CS209806B2

CS209806B2 - Appliance for the pletysmography of the vein closure

Info

Publication number: CS209806B2
Application number: CS777474A
Authority: CS
Inventors: Ferenc Nagy
Original assignee: Medicor Muevek
Priority date: 1976-11-17
Filing date: 1977-11-14
Publication date: 1981-12-31
Also published as: DE2751004C3; DE2751004B2; NL7712555A; PL202209A1; ES464181A1; DE2751004A1; DD132403A5; GR64026B; GB1574869A; PL112328B1; HU173760B

Description

(54) ' Zařízení pro pletysmografii uzávěru žil

Vynález se týká zařízení, kterým se provádí pletysmografické vyšetření končetin prostřednictvím uzávěru žil.

Pomocí zařízení podle vynálezu mohou se zjistit neinvasivní cestou patologické změny jak kapilár, tak také žilního nebo tepenního řečiště, stejně tak dobře se mohou pozorovat výsledky chirurgických zákroků nebo účinky různých chemikálií u dospělých nebo¹ u kojenců.

Moderní člověk je podstatnou měrou ohrožen chorobami oběhového systému končetin. Již - dříve byly požadovány takové způsoby měření a taková měřicí zařízení, kterými se může vyšetřovat periferní oběh, uzavření tepen končetin souhrnně řečeno· poruchy periferního prokrvení, zcela jednoduše při ambulantních poměrech. K tomu účelu byla vyvinuta různá zařízení pro pletysmografii uzávěru žil.

Známá zařízení pro pletysmografii uzávěru žil jsou - opatřena jednou nebo více vzdouvacími manžetami pro- vyšetřovanou, končetinu a měřicím· převodníkem pro pozorování změny objemu končetiny na měřeném úseku. Měření prováděná těmito zařízeními jsou pracná a výsledky - měření nejsou přesné,

Podstatné snížení pracnosti a dosažení naprosto přesných výsledků měření umožní zařízení podle vynálezu, jehož podstata spor čivá v tom, že vý-stup měřicího převodníku je připojen ke vstupu komparátoru - a ke vstupu nejméně jednoho snímacího -a. paměťového· obvodu, -a přitom - ke vstupu analyzátoru pro určení charakteristických bodů křivky pulsů nebo EKG křivky je připojen výstup měřicího převodníku, nebo snímače pulsů, nebo kanálu EKG, a výstup analyzátoru je spojen s jedním vstupem řídicí jednotky, jejíž druhý vstup je spojen - - s výstupem komparátoru, zatímco- jeden výstup řídicí jednotky je připojen ke vstupu pneumatické jednotky, její druhý výstup je připojen ke· vstupu -měřidla času, její třetí výstup je připojen ke vstupu počítače -a její čtvrtý, pátý a další výstupy jsou připojeny ke . -druhým vstupům snímacích a paměťových - obvodů, přičemž ke -druhému vstupu počítače je připojen výstup měřidla času, ke třetímu, čtvrtému a -dalšímu vstupu -počítače - jsou připojeny výstupy snímacích -a paměťových obvodů, -s jedním výstupem počítače je- spojen ukazovací přístroj, -s jeho druhým výstupem je spojen registrační přístroj, jeden výstup pneumatické jednotky je -spojen -s -první vzdouvací manžetou a druhý výstup pneumatické jednotky je -spojen -s druhou- vzdouvací - manžetou.

Předmět vynálezu a jeho- přednosti - -oproti známému stavu techniky jsou patrny z popisu a schematického výkresu, na němž jsou znázorněny na ohr. 1 — umístění vzdouvacích manžet <a měřicího převodníku na vyšetřované končetině, na obr. 2, 3 a 4 — příslušné grafy, které platí u známých zařízení, na obr. 5 — blokové schéma zařízení podle vynálezu v příkladném provedení, na obr. 6<a a 6b — grafy měření prováděného tímto zařízením, na obr. 7 — blokové schéma zapojení dalšího příkladného provedení zařízení podle vynálezu.

První vzdouvací manžeta Ml (obr. 1) se přikládá proximálně к úseku vyšetřované končetiny a náhle se naplní subdiastolickým tlakem. Žilní zpětný tok se tím na delší dobu zastaví, avšak tepenní tok ještě není v prvních sekundách omezován. Ve stejné době dochází distálně od první vzdouvací manžety Ml ke zvětšení objemu. Zvětšení objemu Se indikuje měřicím převodníkem G, uspořádaným distálně к první vzdouvací manžetě Ml. Charakter zvětšení objemu je společně s křivkou tepenního pulsu, susperponovanou průměrné hodnotě, znázorněn na obr. 2. Zde a v dalších částech popisu se používá relativní změna Δ v/v₀, neboť tento výraz umožňuje porovnání výsledků měření na úsecích končetin s různými počátečními objemy v₀.

Ze základních úvah vyplývá, že změna relativní změny objemu, to znamená počáteční strmost křivky, která se vyskytne v důsledku náhlého zvýšení tlaku v první zdouvací manžetě Ml v časovém okamžiku t = = O, je směrodatná pro stav tepenního· krevního řečiště, neboť zvýšení tlaku žitního krevního řečiště ještě neruší tepenní proudění.

Jestliže se po takto navoděném kvasiistacionárním istavu tlak v první vzdouvací manžetě Ml rychle přeruší, pak počne žilní odtok z cesty, resp. úseku za první vzdouvací manžetou Ml. Zmenšení objemu, sejmuté měřicím převodníkem G, je společně s křivkou tepenních pousů, superponovanou průměrné hodnotě, znázorněno na obr. 3. Přitom je třeba uvést, že tvar křivky pulsů se také .ovlivňuje žilním pulsem, jeho účinek se však může zanedbat. Lze lehce seznat, že změna relativní změny objemu dv/ /Vo/dt, to je počáteční strmost křivky, která nastane v časovém okamžiku zmenšení tlaku, je důležitou diagnostickou informací pro stav žilního krevního řečiště, neboť žilní odtok se neovlivňuje vyprázdněnými žilami, ležícími proximálně к první vzdouvací manžetě. Jestliže se použije jen první vzdouvací manžeta Ml, jak bylo shora uvedeno, pak se může vyšetření prodloužit na celou cestu končetiny za první vzdouvací manžetou Ml. Jestliže se má ale vyšetřit jen předem určená dráha, například mezi první vzdouvací manžetou Ml a druhou vzdouvací manžetou М2, pak se v druhé vzdouvací manžetě М2 vytvoří takový tlak, který je větší než systolický tlak. Tím se může z vyšetření vyloučit cesta, ležící distálně od druhé vzdouvací manžety М2.

Mnohotvárnost zařízení vhodných pro provádění způsobu je dána odlišností konstrukce měřicího převodníku G.

Tak zvaný vodní pletyismograf vykazuje měřicí převodník G, který sestává z nádrže obklopující úselk končetiny, přičemž tato nádrž je uzavřena a je opatřena měřicím otvorem, na své vnější části má strmou stěnu a je naplněna vodou, přičemž voda se ohřeje na teplotu lidského těla. Zavede-li se do první vzdouvací manžety Ml tlak, pak dojde ke změně objemu, která se může pozorovat pomocí kalibrované skleněné trubičky nebo· kapacitního převodníku atd., vloženého do měřicího· otvoru.

Analogickým způsobem funguje jiné zařízení, u kterého je v nádrži místo vody vzduch. Změny objemu v případě uzavřené nádrže se mohou indikovat prostřednictvím změny tlaku, v případě otevřené nádrže pomocí ípneumotachografu. V nynější době se rozšířilo řešení, u kterého se může Sledovat změna objemu pomocí měření změny obvodu daného úseku končetiny. Lze totiž dokázat, že v podstatě existuje následující souvislost:

dV _ _o dL V_a Lo (1) kde V_o je počáteční objem a L_o je počáteční obvod.

To znamená, že relativní změna objemu je rovna dvojnásobné hodnotě relativní změny obvodu.

Jestliže se vyšetřuje tepenní krevní řečiště nebo žilní krevní řečiště, vyskytuje· se prakticky stejný problém: má se určit počáteční strmost křivky v časovém okamžiku t = O, přičemž této křivce jsou superponovány rušivé spontánní změny objemu způsobené tepem (obr. 2 a 3).

V případě obvyklých způsobů se změna relativní změny objemu zjišťuje tak, že se· na registrační papír nakreslí ručně tangenta, např. na obr. 2 a 3 — přímky A, B, která se jeví jaíko nej lepší pro posouzení a při znalosti měřítka relativní změny objemu a doby trvání se pak provede výpočet. Je nasnadě, že tento způsob je těžkopádný a že se jím nemůže zajistit žádná přijatelná přesnost.

Jiným známým způsobem se může realizovat rychlejší, avšak ještě nepřesnější měření. Podstata tohoto způsobu v případě vyšetřování tepenního krevního řečiště bude vysvětlena pomocí obr. 4. Jestliže po nafouknutí první vzdouvací manžety Ml přestoupí objcim, případně relativní změna objemu vyšetřovaného úseku končetiny, předem stanovenou hodnotu AVk/Vo, kde AVk je změna objemu, pak se spustí měřidlo času a po určité době At, v časovém okamžiku t_v zjistí přístroj aktuální relativní změnu objemu AV_v/V_q. Z rozdílu relativní změny objemu,

209808

6 existující v časových okamžicích t_k, t_v a z doby At, může se strojně určit počáteční strmost křivky a bezprostředně indikovat.

Ačkoliv toto měření je rychlé a vyhodnocování nevyžaduje ruční zásah a není potřebný ani registrační přístroj, je jeho nedostatek nasnadě. Totiž v závislosti od toho, jaký je vzájemný poměr časového intervalu At, frekvence pulsů a jejich amplituda, mohou se zařízením při stejných poruchách krevního řečiště indikovat velmi odchylné výsledky.

Jestliže se má například změnit, při konstantní frekvenci pulsů a amplitudě, hodnota At na Ať, jak lze seznat z obr. 4, pak připadne konec intervalu, tj. časový okamžik ť_v na diastolickou cestu pulsiní vlny.

Počáteční strmost, která se může vypočítat z navzájem souvisejících hodnot Ať, AV_k/V₀ a AV7V₀, je podstatně menší než počáteční strmost, vypočítaná z navzájem souvisejících hodnot At, AV_k/V₀ a AV_v/V₀.

Odstranění rušivých účinků tepu a umožnění jednoznačného, přesného a automatického určení počáteční hodnoty křivky relativní změny objemu, resp. počáteční strmosti křivky relativní změny objemu se dosáhne u zařízení podle vynálezu.

U příkladného provedení zařízení podle vynálezu podle obr. 5 je výstup měřicího převodníku G připojen ke vstupu komparátoru К a ke vstupu nejméně jednoho snímacího a paměťového obvodu Si S2 ... S_n. Vstup analyzátoru PA, který slo-uží к určení charakteristických bodů, to je bodů stejné fáze pulsní křivky, resp. signálu EKG, je spojen s výstupem měřicího- převodníku G, nebo snímače· pulsů, nebo přístroje pro· EKG. Výstup analyzátoru PA je připojen к jednomu vstupu řídicí jednotky VA, zatímco· druhý vstup této řídicí jednotky VA je spojen s výstupem komparátoru K.

Jeden výstup řídicí jednotky VA je spojen se vstupem pneumatické jednotky PN, její druhý výstup je spojen se vstupem měřidla oasu T, její třetí výstup je spojen s jedním vstupem počítače RA, její čtvrté, páté a další výstupy jsou ale spojeny is jinými vstupy uvedených snímacích a paměťových obvodů Si. . . S_n. К druhému vstupu počítače RA je připojen výstup uvedeného· měřidla času T, zatímco к jeho třetímu, čtvrtému a dalším vstupům jsou připojeny výstupy snímacích a paměťových obvodů Si... S_n. К jednomu výstupu počítače RA je připo-jen ukazovací přístroj M, ke druhému výstupu je připojen registrační přístroj D. Jeden výstup pneumatické jednotky PN je připojen ke vzdouvací manžetě Ml, její druhý výstup je připojen к další vzdouvací manžetě М2.

¹ Zařízení se může podle dalšího příkladu provedení vytvořit tak, (obr. 7), že výstup měřicího převodníku G je připojen ke vstupu komparátoru K, dále ke vstupu snímacího a paměťového* obvodu a/nebo* analogo-digitálního převodníku SD. Ke vstupu analyzátoru PA, určujícího charakteristické body, resp. body stejných fází křivky pulsů nebo křivky EKG, je připojen výstup měřicího převodníku G nebo snímače pulsů P nebo kanál EKG, zatím co výstup analyzátoru PA je spojen s jedním vstupem řídicí jednotky VD. Ke druhému vstupu řídicí jednotky VD je připojen výstup uvedeného komparátoru K, jeden výstup této řídicí jednotky VD je ale připojen ke vstupu pneumatické jednotky PN, její druhý výstup je připojen к jednomu vstupu počítací a paměťové jednotky RD, její čtvrtý výstup je připojen к druhému vstupu snímací a paměťové jednotky a/nobo analogo-dig tálního převodníku SD.

Výstup snímacího a paměťového obvodu a/nebo analogo-digitáliního převodníku SD je připojen ke druhému vstupu počítací a paměťové jednotky RD, přičemž se třetím vstupem počítací a parně iové jednotky RD je spojen výstup měřidla času. T. Jeden výstup pneumatické jednotky PN je spojen s první vzdouvací manžetou Ml, druhý výstup s druhou vzdouvací manžetou М2. К jednomu výstupu počítací a paměťové jednotky RD je připojen ukazo-vací přístroj M, ke druhému výstupu je připojen registrační přístroj D. Činnost zařízení podle vynálezu bude v případě vyšetřování tepenního krevního řeč stě vysvětlena pomocí blokového schéma zapojení v obr. 5, které je vytvořeno v prvé řadě a analogové měřicí technice, a pomocí obr. 6a a 6b, které charakterizují relativní změny objemu AV_P/V_O, vyvolané tempem.

Při započetí měření se spustí pneumatická jednotka PN řídicí jednotkou VA. Pneumatickou jednotkou se první vzdouvací manžeta Ml náhle naplní subdiastolickým tlakem, přibližně 50 mmHg a případně, v závislosti na cestě vyšetřované končetiny, druhá vzdouvací manžeta М2 se naplní tlakem, který je větší, než-li .systolický tlak.

Pro indikaci změny objemu úseku končetiny slouží měřicí převodník G, jehož výstup, je připojen ke vstupu snímacího a paměťového obvodu Si. .. a komparátoru K. Ke vstupu analyzátoru PA je připojen výstup snímače pulsů P, který je uspořádán účelně v nejbližším okolí měřeného místa, nebo, snímače pulsů P, který je konstrukčně spojen s měřicím převodníkem G. Analyzátor PA slo-uží к tomu, aby určoval časové okamžiky křivky pulsů, příslušné к charakteristickým bodům, účelně к systo-lickym a/nebo diastolickým bodům. V těchto časových okamžicích vysílá analyzátor PA na vstup řídicí jednotky VA synchronní, resp. charakteristické impulsy. Mezitím snímá měřicí převodník G průběžně relativní změnu objemu úseku končetiny. Jestliže změna objemu, resp. relativní změna objemu přestoupí předem určenou hodnotu, která je účelně větší, než-li změna objemu, způsobená systolickou částí tepu, případně jestliže již odezněly přechodové děje vzniklé při uvedení v činnost pneumatické jednotky PN, viz obr. 6a hodnota AV_k/V₀, vyšle komparátor přípravný impuls к řídicí jednotce VA. Potom přijme řídicí jednotka VA synchronní·, resp. charakteristické impulsy, příslušné účelně к dalšímu charakteristickému bodu křivky pulsů [viz obr. 6a a 6b, časový okamžik ti, systolický časový okamžik křivky pulsů) a ve stejném čase se vybudí měřidlo času T a vyšle povel pro snímací a paměťový obvod Si, který zapamatuje amplitudovou hodnotu ÁVi/V₀. Potom je řídicí jednotkou VA uvažován jen onen synchronní, resp. charakteristický impuls, který souhlasí s nejdříve došlým synchronním, resp. charakteristickým impulsem, to· znamená, který přísluší ke stejné fázi křivky pulsů.

(Viz obr. 6a, 6b, časový okamžik tz, další systolický bod křivky):. V témže časovém okamžiku tž vypne řídicí jednotka VA měřidlo času. T a vyšle povel pro snímací a paměťový obvod Sž, který zapamatuje^ amplitudovou hodnotu ÁV2/V_O v časový okamžik t2. Na to· se ureí počáteční strmost křivky relar tivní změny objemu z výstupního signálu měřidla času T úměrného době t2—ti = At a z výstupních signálů snímacích a paměťových obvodů Sr a Sz, úměrných relativním změnám objemu AVi/V₀ a AV2/V_O, podle: povelu řídicí jednotky VA počítačem RA, která se. potom ukáže na ukazovacím přístroji

M. přitom platí tato souvislost:

AV2 _ AVi

- Vo__________Vo t2—tl = tg cel = dV

Vo dt

2.

t = O

Tímto způsobem určená hodnota odpovídá s dobrým přiblížením teoretické počáteční strmosti křivky relativní změny objemu.

Pomocí obr. 6a a 6b byl diskutován takový případ, kdy snímač pulsů P byl uložen v nejbližším okolí měřicího· převodníku G, nebo je s měřicím převodníkem G konstrukčně spojen.

V tomto případě není mezi odpovídajícími body signálů, dodávaných, resp. vysílaných měřicím převodníkem G a snímačem pulsů P žádné fázové posunutí. Totéž platí pro ten případ, jestliže místo výstupu snímače pulsů P je ke vstupu analyzátoru PA připojen výstup měřicího převodníku G. V tomto .případě zpracovává analyzátor PA křivku pulsů, oddělenou od výstupu měřicího převodníku G. Jestliže ale se snímač pulsů P přiloží na libovolném jjném místě těla, vznikne mezi odpovídajícími body signálů, vysílaných měřicím převodníkem G a snímačem pulsů P, fázové posunutí, vyplývající z rychlosti pulsní vlny. Toto fázové posunutí neruší funkci zařízení, neboť počáteční strmost křivky relativní změny objemu je také v tomto případě určována body stejné fáze křivky pulsů, superponované signálu, vysílaného měřicím převodníkem G. Takovýto případ lze .seznat na obr. 6a a z čáry mezi

AV4 AVt body ti⁴ a t2\ Fázové posunutí je zde ti‘—ti a počáteční strmost ai‘ souhlasí s počáteční strmostí· ai, určenou časovými okamžiky ti a t2.

Ze shora uvedených úvah vyplývá, že pro synchronizaci se moihou použít časové okamžiky, patřící к charakteristickým bodům, účelně к R-vlnám signálu EKG. Na výstup analyzátoru PA může se tudíž vyslat výstupní signál kanálu EKG. V tomto případě se určí analyzátorem PA časové okamžiky, patřící к charakteristickým bodům EKG křivky.

Řídící jednotka VA může se také vytvořit tak, že zařízení určí počáteční strmost křivky relativní změny objemu nikoliv pomocí dvou za setbou následujících bodů stejné fáze signálu, vysílaného měřicím převodníkem G, nýbrž pomocí bodů stejné fáze, které jsou navzájem od sebe vzdáleny. Jestliže například měřidlo ča.su T je řídicí jednotkou VA zapnuto v časový okamžik ti a v časový okamžik t4 vypnuto a snímací a paměťové obvody Si resp. S2 obdrží povel ve stejných čár sových okamžicích ti a t2, pak dostane počáteční strmost křivky relativní změny ob- 4 jemu následující modifikovanou formu vyjádření (viz obr. 6a):

dV

Vo dt

3.

t = O most libovolné dráhy, nebo poměr těchto drah, případně še může reg istračním přístrojem D registrovat křivka bez rušivých efektů tepu. Takovéto vytvoření <má svůj význam, jestliže je třeba pozorovat plochou, tak zvanou filtrační dráhu křivky, popisující relativní změnu objemu. V důsledku delší dráhy, nebo jestliže se mají vyšetřovat vlastnosti celé křivky, pak se může použít jiné, pro tento účel vhodnější zařízení, vytvořené na principech digitální měřicí těchToto řešení zajišťuje menší naměřené hodnoty nežli podle rovnice 2, přesnost je však dostačující, zejména u kojenců, neboť v tomto případě se musí počítat s vyšší frekvencí pulsů. Je třeba ještě dodat, že toto řešení zvyšuje spolehlivost měření.

Řídicí jednotka VA a počítač RA mohou se také vytvořit tak, že v důsledku použití libovolného počtu snímacích a paměťových obvodů Si... S_n se mohou sledovat libovolné dráhy křivky, popisující relativní změnu objemu. Tím se může také stanovit str2 О 9 8 О 6 niky. Toto· zařízení je schematicky znázorněno· na obr. 7.

U příkladu, provedení podle obr. 7 souhlasí funkce vzdouvací manžety, resp. první vzdo-uvací manžety Ml, druhé vzdouvaní manžety М2, měřicího převodníku G, snímače pulsů P, EKG kanálu, analyzátoru PA, pneumatické jednotky PM, a měřidla času T s funkcí podle obr. 5. Výstup měřicího převodníku G je ale připojen к jednomu vstupu snímacího a paměťového obvodu a/nebo analogo-digitálního převodníku SD, zatím со к druhému vstupu uvedeného analogo-digitálního převodníku SD je připojena řídicí jednotka VD. Řídicí jednotka VD vysílá v časových okamžicích, odpovídajících charakteristickým bodům křivky pulsů nebo EKG křivky, povely pro snímací a paměťový obvod a vyvolá dalšími povely zpra-

Claims

PŘEDMĚT

Zařízení pro pletysmografii uzávěru žil, které obsahuje jednu nebo více vzdonvacích manžet a měřicí převodník pro po-zorování změny objemu, vyznačující se tím, že výstup měřicího převodníku (G) je připojen ke vstupu komparátoru (К) a ke vstupu nejméně jednoho snímacího a paměťového obvodu (Si, Sa... S_n), a přitom ke vstupu analyzátoru (PA) pro určení charakteristických bodů křivky pulsů nebo EKG křivky je připojen výstup měřicího převodníku (G), nebo· snímače pulsů (P), nebo kanálu EKG, a výstup analyzátoru (PA) je spo-jen s jedním vstupem řídicí jednotky (VA), jejíž druhý vstup je spojen s výstupem komparátoru (K), zatímco jeden výstup řídicí jednotky (VA) je připojen ke vstupu pneumatické jednotky (PN), její druhý výstup je připojen

5 listů cování sejmutých signálů počítací a paměťovou jednakou. Počáteční strmost křivky relativní změny objemu, resp. libovolné jiné parametry křivky relativní změny objemu jsou indikovány počítací a paměťovou jednotkou RD, a znázorněny, resp. ukázány registračním přístrojem D, případně ukazovacím přístrojem. M.

Ve spojení s obr. 5, 6a, 6b a 7 byla popsána funkce zařízení pro případ vyšetřování tepenníího krevního· řečiště. Jestliže by se měl vyšetřovat žilní systém, pak souhlasí měřicí systémy navzájem spolu s jedinou výjimkou, že totiž v posledním případě se měření provede tehdy, jestliže se provede náhlé přerušení tlaku první vzdouvací manžety Ml. Působením žilního tepu se totiž měření ovlivní jen nepodstatně.

VYNÁLEZU ke vstupu měřidla času (T), její třetí výstup je připojen ke vstupu počítače (RA), a její čtvrtý, pátý a další výstupy jsou připojeny ke druhým vstupům snímacích a paměťových obvodů (Si...S_n), přičemž ke druhému vstupu počítače (RA) je připojen výstup měřidla času (T), ke třetímu čtvrtému a dalšímu vstupu počítače (RA) jsou připojeny výstupy snímacích a paměťových obvodů (Si...S_n), s jedním výstupem počítače (RA) je spojen ukazovací přístroj (M), s jeho druhým výstupem je spojen registrační přístroj (D), jeden výstup pneumatické jednotky (PN) je spojen s první vzdouvací manžetou (Ml) a druhý výstup pneumatické jednotky (PM) je spojen s druhou vzdouvací manžetou (М2).