присоединенными к нему кнопочной клавиатурой 8.2 для задания начальных параметров для вычислений и реализации функции «старт/стоп» и дисплеем 8.3 для индикации результатов измерений, два одинаковых блока 8.4.1. и 8.4.2 обработки сигналов с датчиков давлений 73 пневматических блоков 7.1 и 7.2, присоединенных своими входами к выходу соответствующих датчиков давления воздуха в манжете 73 для каждого пневматического блока 7.1 и 7.2, а своими выходами к микропроцессору 8.1, и четыре одинаковых блока 8.5.1, 8.5.2, 8.5.3 и 8.5.4 обработки сигналов с ФПГ-датчиков 6.1, 6.2, 6.3 и 6.4, присоединенных своими входами к выходам соответствующих ФПГ-датчиков, а своими выходами к микропроцессору 8.1. Микропроцессор имеет 8 выходных каналов управления работой и «включением/выключением» соответствующих элементов пневматических блоков 7 и ФПГ-датчиков и снабжен алгоритмами вычисления скорости ПВ в аорте по формуле (2), левосторонней и правосторонней СРПВ на участке «сердце - голень (лодыжка)» по формулам (3) и (4) для каждого ФПГ-датчика, расположенного на голени, близко к лодыжке, левосторонней и правосторонней СРПВ на участке «голень-палец ноги» по формулам, аналогичным (3) и (4), для каждого ФПГ-датчика, расположенного в области большого пальца ноги, а также индексов CAVI и его аналогов для аорты и периферических мелких артерий на участке «голень - палец ноги», причем раздельно для левой и правой сторон тела. Блоки 8.4.1 и 8.4.2 содержат последовательно соединенные аналоговый блок усиления сигнала 74 с датчика 73 давления воздуха в манжете, блок оцифровки аналогового сигнала давления 75, блок цифровой фильтрации суммарного сигнала давления 76, выделяющий из суммарного сигнала давления отдельно его экспоненциально затухающую постоянную составляющую, график сфигмограммы, т.е. переменную компоненту давления, а также контуры отдельных ПВ давления на сфигмограмме. Блоки 8.5.1, 8.5.2, 8.5.3 и 8.5.4 содержат одинаковые и последовательно соединенные аналоговый блок усиления сигнала 61 с ФПГ-датчика, блок оцифровки аналогового сигнала 62 с ФПГ-датчика и блок цифровой фильтрации сигнала 63 с ФПГ-датчика, выделяющий сигнал фотоплетизмограммы с регулируемым сдвигом по времени τ1 относительно импульсов ПВ сфигмограммы в компрессионной манжете на соответствующей стороне тела.

В предлагаемом устройстве могут использоваться любые известные ФПГ-датчики, в том числе работающие на суперлюминесцентных диодах (SLED или SLD) или лазерных диодах.

В некоторых вариантах осуществления каждый ФПГ-датчик может включать по меньшей мере один излучатель 64, вход которого соединен с управляющим выходом микропроцессора 8.1 тонометра 4, и фотоприемник 65, выход которого подключен к соответствующему аналоговому блоку усиления сигнала 61.

Кроме того, в некоторых вариантах осуществления блоками цифровой фильтрации сигнала давления 76 и блоками 63 цифровой фильтрации сигнала с ФПГ-датчиков могут являться цифровые фильтры Баттерворта, или фильтры Чебышева, или фильтры Бесселя, или их комбинация. Однако во всех вариантах конструкция и параметры блоков цифровой фильтрации 63 должны быть выбраны таким образом, чтобы обеспечить регулируемую временную задержку появления сигнала на выходе блока по сравнению с появлением сигнала на выходе блоков 76 для настройки устройства так, чтобы одновременно поступившие извне на датчики давления и ФПГ-датчики сигналы ПВ одновременно передавались в микропроцессор 8.1, т.е. чтобы по мере их распространения по электронным блокам устройства вплоть до микропроцессора 8.1 сигналы не претерпевали рассогласованной временной задержки в этих блоках.

В заявляемом устройстве частота работы блоков оцифровки данных 62 и 75 (частота аналого-цифрового преобразования) должна быть установлена не менее 320 Гц для получения временного разрешения записываемых сигнала с датчика давления и сигнала с ФПГ-датчика не хуже 5 мс.

АД измеряется предлагаемым устройством известным осциллометрическим методом одновременно на левой и правой сторонах тела с помощью компрессионных манжет 5.1 и 5.2, расположенных, соответственно, на левом и правом плече пациента.

СРПВ регистрируется в предлагаемом устройстве во время процедуры измерения АД также на левой и правой сторонах тела одновременно в фазе сброса давления в соответствующей компрессионной манжете на интервале между САД и ДАД на этой стороне тела, который определяется превышением амплитуд пульсаций давления Ар на сфигмограмме некоторого заранее выбранного их порогового значения Ар_пор:

Выделение такого рабочего интервала для измерений необходимо для более надежной регистрации ПВ давления в манжете тонометра. Вне этого интервала пульсации давления в компрессионной манжете нестабильны и соизмеримы с уровнем шума в пневмосистеме тонометра, что резко снижает точность и воспроизводимость результатов измерений.

Конкретное числовое значение Ар_пор зависит от чувствительности используемого в устройстве датчика давления, коэффициента усиления сигнала датчика давления электронной схемой усиления и фильтрации сигнала и т.д. и определяется опытным путем для каждой стороны тела отдельно при настройке устройства на производстве. Например, в качестве Ар_пор может быть выбрана амплитуда пульсаций в 5% (0.05) от среднего значения максимальных амплитуд пульсаций Ар_max, регистрируемых прибором в 10 тестовых отладочных измерений на 10 испытуемых.

Внутри указанного интервала давлений между САД и ДАД, который определяется превышением амплитуд пульсаций давления Ар некоторого заранее выбранного их порогового значения Ар_пор, пульсации давления в каждой из манжет принимаются в качестве рабочих для измерения СРПВ.

Аортальную СРПВ (скорость ПВ в аорте) определяют по этим пульсациям с помощью предлагаемого устройства известным из уровня техники «одноточечным» методом путем морфологического анализа формы ПВ отдельно в каждой компрессионной манжете и путем определения временных задержек Δt_i между пиками (максимумами) зарегистрированных прямой о отраженной ПВ в аорте по сфигмограмме с блоков цифровой фильтрации суммарного сигнала давления 76, согласно пояснениям Фиг. 2. Поскольку используется компрессионная манжета, расположенная близко к сердцу, «размытие» сигнала ПВ здесь минимально, и можно использовать пики волн для измерений Δt_i. Временные задержки Δt_i определяются по указанному известному «одноточечному» методу в предлагаемом устройстве по всем i импульсам ПВ давления на сфигмограмме, превышающим Ap_пор, и усредняются далее для каждой стороны тела j по формуле:

где N - число ПВ в записанном сигнале сфигмограммы на выбранной стороне тела пациента, а j условно обозначает сторону тела: j=1 - левая сторона, j=2 - правая сторона.

После этого вычисляют среднюю Δt_ср по формуле:

где - средние по формуле (8) временные задержки на левой и правой сторонах тела соответственно.

Далее для аорты вычисляют среднюю аортальную СРПВ по формуле (2), подставляя в эту формулу найденное значение Δt_ср место Δt:

По этой PWVao определяют на следующем шаге обработки данных аналог сосудистого индекса CAVI для аорты по формуле (1), подставляя в нее PWVao вместо PVW, а вместо САД, ДАД и ПАД - средние между левой и правой сторонами тела их измеренные значения. Например, вместо САД подставляется САДср, которое вычисляется по формуле:

где - значения измеренного систолического давления на левой и правой сторонах тела соответственно.

Аналогично вычисляются и подставляются в формулу (1) ДАДср и ПАДср.

При этом все вычисления по этим формулам в автоматическом режиме выполняет микропроцессор 8.1 устройства с помощью заложенного в него программного обеспечения, содержащего приведенные выше формулы.

Интегральную СРПВ в центральных и периферических сосудах на участке «сердце-голень (лодыжка)» на каждой стороне тела определяют предлагаемым устройством «двухточечным методом» по задержке ΔT времени распространения ПВ от компрессионной манжеты (уровня сердца) до соответствующего ФПГ-датчика, расположенного на голени близко к лодыжке, как правило сбоку или на задней стороне голени, на одной с манжетой стороне тела (см. Фиг. 7). Расстояния D₁, D₂ и D₃ между уровнем сердца, манжетой и соответствующими ФПГ-датчиками измеряются любым известным способом, например, но не ограничиваясь, обычным образом при помощи сантиметровой рулетки. При этом за «точку сердца» принимается точка проекции на переднюю поверхность тела средней точки дуги аорты, где происходит основное ветвление кровотока вниз по аорте или в руку по подключичной артерии, которая у человека примерно соответствует центру рукоятки грудины (см. И.Д. Кирпатовский, Э.Д. Смирнова. Клиническая анатомия. Книга I: Голова, шея, торс.Учебное пособие. - М. Медицинское информационное агентство, 2003. - 421 с.). Задержка ΔT времени распространения ПВ от компрессионной манжеты до ФПГ-датчика на голени в новом устройстве определяется, как и в устройстве, принятом за прототип, как задержка появления ПВ на фотоплетизмограмме относительно появления ПВ на сфигмограмме по подножиям импульсов ПВ.

Интегральную СРПВ в мелких периферических сосудах на участке «голень - большой палец ноги» на каждой стороне тела определяют по задержке ΔT времени распространения ПВ от одного ФПГ-датчика, расположенного на голени близко к лодыжке на выбранной стороне тела, до другого ФПГ-датчика, расположенного в области большого пальца ноги пациента (например, дистальная фаланга пальца с подошвенной стороны) на расстоянии D₃ от первого ФПГ-датчика (см. Фиг. 7) на этой же стороне тела. В некоторых вариантах осуществления изобретения участком большого пальца ноги является дистальная фаланга большого пальца ноги. В некоторых вариантах осуществления изобретения участком большого пальца ноги является дистальная фаланга большого пальца ноги. В случае отсутствия у пациента или сильного поражения большого пальца ноги (например, при диабетической стопе), возможно проведение измерений ФПГ-датчиком на подушечке стопы у основания большого пальца.

В целом, такая конструкция устройства позволяет одновременно с САД и ДАД измерять аортальную СРПВ (PWVao) и вычислять аналог индекса CAVI для аорты - аортальный сосудистый индекс AVI - по формуле, аналогичной формуле (1), подставляя в нее PWVao вместо PWV, измерять СРПВ на участке «сердце-голень (лодыжка)» (PWVca) на двух сторонах тела одновременно и вычислять по ним стандартные индексы CAVI для левой и правой сторон тела по формуле (1), а также измерять СРПВ в мелких периферических артериях на левой и правой нижних конечностях (PWVp) и вычислять с их помощью периферический сосудистый индекс PVI по формуле (1), как аналог индекса CAVI, подставляя в формулу вместо PWV измеренную PWVp в мелких периферических артериях на левой и правой нижних конечностях соответственно.

Центральной отличительной особенностью конструкции предлагаемого нового устройства по сравнению с устройством, принятым за прототип, является возможность реализации сочетания «одноточечного» и «двухточечного» методов измерения СРПВ, которая конструктивно заключается в использовании блока цифровой фильтрации суммарного сигнала давления 76, а также наличие дополнительного ФПГ-датчика, который крепится на голени. Этот датчик открывает возможность проводить измерения ПВ близко к лодыжке, как реализовано в приборах объемной сфигмографии, вычислять стандартный индекс CAVI, но без создания дополнительного внешнего давления манжетой на голень, что создает естественные условия измерения СРПВ и вычисления CAVI в этом месте, в отличие от ситуаций с манжетами на голени в объемной сфигмографии. Более того, этот ФПГ-датчик, совместно со вторым ФПГ-датчиком в области большого пальца ноги, открывает возможность измерять одновременно еще и СРПВ в мелких периферических артериях на участке «голень - большой палец ноги» и вычислять соответствующий периферический сосудистый индекс PVI.

Предлагаемое устройство для измерения СРПВ одновременно с измерением АД стандартным осциллометрическим методом при измерениях работает следующим образом. Предполагается, что изготовитель устройства при его производстве заранее правильно настроил устройство для целей осуществления измерений, а именно: настроил групповые задержки распространения сигналов τ1 в блоках 63 цифровой фильтрации сигналов ПВ так, что устройство дополнительно не вносит рассогласованной задержки сигналов ПВ в каналах сфигмографии и фотоплетизмографиии, и определил для данного устройства в левой и правой манжетах пороговое значение Ар_пор амплитуд пульсаций ПВ давления воздуха, которое используется для определения промежутка давления в манжете в диапазоне между САД и ДАД. Обследуемый пациент располагается для измерений лежа на кушетке на спине, руки вытянуты вдоль тела. Включают устройство для проведения измерений. У пациента рулеткой на каждой стороне тела измеряют расстояния D₁, D₂ и D₃, согласно схеме на Фиг. 7. Значения этих расстояний перед началом измерений с помощью клавиатуры устройства 8.2 вводят в память микропроцессора 8.1 устройства. На плечах пациента крепят компрессионные манжеты 5.1 и 5.2 тонометра 4. На каждой стороне тела в области большого пальца ноги, например, на дистальной фаланге большого пальца левой ноги, а также сзади на голени рядом с лодыжкой на левой ноге согласно схеме на Фиг. 7, крепят оптические ФПГ-датчики устройства 6.1 и 6.2. Аналогично на правой стороне тела крепят ФПГ-датчики 6.3 и 6.4.

Далее начинают стандартную процедуру измерения АД с накачкой помпой 71 и сбросом клапаном 72 давления в компрессионных манжетах по нажатию кнопки «старт/стоп» на клавиатуре устройства 8.2. При накачке и сбросе давления суммарный сигнал давления с датчиков 73 в манжетах усиливается в блоках 74 устройства, оцифровывается в блоках 75 и разделяется в блоке 76 на экспоненциально уменьшающуюся постоянную компоненту давления, сфигмограмму и контуры отдельных ПВ давления. Во время сброса давления по этим сигналам с каждой манжеты микропроцессором 8.1 устройства определяются стандартным осциллометрическим методом систолическое (САД) и диастолическое (ДАД) давления, а в промежутке между точками систолического (САД) и диастолического (ДАД) давлений, которые определяются превышением регистрируемых амплитуд Ар пульсаций ПВ давления воздуха в манжете установленного порогового значения для устройства Ар_пор, запоминаются как функция времени импульсы ПВ давления на сфигмограмме и их контуры (форма). Одновременно фотоплетизмограммы регистрируются ФПГ-датчиками 6.1, 6.2, 6.3 и 6.4 на нижних конечностях, сигналы с ФПГ-датчиков усиливаются в блоках 61, оцифровываются в блоках 62 и в блоках 63 из них выделяются импульсы ПВ давления с заранее установленной задержкой по времени τ1 относительно импульсов ПВ соответствующей сфигмограммы в компрессионной манжете на соответствующей стороне тела. Все эти сигналы также записываются в микропроцессор 8.1 одновременно для левой и правой сторон тела.

Во время этой записи в реальном времени микропроцессором 8.1 определяются «подножия» импульсов прямых ПВ для сфигмограмм и фотоплетизмограмм путем вычисления вторых производных сигналов сфигмограмм и фотоплетизмограмм и нахождения локальных максимумов вторых производных известным способом, как это описано для устройства, принятого за прототип.По «подножиям» микропроцессором 8.1 далее определяются времена задержки ΔT_i прихода i-го «подножия» переменной составляющей сигнала фотоплетизмограммы для ФПГ-датчика на голени относительно времени прихода i-го «подножия» сфигмограммы как показано на Фиг. 8. Аналогично микропроцессором 8.1 определяются времена задержки ΔT_i прихода i-го «подножия» переменной составляющей сигнала фотоплетизмограммы с ФПГ-датчика из области большого пальца ноги, относительно времени прихода i-го «подножия» переменной составляющей сигнала фотоплетизмограммы с ФПГ-датчика, расположенного на голени. Определенные таким образом ΔT_i для каждого рассматриваемого участка и каждой стороны тела затем усредняются аналогично формуле (8) с получением ΔT_ср для каждого обследуемого участка и каждой стороны тела.

Параллельно во время записи сфигмограмм в микропроцессор 8.1 в промежутке между точками систолического (САД) и диастолического (ДАД) давлений, которые определяются превышением регистрируемых амплитуд Ар пульсаций ПВ давления воздуха в манжете на каждой стороне тела установленного порогового значения для устройства Ар_пор, определяются пики (гребни) прямой и отраженной волн для ПВ на сфигмограммах, и вычисляются задержки времени Δt_i регистрации пиков (гребней) отраженных ПВ относительно пиков (гребней) прямых ПВ. Они также затем суммируются и усредняются согласно формулам (8) и (9) для нахождения средней Δt_ср.

После этого для каждой стороны тела вычисляются по средним ΔT_ср для участка «сердце - голень (лодыжка)» соответствующие интегральные СРПВ с учетом измеренных расстояний D₁ и D₂ по формуле:

где D₁ - расстояние между сердцем и серединой плеча пациента, на котором крепится манжета тонометра, D₂ - расстояние между сердцем и ФПГ-датчиком на голени, - интегральная СРПВ на участке «сердце - голень (лодыжка)».

Для участка «голень - большой палец ноги» для каждой стороны тела вычисляются соответствующие интегральные СРПВ в периферических сосудах с учетом измеренных расстояний D₃ по формуле:

где D₃ - расстояние между ФПГ-датчиками на голени и в области большого пальца ног, - интегральная СРПВ на участке «голень - большой палец ноги».

Для аорты с помощью Δt_ср вычисляется средняя аортальная СРПВ по формуле (2).

На заключительном этапе эти скорости используют для вычисления сосудистых индексов CAVI и их аналогов по формуле (1), куда эти СРПВ подставляют вместо PWV.

На основании вычисленных значений СРПВ и сосудистых индексов врач получает информацию о жесткости стенок сосудов пациента различной иерархии и оценивает в комплексе с измеренным АД общее функциональное состояние сердечно-сосудистой системы пациента.

Пример №1: Испытуемый N, возрастом 33 года, мужского пола, рост 170 см, длина аорты L=51 см без серьезных сердечно-сосудистых заболеваний, прошел обследование на опытном образце предлагаемого устройства. Измеренные величины на левой и правой сторонах тела представлены в Таблице 1.

Таблица 1. Параметр Слева Справа САД, мм.рт.ст. 126 128 ДАД, мм.рт.ст. 80 84 D₁, м 0,33 0,47 D₂, м 1,48 1,48 D₃, м 0,24 0,24 Δt_ср, с 0,075 0,078 Сердце-голень
ΔT_ср, с 0,162 0,148 Голень-палец
ΔT_ср, с 0,032 0,034

Расчетные значения СРПВ и сосудистых индексов представлены в Таблице 2.

Таблица 2. Параметр Слева Справа PWVao, м/с 6,7 6,7 PWVca, м/с 7,1 6,8 PWVp, м/с 7,5 7,1 AVI 6,9 6,9 CAVI 7,9 7,1 PVI 8,8 7,6

Согласно общеизвестным в медицине данным, такие показатели можно характеризовать как норма. Нарушений в работе сердца и патологий сосудов не выявлено.

Как вариант, у части пациентов могут наблюдаться повышенные значения САД и ДАД, например, до уровней 150 мм рт ст и 100 мм рт ст соответственно, но при этом регистрироваться нормальные значения СРПВ (ниже 10 м/с) и нормальные значения сосудистых индексов (ниже 9,5). Это будет характеризовать артериальную гипертензию и повышенный объем сердечного выброса как ее причину.

Как еще один вариант, могут регистрироваться пониженные величины САД и ДАД при пониженных значениях СРПВ (ниже 3 м/с). Эта ситуация будет индикатором некомпенсированного пониженного давления вследствие сниженного тонуса сосудов.

Если же у пациента регистрируются повышенные значения САД и ДАД при повышенных значениях СРПВ (СРПВ равна или больше 10 м/с), это характерно для артериальной гипертензии с первопричиной патологии в виде дисфункции сосудов, например, вследствие кальциноза их стенок, повышения их тонуса и пр. Эта ситуация иллюстрируется примером №2.

Пример №2: Пациент M, возрастом 54 года, рост 180 см, длина аорты L=54 см, с жалобами на периодическое повышение артериального давления, прошел обследование на прототипе предлагаемого устройства. Измеренные величины на левой и правой сторонах тела представлены в Таблице 3.

Таблица 3. Параметр Слева Справа САД, мм.рт.ст. 141 139 ДАД, мм.рт.ст. 93 87 D₁, м 0,35 0,48 D₂, м 1,54 1,54 D₃, м 0,27 0,27 Δt_ср, с 0,089 0,087 Сердце-голень
ΔT_ср, с 0,132 0,143 Голень-палец
ΔT_ср, с 0,033 0,036

Расчетные значения СРПВ и сосудистых индексов представлены в Таблице 4.

Таблица 4. Параметр Слева Справа PWVao, м/с 6,1 6,1 PWVca, м/с 9,0 7,4 PWVp, м/с 8,2 7,5 AVI 5,3 5,3 CAVI 11,2 7,9 PVI 9,2 8,1

Согласно общеизвестным в медицине данным такие показатели можно характеризовать как начальная (легкая) стадия артериальной гипертензии с наличием кальциноза бедренных артерий или голени на левой стороне тела, т.к. на левой стороне тела выявлены повышенные значения PWVca и сосудистого индекса CAVI, при нормальных значениях PWVao и AVI в аорте, т.е. жесткость стенок аорты находится в пределах нормы, а нарушения локализованы именно на участке сосудистого русла бедра и(или) голени левой ноги. Также в этом примере отчетливо проявляется асимметрия показателей с левой и правой сторон тела, которую сложно выявить устройством-тонометром без одновременных двусторонних измерений.

Следует отметить, что непосредственно медицинская интерпретация получаемых с помощью данного устройства результатов, включая граничные значения СРПВ в 3 м/с и 10 м/с, индексов CAVI в 9,5 и т.д. не является предметом настоящего изобретения. Эта интерпретация общеизвестна в медицине, и приведена здесь лишь в качестве примера работы устройства и получаемой с его помощью медико-биологической информации. Поскольку регистрируемых с помощью предлагаемого нового устройства и вычисляемых показателей достаточно много, возможны в разных клинических ситуациях их разные комбинации. Соответственно, приведенные примеры не исчерпывают всего многообразия вариантов сигналов и вариантов их медицинской интерпретации. Несмотря на то, что изобретение описано со ссылкой на раскрываемые варианты воплощения, для специалистов в данной области должно быть очевидно, что конкретные подробно описанные примеры приведены лишь в целях иллюстрирования работы нового устройства и примеров использования (применения) настоящего изобретения, и их не следует рассматривать как каким-либо образом ограничивающие объем изобретения. Должно быть понятно, что возможно осуществление различных модификаций без отступления от сути настоящего изобретения.

Таким образом, предлагаемое устройство не требует выполнения измерений в два этапа для двух сторон тела и позволяет одновременно реализовать измерение АД, а также «одноточечный» для аорты и «двухточечный» для периферических сосудов методы измерений СРПВ с левой и правой сторон тела. Наличие по сравнению с устройством, принятым за прототип, дополнительного ФПГ-датчика, располагаемого в нижней части голени рядом с лодыжкой, позволяет вычислять сосудистый индекс CAVI на участке сердце-лодыжка. Также предложенная конструкция за счет «одноточечного» метода измерения СРПВ в аорте и «двухточечного» метода измерения СРПВ на участке «голень - большой палец ноги» позволяет получать и анализировать значения сосудистых индексов раздельно для аорты, периферических артерий бедра и голени и мелких артерий стопы, что более точно позволяет определить место локализации патологий сосудов.

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для одновременного неинвазивного измерения артериального давления (АД) и скорости распространения пульсовой волны (СРПВ) в кровеносных сосудах. Устройство включает в себя автоматический тонометр для измерения АД осциллометрическим методом с присоединенными к нему двумя плечевыми компрессионными манжетами (5.1, 5.2) и четырьмя оптическими ФПГ-датчиками (6.1-6.4). Тонометр содержит электронный блок и два пневматических блока. Каждый пневматический блок включает в себя блок накачки давления в манжете, пневматический клапан сброса давления и датчик давления воздуха в манжете. Электронный блок включает в себя микропроцессор, два блока обработки сигналов с датчиков давления и четыре блока обработки сигналов с ФПГ-датчиков. Микропроцессор тонометра выполнен с возможностью обрабатывать все поступающие сигналы с пневматических блоков и ФПГ-датчиков, осуществлять вычисления для измерения СРПВ, а также управлять работой ФПГ-датчиков и пневматических блоков. Каждый блок обработки сигналов с датчиков давления содержит последовательно соединенные аналоговый блок усиления, блок оцифровки и блок цифровой фильтрации. Каждый блок обработки сигналов с ФПГ-датчиков содержит последовательно соединенные аналоговый блок усиления, блок оцифровки и блок цифровой фильтрации с регулируемой задержкой появления сигнала на выходе блока. Микропроцессор имеет восемь выходных каналов управления работой и включением/выключением элементов пневматических блоков и ФПГ-датчиков и снабжен алгоритмами вычисления СРПВ в аорте, левосторонней и правосторонней СРПВ для каждого ФПГ-датчика, а также сердечно-лодыжечного сосудистого индекса и его аналогов для аорты и периферических мелких артерий на участке «голень - палец ноги» для левой и правой сторон тела. Достигается повышение диагностической информативности устройства при оценке СРПВ и расширение его функциональности за счет определения СРПВ в сосудах разной иерархии вдоль всего тела одновременно с процедурой измерения АД стандартным осциллометрическим методом, проводя измерения одновременно с двух сторон тела, что позволяет одномоментно оценить асимметрию показателей с левой и правой стороны тела и раздельно оценить СРПВ в аорте и в периферических сосудах. 2 з.п. ф-лы, 2 пр., 8 ил, 4 табл.

1. Устройство для измерения скорости распространения пульсовой волны при измерении артериального давления осциллометрическим методом с расширенными функциями, включающее автоматический тонометр для измерения артериального давления осциллометрическим методом с присоединенной к нему плечевой компрессионной манжетой и оптическим ФПГ-датчиком, причем тонометр состоит из пневматического блока, включающего в себя блок накачки давления в манжете, пневматический клапан сброса давления и датчик давления воздуха в манжете, каждый из которых соединен пневматически параллельно между собой и с манжетой, и электронного блока, включающего в себя микропроцессор, к которому подключены клавиатура и дисплей, при этом ФПГ-датчик выполнен с возможностью подключения к микропроцессору тонометра, управляющие выходы микропроцессора соединены со входами управления блока накачки давления в манжете, пневматического клапана сброса давления и с ФПГ-датчиком, а микропроцессор тонометра выполнен с возможностью обрабатывать все поступающие сигналы с пневматического блока и оптического ФПГ-датчика, осуществлять вычисления для измерения скорости распространения пульсовой волны, а также управлять работой ФПГ-датчика и пневматическим блоком, отличающееся тем, что содержит две упомянутые компрессионные манжеты и четыре упомянутых ФПГ-датчика, тонометр включает в себя два одинаковых упомянутых пневматических блока, а электронный блок тонометра включает в себя два блока обработки сигналов с датчиков давления воздуха в манжетах пневматических блоков, присоединенных к выходу соответствующих датчиков давления воздуха в манжете для каждого пневматического блока, а выходами к микропроцессору, и четыре блока обработки сигналов с ФПГ-датчиков, присоединенных входами к выходам соответствующих ФПГ-датчиков, а выходами к микропроцессору, при этом каждый блок обработки сигналов с датчиков давления воздуха в манжете содержит последовательно соединенные аналоговый блок усиления сигнала с датчика давления воздуха в манжете, блок оцифровки аналогового сигнала давления и блок цифровой фильтрации суммарного сигнала давления, а каждый блок обработки сигналов с ФПГ-датчиков содержит последовательно соединенные аналоговый блок усиления сигнала с ФПГ-датчика, блок оцифровки аналогового сигнала с ФПГ-датчика и блок цифровой фильтрации сигнала с ФПГ-датчика с регулируемой задержкой появления сигнала на выходе блока, микропроцессор имеет восемь выходных каналов управления работой и включением/выключением соответствующих элементов пневматических блоков и ФПГ-датчиков и снабжен алгоритмами вычисления скорости распространения пульсовой волны в аорте, левосторонней и правосторонней скорости распространения пульсовой волны для каждого ФПГ-датчика, а также сердечно-лодыжечного сосудистого индекса и его аналогов для аорты и периферических мелких артерий на участке «голень - палец ноги», причем раздельно для левой и правой сторон тела, а частота работы упомянутых блоков оцифровки аналогового сигнала установлена не менее 320 Гц.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что каждый ФПГ-датчик включает по меньшей мере один излучатель, вход которого соединен с управляющим выходом микропроцессора тонометра, и фотоприемник, выход которого подключен к соответствующему аналоговому блоку усиления сигнала.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блоками цифровой фильтрации сигнала давления и блоками цифровой фильтрации сигнала с ФПГ-датчиков являются цифровые фильтры Баттерворта, или фильтры Чебышева, или фильтры Бесселя, или их комбинация.