RU2698447C1

RU2698447C1 - Method for determining arterial pressure in the shoulder on each cardiac contraction

Info

Publication number: RU2698447C1
Application number: RU2018143732A
Authority: RU
Inventors: Владимир Вячеславович Пивоваров; Глеб Константинович Зайцев; Виктор Михайлович Тихоненко; Александр Юрьевич Кормилицын
Original assignee: Непубличное акционерное общество "Институт кардиологической техники" (ИНКАРТ)
Priority date: 2018-12-10
Filing date: 2018-12-10
Publication date: 2019-08-26

Abstract

FIELD: medicine.

SUBSTANCE: invention refers to medical equipment, namely to methods for evaluating arterial pressure by results of continuous non-invasive measurement of arterial pressure on each cycle of cardiac contraction and periodical fixation of Korotkov tones in a shoulder. A method of determining arterial pressure in the arm on each heart contraction involves periodical occlusion of the shoulder of the patient with a shoulder cuff, recording pressure in the shoulder cuff and recording Korotkov's tones using a sound vibration sensor and continuous non-invasive measurement of arterial pressure on another part of patient's body simultaneously with occlusion of shoulder. Method includes converting a blood pressure measured continuously in another part of the body by shifting and scaling the amplitude of the original pulse waves until obtaining the transformed pulse waves, which anacrotic limbs cross the pressure curve in the shoulder cuff in the moments of time, which correspond to the Korotkov tones origination moments. That is followed by determining systolic and diastolic arterial pressure in each cardiac contraction by the arterial pressure values obtained as a result of conversion, measured continuously.

EFFECT: technical result consists in improvement of measurement accuracy by determining arterial pressure on each cardiac cycle.

7 cl, 10 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к способам оценки артериального давления по результатам непрерывного неинвазивного измерения артериального давления на каждом цикле сердечного сокращения и периодической фиксации тонов Короткова в плече. Изобретение может использоваться в медицинских целях для определения параметров артериального давления, особенно при нарушениях сердечного ритма.The invention relates to medical equipment, and in particular to methods for assessing blood pressure according to the results of continuous non-invasive measurement of blood pressure on each cycle of heart beat and periodic fixation of Korotkov tones in the shoulder. The invention can be used for medical purposes to determine blood pressure parameters, especially for heart rhythm disturbances.

Широко известен метод измерения артериального давления (АД) Короткова [1], в настоящее время являющийся официально утвержденным методом неинвазивного измерения АД [2]. Манжету одевают на плечо пациента. Стетоскоп (микрофон) помещают на проекцию плечевой артерии в локтевой ямке. Создают давление в манжете превышающее максимальное АД, пережимая артерию и прекращая кровоток. Давление в манжете уменьшают с постоянной скоростью (2-5 мм рт.ст./с). Когда давление опустится до уровня, равного систолическому артериальному давлению (САД) пациента, в момент превышения появится характерный звуковой сигнал - тон Короткова. Пока давление в манжете находится на уровне между САД и диастолическим артериальным давлением (ДАД), будут слышны тоны Короткова, поскольку АД становится то выше, то ниже давления в манжете в разные моменты сердечного цикла. При приближении давления в манжете к ДАД звук изменяется, становится приглушенным и исчезает окончательно, т.к. манжета не создает никаких ограничений для потока крови.The method of measuring blood pressure (BP) of Korotkov [1] is widely known, which is currently an officially approved method for non-invasive measurement of blood pressure [2]. The cuff is put on the patient’s shoulder. A stethoscope (microphone) is placed on the projection of the brachial artery in the ulnar fossa. Create a pressure in the cuff exceeding the maximum blood pressure, pinching the artery and stopping blood flow. The pressure in the cuff is reduced at a constant speed (2-5 mm Hg / s). When the pressure drops to a level equal to the patient's systolic blood pressure (SBP), a characteristic sound signal will appear at the moment of exceeding - Korotkov’s tone. As long as the cuff pressure is between the SBP and the diastolic blood pressure (DBP), Korotkov’s tones will be heard, as the blood pressure becomes either higher or lower than the pressure in the cuff at different points in the cardiac cycle. As the cuff pressure approaches the DBP, the sound changes, becomes muffled and disappears completely, because the cuff does not create any restrictions on the flow of blood.

Однако данный метод позволяет оценить только одно значение САД и ДАД за время измерения, причем получаемые значения относятся к разным сердечным сокращениям. Погрешность метода определяется величиной вариаций САД и ДАД. Это приводит к неоднозначности определения САД при выраженном «аускультативном провале» и не позволяет определить АД у пациентов с сильным нарушением ритма, т.к. АД значительно отличается на каждом сердечном сокращении.However, this method allows you to evaluate only one value of SBP and DBP during the measurement, and the resulting values relate to different heart contractions. The error of the method is determined by the magnitude of the variations in SBP and DBP. This leads to ambiguity in determining the SBP with a pronounced "auscultatory failure" and does not allow the determination of blood pressure in patients with severe rhythm disturbance, because Blood pressure is significantly different at every heart beat.

Известен другой метод неинвазивного измерения АД - метод разгруженной артерии, предложенный Пеньязом [3]. Этот принцип основан на непрерывной оценке объема сосудов пальца по фотоплетизмографическому сигналу и следящей электропневматической системе, создающей давление, противодействующее изменению диаметра проходящих под манжетой артериальных сосудов в пальце руки. В этом случае обеспечивается постоянство фотоплетизмографического сигнала на заданном уровне, а давление в манжете повторяет давление крови в артериях пальца. Известны также устройства [3 - 8], в функции которых входит непрерывное неинвазивное измерение АД в кровеносных сосудах пальцев руки, основанное на методе разгруженной артерии. При работе этих устройств на одну из фаланг пальца руки создается внешнее давление, и одновременно на этом участке тела регистрируется фотоплетизмограмма. Внешнее давление создается пальцевой манжетой, а фотоплетизмограмма регистрируется посредством оптоэлементов, встроенных в корпус манжеты.Known for another method of non-invasive measurement of blood pressure - the method of unloaded artery proposed by Penyaz [3]. This principle is based on a continuous assessment of the volume of finger vessels using a photoplethysmographic signal and a follow-up electro-pneumatic system that creates pressure that counteracts a change in the diameter of the arterial vessels passing under the cuff in the finger. In this case, the photoplethysmographic signal is constant at a given level, and the pressure in the cuff repeats the blood pressure in the arteries of the finger. Devices [3 - 8] are also known, whose functions include continuous non-invasive measurement of blood pressure in the blood vessels of the fingers based on the method of unloaded artery. When these devices work, external pressure is created on one of the phalanges of the finger, and at the same time a photoplethysmogram is recorded on this part of the body. External pressure is created by the finger cuff, and the photoplethysmogram is recorded using optoelectrics built into the cuff body.

Однако измерение АД производится на периферическом участке артерии. Абсолютные значения давления изменяются при удалении места измерения от сердца, следовательно, абсолютные значения давления в пальце отличаются от давления в плече. Как правило, САД повышается, в то время как ДАД понижается, при сохранении относительного изменения давления.However, blood pressure measurement is performed on the peripheral part of the artery. The absolute pressure values change with the distance of the measurement from the heart, therefore, the absolute pressure values in the finger differ from the pressure in the shoulder. As a rule, the SBP rises, while the DBP decreases, while maintaining a relative change in pressure.

Известен метод аппланационной тонометрии [9]. В данном случае манжета располагается на запястье и содержит расположенный над лучевой артерией датчик тонометра. Датчик прижимает артерию к лучевой кости настолько, чтобы в достаточной степени ее сжать, сделать контакт с ее стенкой плоским (но не пережать до окклюзии). Затем через стенки сосуда с помощью датчиков давления регистрируется пульсовые изменения АД. Величина давления, необходимая для того, чтобы уплощить, но не закрыть артерию, известна как "рабочее усилие прижима" и рассчитывается по достаточно сложному алгоритму, который включает в себя предварительные оценки САД, ДАД и пульсового давлений.The known method of applanation tonometry [9]. In this case, the cuff is located on the wrist and contains a tonometer sensor located above the radial artery. 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, through the walls of the vessel using pulse sensors recorded pulse changes in blood pressure. The pressure required to flatten, but not close the artery, is known as the "working force of the clamp" and is calculated by a rather complex algorithm, which includes preliminary estimates of the SBP, DBP and pulse pressure.

Для измерения АД может использоваться в качестве исходного параметра скорость распространения пульсовой волны, являющейся функцией артериального давления [10]. Данный метод заключается в том, что вычисление АД на каждом сердечном сокращении основано на времени распространения пульсовой волны, которое определяется из ЭКГ и фотоплетизмографического сигнала с части тела пациента.To measure blood pressure, the pulse wave propagation velocity, which is a function of blood pressure, can be used as an initial parameter [10]. This method consists in the fact that the calculation of blood pressure at each heart beat is based on the propagation time of the pulse wave, which is determined from the ECG and photoplethysmographic signal from part of the patient’s body.

Необходимо отметить, что преобразование к неинвазивному давлению, измеренному в плече, выполняется на большинстве устройств, хотя методы калибровки отличаются. В приборе фирмы CNSystems [11] производится измерение АД в плече перед измерением непрерывного АД в пальце. Затем вычисляется индивидуальная передаточная функция и применяется к сигналу АД в пальце. Однако измерение АД в плече разделено во времени с измерением АД в пальце и не устраняются недостатки, присущие используемому методу измерения в плече, и, следовательно, приводит к неверному преобразованию сигнала АД у пациентов с сильным нарушением ритма, и выраженной вариацией давления.It should be noted that the conversion to non-invasive pressure measured in the shoulder is performed on most devices, although calibration methods differ. A CNSystems device [11] measures the blood pressure in the shoulder before measuring continuous blood pressure in the finger. Then, the individual transfer function is calculated and applied to the blood pressure signal in the finger. However, the measurement of blood pressure in the shoulder is divided in time with the measurement of blood pressure in the finger and the disadvantages inherent in the used method of measurement in the shoulder are not eliminated, and therefore leads to incorrect conversion of the blood pressure signal in patients with severe rhythm disturbance, and a pronounced pressure variation.

В приборах фирмы Finapres [12] используется глобальная передаточная функция от пальцевого давления к плечевому. В ходе работы прибора выполняется подстройка установки фотоплетизмографического сигнала без повторного измерения в плече - «Physiocalibration». Плечевая манжета позволяет получить только значение САД методом «return to flow». He прерывая измерение в пальце, накачивается плечевая манжета в той же руке до уровня давления, превышающего САД. Пульсации пальцевого давления пропадают. Давление в плечевой манжете уменьшается с контролируемой скоростью до появления пульсаций в пальцевой манжете. Процедуру повторяют. Недостатками является возможность измерения только САД; давление в плече измеряется в другое время, нежели корректируемый сигнал; фиксируются единичные значения давления, что не позволяет определить АД у пациентов с сильным нарушением ритма и выраженной вариацией давления; измерение на одной руке приводит к изменению гемодинамики.Finapres instruments [12] use the global transfer function from finger pressure to shoulder pressure. During the operation of the device, the setup of the photoplethysmographic signal without repeated measurement in the shoulder is performed - “Physiocalibration”. The shoulder cuff allows you to get only the value of the GARDEN by the method of "return to flow". He interrupting the measurement in the finger, the shoulder cuff in the same hand is pumped up to a pressure level exceeding the GARDEN. Finger pulsations disappear. The pressure in the shoulder cuff decreases at a controlled speed until pulsations in the finger cuff appear. The procedure is repeated. The disadvantages are the ability to measure only GARDEN; shoulder pressure is measured at a different time than the corrected signal; single pressure values are recorded, which does not allow determining blood pressure in patients with severe rhythm disturbance and pronounced pressure variation; measurement on one arm leads to a change in hemodynamics.

Целью настоящего изобретения является создание способа, производящего численную оценку в каждом сердечном сокращении АД, сопоставимых с измерением АД методом Короткова в плече.The aim of the present invention is to provide a method that makes a numerical assessment in each heart rate of blood pressure comparable with the measurement of blood pressure by the Korotkov method in the shoulder.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение функциональности способа при одновременном повышении точности измерений АД за счет получения возможности измерений АД на каждом цикле сердечного сокращении, что позволит непрерывно отслеживать АД у пациентов, особенно при нарушении ритма.The technical result of the claimed invention is to increase the functionality of the method while improving the accuracy of blood pressure measurements by obtaining the ability to measure blood pressure on each heart rate cycle, which will allow continuous monitoring of blood pressure in patients, especially in case of rhythm disturbance.

Указанный технический результат достигается за счет того, что способ определения артериального давления в плече на каждом сердечном сокращении включает периодическую окклюзию плеча пациента плечевой манжетой, регистрацию давления в плечевой манжете и регистрацию тонов Короткова с помощью датчика звуковых колебаний, непрерывное неинвазивное измерение артериального давления на другой части тела пациента одновременно с окклюзией плеча, преобразование измеренного непрерывно в другой части тела артериального давления таким образом, чтобы моменты времени пересечения анакрот пульсовых волн с кривой давления в плечевой манжете максимально соответствовали моментам времени возникновения тонов Короткова, последующее определение систолического и диастолического артериального давления в каждом сердечном сокращении по полученным в результате преобразования значениям артериального давления, измеренного непрерывно.The specified technical result is achieved due to the fact that the method of determining blood pressure in the shoulder at each heart beat includes periodic occlusion of the patient’s shoulder with the shoulder cuff, recording pressure in the shoulder cuff and recording Korotkov tones using a sound vibration sensor, continuous non-invasive measurement of blood pressure on the other part the patient’s body simultaneously with the occlusion of the shoulder, the conversion of blood pressure measured continuously in another part of the body in such a way Oba time points of intersection Anacrota pulse wave pressure curve in the brachial cuff maximally matched time moments of occurrence of the Korotkoff sounds, the subsequent determination of systolic and diastolic blood pressure for each heartbeat resulting from converting the values of blood pressure measured continuously.

При этом возможны варианты развития основного технического решения, заключающиеся в том, что непрерывное неинвазивное измерение артериального давления выполняют методом разгруженной артерии (например, на пальце руки пациента, отличной от той, где проводят окклюзию плеча), аппланационным методом или по скорости распространения пульсовой волны. А преобразование полученного непрерывного артериального давления осуществляют с помощью линейной или нелинейной функции.In this case, development options for the main technical solution are possible, namely, that a continuous non-invasive measurement of blood pressure is performed by the method of unloaded artery (for example, on the patient’s finger, different from the one where the shoulder is occluded), by the applanation method or by the pulse wave propagation speed. And the conversion of the resulting continuous blood pressure is carried out using a linear or non-linear function.

Таким образом, за счет совокупности заявляемых существенных признаков удается повысить функциональность способа при одновременном повышении точности измерений АД благодаря определению АД в плече на каждом сердечном сокращении за счет осуществления преобразования данных, полученных при одновременном съеме с пациента звуковых колебаний (тонов Короткова) при окклюзии плечевой манжетой одной руки пациента, и данных, получаемых при непрерывном неинвазивном измерении артериального давления на другой части тела пациента, создаваемого по алгоритму управления в следящем режиме. В результате АД вычисляется не по границам возникновения или исчезновения тонов Короткова, а непосредственно путем определения в каждом сердечном сокращении величин максимального (систолического) и минимального (диастолического) по полученной в результате преобразования непрерывной кривой давления.Thus, due to the combination of the claimed essential features, it is possible to increase the functionality of the method while improving the accuracy of blood pressure measurements by determining the blood pressure in the shoulder at each heart beat by converting the data obtained while taking sound vibrations (Korotkov tones) from the patient during occlusion with the shoulder cuff one arm of the patient, and data obtained by continuous non-invasive measurement of blood pressure on another part of the patient’s body, generated by control algorithm in a follow-up mode. As a result, blood pressure is calculated not according to the boundaries of the onset or disappearance of Korotkov tones, but directly by determining the maximum (systolic) and minimum (diastolic) values in each heart beat from the continuous pressure curve obtained as a result of the transformation.

Сущность заявляемого изобретения поясняется фигурами и нижеследующим описанием.The essence of the claimed invention is illustrated by the figures and the following description.

На Фиг. 1 представлена иллюстрация преобразования непрерывно измеренного артериального давления.In FIG. 1 is an illustration of a conversion of continuously measured blood pressure.

На Фиг. 2 представлена блок-схема устройства, реализующего способ по пунктам 2 и 3 формулы.In FIG. 2 shows a block diagram of a device that implements the method according to paragraphs 2 and 3 of the formula.

На Фиг. 3 представлена блок-схема устройства, реализующего способ по пункту 4 формулы.In FIG. 3 shows a block diagram of a device that implements the method according to paragraph 4 of the formula.

На Фиг. 4 представлена блок-схема устройства, реализующего способ по пункту 5 формулы.In FIG. 4 shows a block diagram of a device that implements the method according to paragraph 5 of the formula.

На Фиг. 5-7 представлен пример осуществления способа.In FIG. 5-7 show an example implementation of the method.

На Фиг. 8-10 представлен другой пример осуществления способа.In FIG. 8-10 show another example implementation of the method.

Способ определения АД в плече на каждом сердечном сокращении (Фиг. 1) заключается в том, что осуществляют периодическую окклюзию плеча пациента плечевой манжетой, регистрацию давления в плечевой манжете и регистрацию тонов Короткова с помощью датчика звуковых колебаний. Одновременно с этим производят непрерывное неинвазивное измерение АД на другой части тела пациента.The method for determining blood pressure in the shoulder at each heart beat (Fig. 1) consists in periodically occluding the patient’s shoulder with the shoulder cuff, recording pressure in the shoulder cuff, and registering Korotkov tones using a sound vibration sensor. At the same time, a continuous non-invasive measurement of blood pressure is made on another part of the patient’s body.

Затем, используя полученные данные, с помощью блока обработки и управления преобразовывают измеренное непрерывно в другой части тела АД таким образом, чтобы моменты времени пересечения анакрот (подъемов начальной части пульсовой волны) пульсовых волн 1 с кривой 2 давления в плечевой манжете максимально соответствовали моментам времени возникновения тонов 3 Короткова (Фиг. 1). Указанное преобразование осуществляют путем сдвига и масштабирования по амплитуде исходных пульсовых волн 1 до получения преобразованных пульсовых волн 4, анакроты которых пересекают кривой 2 давления в моменты времени, которые максимально соответствуют моментам времени возникновения тонов 3 Короткова.Then, using the data obtained, using the processing and control unit, the blood pressure measured continuously in another part of the body is converted so that the moments of intersection of the anacrot (rises of the initial part of the pulse wave) of the pulse waves 1 with curve 2 of the pressure in the shoulder cuff correspond to the time of occurrence tones 3 Korotkova (Fig. 1). The specified conversion is carried out by shifting and scaling the amplitude of the initial pulse waves 1 to obtain the converted pulse waves 4, the anacrots of which intersect the pressure curve 2 at time points that most closely correspond to the time points of occurrence of 3 Korotkov tones.

По полученным в результате преобразования значениям АД, измеренного непрерывно, также с помощью блока обработки и управления определяют значения САД и ДАД в каждом сердечном сокращении.The BP values obtained as a result of the conversion, measured continuously, also using the processing and control unit determine the values of SBP and DBP in each heart beat.

На Фиг. 1 обозначены: Т_и1, Т_и2…Т_иn - моменты возникновения измеренных ДЗК 6 тонов 3 Короткова; Т_р1, Т_р2…Т_рk - расчетные моменты времени пересечения анакрот исходных пульсовых волн 1 с кривой 2 давления; Т^п _р1, Т^п _р2…Т^п _рm - расчетные моменты времени пересечения анакрот преобразованных пульсовых волн 4 с кривой 2 давления.In FIG. 1 marked: T _{and 1} , T _{and 2} ... T and _n - the moments of occurrence of the measured spare wheel bracket 6 tones 3 Korotkova; T _p1 , T _p2 ... T _pk are the calculated time points of the intersection of the anacrots of the initial pulse waves 1 with pressure curve 2; T ^p _p1 , T ^p _p2 ... T ^p _pm - calculated time moments of the intersection of anacrot converted pulse waves 4 with curve 2 of the pressure.

Для реализации заявляемого способа определения АД в плече на каждом сердечном может быть применено, например, устройство (Фиг. 2-4), включающее блок 5 тонов Короткова (БТК), содержащий датчик 6 звуковых колебаний (ДЗК) и плечевую манжету 7 (ПлМ), по меньшей мере один блок 8 управления давлением (БУД), блок 9 непрерывного неинвазивного измерения артериального давления (БННИАД), блок 10 обработки и управления (БОиУ), датчик И уровня (ДУ), устройство 12 отображения информации (УОИ).To implement the proposed method for determining blood pressure in the shoulder on each heart can be used, for example, a device (Fig. 2-4), comprising a block of 5 Korotkov tones (BTK), containing a sensor 6 of sound vibrations (DZK) and shoulder cuff 7 (PLM) at least one pressure control unit (BUD) 8, a continuous non-invasive blood pressure measurement unit (BNNIAD) 9, a processing and control unit (BOIU), a level sensor (D), an information display device 12 (UOI).

При этом ДЗК 6 представляет собой микрофон и выполнен с возможностью регистрации тонов Короткова, соединен с БОиУ 10 и может быть совмещен с ПлМ 7.In this case, the spare wheel bracket 6 is a microphone and is configured to register Korotkov tones, connected to BOIU 10 and can be combined with PLM 7.

БУД 8 соединен с БОиУ 10 и представляет собой, например, пневматическое устройство для накачивания воздухом компрессионных манжет. Причем если манжет несколько, то такой для каждой манжеты такой блок может быть отдельным или общим. В качестве БУД 8 также может быть использовано устройство для создания механического давления на часть тела пациента.BUD 8 is connected to BOIU 10 and is, for example, a pneumatic device for inflating compression cuffs with air. Moreover, if there are several cuffs, then such a block for each cuff can be separate or common. As an ECU 8, a device for creating mechanical pressure on a part of the patient’s body can also be used.

ПлМ 7 может быть выполнена компрессионной или иметь механический механизм сдавливания плеча пациента, она соединена с БУД 8 и выполнена с возможностью размещения на плече пациента.PLM 7 can be made compression or have a mechanical mechanism for squeezing the shoulder of the patient, it is connected to the ECU 8 and is configured to be placed on the shoulder of the patient.

БННИАД 9 соединен с БОИУ 10 и может быть выполнен с возможностью измерения АД методом разгруженной артерии (Фиг. 2) или аппланационным методом (Фиг. 3) или по скорости распространения пульсовой волны (Фиг. 4).BNNIAD 9 is connected to BOIU 10 and can be made with the possibility of measuring blood pressure by the method of unloaded artery (Fig. 2) or the applanation method (Fig. 3) or by the pulse wave propagation speed (Fig. 4).

На Фиг. 2 представлен пример БННИАД 9, реализующего метод разгруженной артерии, который содержит фотоплетизмографическую систему 13 (ФПС), соединенную с БОиУ 10 и совмещенную с компрессионной пальцевой манжетой 14 (КПМ), соединенной с БУД 8. Принцип реализации этого метода общеизвестен [3].In FIG. 2 shows an example of BNNIAD 9, which implements the method of unloaded artery, which contains a photoplethysmographic system 13 (FPS) connected to BOIU 10 and combined with a compression finger cuff 14 (CPM) connected to the ECU 8. The principle of this method is well known [3].

В случае если БННИАД 9 реализует аппланационный метод (Фиг. 3), он содержит тензометрический датчик 15 со сферической поверхностью (ТД), соединенный с БОиУ 10 и выполненный с возможностью его расположения над лучевой артерией, и устройство 16 передачи давления (УПД) на ТД 15 (в данном случае используется механическое давление), связанное с БУД 8 и выполненное с возможностью его расположения на запястье или виске. Принцип реализации этого метода общеизвестен [9].In case BNNIAD 9 implements the applanation method (Fig. 3), it contains a strain gauge 15 with a spherical surface (TD) connected to BOIU 10 and configured to be located above the radial artery, and a pressure transmitting device (UPD) 16 on the TD 15 (in this case, mechanical pressure is used) associated with the ECU 8 and made with the possibility of its location on the wrist or temple. The principle of implementation of this method is well known [9].

В случае если БННИАД 9 реализует метод определения АД по скорости распространения пульсовой волны (Фиг. 4), он содержит фотоплетизмографический датчик 17 (ФПД) и датчик 18 ЭКГ (ДЭКГ), соединенные с БОиУ 10 и выполненные с возможностью их расположения на части тела пациента, выбранной для проведения измерений АД. Принцип реализации этого метода общеизвестен [10].In case BNNIAD 9 implements a method for determining blood pressure by the pulse wave propagation velocity (Fig. 4), it contains a photoplethysmographic sensor 17 (FPD) and an ECG sensor 18 (DECG) connected to BOIU 10 and made with the possibility of their location on part of the patient’s body selected for the measurement of blood pressure. The principle of implementation of this method is well known [10].

ДУ 11 соединен с БОиУ 10 и выполнен с возможностью определения положения части тела пациента относительно его сердца. Его наличие не является обязательным, но желательно для более точных измерений.DU 11 is connected to BOIU 10 and is configured to determine the position of the patient’s body part relative to his heart. Its presence is optional, but desirable for more accurate measurements.

УОИ 12 соединено с БОиУ 10 и представляет собой дисплей для визуализации результатов определения АД.UOI 12 is connected to BOIU 10 and is a display for visualizing the results of determining blood pressure.

БОиУ 10 представляет собой программируемый контроллер и может быть реализован на базе персонального компьютера. При этом БОиУ 10 выполнен с возможностью управления БУД 8 и с возможностью получения и обработки данных от ДЗК 6 и БННИАД 9, а также с возможностью обеспечения преобразования измеренного непрерывно АД.BOIU 10 is a programmable controller and can be implemented on the basis of a personal computer. Moreover, BOIU 10 is made with the possibility of controlling the ECU 8 and with the possibility of receiving and processing data from remote sensing complexes 6 and BNNIAD 9, as well as with the ability to ensure the conversion of continuously measured blood pressure.

При обработке данных в БОиУ 10 из регистрируемого ДЗК 6 звукового сигнала выделяют характерные тоны, соответствующие сердечным сокращениям (тоны 3 Короткова). Для каждого тона 3 определяют время его возникновения и амплитуду, причем тоны 3 Короткова возникают в момент, когда давление в плечевой артерии при его росте сравнивается с давлением в ПлМ 7. Преобразование осуществляют таким образом, чтобы моменты времени пересечения анакрот пульсовых волн 1 с кривой 2 давления в ПлМ 7 максимально соответствовали моментам времени возникновения тонов 3 Короткова (Фиг. 1). Указанное преобразование осуществляется путем сдвига и масштабирования по амплитуде исходных пульсовых волн 1 до получения преобразованных пульсовых волн 4, анакроты которых пересекают кривой 2 давления в моменты времени, которые максимально соответствуют моментам времени возникновения тонов 3 Короткова.When processing data in BOIU 10, characteristic tones corresponding to cardiac contractions (Korotkov tones 3) are extracted from the recorded sound signal of the remote sensing device 6. For each tone 3, the time of its occurrence and the amplitude are determined, and Korotkov tones 3 occur at the moment when the pressure in the brachial artery during its growth is compared with the pressure in the PLM 7. The transformation is carried out in such a way that the moments of intersection of the anacrot of pulse waves 1 with curve 2 the pressure in the PLM 7 as much as possible corresponded to the time instants of the appearance of tones 3 of Korotkov (Fig. 1). The indicated transformation is carried out by shifting and scaling the amplitude of the initial pulse waves 1 until the converted pulse waves 4 are obtained, the anacrots of which intersect the pressure curve 2 at time points that most closely correspond to the time points of occurrence of 3 Korotkov tones.

Преобразование пульсовых волн 1 осуществляют таким образом, чтобы расчетные моменты времени (Т^п _р1, Т^п _р2…Т^п _рm) пересечения анакрот преобразованных пульсовых волн 4 с кривой 2 давления максимально совпадали с моментами возникновения (Т_и1, Т_и2…Т_иn) измеренных ДЗК 6 тонов 3 Короткова.The conversion of pulse waves 1 is carried out in such a way that the calculated time instants (T ^p _p1 , T ^p _p2 ... T ^p _pm ) of the intersection of the anacrot of the transformed pulse waves 4 with pressure curve 2 as much as possible coincide with the moments of occurrence (T _{and 1} , T _{and 2} ... T and _n ) measured spare wheel bracket 6 tones 3 Korotkova.

Преобразование полученного непрерывного АД может выполняться в БОиУ 10 с помощью линейной функции:The conversion of the resulting continuous blood pressure can be performed in BOUU 10 using a linear function:

P(t)_пл=P(t)_ни*k+Δ_p,P (t) _PL = P (t) _neither * k + Δ _p ,

где Р(t)_пл - давление в плече, P(t)_ни - давление, непрерывно измеренное на другой части тела, k - коэффициент усиления, Δ_р - величина сдвига.where P (t) _PL is the pressure in the shoulder, P (t) _NI is the pressure continuously measured on the other part of the body, k is the gain, Δ _p is the shear value.

Преобразование полученного непрерывного АД может выполняться в БОиУ 10 также с помощью нелинейной функции, например [13]:The conversion of the resulting continuous blood pressure can be performed in BOUU 10 also using a nonlinear function, for example [13]:

5

five

где i - мнимая единица.where i is the imaginary unit.

Это преобразование эквивалентно усилению (k), применению фильтра высоких частот второго порядка с усилением (с частотой среза f₀) и фильтра низких частот второго порядки с резонансной частотой

и коэффициентом демпфирования D<1.This conversion is equivalent to gain (k), the use of a second-order high-pass filter with gain (with a cutoff frequency f ₀ ) and a second-order low-pass filter with a resonant frequency

and damping coefficient D <1.

Преобразование в БОиУ 10 выполняется таким образом, чтобы целевая функция приложенная к полученным моментам времени F(T_иi, T^п _pi) достигала оптимума при наилучшем совпадение параметров измеренных и расчетных тонов 3 Короткова, а полученное в этом случае непрерывное давление будет соответствовать АД в плече.The conversion to BOIU 10 is performed in such a way that the objective function applied to the obtained time instants F (T and _i , T ^p _pi ) _{reaches the} optimum with the best coincidence of the parameters of the measured and calculated tones 3 Korotkov, and the continuous pressure obtained in this case will correspond to the blood pressure in the shoulder .

По полученным в результате преобразования значениям АД, измеренного непрерывно, также с помощью БОиУ 10 определяют значения САД и ДАД в каждом сердечном сокращении. В результате АД вычисляется не по границам возникновения или исчезновения тонов Короткова, а непосредственно путем определения в каждом сердечном сокращении величин максимального (систолического) и минимального (диастолического) по полученной в результате преобразования непрерывной кривой давления.According to the obtained as a result of the conversion, the blood pressure values measured continuously, also using BOIU 10 determine the values of the SBP and DBP in each heart beat. As a result, blood pressure is calculated not according to the boundaries of the onset or disappearance of Korotkov tones, but directly by determining the maximum (systolic) and minimum (diastolic) values in each heart beat from the continuous pressure curve obtained as a result of the transformation.

Заявляемый способ реализуют следующим образом.The inventive method is implemented as follows.

Располагают на плече одной руки пациента ПлМ 7 и помещают ДЗК 6 на проекцию плечевой артерии в локтевой ямке.They are placed on the shoulder of one arm of the patient PLM 7 and placed DZK 6 on the projection of the brachial artery in the ulnar fossa.

Если в качестве метода непрерывного измерения АД выбран метод разгруженной артерии (Фиг. 2), то на пальце другой части тела пациента (второй руки) размещают ФПС 13 и КПМ 14. Внешнее давление производят в соответствии с сигналом фотоплетизмограммы, используемым в цепи обратной связи ФПС 13 с БОиУ 10, таким образом, чтобы кровенаполнение сосудов пальца соответствовало максимальному уровню. Выполнение этого условия, в соответствии с принципом Пеньяза, обеспечивает равенство внешнего давления и измеряемого параметра АД, и позволяет непрерывно измерять АД в пальцевых сосудах.If the unloaded artery method is chosen as the method of continuous blood pressure measurement (Fig. 2), then FPS 13 and KPM 14 are placed on the finger of the other part of the patient’s body (second hand). External pressure is produced in accordance with the photoplethysmogram signal used in the FPS feedback circuit 13 with BOIU 10, so that the blood supply to the vessels of the finger corresponds to the maximum level. The fulfillment of this condition, in accordance with the Penyaz principle, ensures the equality of external pressure and the measured parameter of blood pressure, and allows you to continuously measure blood pressure in the finger vessels.

Если в качестве метода непрерывного измерения АД выбран аппланационный метод (Фиг. 3), то на запястье другой руки над лучевой артерией или на виске располагают ТД 15. На ТД 15 при помощи механического привода через УПД 16 оказывают внешнее давление такой величины, чтобы наблюдались максимальные пульсации давления. Максимальные пульсации возникают, когда среднее давление внутри сосуда равно давлению снаружи. Основываясь на третьем законе Ньютона, давление внутри прямо пропорционально силе, которая вызывает уплощение сферической поверхности и косвенно пропорциональна площади контакта, что позволяют измерять АД на основе сигнала с ТД 15.If the applanation method was chosen as the method of continuous measurement of blood pressure (Fig. 3), then on the wrist of the other hand above the radial artery or on the temple are placed TD 15. On the TD 15 with the help of a mechanical drive through the pressure transfer 16 exert an external pressure of such a value that maximum pressure pulsations. Maximum ripple occurs when the average pressure inside the vessel is equal to the pressure outside. Based on Newton’s third law, the pressure inside is directly proportional to the force that causes the flattening of the spherical surface and is indirectly proportional to the contact area, which allows measurement of blood pressure based on the signal from TD 15.

Если в качестве метода непрерывного измерения давления выбран метод измерения давления по скорости распространения пульсовой волны (Фиг. 4), то на палец помещается ФПД 17 и одновременно регистрируется ЭКГ с ДЭКГ 18. Вычисление АД на каждом сердечном сокращении основано на времени распространения пульсовой волны, которое определяется из ЭКГ и фотоплетизмографического сигнала с пальца.If the method of measuring pressure by the pulse wave propagation velocity is selected as the continuous pressure measurement method (Fig. 4), then the PDF 17 is placed on the finger and the ECG with DECG 18 is simultaneously recorded. Calculation of blood pressure at each heart beat is based on the pulse wave propagation time, which is determined from the ECG and photoplethysmographic signal from the finger.

Одновременно с непрерывным измерением давления периодически выполняют подъем давления в ПлМ 7 выше уровня САД и управляемый линейный спуск давления. С помощью БОиУ 10 фиксируют звуковой сигнал от ДЗК 6, расположенного дистальнее места окклюзии.Simultaneously with the continuous measurement of pressure periodically perform a pressure rise in PLM 7 above the level of the GARDEN and controlled linear pressure drop. Using BOIU 10 fix the sound signal from the spare wheel bracket 6, located distal to the occlusion site.

Далее выполняют обработку и преобразование полученных данных, определяя таким образом АД в плече на каждом сердечном сокращении.Next, the processing and conversion of the obtained data is performed, thus determining the blood pressure in the shoulder at each heart beat.

Пример 1.Example 1

На Фиг. 5 представлена запись пациента с высокой вариабельностью давления. Оба измерения классическим методом Короткова совпали с моментами низкого САД, что позволило сделать ложный вывод о том, что среднее значение САД соответствует норме (126,5 мм рт.ст.). По непрерывным данным значение САД менялось в диапазоне от 124,5 до 152.5 со средним значением 135.1 мм рт.ст., что является повышенным давлением. На Фиг. 6 представлено увеличенное первое измерение с Фиг. 5, а на Фиг. 7 представлено увеличенное второе измерение с Фиг. 5. Данные измерений сведены в Таблицу 1.In FIG. Figure 5 shows a patient record with high pressure variability. Both measurements by the classical Korotkov method coincided with the moments of low SBP, which allowed us to make a false conclusion that the average SBP corresponds to the norm (126.5 mm Hg). According to continuous data, the SBP value varied in the range from 124.5 to 152.5 with an average value of 135.1 mmHg, which is an increased pressure. In FIG. 6 is an enlarged first dimension of FIG. 5, and in FIG. 7 is an enlarged second dimension of FIG. 5. The measurement data are summarized in Table 1.

Пример 2.Example 2

На Фиг. 8 представлена запись пациента с желудочковой экстрасистолией. Наблюдаются неравномерные тоны Короткова, что затрудняет определение давления классическим методом. Значение САД менялось в диапазоне от 110,2 до 179 со средним значением 145.2 мм рт.ст., значение ДАД изменялось в диапазоне от 41.9 до 117.7 мм рт.ст. со средним значением 84.4 мм рт.ст. На Фиг. 9 представлено увеличенное первое измерение с Фиг. 8, а на Фиг. 10 представлено увеличенное второе измерение с Фиг. 8. Данные измерений сведены в Таблицу 2.In FIG. 8 shows a record of a patient with ventricular extrasystole. Irregular tones of Korotkov are observed, which complicates the determination of pressure by the classical method. The value of SBP varied in the range from 110.2 to 179 with an average value of 145.2 mm Hg, the value of DBP ranged from 41.9 to 117.7 mm Hg. with an average value of 84.4 mm Hg In FIG. 9 is an enlarged first dimension of FIG. 8, and in FIG. 10 is an enlarged second dimension of FIG. 8. The measurement data are summarized in Table 2.

Список использованных источников:List of sources used:

1. Коротков Н.С. К вопросу о методах исследования кровяного давления // Известия Императорской Военно-медицинской академии. - 1905. -Т. 11. - С. 365-367.1. Korotkov N.S. To the question of methods for studying blood pressure // News of the Imperial Military Medical Academy. - 1905. -T. 11. - S. 365-367.

2. Williams В. et. al. 2018 ESC/ESH Guidelines for the management of arterial hypertension // European Heart Journal. - 2018. - V. 39. - P. 3021-3104.2. Williams, B. et. al. 2018 ESC / ESH Guidelines for the management of arterial hypertension // European Heart Journal. - 2018. - V. 39. - P. 3021-3104.

3.

J. Patentova Listina, CISLO 133 205. - 19693.

J. Patentova Listina, CISLO 133 205. - 1969

4. Penaz. Automatic noninvasive blood pressure monitor. US 4869261. Приор. 27.03.1987. Опубл. 26.09.1989.4. Penaz. Automatic noninvasive blood pressure monitor. US 4869261. Prior. 03/27/1987. Publ. 09/26/1989.

5. Inflatable finger cuff. US 4726382 и EP 0260807 заявка EP 19870307192 от 14.09.1987, опубл. 23.03.1988.5. Inflatable finger cuff. US 4726382 and EP 0260807 application EP 19870307192 from 09/14/1987, publ. 03/23/1988.

6. Inflatable finger cuff for use in non-invasive monitoring of instantaneous blood pressure. Europ. pat. application №0537383; Application number: 91202676.2; Date of filing: 15.10.91; Applicant: Nederlandse organisatie TNO. 21.04.93 Bulletin 93/16.6. Inflatable finger cuff for use in non-invasive monitoring of instantaneous blood pressure. Europ. pat. application No. 0537383; Application number: 91202676.2; Date of filing: 10/15/91; Applicant: Nederlandse organisatie TNO. 04/21/93 Bulletin 93/16.

7. Inflatable finger cuff. US 4726382. Приор. 23.02.1988.7. Inflatable finger cuff. US 4726382. Prior. 02/23/1988.

8. Dual-finger vital signs monitor. US 5152296. Опубл. 6.10.1992.8. Dual-finger vital signs monitor. US 5152296. Publ. 10/10/1992.

9. Tensys Medical, Inc. Method and apparatus for non-invasively measuring hemodynamic parameters using parametrics // Patent # 9,814,398 - 2013.9. Tensys Medical, Inc. Method and apparatus for non-invasively measuring hemodynamic parameters using parametrics // Patent # 9,814,398 - 2013.

10. Gesche H, Grosskurth D, Kuchler G, Patzak A. Continuous blood pressure measurement by using the pulse transit time: comparison to a cuffbased method. Eur J Appl Physiol 2012; 112:309-315.10. Gesche H, Grosskurth D, Kuchler G, Patzak A. Continuous blood pressure measurement by using the pulse transit time: comparison to a cuffbased method. Eur J Appl Physiol 2012; 112: 309-315.

11. CNSystems https://www.cnsystems.com/products/cnap-monitor-500.11. CNSystems https://www.cnsystems.com/products/cnap-monitor-500.

12. Finapres http://www.finapres.com/.12. Finapres http://www.finapres.com/.

13. Gizdulich P., Prentza A, Wesseling K.H. Models of brachial to finger pulse wave distortion and pressure decrement. Cardiovascular research - 1997 - V. 33 - p.p. 698-705.13. Gizdulich P., Prentza A, Wesseling K.H. Models of brachial to finger pulse wave distortion and pressure decrement. Cardiovascular research - 1997 - V. 33 - p.p. 698-705.

Claims

1. The method for determining blood pressure in the shoulder at each heart beat includes periodic occlusion of the patient’s shoulder with the shoulder cuff, recording pressure in the shoulder cuff and recording Korotkov tones using a sound vibration sensor, continuous non-invasive measurement of blood pressure on another part of the patient’s body simultaneously with shoulder occlusion, the conversion of blood pressure measured continuously in another part of the body by shifting and scaling the amplitude of the initial pulse waves to obtain of transformed pulse waves, the anacrots of which intersect the pressure curve in the shoulder cuff at time points that correspond to the time of occurrence of Korotkov tones, the subsequent determination of systolic and diastolic blood pressure in each heart beat from the values of the blood pressure measured as a result of the conversion, measured continuously.

2. The method according to p. 1, characterized in that the continuous non-invasive measurement of blood pressure is performed by the method of unloaded artery.

3. The method according to p. 2, characterized in that the measurement is performed on the patient’s finger, different from that where the shoulder is occluded.

4. The method according to p. 1, characterized in that the continuous non-invasive measurement of blood pressure is performed by the applanation method.

5. The method according to p. 1, characterized in that the continuous non-invasive measurement of blood pressure is performed according to the propagation velocity of the pulse wave.

6. The method according to p. 1, characterized in that the conversion of the obtained continuous blood pressure is carried out using a linear function.

7. The method according to p. 1, characterized in that the conversion of the obtained continuous blood pressure is carried out using a non-linear function.