RU2207804C1 - Плетизмограф - Google Patents

Плетизмограф Download PDF

Info

Publication number
RU2207804C1
RU2207804C1 RU2001133566/14A RU2001133566A RU2207804C1 RU 2207804 C1 RU2207804 C1 RU 2207804C1 RU 2001133566/14 A RU2001133566/14 A RU 2001133566/14A RU 2001133566 A RU2001133566 A RU 2001133566A RU 2207804 C1 RU2207804 C1 RU 2207804C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
pneumatic
chamber
limb
internal cavity
stop
Prior art date
Application number
RU2001133566/14A
Other languages
English (en)
Inventor
сов Л.В. Ил
Л.В. Илясов
В.В. Кособокова
Original Assignee
Тверской государственный технический университет
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Тверской государственный технический университет filed Critical Тверской государственный технический университет
Priority to RU2001133566/14A priority Critical patent/RU2207804C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2207804C1 publication Critical patent/RU2207804C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для исследования периферического кровотока. Плетизмограф содержит камеру с внутренней полостью для размещения исследуемой конечности, снабженную элементом для герметизации внутренней полости при размещении в ней исследуемой конечности, надувную манжету для создания венозного останова крови в конечности, снабженную манометром и устройством для измерения увеличения объема конечности при венозном останове. Согласно изобретению введены датчик атмосферного давления, сильфон с входным штуцером и подвижным дном, которое механически соединено с приводом возвратно-поступательного движения, микрокомпрессор, пневмотумблеры, два переменных пневмодросселя, снабженных входными и выходными штуцерами, и электронное вычислительное устройство. Устройство для измерения увеличения объема конечности при венозном останове выполнено в виде датчика избыточного давления, снабженного входным штуцером, элемент герметизации выполнен в виде надувной манжеты, снабженной манометром, с возможностью ее размещения в зазоре между исследуемой конечностью и образующей внутренней поверхности камеры, а входные штуцеры датчика избыточного давления и первого пневмодросселя и выходной штуцер второго пневмодросселя соединены с внутренней полостью камеры. Микрокомпрессор подключен с возможностью соединения его выхода через соответствующие пневмотумблеры с входным штуцером второго пневмодросселя, надувной манжетой для создания венозного останова и элементом для герметизации внутренней полости камеры, а выходной штуцер первого пневмодросселя через пневмотумблер соединен с атмосферой. Выходы датчиков избыточного и атмосферного давления соединены с электронным вычислительным устройством. Технический результат заключается в обеспечении определения абсолютного значения интенсивности кровотока без использования дополнительной гиперктуры. 3 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам для исследования периферического кровотока.
Известен плетизмограф (Науменко А.Н., Скотников В.В. Основы электроплетизмографии. Л. : Медицина. 1975, с. 87-96) для исследования периферического кровотока, содержащий два электрода и аппаратуру для измерения электрического сопротивления. При определении периферического кровотока электроды накладываются на исследуемую часть тела человека, например на ногу или руку, а определение кровотока сводится к измерению электрического сопротивления исследуемой части тела.
Недостатком такого плетизмографа является качественный характер получаемой информации, связанной с тем, что зависимость электрического сопротивления от скорости кровотока является сложной и, в общем случае, индивидуальной для каждого человека.
Наиболее близким по технической сущности является плетизмограф (Экспериментальная физиология /Под ред. Б.Л.Эндрю. М.: Мир, 1974, с.226-233), содержащий камеру с внутренней полостью для размещения исследуемой конечности, снабженную элементом для герметизации внутренней полости при размещении в ней исследуемой конечности, надувную манжету для создания венозного останова крови в конечности, снабженную манометром, и устройство для измерения увеличения объема конечности при венозном останове. При определении кровотока с помощью такого плетизмографа путем нагнетания воздуха в манжету создается венозный останов крови в исследуемой конечности, размещенной в камере, а по объему воздуха, вытесненного при этом из камеры в устройство для измерения объема газа, судят об интенсивности кровотока в конечности. Кроме этого для получения информации об интенсивности кровотока на единицу объема исследуемой части конечности дополнительно осуществляют с помощью специальной аппаратуры измерение объема этой части конечности.
Недостатком такого плетизмографа является его малая точность и высокая чувствительность к вибрациям, а также необходимость дополнительного измерения с помощью специальной аппаратуры объема исследуемой части конечности.
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение точности определения кровотока, упрощение процесса измерения и обработки его результатов.
Технический результат - создание плетизмографа, способного определять абсолютное значение интенсивности кровотока без использования дополнительной аппаратуры для измерения объема исследуемой части конечности.
Технический результат достигается тем, что в состав плетизмографа, содержащего камеру с внутренней полостью для размещения исследуемой конечности, снабженную элементом для герметизации внутренней полости при размещении в ней исследуемой конечности, надувную манжету для создания венозного останова крови в конечности, снабженную манометром, и устройство для измерения увеличения объема конечности при венозном останове, согласно изобретению дополнительно включены датчик атмосферного давления, сильфон с входным штуцером и подвижным дном, которое механически соединено с приводом возвратно-поступательного движения, микрокомпрессор, пневмотумблеры, два переменных пневмодросселя, снабженных входными и выходными штуцерами, и электронное вычислительное устройство, при этом устройство для измерения увеличения объема конечности при венозном останове выполнено в виде датчика избыточного давления, снабженного входным штуцером, элемент герметизации выполнен в виде надувной манжеты, снабженной манометром, с возможностью ее размещения в зазоре между исследуемой конечностью и образующей внутренней поверхности камеры, а входные штуцеры датчика избыточного давления и первого пневмодросселя и выходной штуцер второго пневмодросселя соединены с внутренней полостью камеры, микрокомпрессор подключен с возможностью соединения его выхода через соответствующие пневмотумблеры с входным штуцером второго пневмодросселя, надувной манжетой для создания венозного останова и элементом для герметизации внутренней полости камеры, а выходной штуцер первого пневмодросселя через пневмотумблер соединен с атмосферой, причем выходы датчиков избыточного и атмосферного давления соединены с электронным вычислительным устройством.
Такая конструкция обеспечивает возможность измерения как объема исследуемой части конечности, так и увеличения ее объема при венозном останове, что определяется использованием точных и надежных датчиков абсолютного и избыточного давления с унифицированными электрическими выходными сигналами и электронного вычислительного устройства, обеспечивающего обработку сигналов датчика по соответствующим алгоритмам, полученным из уравнения состояния газа и уравнения, описывающего динамический режим работы камеры с двумя пневмодросселями.
По сравнению с прототипом заявляемая конструкция имеет отличительные особенности в совокупности элементов, их конструктивном исполнении и взаимном расположении.
Схема плетизмографа изображена на фиг.1.
На фиг.2 показано изменение избыточного давления в камере плетизмографа при измерении объема исследуемой части конечности.
На фиг.3 показано изменение избыточного давления в камере плетизмографа при измерении объема исследуемой части конечности при венозном останове.
Плетизмограф содержит камеру 1 с внутренней полостью 2 для размещения исследуемой конечности 3, снабженную элементом 4 для герметизации внутренней полости при размещении в ней исследуемой конечности, надувную манжету 5 для создания венозного останова крови в конечности, снабженную манометром 6, и устройство 7 для измерения увеличения объема конечности при венозном останове крови, в качестве которого служит датчик избыточного давления с унифицированным электрическим выходным сигналом, снабженный входным штуцером 8. Дополнительно в состав плетизмографа включены датчик атмосферного давления 9 с унифицированным электрическим выходным сигналом, сильфон 10 с входным штуцером 11 и подвижным дном 12, которое механически соединено с приводом возвратно-поступательного движения 13, микрокомпрессор 14, пневмотумблеры T1, T2, Т3, два переменных пневмодросселя Др1 и Др2, снабженных входными 15, 16 и выходными 17, 18 штуцерами, и электронное вычислительное устройство 19.
Элемент герметизации 4 выполнен в виде надувной манжеты, снабженной манометром 20, с возможностью ее размещения в зазоре между исследуемой конечностью 3 и образующей 21 внутренней поверхности камеры 1. Входные штуцеры 8, 11, 15 и выходной штуцер 18 соединены с внутренней полостью 2 камеры 1, а микрокомпроцессор подключен с возможностью соединения его выхода через пневмотумблер T1 с входным штуцером пневмодросселя Др2, через пневмотумблер Т2 - с элементом герметизации и через пневмотумблер Т3 - с надувной манжетой для создания венозного останова, а выходной штуцер пневмодросселя Др1 через пневмотумблер Т4 соединен с атмосферой. Выходы датчиков 7 и 9 подключены к электронному вычислительному устройству 19, в качестве которого используется, например, персональный компьютер. В камере 1 плетизмографа расположены вспомогательные элементы: опоры 22, 23 и кольцеобразная пластина 24, прикрепленная к стенкам камеры 1.
Работа плетизмографа осуществляется следующим образом.
Исследуемую конечность, например руку, располагают на опорах 22, 23 в камере плетизмографа и на ней размещают манжету 5. Замыкают пневмотумблер T2, и в манжету 4 для герметизации руки начинает поступать воздух от микрокомпрессора 14. Манжета 4 раздувается и упирается в кольцеобразную пластину 24, предотвращающую смещение манжеты в полость 2. Это определяет постоянство камеры 2. Когда давление в этой манжете достигает 5000÷6000 Па, что определяется с помощью манометра 20, и при этом достигается герметизация камеры с размещенной в ней рукой, пневмотумблер T2 размыкают. Затем замыкают последовательно во времени пневмотумблеры Т4 и T1. При таком соединении создается пневматическая проточная камера, которая включает в себя дроссели Др1, Др2 и внутреннюю полость 2 камеры 1, часть объема которой занята исследуемой рукой. При постоянном давлении Р0 на входе в пневмодроссель Др2, создаваемом микрокомпрессором, давление во внутренней полости камеры будет увеличиваться по экспоненциальному закону (см. фиг.2). Давление Р камеры 2 непрерывно измеряют датчиком избыточного давления и запоминают в электронном вычислительном устройстве. По полученной в результате измерений кривой находят, так называемую, постоянную времени Т [Ибрагимов И.А. и др. Элементы пневмоавтоматитки. М.: Высшая школа, 1984, с. 63-69] проточной пневматической камеры, которая при постоянных значениях проводимости пневмодросселей однозначно определяется, в данном случае, объемом V той части внутренней полости 2, которая не занята рукой:
T=V/RQ(k1+k2), (1)
где R - газовая постоянная;
Q - абсолютная температура газа (принимать в течение опыта постоянной);
kl и k2 - проводимости пневмодросселей Др1 и Др2.
Объем исследуемой части руки Vp при известном значении объема Vк внутренней полости 2 камеры плетизмографа вычисляют по формуле:
Vp=Vк-T/a, (2)
где а=RQ(k1+k2) - постоянная величина.
Значение Т при этом определяют из графика функции так, как это показано на фиг. 2 (Рк на графике - установившееся давление в камере). Время, необходимое для проведения одного измерения, составляет 25-35 с.
Для увеличения точности измерения объема исследуемой части руки осуществляется повторное измерение этой величины следующим образом. Размыкают пневмотумблер T1 и после того, как давление в камере станет равным нулю, что определяется по сигналу датчика давления 7, размыкают пневмотумблер Т4. Включают привод 13 возвратно-поступательного движения, который перемещает дно 12 сильфона 10 до упора (на фиг.1 до упора влево). При этом в полость 2 вводится некоторый постоянный дополнительный объем воздуха Vд (Vд=10 см3). Поэтому давление в полости 2 увеличивается на ΔР.
При этом с помощью датчиков 7 и 9 измеряют значение ΔР и атмосферное давление Ра. После этих измерений объем исследуемой части руки вычисляют по формуле (при условии, что Vк>>Vд, например, при Vк=150Vд),
Vp = Vк-(Vд/ΔP)Pa. (3)
Результаты двух измерений объема исследуемой части руки усредняют и находят среднее значение Vpср.
После определения Vpср замыкают пневмотумблеры T1 и Т4 и некоторое время продувают камеру 1 воздухом для исключения нагрева воздуха в ней за счет теплоты, выделяемой рукой. Затем последовательно размыкают пневмотумблеры T1 и Т4 и доводят давление в камере до атмосферного. Замыкают пневмотумблер Т3. В манжету 5 начинает поступать воздух. Когда давление в ней достигает значения 9500 Па (значение давления венозного останова), что определяют по манометру 6, пневмотумблер Т3 размыкают. При этом начинает увеличиваться объем исследуемой части руки за счет притока в нее крови, что вызывает увеличение давления во внутренней полости 2 (см. фиг.3), которое непрерывно измеряются датчиком 7, сигналы которого запоминаются электронным вычислительным устройством.
Процесс увеличения давления в камере длится 10 - 20 с и имеет вид экспоненты, а максимальное приращение давления составляет 400 - 700 Па. При обработке этого сигнала выбирают часть кривой от начала процесса до момента времени t1 (обычно 3-5 с), где увеличение давления происходит практически линейно. Найденные при этом приращения давления ΔРл используют в расчете кровотока.
Если считать, что в процессе увеличения давления температура в камере плетизмографа не изменяется, то в момент времени t1 справедливо выражение:
Vкр = ΔPл(Vк-Vp)/Pa, (4)
где Vкр - объем крови, поступившей в исследуемую часть руки к моменту времени t1.
Объемный расход крови Q, поступившей в исследуемую часть руки с начала венозного останова до момента времени t1, можно определить по формуле:
Q=Vкр/t1. (5)
Обычно в качестве характеристики кровотока используют удельный объемный расход Qуд [Экспериментальная физиология /Под ред. Б.Л.Эндрю. М.: Мир, 1974, с. 233] , т.е. объемный расход крови, который поступает в объем исследуемой части конечности, равный 100 см3. По результатам измерений величины Vpср и Q указанную характеристику вычисляют по формуле:
Qуд=(Q/Vpср)100. (6)
Все описанные вычисления осуществляются с помощью электронного вычислительного устройства.
Описанный плетизмограф был создан и испытан в лабораторных условиях.
В таблице приведены результаты измерений интенсивности кровотока у пяти пациентов.
Преимуществами предлагаемого технического решения являются:
- возможность измерения удельного кровотока без использования дополнительной аппаратуры для измерения объема исследуемой части конечности;
- возможность автоматизации измерений;
- абсолютный характер результатов измерений, исключающий необходимость предварительной градуировки устройства.
Предлагаемый плетизмограф может быть реализован на базе стандартных измерительных, вычислительных и вспомогательных устройств. Он может найти применение в медицинских учреждениях для исследования кровотока в конечностях, его также можно использовать для градуировки плетизмографов, реализующих другие неабсолютные принципы измерения кровотока.

Claims (1)

  1. Плетизмограф, содержащий камеру с внутренней полостью для размещения исследуемой конечности, снабженную элементом для герметизации внутренней полости при размещении в ней исследуемой конечности, надувную манжету для создания венозного останова крови в конечности, снабженную манометром и устройством для измерения увеличения объема конечности при венозном останове, отличающийся тем, что дополнительно содержит датчик атмосферного давления, сильфон с входным штуцером и подвижным дном, которое механически соединено с приводом возвратно-поступательного движения, микрокомпрессор, пневмотумблеры, два переменных пневмодросселя, снабженных входными и выходными штуцерами, и электронное вычислительное устройство, при этом устройство для измерения увеличения объема конечности при венозном останове выполнено в виде датчика избыточного давления, снабженного входным штуцером, элемент герметизации выполнен в виде надувной манжеты, снабженной манометром, с возможностью ее размещения в зазоре между исследуемой конечностью и образующей внутренней поверхности камеры, а входные штуцеры датчика избыточного давления и первого пневмодросселя и выходной штуцер второго пневмодросселя соединены с внутренней полостью камеры, микрокомпрессор подключен с возможностью соединения его выхода через соответствующие пневмотумблеры с входным штуцером второго пневмодросселя, надувной манжетой для создания венозного останова и элементом для герметизации внутренней полости камеры, а выходной штуцер первого пневмодросселя через пневмотумблер соединен с атмосферой, причем выходы датчиков избыточного и атмосферного давления соединены с электронным вычислительным устройством.
RU2001133566/14A 2001-12-10 2001-12-10 Плетизмограф RU2207804C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001133566/14A RU2207804C1 (ru) 2001-12-10 2001-12-10 Плетизмограф

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001133566/14A RU2207804C1 (ru) 2001-12-10 2001-12-10 Плетизмограф

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2207804C1 true RU2207804C1 (ru) 2003-07-10

Family

ID=29211087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001133566/14A RU2207804C1 (ru) 2001-12-10 2001-12-10 Плетизмограф

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2207804C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2524119C2 (ru) * 2009-01-22 2014-07-27 Омрон Хэлткэа Ко., Лтд. Устройство измерения кровяного давления
RU172903U1 (ru) * 2016-06-02 2017-07-31 Непубличное акционерное общество "Институт кардиологической техники" (ИНКАРТ) Устройство для непрерывного измерения артериального давления и относительной интегральной растяжимости артериальных сосудов

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Экспериментальная физиология. Под ред. Б.Л. Эндрю. - М.: Мир, 1974, с. 226-233. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2524119C2 (ru) * 2009-01-22 2014-07-27 Омрон Хэлткэа Ко., Лтд. Устройство измерения кровяного давления
RU172903U1 (ru) * 2016-06-02 2017-07-31 Непубличное акционерное общество "Институт кардиологической техники" (ИНКАРТ) Устройство для непрерывного измерения артериального давления и относительной интегральной растяжимости артериальных сосудов

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5105825A (en) Method and apparatus for volume measurement and body composition estimation
USRE37852E1 (en) Blood pressure monitoring system
US4184371A (en) Apparatus for measuring the density of a body
ATE132720T1 (de) Einrichtung und verfahren zur blutdruckmessung
NL2007038C2 (en) System and method for predicting the viability of a body tissue in a patient, and measuring device used therein.
US3062202A (en) Body fluid pressure measuring device
Thomas Practical limitations of two devices used for the measurement of sub-bandage pressure: Implications for clinical practice
US4331155A (en) Digital cuff apparatus for determining blood pressure without use of a stethoscope
RU2207804C1 (ru) Плетизмограф
US20120330192A1 (en) Biomedical Interface Pressure Transducer for Medical Tourniquets
RU99125617A (ru) Способ проверки на герметичность закрытых сосудов, испытательная камера, испытательное устройство и испытательная установка для этого
EP0113345A4 (en) EXTERNAL REAL-TIME BLOOD PRESSURE MEASURING SYSTEM.
EP1558134B1 (en) Detecting medical conditions with noninvasive body probes
US3526218A (en) Fluid pressure measuring device
Barbenel et al. Device for measuring soft tissue interface pressures
CN211094071U (zh) 腕式电子血压计校准装置
WO1995000074A1 (en) Blood pressure measuring apparatus
KR101454201B1 (ko) 압력펄스 제공을 이용한 자동혈압계 시험장치, 혈압계 시험방법 및 혈압계 교정방법
EP0634185A2 (en) Digital dual pressure guage
JP2004156943A (ja) 封入圧の測定装置および測定方法
US4170226A (en) Digital sphygmomanometer
WO2003058175A3 (en) Calibration methods and apparatus for plethysmographic measurement chambers
RU94023726A (ru) Прибор для измерения артериального давления
SU966557A1 (ru) Устройство дл измерени давлени насыщенных паров жидкостей
SU1500894A1 (ru) Устройство дл калибровки вакуумных течей

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20031211