RU2601697C2 - Device and method for measuring human arterial pressure value - Google Patents
Device and method for measuring human arterial pressure value Download PDFInfo
- Publication number
- RU2601697C2 RU2601697C2 RU2014144083/14A RU2014144083A RU2601697C2 RU 2601697 C2 RU2601697 C2 RU 2601697C2 RU 2014144083/14 A RU2014144083/14 A RU 2014144083/14A RU 2014144083 A RU2014144083 A RU 2014144083A RU 2601697 C2 RU2601697 C2 RU 2601697C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- measuring
- blood pressure
- pressure
- arterial pressure
- pressure value
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 230000004872 arterial blood pressure Effects 0.000 title abstract description 12
- 239000002775 capsule Substances 0.000 claims abstract description 40
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 21
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 claims abstract description 11
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims abstract description 9
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 claims description 60
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 22
- 210000002321 radial artery Anatomy 0.000 abstract description 8
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 2
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000035488 systolic blood pressure Effects 0.000 description 10
- 230000035487 diastolic blood pressure Effects 0.000 description 8
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 6
- 108010054147 Hemoglobins Proteins 0.000 description 5
- 102000001554 Hemoglobins Human genes 0.000 description 5
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- INGWEZCOABYORO-UHFFFAOYSA-N 2-(furan-2-yl)-7-methyl-1h-1,8-naphthyridin-4-one Chemical compound N=1C2=NC(C)=CC=C2C(O)=CC=1C1=CC=CO1 INGWEZCOABYORO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 230000035485 pulse pressure Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 2
- 108010002255 deoxyhemoglobin Proteins 0.000 description 2
- 230000003205 diastolic effect Effects 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 208000014644 Brain disease Diseases 0.000 description 1
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 1
- 108010064719 Oxyhemoglobins Proteins 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 238000002555 auscultation Methods 0.000 description 1
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 210000002302 brachial artery Anatomy 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000013500 data storage Methods 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 210000004247 hand Anatomy 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 210000002460 smooth muscle Anatomy 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
- A61B5/022—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
- A61B5/02225—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers using the oscillometric method
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/02416—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate using photoplethysmograph signals, e.g. generated by infrared radiation
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
- A61B5/02438—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate with portable devices, e.g. worn by the patient
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/026—Measuring blood flow
- A61B5/0295—Measuring blood flow using plethysmography, i.e. measuring the variations in the volume of a body part as modified by the circulation of blood therethrough, e.g. impedance plethysmography
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Public Health (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physiology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Hematology (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
Description
Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится к области медицины, а более конкретно - к тонометрии. Настоящее изобретение позволяет не только измерять величину артериального давления человека, но и отслеживать и регистрировать резкие скачки и отклонения величины артериального давления с мгновенным оповещением об этом человека.The present invention relates to medicine, and more particularly to tonometry. The present invention allows not only to measure a person’s blood pressure, but also to track and record sudden surges and deviations in blood pressure with instant notification to a person.
Уровень техникиState of the art
У некоторых людей складывается ошибочное мнение, что измерение величины такого жизненно важного показателя, как артериальное давление, несколько раз в день через определенные интервалы времени (например, раз в полчаса, раз в час и т.д) является достаточной процедурой для полного контроля за величиной собственного артериального давления.Some people have the erroneous opinion that measuring the value of such a vital indicator as blood pressure several times a day at certain intervals (for example, once every half an hour, once an hour, etc.) is a sufficient procedure for full control over the value own blood pressure.
Однако также крайне важной процедурой является проведение постоянной регистрации величина артериального давления, причем не только в условиях специализированных учреждений (например, в поликлинике или больнице), но и в любых других условиях, например при нахождении дома, на работе, на прогулке или в поездке и т.д. Это обуславливается тем фактом, что сильные изменения величины артериального давления (причем как повышение, так и понижение) в течение короткого интервала времени могут оставаться незамеченными для человека и, как следствие, представлять для него определенную опасность и приводить к серьезным осложнениям, например к нарушениям мозгового кровообращения.However, it is also extremely important to carry out constant registration of blood pressure, not only in specialized institutions (for example, in a clinic or hospital), but in any other conditions, for example, when you are at home, at work, on a walk or on a trip and etc. This is due to the fact that strong changes in blood pressure (both increase and decrease) over a short period of time can go unnoticed by a person and, as a result, pose a certain danger for him and lead to serious complications, for example, brain disorders blood circulation.
В настоящее время для проведения измерений величины артериального давления вне медицинских учреждений наиболее часто используются устройства со специальной манжетой, расположенной на руке человека (см., например, страницу из Википедии "Кровяное давление" - http://ru.wikipedia.org/wiki/Кровяное_давление). Указанные устройства проводят измерения через заданные отрезки времени - примерно через 15-30 минут. Однако их использование с целью регистрации краткосрочных скачков артериального давления невозможно. Это объясняется как заданным интервалом между измерениями, так и длительностью проведения самого измерения (примерно от 30 до 90 секунд). При этом для определения давления используется алгоритм определения величины среднего давления. Максимальная амплитуда осцилляций возникает в момент, когда давление в манжете равно среднему давлению. Величины систолического и диастолического давления являются производными от среднего артериального давления. При этом сама процедура измерения давления, а именно пережатие плечевой артерии до величин, превышающих величину систолического давления, оказывает влияние на точность последующих измерений. Для исключения указанного влияния в указанных устройствах интервал между измерениями не должен быть короче 5 минут.Currently, devices with a special cuff located on a person’s arm are most often used to measure blood pressure outside medical institutions (see, for example, the Wikipedia page “Blood Pressure” - http://ru.wikipedia.org/wiki/ Blood pressure). These devices take measurements at specified intervals of time - after about 15-30 minutes. However, their use to record short-term spikes in blood pressure is not possible. This is explained by both the specified interval between measurements and the duration of the measurement itself (from about 30 to 90 seconds). In this case, an algorithm for determining the average pressure value is used to determine the pressure. The maximum amplitude of the oscillations occurs at the moment when the pressure in the cuff is equal to the average pressure. Systolic and diastolic blood pressure values are derived from mean arterial pressure. In this case, the procedure for measuring pressure, namely, clamping of the brachial artery to values exceeding the systolic pressure, affects the accuracy of subsequent measurements. To exclude the indicated effect in the indicated devices, the interval between measurements should not be shorter than 5 minutes.
Кроме того, указанные устройства со специальной манжетой предназначены для использования в статичном положении и не пригодны для постоянного ношения на теле человека.In addition, these devices with a special cuff are designed for use in a static position and are not suitable for constant wear on the human body.
Из уровня техники известно устройство для проведения измерений артериального давления человека, использующее датчик давления, расположенный на запястье человека (см. заявку США на изобретение №2003/0216653 А1, дата публикации - 20.11.2003 г.). Однако указанное устройство ввиду своих размеров и веса не является мобильным и предназначено к использованию, как правило, только в специальных медицинских учреждениях (например, в реанимациях).The prior art device for measuring blood pressure of a person using a pressure sensor located on the wrist of a person (see US application for invention No. 2003/0216653 A1, publication date - November 20, 2003). However, this device, because of its size and weight, is not mobile and is intended for use, as a rule, only in special medical institutions (for example, in intensive care).
Из уровня техники также известно устройство для проведения измерений артериального давления человека, которое также рекомендовано для использования в медицинских учреждениях, однако является менее габаритным, нежели упомянутое выше устройство (см. патент США на изобретение №8597195 В2, дата публикации - 03.12.2013 г.). Помимо датчика давления указанное устройство включает в себя шаговые микродвигатели и дополнительные устройства для фиксирования руки, что значительно утяжеляет конструкцию и вызывает серьезные неудобства.The prior art also known a device for measuring blood pressure of a person, which is also recommended for use in medical institutions, but is smaller than the above-mentioned device (see US patent for invention No. 8597195 B2, publication date - 03/03/2013 ) In addition to the pressure sensor, this device includes stepper micromotors and additional devices for fixing the hands, which greatly complicates the design and causes serious inconvenience.
Кроме того, из уровня техники известно устройство для проведения измерений артериального давления человека, которое по задумке авторов должно было решить проблему невозможности постоянного использования подобных устройств в повседневной жизни за счет размещения устройства на теле и/или одежде человека и выполнения устройства из нескольких относительно малогабаритных (по сравнению с предшествующими устройствами) и соединенных между собой модулей (см. патент США на изобретение №8574161 В2, дата публикации - 05.11.2013 г.). Тем не менее, подобная конструкция не может обеспечить требуемую степень удобства эксплуатации и мобильности устройства, поскольку задействует и тем самым стесняет в движении сразу несколько различных участков тела человека (грудная клетка, запястье, локтевая область), содержит соединительные провода, подверженные перекручиванию и затрудняющие жизнедеятельность человека, а также содержит весьма габаритную и массивную монтажную плату. Кроме того, вышеуказанные факторы (в частности, проведение измерений и расположение датчиков не в одной конкретной области тела человека и не в одном модуле) оказывают негативное влияние на надежность и эффективность выполняемых измерений за счет повышенной вероятности возникновения погрешностей измерения.In addition, a prior art device is known for measuring blood pressure of a person, which, according to the authors, was supposed to solve the problem of the impossibility of the constant use of such devices in everyday life by placing the device on the body and / or clothes of a person and making a device of several relatively small-sized ( compared with previous devices) and interconnected modules (see US patent for invention No. 8574161 B2, publication date - 11/05/2013). Nevertheless, such a design cannot provide the required degree of ease of use and mobility of the device, since it involves and thereby restricts the movement of several different parts of the human body (chest, wrist, elbow region) at once, contains connecting wires that are prone to twisting and making life difficult human, and also contains a very overall and massive circuit board. In addition, the above factors (in particular, the measurement and the location of the sensors in more than one specific area of the human body and not in one module) have a negative impact on the reliability and efficiency of the measurements due to the increased likelihood of measurement errors.
Также из уровня техники известно устройство для проведения измерений артериального давления человека (см. заявку США на изобретение №2005/0228297 А1, дата публикации - 13.10.2005 г.). Указанное устройство, в целом, пригодно для постоянного размещения на теле и/или одежде человека с целью непрерывных регистрации и измерения величины артериального давления. Тем не менее, конструкция указанного устройства все равно не может обеспечить необходимую степень удобства эксплуатации и мобильности устройства, поскольку задействует помимо запястья человека также и указательный палец руки человека, что приводит к серьезному ограничению жизнедеятельности практически любого человека независимого от его возраста и сферы деятельности. Кроме того, проведение измерений в различных областях тела человека и расположение датчиков вне единого модуля оказывают негативное влияние на надежность и эффективность выполняемых измерений за счет повышенной вероятности возникновения погрешностей измерения. Так, на скорость распространения пульсовой волны, которая определяется указанным устройством, большое влияние оказывает тонус гладких мышц, расположенных в стенке артерий.Also known from the prior art is a device for measuring human blood pressure (see US application for invention No. 2005/0228297 A1, publication date - October 13, 2005). The specified device, in General, is suitable for permanent placement on the body and / or clothing of a person with the aim of continuous registration and measurement of blood pressure. Nevertheless, the design of this device still cannot provide the necessary degree of ease of use and mobility of the device, since it involves, in addition to the wrist of a person, the index finger of a person’s hand, which leads to a serious limitation of the life of almost any person independent of his age and field of activity. In addition, measurements in various areas of the human body and the location of sensors outside a single module have a negative impact on the reliability and efficiency of measurements due to the increased likelihood of measurement errors. So, the speed of the pulse wave, which is determined by the specified device, is greatly influenced by the tone of the smooth muscles located in the wall of the arteries.
Наконец, из уровня техники известна персональная мониторинговая система, выбранная в качестве ближайшего аналога настоящему изобретению, которая выполнена наподобие наручных часов, и содержит контроллер и дисплей и осуществляет непрерывный мониторинг и измерение целого ряда жизненно важных показателей человека, в том числе артериального давления с использованием датчика давления и оптического датчика (см. заявку США на изобретение №2014/0143064 А1, дата публикации - 22.05.2014 г.). Однако система по ближайшему аналогу не может в полной мере обеспечить надежность и эффективность выполняемых измерений в связи с невозможностью выбора точного места проекции лучевой артерии на кожу человека и фиксации на этом месте системы, что приводит к возникновению погрешностей измерения (для точного измерения необходимо, чтобы лучевая артерия в момент измерения лежала на лучевой кости). Кроме того, система по ближайшему аналогу требует доработки в части более точной передачи пульсаций с лучевой артерии в датчик давления и в части обеспечения более лучшего усилия прижима к коже человека, что также необходимо для повышения эффективности измерений.Finally, a personal monitoring system, selected as the closest analogue of the present invention, which is similar to a wristwatch, contains a controller and a display, and continuously monitors and measures a number of vital indicators of a person, including blood pressure using a sensor pressure and optical sensor (see US application for invention No. 2014/0143064 A1, publication date - 05/22/2014). However, the system according to the closest analogue cannot fully ensure the reliability and effectiveness of the measurements due to the inability to select the exact location of the projection of the radial artery on the human skin and fixation at this point in the system, which leads to measurement errors (for accurate measurement, it is necessary that the radiation the artery at the time of measurement lay on the radius). In addition, the system according to the closest analogue requires refinement in terms of a more accurate transmission of pulsations from the radial artery to the pressure sensor and in terms of providing better pressure to the human skin, which is also necessary to increase the measurement efficiency.
Раскрытие изобретенияDisclosure of invention
Задача настоящего изобретения заключается в создании такого устройства и способа измерения артериального давления человека, в которых существовала бы возможность регистрации отклонений величины артериального давления и индикации этого человеку, после чего выполнялось бы точное измерение артериального давления.An object of the present invention is to provide such a device and method for measuring a person’s blood pressure, in which it would be possible to register deviations of a blood pressure value and indicate it to a person, after which an accurate measurement of blood pressure would be performed.
Технический результат настоящего изобретения заключается в повышении эффективности измерения величины артериального давления человека за счет расширения функциональных возможностей устройств для измерения величины артериального давления человека с одновременным повышением их степени мобильности, надежности и удобства в эксплуатации.The technical result of the present invention is to increase the efficiency of measuring a person’s blood pressure by expanding the functionality of devices for measuring a person’s blood pressure while increasing their degree of mobility, reliability and ease of use.
Для достижения вышеуказанного технического результата предложено устройство измерения величины артериального давления человека, включающее блок измерения величины артериального давления, содержащий датчик давления, блок регистрации отклонений величины артериального давления, снабженный оптическим датчиком, контроллер и дисплей, при этом блок измерения величины артериального давления и блок регистрации отклонений величины артериального давления объединены в запястной измерительной капсуле, причем оно содержит эластичную мембрану, а запястная измерительная капсула соединена с эластичной мембраной, при этом запястная измерительная капсула или контроллер содержит малогабаритную воздушную или гидравлическую помпу.To achieve the above technical result, there is provided a device for measuring a person’s blood pressure, including a blood pressure measuring unit, comprising a pressure sensor, a blood pressure deviation recording unit provided with an optical sensor, a controller and a display, and a blood pressure measuring unit and a deviation recording unit blood pressure values are combined in the carpal measuring capsule, and it contains an elastic membrane y and carpal measuring capsule is connected to the elastic membrane, the measuring capsule or carpal controller comprises a small-sized air or hydraulic pump.
Запястная измерительная капсула может быть выполнена в виде диска, соединенного с патрубком с одного конца патрубка.The carpal measuring capsule can be made in the form of a disk connected to the pipe at one end of the pipe.
Запястная измерительная капсула может быть соединена с эластичной мембраной посредством уплотнительного кольца.The carpal measuring capsule can be connected to the elastic membrane via an o-ring.
Малогабаритная воздушная или гидравлическая помпа может быть соединена с патрубком с другого конца патрубка.A small air or hydraulic pump can be connected to the nozzle at the other end of the nozzle.
Блок регистрации отклонений величины артериального давления может содержать световой и/или звуковой индикатор.The unit for detecting deviations in blood pressure may include a light and / or sound indicator.
Оптический датчик может содержать оптопару, включающую по меньшей мере один светодиод или лазерный диод с линзой, фотоприемник с линзой, апертуру и экран.The optical sensor may include an optocoupler comprising at least one LED or a laser diode with a lens, a photodetector with a lens, an aperture and a screen.
Устройство измерения величины артериального давления человека может быть связано с мобильным устройством, выполненным в виде мобильного телефона, смартфона, планшетного компьютера, ноутбука или стационарного компьютера.A device for measuring a person’s blood pressure can be connected to a mobile device made in the form of a mobile phone, smartphone, tablet computer, laptop or desktop computer.
Также для достижения вышеуказанного технического результата предложен способ измерения величины артериального давления человека посредством вышеуказанного устройства измерения величины артериального давления человека, заключающийся в непрерывной регистрации отклонений величины артериального давления от исходной величины, индикации о превышении допустимого отклонения и одновременном измерении точной величины артериального давления.Also, to achieve the above technical result, a method for measuring a person’s blood pressure by means of the above-mentioned device for measuring a person’s blood pressure is provided, which consists in continuously recording deviations of a blood pressure value from an initial value, indicating an excess of an allowable deviation, and simultaneously measuring an exact value of blood pressure.
Согласно способу в качестве отклонений величины артериального давления могут регистрировать повышение и понижение величины давления от исходной величины.According to the method, as deviations of the blood pressure value, an increase and decrease in the pressure value from the initial value can be recorded.
Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings
Настоящее изобретение поясняется следующими чертежами:The present invention is illustrated by the following drawings:
Фиг. 1 - внешний вид устройства в соответствии с настоящим изобретением;FIG. 1 is an external view of a device in accordance with the present invention;
Фиг. 2 - схематичное расположение частей устройства в соответствии с настоящим изобретением;FIG. 2 is a schematic diagram of parts of a device in accordance with the present invention;
Фиг. 3 - схема расположения измерительной капсулы в соответствии с настоящим изобретением;FIG. 3 is a layout diagram of a measuring capsule in accordance with the present invention;
Фиг. 4 - схематичное изображение измерительной капсулы в соответствии с настоящим изобретением;FIG. 4 is a schematic illustration of a measuring capsule in accordance with the present invention;
Фиг. 5 - схематичное изображение измерительной капсулы с установленным оптическим датчиком;FIG. 5 is a schematic illustration of a measuring capsule with an optical sensor installed;
Фиг. 6 - объемное изображение измерительной капсулы;FIG. 6 - volumetric image of the measuring capsule;
Фиг. 7 - схема определения систолического и среднего давления.FIG. 7 is a diagram for determining systolic and mean pressure.
Осуществление изобретенияThe implementation of the invention
Устройство измерения величины артериального давления человека выполнено наподобие наручных часов (см. Фигуру 1) и состоит из блока 1 регистрации отклонений величины артериального давления и блока 2 измерения величины артериального давления, оба из которых расположены на запястье человека, крепятся к нему посредством браслета или ремня 4 и объединены в измерительную капсулу 6 с остовом 6′ капсулы. Измерительная капсула 6 может выполняться из материала с умеренной пластичностью.A device for measuring a person’s blood pressure is similar to a wristwatch (see Figure 1) and consists of a unit 1 for recording deviations in the value of blood pressure and a unit 2 for measuring blood pressure, both of which are located on the wrist of a person, attached to it using a bracelet or
Блок 1 регистрации отклонений величины артериального давления снабжен оптическим датчиком. Блок 2 измерения величины артериального давления содержит датчик давления. Датчиком давления может являться цифровой датчик давления с разрешением 16 разрядов и интерфейсом SPI. При этом датчик давления используется только для определения величины давления в измерительной капсуле 6, а оптический датчик регистрирует пульсовую волну с поверхности кожи в области проекции лучевой артерии 10 (см. Фигуру 2). Устройство измерения величины артериального давления человека содержит контроллер 5 (см. Фигуру 2) и дисплей 3 (см. Фигуру 1). В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения дисплей 3 может являться дисплеем по технологии OLED разрешением 92×128 пикселей.Block 1 registration of deviations in blood pressure is equipped with an optical sensor. Block 2 for measuring blood pressure contains a pressure sensor. The pressure sensor can be a digital pressure sensor with a resolution of 16 digits and an SPI interface. In this case, the pressure sensor is used only to determine the pressure in the
Задача датчика давления заключается в отслеживании величины давления в измерительной капсуле 6. При этом оптический датчик регистрирует пульсовые волны объема. Собранные пульсовые волны анализируются по величине амплитуды и форме сигнала. На Фигуре 7 схематически представлено взаимодействие датчика давления и оптического датчика. Оптический датчик фиксирует появление первой пульсовой волны - точка Т1, датчик давления фиксирует величину давления в измерительной капсуле 6, и эта величина соответствует величине систолического давления. Далее давление в капсуле продолжает снижаться, и в точке Т2, которая определяется по форме пульсовой волны (исчезает сглаженный участок волны), определяется величина среднего давления.The task of the pressure sensor is to monitor the pressure in the
На Фигуре 7 позицией 20 обозначено давление в измерительной капсуле, позицией 21 - систолическое давление, позицией 22 - среднее давление, позицией 23 - давление в артерии, позицией 24 - сглаженная часть волны, позицией 25 - ФПГ пульсовые волны.In Figure 7,
Устройство измерения величины артериального давления человека также содержит эластичную мембрану 7, а измерительная капсула 6 соединена с эластичной мембраной 7 посредством уплотнительного кольца 8 (см. Фигуры 2-4).The device for measuring a person’s blood pressure also comprises an
На Фигуре 2 также проиллюстрированы основные элементы руки человека, задействованные и/или находящиеся в непосредственной близости при функционировании заявляемого устройства: кожа 9, лучевая артерия 10 и лучевая кость 11.The Figure 2 also illustrates the main elements of the human hand, involved and / or located in close proximity to the operation of the inventive device:
На Фигуре 3 проиллюстрировано расположение и фиксация измерительной капсулы 6 над местом проекции лучевой артерии 10.The Figure 3 illustrates the location and fixation of the measuring
Измерительная капсула 6 выполнена в виде диска, соединена с патрубком 12 с одного конца патрубка (см. Фигуру 4).The measuring
Измерительная капсула 6 или контроллер 5 содержит малогабаритную помпу (на чертежах не показана), соединенную с патрубком 12 с другого конца патрубка 12. Малогабаритная помпа (или микропомпа) задает необходимое давление от 0 до 300 мм рт.ст. Малогабаритная помпа устанавливается в браслете или ремне 4 заявляемого устройства. Малогабаритная помпа может содержать пьезоэлектрический насос с давлением напора по крайней мере 0,33 бар. В заявляемом устройстве могут применяться любые известные виды малогабаритных помп, в том числе воздушная или гидравлическая (жидкостная).The measuring
Блок 1 регистрации отклонений величины артериального давления содержит световой и/или звуковой индикатор.Block 1 registration of deviations in blood pressure contains a light and / or sound indicator.
Оптический датчик содержит оптопару, включающую по меньшей мере один светодиод 13 или лазерный диод с линзой 14, фотоприемник 15 с линзой 14′, апертуру 16 и экран 17 (см. Фигуру 5). Также на фигуре 5 позицией 18 обозначен свет от источника, а позицией 19 - рассеянный свет. Светодиод 13 или лазерный диод работает в ближней инфракрасной области спектра (800-900 нм). Оптимальная длина волны излучения 810 нм соответствует изобестической точке поглощения гемоглобина (данный выбор обусловлен тем, что на амплитуду пульсовой волны может оказывать влияние насыщение гемоглобина кислородом). При данной длине волны коэффициенты молярной экстинкции окси-(HbO2) и дезоксигемоглобина (Hb) равны (насыщенная кислородом форма гемоглобина называется оксигемоглобином; отдавший тканям кислород называется дезоксигемоглобином, и это соотношение форм гемоглобина у человека может изменяться). В определенной точке спектра 810 нм коэффициенты молярной экстинции (поглощения) у этих двух форм одинаковы. Данный выбор длины волны позволяет исключить влияние состояния насыщения гемоглобина на амплитудные характеристики регистрируемой пульсовой волны.The optical sensor comprises an optocoupler comprising at least one
На Фигуре 5 представлена конструкция оптического датчика, состоящего из одного светодиода 13 (излучателя) и фотоприемника 15. На светодиоде 13 установлена линза 14, формирующая пятно света поверхности кожи заданных размеров. Фотоприемник 15 окружен экраном 17 с апертурой 16, что позволяет уменьшить паразитную засветку и регистрировать только рассеянный назад свет от области интереса (места проекции лучевой артерии 10). Однако для упрощения процедуры установки измерительной капсулы 6 на область проекции лучевой артерии 10 может быть использована матрица фотоприемников и светодиодов (излучателей). С помощью процедуры мультиплексирования поочередно проводится опрос оптопар и выбирается та, с которой регистрируется максимальный сигнал. Данный подход существенно упрощает процедуру "прицеливания" измерительной капсулы 6 над заданной поверхностью. Датчик давления, регистрирующий величину давления в измерительной капсуле 6, может быть установлен непосредственно в измерительной капсуле или быть вынесен в отсек блока контроллера 5.Figure 5 shows the design of an optical sensor consisting of a single LED 13 (emitter) and a
Заявляемое устройство может быть снабжено акселерометром с интерфейсом SPI, который используется для регистрации состояния покоя, при котором результаты измерений могут быть признаны достоверными. Также заявляемое устройство может быть снабжено аккумулятором, который может являться литий-полимерным емкостью 140÷180 мА или 480 мА с непрерывной работой по крайней мере 24 часа. Кроме того, заявляемое устройство может быть снабжено электрокардиографом.The inventive device can be equipped with an accelerometer with an SPI interface, which is used to record a state of rest, in which the measurement results can be considered reliable. Also, the inventive device can be equipped with a battery, which can be a lithium-polymer capacity of 140 ÷ 180 mA or 480 mA with continuous operation for at least 24 hours. In addition, the inventive device can be equipped with an electrocardiograph.
Использование сигнала для определения давления с помощью оптического датчика, по сравнению с использованием сигнала, получаемого от датчика давления, имеет существенные преимущества. Так, при измерении давления с помощью датчика давления (без применения оптического датчика) определяется только величина среднего артериального давления, которая соответствует максимальной амплитуде сигнала. При этом значения систолического и диастолического давления являются расчетными величинами. Различные производители автоматических тонометров используют свои алгоритмы определения давления. Так, например, систолическое давление может быть определено по амплитуде осцилляций, равной 0,8 от максимальной амплитуды на восходящем плече, зарегистрированных осцилляций. При этом диастолическое давление может быть определено, например, по амплитуде осцилляций, равной 0,5 от максимума на нисходящем плече. Эталоном измерения артериального давления до настоящего времени являлось регистрация тонов Короткова (аускультационный метод).The use of a signal to determine the pressure using an optical sensor, compared with the use of a signal received from a pressure sensor, has significant advantages. So, when measuring pressure using a pressure sensor (without using an optical sensor), only the average blood pressure value is determined, which corresponds to the maximum signal amplitude. In this case, the values of systolic and diastolic pressure are calculated values. Various manufacturers of automatic blood pressure monitors use their own pressure determination algorithms. So, for example, systolic pressure can be determined by the amplitude of the oscillations, equal to 0.8 of the maximum amplitude on the ascending arm, registered oscillations. In this case, diastolic pressure can be determined, for example, by the amplitude of the oscillations equal to 0.5 of the maximum on the descending shoulder. Until now, the standard for measuring blood pressure has been the recording of Korotkov tones (auscultation method).
Необходимо подчеркнуть чрезвычайную важность точного определения величины среднего давления по максимальной амплитуде осцилляций. Максимальная амплитуда осцилляций возникает в момент, когда давление в манжете равно среднему давлению. Регистрация сигнала оптическим датчиком позволяет определять величину систолического и среднего давления. При этом диастолическое давление однозначно определяется расчетным путем исходя из того, что величина среднего давления равна сумме диастолического давления плюс одной трети пульсового давления (пульсовое давление равно разнице между величинами систолического и диастолического давления). Однозначно определить величину систолического давления можно только при использовании оптического датчика. Величины среднего давления определяются как с помощью датчика давления, так и оптическим датчиком.It is necessary to emphasize the extreme importance of accurately determining the mean pressure from the maximum amplitude of the oscillations. The maximum amplitude of the oscillations occurs at the moment when the pressure in the cuff is equal to the average pressure. Signal registration by an optical sensor allows you to determine the value of systolic and average pressure. In this case, the diastolic pressure is uniquely determined by calculation on the basis that the average pressure is equal to the sum of the diastolic pressure plus one third of the pulse pressure (pulse pressure is the difference between the values of systolic and diastolic pressure). Unambiguously determine the value of systolic pressure is possible only when using an optical sensor. The average pressure values are determined using both a pressure sensor and an optical sensor.
Невозможность прямого определения величины систолического давления с помощью датчика давления определяется тем, что пульсовые волны давления, приходящие с проксимальной стороны от расположения капсулы, регистрируются даже при давлении выше систолического (супрасистолические волны). Тогда как появление пульсовой волны объема, зарегистрированной оптическим датчиком, однозначно свидетельствует о величине систолического давления.The impossibility of directly determining the value of systolic pressure using a pressure sensor is determined by the fact that pulse pressure waves coming from the proximal side of the capsule location are recorded even at a pressure higher than systolic (suprasystolic waves). Whereas the appearance of a pulse volume wave recorded by an optical sensor unambiguously indicates the magnitude of systolic pressure.
При непрерывной регистрации в измерительной капсуле 6 создается давление в районе диастолического, после чего происходит непрерывный анализ формы пульсовой волны и анализируется тренд (повышение, снижение артериального давления). При превышении заданного порога (повышение или понижение давления на 20 мм рт.ст.) подается звуковой сигнал и происходит полное измерение давления. Полное измерение давления означает процесс регистрации и величины систолического, и среднего давления. В режиме постоянного мониторирования происходит непрерывный анализ формы пульсовой волны при давлении в измерительной капсуле 6 ниже величины диастолического давления (на Фиг. 7 крайние справа пульсовые волны). При этом давлении в измерительной капсуле 6 у человека не происходит пережатие артерии.With continuous registration in the measuring
Устройство измерения величины артериального давления человека связано с мобильным устройством (на чертежах не показано), выполненным в виде мобильного телефона, смартфона, планшетного компьютера, ноутбука или стационарного компьютера. При этом оба блока 1, 2 имеют возможность передачи сигнала на мобильное устройство.A device for measuring a person’s blood pressure is connected to a mobile device (not shown in the drawings) made in the form of a mobile phone, smartphone, tablet computer, laptop or desktop computer. In this case, both blocks 1, 2 have the ability to transmit a signal to a mobile device.
Способ измерения величины артериального давления человека осуществляют следующим образом.A method of measuring a person’s blood pressure is as follows.
1. Устройство устанавливается на область запястья.1. The device is mounted on the wrist area.
2. Запускается регистрация пульсовых волн объема оптическим датчиком, при этом регистрируется давление в измерительной капсуле.2. The registration of pulse volume waves by an optical sensor is started, while the pressure in the measuring capsule is recorded.
3. Определяется систолическое и среднее давление.3. Determined systolic and average pressure.
4. Рассчитывается диастолическое давление.4. The diastolic pressure is calculated.
5. Переход к режиму мониторирования. При этом предполагается непрерывная регистрация и регистрация через заданный интервал времени (10 минут).5. Transition to the monitoring mode. In this case, continuous registration and registration is assumed after a predetermined time interval (10 minutes).
6. При непрерывной регистрации в капсуле создается давление в районе диастолического, после чего происходит непрерывный анализ формы пульсовой волны и анализируется тренд (повышение, снижение артериального давления). При превышении заданного порога (повышение или понижение давления на 20 мм рт.ст.) подается звуковой сигнал и происходит полное измерение давления.6. With continuous registration in the capsule, pressure is created in the diastolic region, after which there is a continuous analysis of the pulse wave shape and the trend is analyzed (increase, decrease in blood pressure). If the specified threshold is exceeded (increase or decrease in pressure by 20 mmHg), an audible signal sounds and a complete pressure measurement takes place.
7. Все данные с устройства передаются на мобильное устройство и на нем сохраняются.7. All data from the device is transferred to the mobile device and stored on it.
8. Мобильное устройство передает накопленные данные в "облако" (облачное хранилище данных), доступ к которому могут иметь родственники и врач.8. The mobile device transmits the accumulated data to the "cloud" (cloud data storage), which can be accessed by relatives and the doctor.
Заявляемый способ подразумевает также возможность выполнения неоднократной калибровки устройства. Для этого проводится полный цикл осциллометрического измерения артериального давления, результаты которого передаются в контроллер. Затем заявляемое устройство проводит цикл измерения времени распространения пульсовой волны, соотнося полученный результат во внутренней индексной таблице с результатами измерения артериального давления. После этого происходит синхронизация настроек по диапазонам критических параметров. Данные настройки могут быть установлены или изменены пользователем.The inventive method also implies the possibility of performing multiple calibrations of the device. For this, a full cycle of the oscillometric measurement of blood pressure is carried out, the results of which are transmitted to the controller. Then, the claimed device conducts a cycle of measuring the propagation time of the pulse wave, correlating the result in the internal index table with the results of measuring blood pressure. After that, the settings are synchronized over the ranges of critical parameters. These settings can be set or changed by the user.
Claims (9)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014144083/14A RU2601697C2 (en) | 2014-10-31 | 2014-10-31 | Device and method for measuring human arterial pressure value |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014144083/14A RU2601697C2 (en) | 2014-10-31 | 2014-10-31 | Device and method for measuring human arterial pressure value |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2014144083A RU2014144083A (en) | 2016-05-20 |
RU2601697C2 true RU2601697C2 (en) | 2016-11-10 |
Family
ID=56011895
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014144083/14A RU2601697C2 (en) | 2014-10-31 | 2014-10-31 | Device and method for measuring human arterial pressure value |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2601697C2 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU177369U1 (en) * | 2017-07-03 | 2018-02-19 | Непубличное акционерное общество "Институт кардиологической техники" (ИНКАРТ) | The device digital finger plethysmography system for continuous non-invasive measurement of blood pressure |
RU180832U1 (en) * | 2018-01-16 | 2018-06-26 | Непубличное акционерное общество "Институт кардиологической техники" (ИНКАРТ) | The device digital finger plethysmography system for continuous non-invasive measurement of blood pressure |
RU2741223C1 (en) * | 2020-05-07 | 2021-01-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Method of blood pressure measurement |
RU2759708C1 (en) * | 2017-08-14 | 2021-11-17 | Александр Викторович Ежков | System and method for non-cuff determination of blood pressure |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2096986C1 (en) * | 1994-02-08 | 1997-11-27 | Пензенский государственный технический университет | Device for measuring diastolic and systolic blood pressure |
US7641614B2 (en) * | 2005-08-22 | 2010-01-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Wearable blood pressure sensor and method of calibration |
US8574161B2 (en) * | 2007-06-12 | 2013-11-05 | Sotera Wireless, Inc. | Vital sign monitor for cufflessly measuring blood pressure using a pulse transit time corrected for vascular index |
RU2511278C2 (en) * | 2008-05-09 | 2014-04-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Patient's respiration noncontact control and optic sensor for photoplethysmographic measurement |
-
2014
- 2014-10-31 RU RU2014144083/14A patent/RU2601697C2/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2096986C1 (en) * | 1994-02-08 | 1997-11-27 | Пензенский государственный технический университет | Device for measuring diastolic and systolic blood pressure |
US7641614B2 (en) * | 2005-08-22 | 2010-01-05 | Massachusetts Institute Of Technology | Wearable blood pressure sensor and method of calibration |
US8574161B2 (en) * | 2007-06-12 | 2013-11-05 | Sotera Wireless, Inc. | Vital sign monitor for cufflessly measuring blood pressure using a pulse transit time corrected for vascular index |
RU2511278C2 (en) * | 2008-05-09 | 2014-04-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | Patient's respiration noncontact control and optic sensor for photoplethysmographic measurement |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU177369U1 (en) * | 2017-07-03 | 2018-02-19 | Непубличное акционерное общество "Институт кардиологической техники" (ИНКАРТ) | The device digital finger plethysmography system for continuous non-invasive measurement of blood pressure |
RU2759708C1 (en) * | 2017-08-14 | 2021-11-17 | Александр Викторович Ежков | System and method for non-cuff determination of blood pressure |
RU180832U1 (en) * | 2018-01-16 | 2018-06-26 | Непубличное акционерное общество "Институт кардиологической техники" (ИНКАРТ) | The device digital finger plethysmography system for continuous non-invasive measurement of blood pressure |
RU2741223C1 (en) * | 2020-05-07 | 2021-01-22 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) | Method of blood pressure measurement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2014144083A (en) | 2016-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6672489B2 (en) | Personal health data collection | |
JP6275237B2 (en) | Collection of personal health data | |
CN106618537B (en) | Continuous dynamic blood pressure monitoring device and method based on pulse wave conduction | |
JP3951708B2 (en) | Biological information evaluation device | |
Le et al. | Continuous non-invasive blood pressure monitoring: a methodological review on measurement techniques | |
US20150366469A1 (en) | System for measurement of cardiovascular health | |
US9289139B2 (en) | Blood pressure monitor | |
US20190059752A1 (en) | Method and apparatus for cuff less blood pressure monitoring based on simultaneously measured ECG and PPG signals designed in wristband form for continuous wearing | |
WO2015049963A1 (en) | Bio-information measurement device and method therefor | |
US20150182132A1 (en) | Mobile device system for measurement of cardiovascular health | |
US20140051941A1 (en) | Obtaining physiological measurements using a portable device | |
CN105708431A (en) | Real-time blood pressure measuring device and measuring method | |
CN112426141B (en) | Blood pressure detection device and electronic device | |
RU2601697C2 (en) | Device and method for measuring human arterial pressure value | |
WO2015187732A1 (en) | Optical sensor for health monitoring | |
WO2009075855A1 (en) | Circulation monitoring system and method | |
KR100855042B1 (en) | Apparatus for noninvasive, continuous, and simultaneous measurement of blood pressure and arterial stiffness | |
KR100877212B1 (en) | Apparatus for noninvasive, continuous, and simultaneous measurement of blood pressure and arterial stiffness | |
Kumar et al. | Metrological aspects of blood pressure measurement | |
Anchan | Estimating pulse wave velocity using mobile phone sensors | |
Jamkhanawala | Noninvasive photoplethysmographic monitoring of pulse wave velocity and vascular stiffness for hypertension applications | |
CN114983366A (en) | System and method for non-invasive cuff-less blood pressure measurement of a user | |
KRISHNAN et al. | Continuous Non-invasive Blood Pressure Monitoring: A Methodological Review on Measurement Techniques | |
Liu et al. | Review of sensors for remote patient monitoring | |
Annapoorani | Ankle Brachial Index (ABI) Based Leg Attack Diagnosis using LabVIEW |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20171221 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181101 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20201111 |