RU2675066C1 - Monolithic three-chamber pneumatic sensor with integrated throttle channels for continuous non-invasive measurement of arterial pressure - Google Patents

Monolithic three-chamber pneumatic sensor with integrated throttle channels for continuous non-invasive measurement of arterial pressure Download PDF

Info

Publication number
RU2675066C1
RU2675066C1 RU2018106865A RU2018106865A RU2675066C1 RU 2675066 C1 RU2675066 C1 RU 2675066C1 RU 2018106865 A RU2018106865 A RU 2018106865A RU 2018106865 A RU2018106865 A RU 2018106865A RU 2675066 C1 RU2675066 C1 RU 2675066C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pressure
applicator
chamber
sensor
contact pad
Prior art date
Application number
RU2018106865A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Евгеньевич Анциперов
Василий Викторович Бонч-Бруевич
Александр Степанович Бугаев
Валерий Васильевич Дементиенко
Геннадий Константинович Мансуров
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук
Акционерное Общество "Нейроком"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук, Акционерное Общество "Нейроком" filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук
Priority to RU2018106865A priority Critical patent/RU2675066C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2675066C1 publication Critical patent/RU2675066C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, 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
    • A61B5/021Measuring pressure in heart or blood vessels
    • A61B5/022Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02Detecting, 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
    • A61B5/024Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.SUBSTANCE: invention relates to medical technology, namely to a sensor for continuous measurement of blood pressure. Sensor contains applicator (10) with contact pad (100) and pneumatic chamber (12). Pneumatic chamber is open on flat surface (17) of the contact pad and is made in the body of the applicator. Pressure sensor is connected to the camera and connected via ADC (30) to data control (50) and processing unit with display device (60). Sensor contains high-pressure chamber (12). High-pressure chamber is in communication with air pump (42). Pneumatic chamber of the applicator is made of three identical working chambers (14, 15, 16). Chambers are open to the flat surface of the contact pad and placed on it in a straight line at equal distances from each other. Each working chamber is connected by means of tubes (20, 21, 22) with individual pressure sensor (23, 24, 25) and ADC (30). Ends of these tubes are recessed relative to the surface of the contact pad of the applicator by the size of gap (222) so that the total volume of the internal cavity of the tube and specified gap (222) does not exceed 1.5 mm. High-pressure chamber includes manifold (121). Collector is connected to the throttle channels with each of working chambers (14, 15, 16) with the provision of a constant mode of air bleeding from them.EFFECT: enhanced functionality is achieved while simplifying the design, improving performance and reliability.5 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к медицинской технике, в частности к неинвазивным тонометрам.The invention relates to medical equipment, in particular to non-invasive tonometers.

Известные методы неинвазивного измерения артериального давления (АД) в основном сводятся к манипуляции давлением в манжете или аппликаторе, сжимающих артерию (вместе с конечностью), и определению систолического и диастолического давлений в артерии по пульсациям давления в манжете (см., например, Non-invasive continuous blood pressure monitoring: a review of current applications. Chung E, Chen G, Alexander B, Cannesson M. / Front Med. 2013 Mar; 7(1):91-101. Epub 2013 Jan 23). Для большинства решений использован метод объемной компенсации, основанный на идее "разгрузки стенок сосудов", т.к. предполагается, что в "разгруженном" состоянии давление внутри сосудов равно давлению вне их. Давление в манжете регулируется таким образом, чтобы поддерживать объем крови постоянным во времени, равным объему, который при калибровке выбран как "разгружающий" сосуды. В других решениях датчик прижимает артерию к лучевой кости настолько, чтобы сжать ее в достаточной степени, сделать контакт с ее стенкой плоским, но не пережать до окклюзии. Затем через стенки сосуда с помощью тензодатчиков бокового давления регистрируются пульсовые изменения АД. Величина давления, необходимая для того, чтобы уплощить стенки артерии, но не закрыть ее, известна как "рабочее усилие прижима" и рассчитывается по достаточно сложному алгоритму, который включает в себя предварительные оценки систолического, диастолического и пульсового давлений.Known methods for non-invasive measurement of blood pressure (BP) mainly come down to manipulating the pressure in the cuff or applicator, compressing the artery (along with the limb), and determining systolic and diastolic pressure in the artery by pulsations of the pressure in the cuff (see, for example, Non-invasive continuous blood pressure monitoring: a review of current applications. Chung E, Chen G, Alexander B, Cannesson M. / Front Med. 2013 Mar; 7 (1): 91-101. Epub 2013 Jan 23). For most solutions, the method of volume compensation was used, based on the idea of "unloading the walls of blood vessels," because it is assumed that in the “unloaded” state the pressure inside the vessels is equal to the pressure outside them. The pressure in the cuff is adjusted in such a way as to keep the blood volume constant in time, equal to the volume which, when calibrated, is selected as the "unloading" vessel. In other solutions, the sensor presses the artery against the radius so that it compresses it sufficiently, makes contact with its wall flat, but does not squeeze until occlusion. Then, pulse changes in blood pressure are recorded through the walls of the vessel using lateral pressure strain gauges. The pressure required to flatten the artery walls, but not close it, is known as the “working pressure” and is calculated by a rather complex algorithm that includes preliminary estimates of systolic, diastolic and pulse pressures.

Описано устройство для непрерывного неинвазивного измерения давления (RU 2140187 С1, Медвэйв, Инк. (US), 27.10.1999). Содержит средство для приложения изменяемого прижимающего давления к чувствительному средству, средство для вычисления кровяного давления на основании воспринятых пульсовых колебаний давления внутри нижерасположенной артерии и средство для нейтрализации сил, создаваемых тканью вблизи нижерасположенной артерии, с одновременным обеспечением соответствия участку тела пациента. Датчик, имеющий чувствительную поверхность для восприятия кровяного давления в нижерасположенной артерии пациента, содержит преобразователь, боковую стенку, гибкую диафрагму и текучую соединительную среду. Боковая стенка расположена на некотором расстоянии от преобразователя и поддерживает его над нижерасположенной артерией. Текучая среда соединяет между собой чувствительную поверхность преобразователя и гибкую диафрагму и передает пульсовые колебания кровяного давления от гибкой диафрагмы к чувствительной поверхности преобразователя.A device for continuous non-invasive pressure measurement is described (RU 2140187 C1, Medveyw, Inc. (US), 10.27.1999). It contains a means for applying a variable pressing pressure to a sensitive tool, a tool for calculating blood pressure based on perceived pulse pressure fluctuations inside a lower artery and a means to neutralize the forces created by the tissue near the lower artery, while ensuring compliance with the patient’s body area. A sensor having a sensitive surface for sensing blood pressure in a patient's lower artery comprises a transducer, a side wall, a flexible diaphragm, and a fluid connecting medium. The side wall is located at a certain distance from the transducer and supports it above the inferior artery. The fluid interconnects the sensitive surface of the transducer and the flexible diaphragm and transmits pulse fluctuations in blood pressure from the flexible diaphragm to the sensitive surface of the transducer.

Недостаток устройства состоит в том, что подстройка изменяемого прижимающего давления к чувствительному средству осуществляется для относительно медленного выравнивания среднего давления в артерии и не отслеживает разгрузку стенок артерии в течение всего цикла, что приведет к искажению передаваемых жидкой средой пульсаций давления.The disadvantage of this device is that the adjustment of the variable pressing pressure to the sensitive medium is carried out to relatively slowly equalize the average pressure in the artery and does not monitor the unloading of the artery walls throughout the cycle, which will lead to distortion of the pressure pulsations transmitted by the liquid medium.

Известно устройство для непрерывной регистрации среднего артериального давления (RU 2013992 С1, Эман А.А., 15.06.1994), которое состоит из гидравлического фильтра, пневмоэлектронной следящей системы, включающей в себя ушной датчик пульса, закрепленный с помощью пелота или манжеты для окклюзии артерии, соединенных через воздухопровод с управляемыми блоками повышения и понижения давления, последовательно соединенные усилитель, подключенный входом к датчику пульса, электронный фильтр и пороговый блок, а также блоки регистрации и индикации. Недостатком устройства является то, что оно пригодно лишь для регистрации среднего артериального давления и не дает информации ни о динамике артериального давления beat-to-beat, ни даже значений систолического и диастолического давления.A device is known for continuous recording of mean arterial pressure (RU 2013992 C1, Eman A.A., 15.06.1994), which consists of a hydraulic filter, a pneumoelectronic follow-up system, including an ear pulse sensor, fixed with a pellet or cuff for artery occlusion connected through an air duct to the controlled pressure increase and decrease blocks, an amplifier connected in series with the input to the pulse sensor, an electronic filter and a threshold block, as well as registration and indication blocks, in series. The disadvantage of this device is that it is suitable only for recording average blood pressure and does not provide information about the dynamics of beat-to-beat blood pressure, nor even systolic and diastolic blood pressure values.

Описано использование жидкостной камеры, площадь которой подбирают из условия надежного перекрытия области залегания артерии и измерения давления пульсовой волны, воспринимаемого в месте выхода артерии близко к поверхности кожного покрова (RU 2281687 С1, Пензенский государственный университет, 20.08.2006). Недостаток состоит в том, что необходима градуировка для каждого пациента, которая должна учитывать внешнее давление прижатия жидкостной камеры к конечности при измерении и использоваться для пересчета амплитуды пульсовых колебаний в значения верхнего и нижнего АД.The use of a liquid chamber is described, the area of which is selected from the condition of reliable overlapping of the artery bed area and measuring the pulse wave pressure perceived at the exit of the artery close to the skin surface (RU 2281687 C1, Penza State University, 08.20.2006). The disadvantage is that graduation is necessary for each patient, which must take into account the external pressure of the liquid chamber against the limb during measurement and be used to recalculate the amplitude of the pulse oscillations in the values of the upper and lower blood pressure.

Устройство, описанное в заявке WO 2011135446 (А2), CARDIOSTAR, INC; BARON, EHUD, 03.11.2011, содержит аппликатор, прикладываемый к конечности пациента, связанный через рабочую камеру с датчиком давления, АЦП, контроллер с процессором, воздушный насос. Рабочая камера размещается в месте расположения артерии, которая локализуется обычным пальпированием. Роль контроллера заключается в реализации метода квазинепрерывного измерения АД и анализа сигнала, в том числе на основе вейвлетов для отслеживания среднего АД. Метод, по сути, является усложненным осциллометрическим способом измерения систолического, диастолического и среднего артериального давления. Недостатком метода остается невозможность непрерывного измерения истинного значения артериального давления beat-to-beat.The device described in the application WO 2011135446 (A2), CARDIOSTAR, INC; BARON, EHUD, 03/03/2011, contains an applicator applied to the patient’s limbs, connected through a working chamber to a pressure sensor, an ADC, a controller with a processor, an air pump. The working chamber is located at the location of the artery, which is localized by normal palpation. The role of the controller is to implement the method of quasi-continuous blood pressure measurement and signal analysis, including based on wavelets to track the average blood pressure. The method, in fact, is a complicated oscillometric method for measuring systolic, diastolic and mean blood pressure. The disadvantage of the method is the inability to continuously measure the true value of beat-to-beat blood pressure.

Наиболее близким по назначению является пневматический сенсор для непрерывного измерения артериального давления, описанный в патенте RU 2638712 C1, ФГБУН Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук, АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "НЕЙРОКОМ", 15.12.2017 - прототип. Сенсор содержит аппликатор, рабочую камеру с датчиком давления, подключенным через АЦП к микроконтроллеру, который связан с воздушным насосом и устройством отображения и обработки данных. Рабочая камера выполнена в виде сформированной в теле аппликатора полости, которая связана с датчиком давления и через регулировочный дроссель - с камерой высокого давления, подключенной к воздушному насосу, который содержит компрессор и ресивер. Аппликатор имеет контактную площадку для взаимодействия с контролируемой зоной артерии. В центре контактной площадки образовано отверстие, связанное сквозным каналом с полостью рабочей камеры, открытым на плоскую поверхность контактной площадки с возможностью свободного истечения воздуха в контролируемой зоне артерии, при этом вокруг указанного отверстия расположены входные отверстия сквозных каналов отвода воздуха, выполненные с возможностью поддержания давления в рабочей камере равным давлению на плоской поверхности контактной площадки со стороны кожи и тканей над разгруженной стенкой артерии.The closest to the destination is a pneumatic sensor for continuous measurement of blood pressure, described in patent RU 2638712 C1, FGBUN Institute of Radio Engineering and Electronics. V.A. Kotelnikova of the Russian Academy of Sciences, JOINT STOCK COMPANY NEUROKOM, December 15, 2017 - prototype. The sensor contains an applicator, a working chamber with a pressure sensor connected via an ADC to a microcontroller, which is connected to an air pump and a display and data processing device. The working chamber is made in the form of a cavity formed in the body of the applicator, which is connected to a pressure sensor and, via an adjustment throttle, to a high-pressure chamber connected to an air pump, which contains a compressor and a receiver. The applicator has a contact pad for interaction with a controlled area of the artery. An opening is formed in the center of the contact area, connected through the channel with the cavity of the working chamber, open on a flat surface of the contact area with the possibility of free air flow in the controlled area of the artery, while around the specified holes are the inlet openings of the through channels of air exhaust, made with the possibility of maintaining pressure in the working chamber is equal to the pressure on the flat surface of the contact pad from the side of the skin and tissues above the unloaded artery wall.

Однако устройство имеет недостаточную информативность, поскольку сенсор имеет одну измерительную площадку, а габариты не дают возможность оценить точность позиционирования аппликатора над артерией.However, the device has insufficient information content, since the sensor has one measuring platform, and the dimensions do not make it possible to assess the accuracy of positioning the applicator over the artery.

Настоящее изобретение направлено на решение проблемы расширения функциональных возможностей и усовершенствования конструкции устройства для непрерывного измерения артериального давленияThe present invention is directed to solving the problem of expanding functionality and improving the design of a device for continuous measurement of blood pressure

Патентуемый сенсор для непрерывного измерения артериального давления содержит аппликатор с контактной площадкой и пневматической камерой, открытой на плоскую поверхность контактной площадки и выполненной в теле аппликатора, датчик давления, связанный с камерой, подключенный через АЦП к блоку управления и обработки данных с устройством отображения, камеру высокого давления, сообщенную с воздушным насосом.The patented sensor for continuous measurement of blood pressure contains an applicator with a contact pad and a pneumatic chamber open on a flat surface of the contact pad and made in the body of the applicator, a pressure sensor connected to the camera, connected via an ADC to the control and data processing unit with a display device, a high camera pressure communicated with the air pump.

Отличие состоит в том, что пневматическая камера аппликатора выполнена из трех идентичных рабочих камер, открытых отверстиями на плоскую поверхность контактной площадки и размещенных на ней по прямой линии на равных расстояниях друг от друга.The difference is that the pneumatic chamber of the applicator is made of three identical working chambers, openings on the flat surface of the contact pad and placed on it in a straight line at equal distances from each other.

Каждая рабочая камера соединена посредством трубок с индивидуальным датчиком давления и АЦП, а торцы указанных трубок углублены относительно поверхности контактной площадки аппликатора на величину зазора так, чтобы суммарный объем внутренней полости трубки и указанного зазора не превышал 1,5 куб. мм. Камера высокого давления включает коллектор, связанный дроссельными каналами с каждой из рабочих камер с обеспечением режима постоянного стравливания из них воздуха.Each working chamber is connected by means of tubes to an individual pressure transducer and ADC, and the ends of these tubes are recessed relative to the surface of the contact area of the applicator by the gap value so that the total volume of the inner cavity of the tube and the specified gap does not exceed 1.5 cubic meters. mm The high-pressure chamber includes a manifold connected by throttle channels from each of the working chambers with a constant bleeding mode of air.

Сенсор может характеризоваться тем, что диаметр d отверстий рабочих камер на плоскую поверхность контактной площадки составляет d=0,7-0,9 мм, а расстояние w между ними w=1,5-2 мм, а также тем, что аппликатор выполнен монолитным из полиметилметакрилата.The sensor can be characterized in that the diameter d of the openings of the working chambers on the flat surface of the contact pad is d = 0.7-0.9 mm, and the distance w between them is w = 1.5-2 mm, and also the fact that the applicator is made integral from polymethyl methacrylate.

Сенсор может характеризоваться и тем, что воздушный насос содержит компрессор и ресивер, выполненные с возможностью поддержания в коллекторе камеры высокого давления заданного давления в интервале до 300 мм рт. ст., а также тем, что дроссельные каналы выполнены с сечением, обеспечивающим изменение давления в полости рабочей камеры от нуля до около 200 мм рт. ст. за единицы миллисекунд.The sensor may also be characterized in that the air pump comprises a compressor and a receiver configured to maintain a predetermined pressure in the high-pressure chamber manifold in the range up to 300 mmHg. Art., as well as the fact that the throttle channels are made with a cross section that provides a change in pressure in the cavity of the working chamber from zero to about 200 mm RT. Art. in units of milliseconds.

Технический результат - расширение функциональных возможностей при упрощении конструкции, повышении быстродействия и надежности. Достигается за счет измерения давления одновременно в трех точках, позволяющее позиционировать аппликатор относительно артерии. Упрощение конструкции при повышении надежности достигается за счет выполнения дроссельного канала непосредственно в теле аппликатора. Уменьшение объема рабочей камеры дает возможность повысить быстродействие с сохранением ламинарного потока истекающего воздуха, при этом артерия не пережата и кровоток не перекрыт.The technical result is the expansion of functionality while simplifying the design, increasing speed and reliability. This is achieved by measuring pressure simultaneously at three points, which allows the applicator to be positioned relative to the artery. Simplification of the design while increasing reliability is achieved by performing a throttle channel directly in the applicator body. Reducing the volume of the working chamber makes it possible to increase performance while maintaining the laminar flow of outflowing air, while the artery is not pinched and blood flow is not blocked.

Существо изобретения поясняется на чертежах, где:The invention is illustrated in the drawings, where:

на фиг. 1 представлена блок-схема устройства с конструкцией аппликатора;in FIG. 1 shows a block diagram of a device with an applicator design;

на фиг. 2 - вид на аппликатор со стороны контактной поверхности;in FIG. 2 is a view of the applicator from the side of the contact surface;

на фиг. 3 - вид на единичный канал в продольном сечении, укрупнено;in FIG. 3 - view of a single channel in a longitudinal section, enlarged;

на фиг. 4 - то же, что на фиг. 3, вид на единичный канал со стороны рабочей поверхности;in FIG. 4 is the same as in FIG. 3, view of a single channel from the side of the working surface;

на фиг. 5 - экспериментальные кривые давления в трех рабочих камерах при расположении аппликатора над лучевой артерией в позиции, близкой к оптимальной.in FIG. 5 - experimental pressure curves in three working chambers when the applicator is located above the radial artery in a position close to optimal.

Блок-схема устройства и конструкция аппликатора показаны на фиг. 1-4. Устройство содержит аппликатор 10, который представляет собой элемент, приспособленный для установки на конечности 100. Аппликатор 10 имеет корпус 11, в котором образована полость камера 12 высокого давления с коллектором 121. Рабочая поверхность 17, приводимая при регистрации артериального давления в контакт с конечностью 100, содержит не сообщенные друг с другом три рабочие камеры 14, 15, 16. Каждая камера посредством гибких трубок 20, 21, 22 соединена с датчиками 23, 24, 25 давления. Датчики 23-25 подключены к входу АЦП 30, выход которого подсоединен к блоку 50 управления. Информационный выход блока 50 связан с компьютером 60.The block diagram of the device and the design of the applicator are shown in FIG. 1-4. The device comprises an applicator 10, which is an element adapted for installation on an extremity 100. The applicator 10 has a housing 11 in which a cavity is formed of a high-pressure chamber 12 with a collector 121. The working surface 17, brought into contact with the limb 100 when registering blood pressure, contains three working chambers 14, 15, 16. which are not communicated with each other. Each chamber is connected by means of flexible tubes 20, 21, 22 to pressure sensors 23, 24, 25. Sensors 23-25 are connected to the input of the ADC 30, the output of which is connected to the control unit 50. The information output of block 50 is connected to computer 60.

Создание и регулирование высокого давления в полости коллектора 121 обеспечивается воздушным насосом, для чего полость коллектора 121 соединена пневмомагистралью 40 с датчиком 41 давления и воздушным насосом, образованным ресивером 42 и подключенным к нему компрессором 43. Воздушный насос служит для поддержания в коллекторе 121 заданного высокого давления в интервале до 300 мм рт. ст..The creation and control of high pressure in the cavity of the manifold 121 is provided by an air pump, for which the cavity of the manifold 121 is connected by a pneumatic line 40 to the pressure sensor 41 and an air pump formed by the receiver 42 and the compressor 43 connected to it. The air pump serves to maintain the desired high pressure in the manifold 121 in the range up to 300 mm RT. Art ..

Для повышения информативности и решения задачи позиционирования сенсора требуется контролировать давление на нескольких, оптимально трех, площадках, расположенных по прямой линии с промежутками w=1,5-2 мм. На фиг. 2 позициями 20, 21, 22 показано размещение рабочих камер 14, 15, 16 со стороны рабочей поверхности 17. Удобно и технологично формировать рабочие камеры путем выполнения зазора 222 между торцами гибких трубок 20, 21, 22 и рабочей поверхностью 17.To increase the information content and solve the problem of positioning the sensor, it is necessary to control the pressure on several, optimally three, sites located in a straight line with gaps of w = 1.5-2 mm. In FIG. 2, positions 20, 21, 22 show the placement of the working chambers 14, 15, 16 from the side of the working surface 17. It is convenient and technologically possible to form the working chambers by making a gap 222 between the ends of the flexible tubes 20, 21, 22 and the working surface 17.

На фиг. 3, 4 укрупненно показана конструкция единичного канала, в частности камеры 14. В корпусе 11 выполнено отверстие с диаметром, совпадающим с внешним диаметром гибкой трубки 22, куда заведена указанная трубка с зазором 222 между ее концом (торцом). Коллектор 121 камеры 12 высокого давления соединен с зазором 222 рабочей камеры 14 посредством дроссельных каналов 226. Такие каналы 226 имеются также в каждой камере 15, 16. Их назначение - обеспечить пневматическую связь между коллектором 121 через зазор 222 в канал 221 трубки 22, в том случае, когда рабочая поверхность находится в пневматическом контакте с поверхностью 100. Направление дросселирования показано пунктиром и стрелками 224-225. Дроссельные каналы 226 выполнены с сечением, обеспечивающим изменение давления в полости рабочей камеры от нуля до около 200 мм рт. ст. за единицы миллисекунд.In FIG. 3, 4, the structure of a single channel, in particular, chamber 14, is shown enlarged. In the housing 11, a hole is made with a diameter matching the outer diameter of the flexible tube 22, where the specified tube is inserted with a gap 222 between its end (end). The manifold 121 of the high-pressure chamber 12 is connected to the gap 222 of the working chamber 14 via throttle channels 226. Such channels 226 are also present in each chamber 15, 16. Their purpose is to provide pneumatic communication between the manifold 121 through the gap 222 into the channel 221 of the tube 22, including case, when the working surface is in pneumatic contact with the surface 100. The direction of throttling is shown by the dotted line and arrows 224-225. The throttle channels 226 are made with a cross section that provides a change in pressure in the cavity of the working chamber from zero to about 200 mm RT. Art. in units of milliseconds.

Уменьшение габаритов каждой камеры решается изменением конструкции дросселя и вынесением датчика давления за корпус 11. Датчик давления соединяется гибкой ПВХ-трубкой с рабочей камерой 14(15, 16), в суммарный объем которой входит и внутренний объем полости 221 трубки 22. Это требует минимизировать как длину, так и внутренний диаметр трубки. Компоновка платы с датчиками давления вплотную к сенсору сокращает длину трубок до 20 мм. Внутренний диаметр трубки порядка 0,3 мм при наружном диаметре 0,8 мм. Объем полости 221 трубки 22 при этих размерах не превышает 1,5 мм3.The reduction in the dimensions of each chamber is solved by changing the design of the throttle and moving the pressure sensor out of the housing 11. The pressure sensor is connected by a flexible PVC pipe to the working chamber 14 (15, 16), the total volume of which also includes the internal volume of the cavity 221 of the tube 22. This requires minimizing how length and internal diameter of the tube. The layout of the board with pressure sensors close to the sensor reduces the length of the tubes to 20 mm. The inner diameter of the tube is about 0.3 mm with an outer diameter of 0.8 mm. The volume of the cavity 221 of the tube 22 at these sizes does not exceed 1.5 mm3.

Дроссельные каналы 226 для дозированной утечки воздуха из коллектора 121 камеры высокого давления в рабочие камеры 14(15, 16) могут быть выполнены, например, посредством зазорообразующих закладных элементов, при этом объем указанных рабочих камер практически равен лишь объему внутренней полости трубки.Throttle channels 226 for dosed air leakage from the manifold 121 of the high-pressure chamber to the working chambers 14 (15, 16) can be performed, for example, by means of gap-forming embedded elements, while the volume of these working chambers is practically equal only to the volume of the internal cavity of the tube.

Принцип работы устройства основан на поддержании давления воздуха в рабочих камерах 14, 15, 16, равным давлениям на соответствующие площадки (позиции 20, 21, 22 на фиг. 2) аппликатора 10 со стороны артерии и слоев кожи (поверхность 100), что аналогично «клапанам», сбрасывающим избыточное давление в рабочих камерах 14, 15, 16.The principle of operation of the device is based on maintaining the air pressure in the working chambers 14, 15, 16, equal to the pressures on the corresponding areas (positions 20, 21, 22 in Fig. 2) of the applicator 10 from the side of the artery and skin layers (surface 100), which is similar to " valves ", relieving excess pressure in the working chambers 14, 15, 16.

Более подробно принцип поясняется на примере функционирования одной из камер (см. фиг. 3). Благодаря постоянному притоку воздуха в камеру 14 через дроссельный канал 226, давление в камере 14 будет расти до открытия «клапана», уровень срабатывания которого задается текущим значением давления на поверхность аппликатора в проекции рабочей камеры со стороны артерии. Отличие от обычного предохранительного клапана заключается в том, что сбрасывание избыточного количества поступающего воздуха идет непрерывно и изменение давления на поверхность 17 аппликатора вызывает соответствующее изменение давления в рабочей камере 14 без нарушения стабильного режима истечения воздуха. Направление дросселирования показано пунктиром и стрелкой 224, а направление истечения воздуха из рабочей камеры - стрелками 225.In more detail, the principle is illustrated by the example of the functioning of one of the cameras (see Fig. 3). Due to the constant flow of air into the chamber 14 through the throttle channel 226, the pressure in the chamber 14 will increase until the “valve” opens, the response level of which is set by the current pressure on the applicator surface in the projection of the working chamber from the artery. The difference from a conventional safety valve is that excess air is discharged continuously and a change in pressure on the surface of the applicator 17 causes a corresponding change in pressure in the working chamber 14 without disturbing the stable mode of air outflow. The direction of throttling is shown by the dashed line and arrow 224, and the direction of the outflow of air from the working chamber is shown by arrows 225.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При измерении аппликатор 10 прикладывают на поверхность 100 запястья в проекции лучевой артерии так, чтобы все три рабочие камеры 14, 15, 16, конструктивно выполненные на одной прямой, были расположены в линию перпендикулярно артерии. Наблюдая на мониторе компьютера 60 за пульсациями давления в рабочих камерах 14, 15, 16, позиционируют аппликатор 10 в тангенциальном относительно артерии направлении по симметрии пульсаций в боковых рабочих камерах 14 и 16, и в радиальном направлении - по максимуму амплитуды давления в центральной рабочей камере 15. Примерный вид пульсаций давления правильно позиционированного аппликатора показан на рис. 5, где кривая 1 - давление в центральной рабочей камере 15, кривые 2 и 3 - давление в боковых рабочих камерах 14 и 16, соответственно.When measuring, the applicator 10 is applied to the surface of the wrist 100 in the projection of the radial artery so that all three working chambers 14, 15, 16, structurally made on one straight line, are located in a line perpendicular to the artery. Observing on the computer monitor 60 the pressure pulsations in the working chambers 14, 15, 16, the applicator 10 is positioned in the direction tangential to the artery with respect to the pulsation symmetry in the side working chambers 14 and 16, and in the radial direction, at the maximum pressure amplitude in the central working chamber 15 An approximate form of pressure pulsations of a correctly positioned applicator is shown in Fig. 5, where curve 1 is the pressure in the central working chamber 15, curves 2 and 3 are the pressure in the side working chambers 14 and 16, respectively.

Полученный в результате измерений сигнал давления в рабочей камере 15 в реальном времени повторяет изменение давления крови в артерии. При этом артерия не пережата и кровоток не перекрыт, что позволяет проводить длительное непрерывное неинвазивное измерение артериального давления.The resulting pressure signal in the working chamber 15 in real time repeats the change in blood pressure in the artery. In this case, the artery is not pinched and the blood flow is not blocked, which allows for a continuous continuous non-invasive measurement of blood pressure.

Claims (9)

1. Сенсор для непрерывного измерения артериального давления, содержащий аппликатор с контактной площадкой и пневматической камерой, открытой на плоскую поверхность контактной площадки и выполненной в теле аппликатора, датчик давления, связанный с камерой, подключенный через АЦП к блоку управления и обработки данных с устройством отображения, камеру высокого давления, сообщенную с воздушным насосом,1. A sensor for continuous measurement of blood pressure, comprising an applicator with a contact pad and a pneumatic chamber open on a flat surface of the contact pad and made in the body of the applicator, a pressure sensor connected to the camera, connected via an ADC to a control and data processing unit with a display device, a high pressure chamber in communication with the air pump, отличающийся тем, чтоcharacterized in that пневматическая камера аппликатора выполнена из трех идентичных рабочих камер, открытых отверстиями на плоскую поверхность контактной площадки и размещенных на ней по прямой линии на равных расстояниях друг от друга, при этомthe pneumatic chamber of the applicator is made of three identical working chambers open with holes on the flat surface of the contact pad and placed on it in a straight line at equal distances from each other, while каждая рабочая камера соединена посредством трубок с индивидуальным датчиком давления и АЦП, а торцы указанных трубок углублены относительно поверхности контактной площадки аппликатора на величину зазора так, чтобы суммарный объем внутренней полости трубки и указанного зазора не превышал 1,5 куб. мм, причемeach working chamber is connected by means of tubes to an individual pressure transducer and ADC, and the ends of these tubes are recessed relative to the surface of the contact area of the applicator by the gap value so that the total volume of the inner cavity of the tube and the specified gap does not exceed 1.5 cubic meters. mm, moreover камера высокого давления включает коллектор, связанный дроссельными каналами с каждой из рабочих камер с обеспечением режима постоянного стравливания из них воздуха.the high-pressure chamber includes a manifold connected by throttle channels from each of the working chambers with a constant bleeding mode of air from them. 2. Сенсор по п. 1, отличающийся тем, что диаметр d отверстий рабочих камер на плоскую поверхность контактной площадки составляет d = 0,7-0,9 мм, а расстояние w между ними w = 1,5-2 мм.2. The sensor according to claim 1, characterized in that the diameter d of the openings of the working chambers on the flat surface of the contact pad is d = 0.7-0.9 mm, and the distance w between them is w = 1.5-2 mm. 3. Сенсор по п. 1, отличающийся тем, что аппликатор выполнен монолитным из полиметилметакрилата.3. The sensor according to claim 1, characterized in that the applicator is made monolithic of polymethyl methacrylate. 4. Сенсор по п. 1, отличающийся тем, что воздушный насос содержит компрессор и ресивер, выполненные с возможностью поддержания в коллекторе камеры высокого давления заданного давления в интервале до 300 мм рт.ст.4. The sensor of claim 1, wherein the air pump comprises a compressor and a receiver configured to maintain a predetermined pressure in the high-pressure chamber manifold in the range up to 300 mm Hg. 5. Сенсор по п. 1, отличающийся тем, что дроссельные каналы выполнены с сечением, обеспечивающим изменение давления в полости рабочей камеры от нуля до около 200 мм рт.ст. за единицы миллисекунд.5. The sensor according to claim 1, characterized in that the throttle channels are made with a cross section that provides a change in pressure in the cavity of the working chamber from zero to about 200 mm Hg. in units of milliseconds.
RU2018106865A 2018-02-26 2018-02-26 Monolithic three-chamber pneumatic sensor with integrated throttle channels for continuous non-invasive measurement of arterial pressure RU2675066C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018106865A RU2675066C1 (en) 2018-02-26 2018-02-26 Monolithic three-chamber pneumatic sensor with integrated throttle channels for continuous non-invasive measurement of arterial pressure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018106865A RU2675066C1 (en) 2018-02-26 2018-02-26 Monolithic three-chamber pneumatic sensor with integrated throttle channels for continuous non-invasive measurement of arterial pressure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2675066C1 true RU2675066C1 (en) 2018-12-14

Family

ID=64753197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018106865A RU2675066C1 (en) 2018-02-26 2018-02-26 Monolithic three-chamber pneumatic sensor with integrated throttle channels for continuous non-invasive measurement of arterial pressure

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2675066C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2129833C1 (en) * 1996-07-05 1999-05-10 Волков Павел Георгиевич Cuff-corrector for determination of values of arterial blood pressure
US20070287927A1 (en) * 2006-05-24 2007-12-13 John Borgos Optical Vital Sign Detection Method and Measurement Device
RU2006129228A (en) * 2005-08-12 2008-02-20 Омрон Хэлткэа Ко., Лтд. (Jp) ELECTRONIC ARTERIAL PRESSURE MONITOR AND DATA PROCESSING DEVICE
US20100081941A1 (en) * 2006-03-22 2010-04-01 Endothelix, Inc. Cardiovascular health station methods and apparatus
EP2995248A1 (en) * 2012-11-23 2016-03-16 Cardiobionica SAGL Method and device for assessing the risk of cardiovascular complications

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2129833C1 (en) * 1996-07-05 1999-05-10 Волков Павел Георгиевич Cuff-corrector for determination of values of arterial blood pressure
RU2006129228A (en) * 2005-08-12 2008-02-20 Омрон Хэлткэа Ко., Лтд. (Jp) ELECTRONIC ARTERIAL PRESSURE MONITOR AND DATA PROCESSING DEVICE
US20100081941A1 (en) * 2006-03-22 2010-04-01 Endothelix, Inc. Cardiovascular health station methods and apparatus
US20070287927A1 (en) * 2006-05-24 2007-12-13 John Borgos Optical Vital Sign Detection Method and Measurement Device
US20130190630A1 (en) * 2006-05-24 2013-07-25 Tarilian Laser Technologies, Limited Optical vital sign detection method and measurement device
EP2995248A1 (en) * 2012-11-23 2016-03-16 Cardiobionica SAGL Method and device for assessing the risk of cardiovascular complications

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20060206014A1 (en) Ear probe particularly for measuring various physiological conditions particularly blood pressure, temperature and/or respiration
FI103758B (en) Method and apparatus for measuring blood pressure
JP4410767B2 (en) Continuous non-invasive blood pressure measurement device
US8814800B2 (en) Apparatus and method for enhancing and analyzing signals from a continuous non-invasive blood pressure device
FI103760B (en) Method and arrangement for measuring blood pressure
JP2938234B2 (en) Blood pressure monitor device with finger cuff calibration device
RU2502463C2 (en) Device for measuring information about blood pressure, capable of obtaining parameter for determining arteriosclerosis degree
TWM547950U (en) Wearable sphygmomanometer without pump
US20220370019A1 (en) Self-calibrating systems and methods for blood pressure wave form analysis and diagnostic support
MX2009010337A (en) Arterial blood pressure monitor with a liquid filled cuff.
US20120238887A1 (en) Hydrostatic finger cuff for blood wave form analysis and diagnostic support
JP6051744B2 (en) Electronic blood pressure monitor
GB2092309A (en) Blood Pressure Measurement
JP3417967B2 (en) Manifold used in connection with blood pressure monitoring device
WO2012021731A2 (en) Hydrostatic finger cuff for blood wave form analysis and diagnostic support
EP3681387B1 (en) Inflation apparatus for an inflation-based non-invasive blood pressure monitor and a method of operating the same
JPH01214335A (en) Peripheral resistance examination and detection apparatus
RU2675066C1 (en) Monolithic three-chamber pneumatic sensor with integrated throttle channels for continuous non-invasive measurement of arterial pressure
WO2020176214A1 (en) Finger cuff device with non-volume clamp, non-plethysmography pressure measurement method for continuous non-invasive blood pressure measurement
RU2638712C1 (en) Pneumatic sensor for continuous non-invasive measurement of arterial pressure
TW200406175A (en) Vital-information obtaining apparatus
JP2011234876A (en) Blood pressure measuring instrument
KR102356200B1 (en) Blood Pressure Meter And Method For Measuring Blood Pressure Using The Same
CN211962029U (en) Intelligent pressure relief system based on blood pressure measurement
RU2763653C1 (en) Oscillometric method for measuring the blood pressure and apparatus for implementation thereof