LV13791B - Method and apparatus for noninvasive, continuous measurement of arterial blood pressure - Google Patents
Method and apparatus for noninvasive, continuous measurement of arterial blood pressure Download PDFInfo
- Publication number
- LV13791B LV13791B LVP-08-69A LV080069A LV13791B LV 13791 B LV13791 B LV 13791B LV 080069 A LV080069 A LV 080069A LV 13791 B LV13791 B LV 13791B
- Authority
- LV
- Latvia
- Prior art keywords
- pressure
- arterial
- values
- cuff
- calibration
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
Description
Izgudrojums attiecas uz asinsrites parametru ilgstošu un nepārtrauktu noteikšanu un reģistrāciju.The invention relates to the continuous and continuous determination and recording of circulatory parameters.
Tehnikas līmenisState of the art
Sistēmiskais arteriālais spiediens (AS) ir būtisks asinsrites sistēmas funkcionālo stāvokli raksturojošs parametrs. AS pulsējoši mainās katra sirdsdarbības cikla laikā, tāpēc tā kvantitatīvam raksturojumam izmanto spiediena abas ekstremālās vērtības viena cikla laikā (maksimālo - ASmax un minimālo - ASmin) un iedomātu, reālam mainīgam spiedienam hemodinamiskā efekta ziņā līdzvērtīgu nepulsējoša spiediena izskaitļoto vērtību - vidējo dinamisko spiedienu (AS vid. din. )· ASmax raksturo sirds muskuļa saraušanās spēku, ASmin - perifero asinsvadu (arteriolu) kopējo hidrodinamisko pretestību, AS vid. din. - dod hemodinamiskās funkcijas kvantitatīvu apkopojošu novērtējumu.Systemic arterial pressure (AS) is an essential parameter of the functional state of the circulatory system. AS pulsates with each pulse cycle, so it uses both extreme values of pressure over one cycle (maximum - AS max and minimum - AS m i n ) and an imaginary mean value of non-pulsed pressure equivalent to the real variable pressure in a hemodynamic effect. pressure (AS v id. dyn.) · AS ma x represents the contractile force of the heart muscle, AS m i n - total hydrodynamic resistance of the peripheral blood vessels (arterioles), AS v id. dyn. - Provides a quantitative summative assessment of hemodynamic function.
Arteriālā spiediena kontrole ir būtiska gan medicīnā asinsrites traucējumu novērtēšanā, gan veicot profilaktisku veselības pārbaudi vai paškontroli; ilgstoša neinvazīva arteriālā spiediena kontrole aktuāla arī sporta fizioloģijā ar nolūku novērtēt asinsrites sistēmas spējas pielāgoties fiziskai slodzei, kā arī lai objektīvi varētu spriest par treniņu vai rehabilitācijas pasākumu efektivitāti.Control of arterial pressure is essential both for medical assessment of circulatory disorders and for preventive health examination or self-control; long-term non-invasive arterial pressure monitoring is also relevant in sports physiology to assess the ability of the circulatory system to adapt to exercise and to judge objectively the effectiveness of training or rehabilitation measures.
Ir zināmi vairāki gan neinvazīvi (netieši), gan invazīvi (tieši) arteriālā asinsspiediena noteikšanas veidi. Katram veidam var būt savas priekšrocības un trūkumi, kas ierobežo tā izmantošanu vienā vai otrā situācijā. Visprecīzākā arteriālā spiediena reģistrācijas metode ir tiešā katetrizācijas metode, kad pie manometra pievienots katetrs tiek ievadīta maģistrālajā artērijā. Šī metode ir traumējoša un ir veicama tikai ar augsti kvalificēta speciālista palīdzību. Tiešo mērījuma metodi mūsdienās izmanto tikai ārkārtas gadījumos, kad precīzas spiediena vērtības iegūšana ir vitāli svarīga.There are several ways of measuring both non-invasive (indirect) and invasive (direct) arterial blood pressure. Each type can have its own advantages and disadvantages that limit its use in one situation or another. The most accurate method of recording arterial pressure is the direct catheterization method, where a catheter attached to a manometer is inserted into the arterial artery. This method is traumatic and should only be performed by a highly qualified specialist. The direct measurement method is nowadays used only in extreme cases where obtaining an accurate pressure value is vital.
Neinvazīvās spiediena noteikšanas meklējumi aizsākās jau 1834. gadā, kad pirmo reizi Herrisons pielietoja pretspiediena principu .Vēlāk Riva-Roči uzlaboja metodi, ieviešot gaisa manšetes. Vairākus gadus vēlāk Korotkovs radīja mūsdienās plaši pielietojamo auskultācijas metodi, ar kuru bija iespējams noteikt arī ASmjn. . Salīdzinoši nesen ieviestā arteriālā spiediena noteikšanas metode ir oscilometriskā metode. Dažādas oscilometriskās metodes modifikācijas tiek lietotas jau par medicīnas standartu pieņemtajos automātiskajos spiediena mērītājos (Clark et.al. 1995).The quest for non-invasive pressure measurement dates back to 1834, when Herrison first applied the principle of back pressure. Later, Riva-Rochi improved the method by introducing air cuffs. Several years later, Korotkov developed a widely used auscultation method nowadays, which could also determine AS m j n . . A relatively recently introduced method for determining arterial pressure is the oscillometric method. Various modifications of the oscillometric method are already used in automatic pressure gauges already accepted as the medical standard (Clark et al. 1995).
Augstākminētajās metodēs tiek lietots tā saucamais “manšetes pretspiediena princips”- mērījumu laikā ar manšetes palīdzību nospiež audos esošo artēriju, un spiediena vērtības nosaka dekompresijas periodā, atjaunojoties normālai asins plūsmai (Pickering et. al.,2005; Staessen et. al., 1995). Ar šādām metodēm arteriālo spiedienu nav iespējams noteikt nepārtraukti, turklāt manšetes izraisītais spiediens var radīt diskomfortu.The aforementioned methods use the so-called "cuff back pressure principle" - during measurement, the cuff is used to press the artery in the tissue and the pressure values are determined during the decompression period, when normal blood flow is restored (Pickering et al., 2005; Staessen et al., 1995). . Such methods do not allow continuous measurement of arterial pressure, and cuff pressure can cause discomfort.
Arteriālā spiediena vērtības (ASmax un ASmjn) katra cikla laikā iespējams noteikt ar Penaza pirksta manšetes metodi (volume clamp metodi), kas arteriālā spiediena noteikšanai manšetē pastāvīgi uztur tādu spiedienu, kas pilnībā atslogo artērijas sieniņu (Penaz., 1973). Šis princips kombinācijā ar Wes.selinga physiocal algoritmu tiek izmantots Finometer ™ spiediena reģistrācijas ierīcē (Gizdulich P., Prentza A., Wesseling KH., 1997). Pagaidām šī ir vienīgā komerciālā ierīce, kas spēj neinvazīvi un nepārtraukti sekot arteriālajam spiedienam. Tomēr tās galvenais trūkums ir tas, ka izmeklējamai personai tiek ierobežotas manipulācijas ar rokām, un ilgstoša pirksta kompresija var radīt asinsrites traucējumus, kas izraisa nepatīkamas sajūtas; bez tam ilgstošs mērījums nav iespējams traucētas vietējās asins cirkulācijas dēļ.Arterial pressure values (AS ma x and AS m j n ) during each cycle can be determined using the Penaz finger cuff method (volume clamp method), which continuously maintains the pressure in the cuff to fully relieve the arterial wall (Penaz., 1973). . This principle is used in combination with the Wes.selinga physiocal algorithm in a Finometer ™ pressure recorder (Gizdulich P., Prentza A., Wesseling KH., 1997). For the time being, it is the only commercial device capable of non-invasively and continuously monitoring arterial pressure. However, its main disadvantage is that the subject is restricted in hand manipulation and prolonged finger compression can cause circulatory disturbances that cause discomfort; moreover, prolonged measurement is not possible due to impaired local blood circulation.
Ērtākas, vienkāršākas un plašāk pielietojamas varētu būt metodes, kas arteriālā spiediena aprēķināšanai izmanto parametrus, kas korelē ar arteriālo spiedienu un kuru noteikšana ir pilnīgi atraumatiska, neinvazīva un izmeklējamo personu neapgrūtinoša. Viens no šādiem parametriem varētu būt pulsa viļņa izplatīšanās (aizkaves) laiks (At), vai no tā atvasināts lielums - pulsa viļņa izplatīšanās ātrums (PWV).More convenient, simpler and more widely used methods may be those that use arterial pressure parameters to calculate arterial pressure, which are completely atraumatic, non-invasive, and unobtrusive to the subject. One such parameter could be pulse wave propagation (delay) time (At), or derived from it, the pulse wave propagation rate (PWV).
Ir zināmi vairāki mēģinājumi izmantot pulsa viļņa aizkaves laiku spiediena noteikšanai (Golub., 1995 ; On., et. al., 1989, US 5865755A). Šāda tipa metodēs kritisks posms ir kalibrēšana, kas nepieciešama, lai iegūtu indivīdam tipiskos pulsa viļņa aizkaves laika un arteriālā spiediena sakarības raksturlielumus. Teorētiski šīs sakarības noteikšanai ir nepieciešami vismaz divi arteriālā spiediena mērījumi, kas atšķirtos vismaz par 20mmHg. Lai izvairītos no ikreizējas kalibrācijas, tiek izmantots lielas populācijas statistiski vidējais regresijas līknes slīpums (lineārās regresijas koeficienti) (Orr., et. al.,1989). Šajā gadījumā, lai konstruētu līkni, pietiek izmērīt arteriālo spiedienu tikai vienu reizi (piem., miera, apstākļos), vienlaicīgi izdarot fotopletizmogrammas un kardiogrammas pierakstus, lai noteiktu pulsa viļņa aizkaves laiku. Metode dod samērā precīzus mērījumus miera apstākļos, taču fiziskās aktivitātes laikā šādā veidā iegūtās spiediena vērtības stipri atšķiras no reālām. Ir mēģinājumi šo metodi uzlabot. Piemēram, regresijas sakarības noteikšanai nepieciešamo atšķirīgo spiediena vērtību iegūstot, mainot ekstremitātes augstumu attiecībā pret sirds līmeni (Willshire R J., 2004). Arī šī metode nav pietiekami precīza, jo artērijā, pa kuru izplatās pulsa vilnis, veidojas spiediena un artērijas sienas iestiepuma gradients. Ir izstrādātas metodes spiediena noteikšanai pēc fotopletizmogrāfiskā signāla amplitūdas, ja fotopletizmogrammas pierakstu kombinē ar Penaza volume clamp metodi un ņem vērā ekstremitātes stāvokli attiecībā pret sirds līmeni (Asada. et. al.,2007).Several attempts have been made to use pulse wave delay time for pressure determination (Golub., 1995; On., Et al., 1989, US 5865755A). In this type of method, the critical step is the calibration needed to obtain the typical pulse-wave delay time-arterial pressure relationship characteristics of an individual. Theoretically, this relationship requires at least two arterial pressure measurements that differ by at least 20mmHg. To avoid single calibration, a statistically large slope of the regression curve (linear regression coefficients) of a large population is used (Orr., Et al., 1989). In this case, to construct the curve, it is sufficient to measure arterial pressure only once (eg, at rest, under conditions) by simultaneously taking photoplethysmograms and cardiograms to determine the pulse wave delay time. The method gives relatively accurate measurements at rest, but the pressure values obtained in this way during physical activity are very different from the real ones. There are attempts to improve this method. For example, the differential pressure value required to determine the regression relationship is obtained by varying the height of the limb relative to the level of the heart (Willshire RJ, 2004). This method, too, is not accurate enough, because the artery through which the pulse wave propagates produces a gradient of pressure and tension of the artery wall. Methods for measuring pressure at the amplitude of a photoplethysmographic signal have been developed by combining photoplethysmogram recording with the Penaza volume clamp method and taking into account the position of the limb relative to the heart level (Asada. Et al., 2007).
Izgudrojuma izpaušanaDisclosure of the Invention
Izgudrojuma mērķis - paaugstināt arteriālā spiediena (AS) aprēķināšanai izmantojamo signālu drošumu, palielināt arteriālā spiediena vērtību noteikšanas precizitāti un nodrošināt ērtāku mērīšanu.The object of the invention is to increase the reliability of the signals used for the calculation of arterial pressure (AS), to increase the accuracy of the determination of arterial pressure values and to provide more convenient measurement.
Minētā mērķa sasniegšanai izmanto divas sakarības: funkcionālo sakarību starp arteriālo spiedienu un pulsa viļņa izplatīšanās laiku, kas ir tieši proporcionāls pulsa viļņa izplatīšanās ātrumam, un fotopletizmogrammas pulsāciju līknes formas atkarību no arteriālā spiediena, kas atspoguļo asinsrites gultnes viskoelastiskās īpašības (Shaltis et. al.; Allen et. al., 1999). Jau ir zināmas metodes, kas arteriālā spiediena vērtību aprēķināšanai izmanto arteriālā pulsa viļņa izplatīšanās laiku vai pulsa viļņa izplatīšanas ātrumu, kas noteikts, reģistrējot asinsvadu pulsācijās ķermeņa periferos audos (Kazanavičius et.al., 2003; Golub., 1995 ).To achieve this goal, two relationships are used: the functional relationship between arterial pressure and pulse wave propagation time, which is directly proportional to the pulse wave propagation speed, and the dependence of the shape of the ripple curve on the photoplethysmogram on arterial pressure reflecting the viscoelastic properties of the circulatory bed. Allen et al., 1999). Methods to calculate arterial pressure values using arterial pulse wave propagation time or pulse wave propagation velocity as determined by recording vascular pulsations in peripheral tissues of the body are already known (Kazanavicius et al., 2003; Golub., 1995).
Arteriālā spiediena un pulsa viļņa izplatīšanās ātruma sakarību formalizēti izsaka Moena- Kortevega vienādojums:The relation between arterial pressure and pulse wave propagation velocity is formally expressed by the Moena-Kortevega equation:
PWV =PWV =
E-h 2-r p kur E - artērijas sienas elastības modulis, h - artērijas sienas biezums, r - artērijas rādiuss, p - asins blīvums.E-h 2-r p where E - modulus of elasticity of arterial wall, h - thickness of arterial wall, r - radius of artery, p - blood density.
Pulsa viļņa izplatīšanās ātrums (PWV) artērijās galvenokārt ir atkarīgs no to sienu elastības moduļa (E). Palielinoties arteriālajam spiedienam, artēriju sieniņa tiek vairāk iestiepta, un tās elastība samazinās, savukārt pulsa viļņa izplatīšanās ātrums palielinās. Samazinoties spiedienam, noris pretēji procesi (Smith., et. al.,1999). Arteriālā spiediena radītais artērijas sieniņas iestiepums ietekmē arī citus Moena-Kortevega vienādojumā iekļautos pulsa viļņa izplatīšanās ātruma noteicošos faktorus - artērijas sieniņas biezumu (h) un iekšējo rādiusu (r). Palielinoties spiedienam, samazinās sieniņas biezums un palielinās iekšējais rādiuss. Asins blīvuma (p) ietekme uz pulsa viļņa izplatīšanās ātrumu ir maznozīmīga, jo tās variabilitātes diapazons normālos apstākļos ir salīdzinoši neliels.Pulse wave propagation velocity (PWV) in arteries is mainly dependent on their wall elastic modulus (E). As arterial pressure increases, the wall of the arteries is stretched more and its elasticity decreases, while the velocity of the pulse wave propagates. As pressure decreases, the opposite occurs (Smith., Et al., 1999). The arterial wall tension caused by arterial pressure also influences other determinants of the pulse wave propagation rate included in the Moena-Kortevega equation - arterial wall thickness (h) and inner radius (r). As the pressure increases, the wall thickness decreases and the inside radius increases. The effect of blood density (p) on the pulse wave propagation rate is negligible because of its relatively small range of variability under normal conditions.
Arteriālā spiediena vērtības svārstās viļņveidīgi, atbilstoši sirdsdarbības cikla fāzēm, elpošanas fāzēm un citām vazomotorā centra aktivitātes maiņām.Arterial pressure values fluctuate in a wavy fashion, corresponding to cardiac cycle phases, respiratory phases, and other changes in vasomotor activity.
Klīnisko mērījumu sērijas (23 praktiski veseli cilvēki, AS, At un fotopletizmogrammas pulsāciju amplitūdas ( PPGpa ) mērījumi 23±2°C temperatūrā, pirms un pēc fiziskas slodzes) rezultāti uzrāda sakarību starp šiem trim parametriem, kuru var tuvināt ar divfaktoru lineārās regresijas modeli y=a+biXi+b2X2, kur Xj un Χ2 ir arteriāla spiediena vērtība. Šīs sakarības regresijas koeficienti (a un b) ir katram indivīdam un asinsvadu gultnei raksturīgi.The results of a series of clinical measurements (23 practically healthy subjects, AS, At, and PPGpa measurements at 23 ± 2 ° C before and after exercise) show a relationship between these three parameters, which can be approximated by a two-factor linear regression model y = a + biXi + b2X2, where Xj and Χ2 are the arterial pressure values. The regression coefficients (a and b) for this relationship are specific to each individual and to the vascular bed.
Regresijas koeficientus dotajai līknei ir iespējams iegūt, reģistrējot pulsa viļņa aizkaves laiku un pulsa līknes amplitūdu pie divām vismaz par 20 mmHg atšķirīgām spiediena vērtībām (kalibrējot). Spiediena vērtību aprēķināšanai tālāko izmeklējumu gaitā ir izmantojami kalibrēšanas procesā iegūtie koeficienti.Regression coefficients for a given curve can be obtained by recording the pulse wave delay time and the amplitude of the pulse curve at two different pressure values of at least 20 mmHg (calibrated). Coefficients derived from the calibration process are used to calculate pressure values for further investigations.
Arteriālā spiediena kalibrēšanas un asinsspiediena aprēķināšanas procesu saskaņā ar piedāvāto izgudrojumu veic sekojoši. Uz izmeklējamās personas krūšu kurvja novieto EKG sensoru. Pie izmeklējamās personas ārējās auss gliemežnīcas pievieno fotopletizmogrāfiskā (PPG) optiskā signāla kontaktsensoru. Uz izmeklējamās personas kreisās rokas augšdelma uzliek kompresijas manšeti ar iebūvētu skaņas svārstību detektoru un roku novieto personas sirds līmenī. Ar auskultācijas metodi nosaka arteriālo spiedienu (ASmax un ASmin) miera apstākļos, spiediena noteikšanas brīdī vienlaicīgi reģistrējot EKG un PPG signālus. Izmeklējamā persona labajā rokā satver rokas dinamometru. Uz kreisās rokas novietotajā manšetē tiek radīts par divdesmit mmHg lielāks spiediens nekā izmērītais ASmax· Pēc noteikta skaņas vai gaismas signāla izmeklējamā persona savu iespēju robežās saspiež un tur rokas dinamometru. PPG un EKG parametru vērtības ciklā, kura laikā skaņu detektors sāk uztvert pirmās arteriālā izcelsmes skaņas, tiek saglabātas vēlākiem aprēķiniem. Pēc tam spiediens manšetē tiek strauji samazināts, līdz detektorā izzūd jebkādas arteriālas izcelsmes skaņas; atbilstošās PPG un EKG parametru, kā arī arteriālā spiediena vērtības tiek saglabātas. Pēc kalibrēšanas beigām no izmeklējamās personas kreisās rokas tiek noņemta kompresijas manšete ar iebūvētu skaņas svārstību detektoru. Izmantojot divas dažādas asinsspiediena vērtības un tām atbilstošās PPG pulsāciju amplitūdas un aizkaves laika vērtības, ar divfaktoru lineārās regresijas modeli iegūst regresijas koeficientus (a; bj; b2). Turpmāk konkrētai izmeklējamai personai momentānās AS vērtības aprēķina, izmantojot tikai momentānās pulsa viļņa izplatīšanās laika un pulsa viļņa līknes amplitūdas vērtības un iepriekšējā kalibrācijā iegūtos divfaktoru lineārās regresijas koeficientus. Aprēķināto arteriālā spiediena vērtību drošuma un precizitātes paaugstināšanai katru nākošo spiediena vērtību aprēķina, rēķinot vidējo no 3 iepriekšējām un 3 sekojošām momentānām vērtībām.The process of calibrating arterial pressure and calculating blood pressure according to the present invention is carried out as follows. An ECG sensor is placed on the subject's chest. A photoplethysmographic (PPG) optical signal contact sensor is attached to the subject's external ear shell. A compression cuff with a built-in sound-level detector is placed on the upper arm of the subject's left arm and the hand is placed at the person's heart level. The auscultation method measures arterial pressure (AS max and AS m i n ) at rest by simultaneously recording ECG and PPG signals at the time of pressure measurement. The subject shall grasp the hand dynamometer with his right hand. The cuff placed on the left hand produces a pressure greater than twenty mmHg greater than the measured AS ma x · After a specific sound or light signal, the subject squeezes and holds the hand dynamometer as far as possible. The PPG and ECG parameter values in the cycle at which the sound detector begins to sense the first sounds of arterial origin are stored for later calculations. The cuff pressure is then rapidly reduced until any arterial sound in the detector disappears; the corresponding values for PPG and ECG parameters as well as arterial pressure are maintained. After completion of the calibration, a compression cuff with a built-in sound vibration detector is removed from the subject's left hand. Using two different blood pressure values and their corresponding PPG ripple amplitude and delay time values, the two-factor linear regression model produces regression coefficients (a; bj; b 2 ). In the following, the instantaneous AS values for a particular subject are calculated using only instantaneous pulse wave propagation time and pulse wave curve amplitude values, and two-factor linear regression coefficients from the previous calibration. The calculated arterial pressure values to increase the reliability and accuracy of each subsequent pressure value are calculated by averaging the 3 preceding and 3 subsequent instantaneous values.
Metode un ierīce arteriālā asinsspiediena neinvazīvai un nepārtrauktai noteikšanai ir paskaidrota ar pievienotajiem rasējumiem.The method and device for non-invasive and continuous determination of arterial blood pressure is explained in the accompanying drawings.
īss rasējumu aprakstsa brief description of the drawings
Fig. 1 ir attēlota arteriālā asinsspiediena spiediena neinvazīvas un nepārtrauktas mērīšanas ierīces blokshēma;FIG. 1 is a block diagram of a non-invasive and continuous device for measuring blood pressure;
Fig. 2 ir attēlota pulsa viļņa izplatīšanās laika un fotopletizmogrammas pulsa amplitūdas noteikšanas shēma;FIG. Fig. 2 is a schematic diagram of pulse wave propagation time and pulse amplitude of a photopletismogram;
Fig. 3 ir attēlota sensoru novietojuma shēma arteriālā spiediena kalibrācijas un mērīšanas laikā.FIG. Figure 3 is a diagram of sensor placement during arterial pressure calibration and measurement.
Fig. 1 attēlota arteriālā spiediena neinvazīvas un nepārtrauktas mērīšanas ierīce ietver divus funkcionālus blokus - spiediena sekošanas bloka un spiediena kalibrācijas bloka, kuri savukārt sastāv no diviem funkcionāliem blokiem - spiediena sekošanas bloka un spiediena kalibrācijas bloka, kuri savukārt sastāv no fotopletizmogrāfiskā (PPG) optiskā signāla kontaktsensora (11), elektrokardiogrāfiskā (EKG) signāla sensora (1), kompresijas manšetes (17), skaņas svārstību detektora (12) elektroniskiem pastiprinātājiem (2, 10), kuri pastiprina visus izejas signālus, pastiprinošajiem filtriem (3,9,13), kuri nodzēš nevajadzīgās signāla komponentes, sliekšņa detektora (14), kas uztver skaņu toņus, sūkņa (19), kas rada manšetē spiedienu, elektriskā vārsta (20), kas samazina manšetē spiedienu, digitālā manometra (18), kas kontrolē manšetē spiedienu, mikrokontrolieriem (4, 16), kuri veic datu savākšanu un analīzi saskaņā ar aprakstīto metodi, displeja (6) - piemēram, paneļa vai monitora, kas uzrāda ASmax ,ASVid. din. un ASmjn momentānās vērtības un to dinamiku noteiktā laika periodā, tastatūras (5), kas nodrošina interfeisu ar lietotāju, atmiņas bloka (7), kas saglabā nepārtrauktu mērījumu datus un raidītāja (8), kas nodrošina telemetrisku spiediena monitoringu.FIG. The non-invasive and continuous arterial pressure measuring device shown in Figure 1 comprises two functional blocks, a pressure monitoring unit and a pressure calibration unit, which in turn consist of two functional units, the pressure monitoring unit and the pressure calibration unit, which in turn consist of a photoplethysmographic (PPG) optical signal contact sensor. 11), electronic amplifiers (2, 10) for electrocardiographic (ECG) signal sensor (1), compression cuff (17), sound oscillation detector (12), amplifying all output signals, amplifying filters (3,9,13), extinguishes unnecessary signal components, microcontrollers of a threshold detector (14) that receives sound tones, a pump (19) that generates cuff pressure, an electric valve (20) that reduces cuff pressure, a digital manometer (18) that controls cuff pressure ( 4, 16) who perform data collection and analysis according to the method described, display (6) - such as a panel or monitor that displays AS ma x, AS V id. dyn. and AS m j n instantaneous values and their dynamics over a period of time, a keypad (5) providing an interface to the user, a memory unit (7) storing continuous measurement data and a transmitter (8) providing telemetric pressure monitoring.
Pulsa viļņa izplatīšanās laiks (At) - Fig. 2 mērīts kā attālums no EKG R zoba virsotnes līdz pulsa viļņa “pēdai” (PPG signāla zemākajam līmenim), fotopletizmogrammas pulsāciju amplitūda (PPGpa) mērīta kā attālums no pulsa viļņa pēdas līdz pulsa viļņa maksimumam.Pulse Wave Propagation Time (At) - FIG. 2 measured as the distance from the tip of the R wave of the ECG to the "foot" of the pulse wave (the lowest level of the PPG signal), the amplitude of the photoplethmogram ripple (PPGpa) measured as the distance
Izgudrojuma realizācijas piemersExemplary embodiment of the invention
Izmeklējamā persona - 27 gadus vecs vīrietis. Izmeklējamai personai tiek uzlikts aussThe subject is a 27-year-old male. The subject is put on his ear
PPG kontaktsensors un aplikta EKG elektrodu josta. Pie spiediena mēriekārtas pievienots kalibrācijas bloks un uz augšdelma uzlikta gaisa kompresijas manšete ar skaņu svārstību detektoru. Pirmajā mērījumu reizē ar auskultācijas metodi tiek noteikts arteriālais asinsspiediens (ASmaxi=100mmHg; ASmjni=60mmHg) un vienlaicīgi noteiktas atbilstošās Ati un PPGpa vērtības (Ati = 0.1320s; PPGpAi=3.86r.v.-potītes-augšdelma indekss) miera apstākļos. Otrreiz šīs pašas vērtības (ASmax2=130mmHg; ASmin2=70mmHg; At2=0.1212s; PPGpA2=2.51r.v.) tiek noteiktas statiskās slodzes laikā (ar rokas dinamometru). Izmeklējamai personai noņem gaisa kompresijas manšeti un skaņu svārstību detektoru un atvieno kalibrācijas bloku no reģistrācijas iekārtas. Izmantojot AS, At un PPGpa vērtības, aprēķina lineārās divfaktoru regresijas vienādojumu koeficientus (ASmax=670-(4817*At+16.63*PPGpA);PPG contact sensor and ECG electrode strap. A calibration unit is attached to the pressure gauge and an air compression cuff with a sound-level detector is placed on the upper arm. At the first measurement, the auscultation method measures arterial blood pressure (AS max i = 100 mmHg; AS m j n i = 60 mm Hg) and simultaneously determines the corresponding Ati and PPGpa values (Ati = 0.1320s; PPGpAi = 3.86rv-ankle-upper arm index) conditions. A second time, the same values (AS max 2 = 130mmHg; AS m in2 = 70mmHg; At2 = 0.1212s; PPGpA2 = 2.51rv) are determined during static loading (with hand dynamometer). The subject shall remove the air-compression cuff and sound-level detector and disconnect the calibration unit from the recording equipment. Using the AS, At and PPGpa values, calculate the coefficients of the linear two-factor regression equation (AS max = 670- (4817 * At + 16.63 * PPGpA);
ASmin=331-(2404 *At+11.75*PPGpA), kurus tālāk izmanto neinvazīvai AS vērtību aprēķināšanai šai personai. Vidējā dinamiskā spiediena vērtību iegūst no ASmax un ASmjn vērtībām pēc dotās sakarības AS vid. din. = [(2*ASmjn) + ASmax] / 3. Pēc pirmo sešu sirds ciklu reģistrācijas uz displeja tiek attēlotas visas trīs spiediena vidējās vērtības.AS m i n = 331- (2404 * At + 11.75 * PPGpA), which are further used for non-invasive calculation of AS values for this individual. The average dynamic pressure value is obtained from the AS and AS max m j n values the given correlations AS v id. dyn. = [(2 * AS m j n ) + AS max ] / 3. After registering the first six cardiac cycles, all three mean values of pressure are displayed.
Piedāvātā metode, salīdzinot ar citām metodēm, kas arteriālā spiediena aprēķināšanai izmanto pulsa viļņa izplatīšanās laika vai ātruma informāciju, ir ērtāka lietošanai spiediena kalibrēšana ir ātrāka un spiediena izmainīšanas veids ir fizioloģisks (ierobežota apjoma un intensitātes, pilnībā atraumatiska slodze); ir iespējams veikt telemetrisku spiediena mērīšanu, jo piedāvātā iekārta spēj gan saglabāt, gan reālā laikā nosūtīt mērījumu datus pa bezvadu sakaru kanālu. Metodē ietvertā spiediena vidējo vērtību noteikšana samazina artefaktu rašanos, līdz ar to uzlabo mērīšanas precizitāti.The proposed method, compared to other methods that use pulse wave propagation time or velocity information to calculate arterial pressure, is more convenient to use, pressure calibration is faster, and the mode of pressure change is physiological (limited volume and intensity, fully atraumatic load); it is possible to perform telemetric pressure measurement, as the proposed equipment is capable of storing and transmitting measurement data over a wireless communication channel in real time. Determining the mean values of the pressure included in the method reduces the occurrence of artifacts, thus improving the accuracy of measurement.
Informācijas avoti:Sources of information:
1. Allen J, Murray A., Modelling the relationship between peripheral blood pressure and blood volume pulsē using linear and neural network system identification techniques, Physiol. Meas, 20, pp.287-301 (1999).1. Allen J, Murray A., Modeling the relationship between peripheral blood pressure and blood volume pulse using linear and neural network system identification techniques, Physiol. Meas, 20, pp.287-301 (1999).
2. Asada H, Shaltis P, Mccombie D, Reisner A., Wearable blood pressure sensor and method of calibration.United States Patent US2007055163,2007.2. Asada H, Shaltis P, Mccombie D, Reisner A., Wearable blood pressure sensor and method of calibration.United States Patent US2007055163,2007.
3. Clark Justin. Total compliance method and apparatus for neninvasive arterial Continuous blood pressure monitoring method and apparatus. - International PatentUS 5423322, 1995.3. Clark Justin. Total compliance method and apparatus for noninvasive arterial continuous blood pressure monitoring method and apparatus. - International PatentUS 5423322, 1995.
4. Gizdulich P., Prentza A., Wesseling KH. Models of brachial to finger pulsē wave distortion and pressure decrement. Cardiovascular Research. 33(3):698705, 1997. Mar.4. Gizdulich P., Prentza A., Wesseling KH. Models of brachial to finger pulse wave distortion and pressure decrement. Cardiovascular Research. 33 (3): 698705, 1997. Mar.
5. Golub H.., Method and apparatus for non-invasive, cuffless continuous blood pressure determination. - United States Patent US005857975A, 1999.5. Golub H .., Method and apparatus for non-invasive, cuffless continuous blood pressure determination. - United States Patent US005857975A, 1999.
6. Kazanavičius E., Girčys R., Mačikēnas E., Lugin S. 2003. Determination of6. Kazanavičius E., Girčys R., Mačikēnas E., Lugin S. 2003. Determination of
Arterial Blood Pressure Using the Pulsē Transit Time. - Informacines Technologijos ir Valdymas, 4(29): 23 - 29.Arterial Blood Pressure Using the Pulse Transit Time. - Information Technology and Management, 4 (29): 23 - 29.
7. Mallat J., Pironkov A., Destandau M. S., Tavemier B. 2003. Systolic Pressure Variation (Adown) Can Guide Fluid Therapy During Pheochromocytoma7. Mallat J., Pironkov A., Destandau M.S., Tavemier B. 2003. Systolic Pressure Variation (Adown) Can Guide Fluid Therapy During Pheochromocytoma
Surgery. - Can. J. Anesth., 50(10): 998 - 1003.Surgery. - Can. J. Anesth., 50 (10): 998-1003.
8. Orr T., Device for displaying blood pressure.- United States Patent US4669262,1989.8. Orr T., Device for displaying blood pressure.- United States Patent US4669262,1989.
9. Penaz .Photoelectric Measurement of Blood Pressure, volume and Flow in the Finger Digest of the 10th International Conference on Medical and Biomedical9 Penaz .Photoelectric Measurement of Blood Pressure, Volume and Flow in the Finger Digest of the 10 th International Conference on Medical and Biomedical
Engineering. 1973.Engineering. 1973.
10. Pickering T. G., Hall J. E., Appel L. J. 2005. Recommendations for Blood Pressure Measurement in Humāns and Experimental Animals. - Circulation, 111:697-716.10. Pickering T. G., Hall J. E., Appel L. J. 2005. Recommendations for Blood Pressure Measurement in Humans and Experimental Animals. - Circulation, 111: 697-716.
11. Shaltis P, Reisner A, Asada H., Calibration of the photopletysmogram to arterial blood pressure: Capabilities and limitations for continuos pressure monitoring. Thesis11. Shaltis P, Reisner A, Asada H., Calibration of the photopletysmogram to arterial blood pressure: Capabilities and limitations for continuos pressure monitoring. Thesis
12. Smith R. P., Argod J., Pepin J-L., Levy P. A. 1999. Pulsē Transit Time: An Appraisal of Potential Clinical Applications. - Thorax, 54: 452 - 458.12. Smith R.P., Argod J., Pepin J.L., Levy P.A. 1999. Pulse Transit Time: An Appraisal of Potential Clinical Applications. - Thorax, 54: 452 - 458.
13. Staessen J. A., Fagard R., Thijs L. 1995. A Consensus Vievv on the Technique of Ambulatory Blood Pressure Monitoring. - Hypertension, 26: 912 - 918.13. Staessen J. A., Fagard R., Thijs L. 1995. A Consensus Viev on the Technique of Ambulatory Blood Pressure Monitoring. - Hypertension, 26: 912 - 918.
14. Willshire Richard John. Method of calibrating a blood pressure monitoring apparatus - International Patent GB2394178, 2004.14. Richard John of Willshire. Method of calibrating a blood pressure monitoring apparatus - International Patent GB2394178, 2004.
PretenzijasClaims
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
LVP-08-69A LV13791B (en) | 2008-04-21 | 2008-04-21 | Method and apparatus for noninvasive, continuous measurement of arterial blood pressure |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
LVP-08-69A LV13791B (en) | 2008-04-21 | 2008-04-21 | Method and apparatus for noninvasive, continuous measurement of arterial blood pressure |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
LV13791B true LV13791B (en) | 2009-01-20 |
Family
ID=40775064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
LVP-08-69A LV13791B (en) | 2008-04-21 | 2008-04-21 | Method and apparatus for noninvasive, continuous measurement of arterial blood pressure |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
LV (1) | LV13791B (en) |
-
2008
- 2008-04-21 LV LVP-08-69A patent/LV13791B/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8313439B2 (en) | Calibration of pulse transit time measurements to arterial blood pressure using external arterial pressure applied along the pulse transit path | |
US6120459A (en) | Method and device for arterial blood pressure measurement | |
EP0765630B1 (en) | Method and device for determining brachial arterial pressure waveform on the basis of noninvasively measured finger blood pressure waveform | |
Shriram et al. | Continuous cuffless blood pressure monitoring based on PTT | |
Nitzan | Automatic noninvasive measurement of arterial blood pressure | |
KR100512290B1 (en) | Method and apparatus for the non-invasive detection of medical conditions by monitoring peripheral arterial tone | |
US20080039731A1 (en) | Wearable Pulse Wave Velocity Blood Pressure Sensor and Methods of Calibration Thereof | |
EP0651970A1 (en) | Method and apparatus for assessing cardiovascular performance | |
Sorvoja et al. | Noninvasive blood pressure measurement methods | |
US20220296113A1 (en) | Non-invasive blood pressure measurement | |
JP2014000105A (en) | Non-invasive, continuous blood pressure monitoring method and apparatus | |
ES2805300T3 (en) | Device for non-invasive determination of blood pressure | |
CN111493855A (en) | System and method for non-invasive measurement of individualized cardiac output | |
WO2008156377A1 (en) | Method and apparatus for obtaining electronic oscillotory pressure signals from an inflatable blood pressure cuff | |
Yamakoshi | Non‐invasive cardiovascular hemodynamic measurements | |
RU2281687C1 (en) | Method for monitoring arterial pressure | |
Sorvoja et al. | Accuracy comparison of oscillometric and electronic palpation blood pressure measuring methods using intra-arterial method as a reference | |
LV13791B (en) | Method and apparatus for noninvasive, continuous measurement of arterial blood pressure | |
Jobbágy et al. | Blood pressure measurement: assessment of a variable quantity | |
Wang et al. | Noninvasive determination of arterial pressure-dependent compliance in young subjects using an arterial tonometer | |
RU2800898C1 (en) | Device for measuring pulse wave velocity when measuring arterial pressure by oscillometric method with extended functions | |
Sidhu et al. | Comparison of artificial intelligence based oscillometric blood pressure estimation techniques: a review paper | |
Csordás et al. | Advanced indirect method for measuring blood pressure | |
Koohi | Methods for Non-invasive trustworthy estimation of arterial blood pressure | |
Gupta | Blood Pressure Monitoring |