RU2553210C1 - Method of measuring arterial pressure by korotkov method and device for its realisation - Google Patents
Method of measuring arterial pressure by korotkov method and device for its realisation Download PDFInfo
- Publication number
- RU2553210C1 RU2553210C1 RU2013150257/14A RU2013150257A RU2553210C1 RU 2553210 C1 RU2553210 C1 RU 2553210C1 RU 2013150257/14 A RU2013150257/14 A RU 2013150257/14A RU 2013150257 A RU2013150257 A RU 2013150257A RU 2553210 C1 RU2553210 C1 RU 2553210C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- filter
- korotkov
- tones
- output signal
- filters
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано в медицинской практике для неинвазивного измерения систолического и диастолического артериального кровяного давления человека по методу Короткова.The invention relates to medical equipment and can be used in medical practice for non-invasive measurement of systolic and diastolic blood pressure of a person according to the Korotkov method.
Метод измерения на основе тонов Короткова признан стандартным методом неинвазивного измерения артериального кровяного давления. Метод основан на нагнетании давления воздуха в манжете, надетой вокруг руки человека и сжимающей артерию до тех пор, пока артерия не окажется сдавленной. После этого воздух из манжеты медленно выпускается с помощью клапана и давление в манжете уменьшается со скоростью 2-4 мм рт.ст. в секунду. Когда кровь начинает проходить через частично сдавленную артерию, она вызывает вибрации стенок артерии. Звуки, соответствующие этим вибрациям, принято называть тонами Короткова, которые могут прослушиваться с помощью стетоскопа, накладываемого на артерию ниже манжеты.The method of measurement based on Korotkov tones is recognized as the standard method for non-invasive measurement of arterial blood pressure. The method is based on pumping up air pressure in a cuff worn around a person’s arm and compressing an artery until the artery is squeezed. After that, air from the cuff is slowly released using the valve and the pressure in the cuff decreases with a speed of 2-4 mm Hg per second. When blood begins to pass through a partially constricted artery, it causes vibrations of the artery walls. Sounds corresponding to these vibrations are commonly called Korotkov tones, which can be heard with a stethoscope placed on the artery below the cuff.
Систолическим артериальным давлением принято считать давление воздуха в манжете, соответствующее моменту резкого нарастания интенсивности тонов Короткова, прослушиваемых с помощью стетоскопа. По мере дальнейшего уменьшения давления в манжете восстанавливается беспрепятственный ток крови в артерии, что ведет к резкому снижению интенсивности прослушиваемых тонов Короткова.Systolic blood pressure is considered to be the air pressure in the cuff, corresponding to the moment of a sharp increase in the intensity of the Korotkov tones, listened with a stethoscope. As the cuff pressure decreases further, an unimpeded flow of blood into the arteries is restored, which leads to a sharp decrease in the intensity of listening tones of Korotkov.
Диастолическим артериальным давлением принято считать давление воздуха в манжете, соответствующее резкому снижению интенсивности либо полному исчезновению прослушиваемых тонов Короткова.Diastolic blood pressure is considered to be the air pressure in the cuff, corresponding to a sharp decrease in intensity or the complete disappearance of the listened tones of Korotkov.
Автоматизированный способ измерения артериального давления основан на регистрации тонов Короткова посредством микрофона, накладываемого на артерию ниже манжеты, сдавливающей артерию на руке человека, с одновременной регистрацией давления воздуха в манжете.An automated method for measuring blood pressure is based on recording Korotkov’s tones using a microphone placed on the artery below the cuff, squeezing the artery on the person’s arm, while recording air pressure in the cuff.
Автоматические измерители артериального давления по методу Короткова обычно состоят из пневматической манжеты, автоматического либо ручного устройства нагнетания давления в манжете, устройства измерения давления воздуха в манжете, клапана медленного выпуска воздуха из манжеты, микрофона для регистрации звука тонов Короткова, электронной схемы обработки сигнала микрофона с целью выделения моментов регистрации систолического и диастолического артериального давления и средства индикации значений измеренных систолического и диастолического давления.Korotkov’s automatic blood pressure meters usually consist of a pneumatic cuff, an automatic or manual cuff pressure device, a cuff air pressure measuring device, a valve for slow air release from the cuff, a microphone for recording the sound of Korotkov tones, an electronic circuit for processing the microphone signal for highlighting the moments of registration of systolic and diastolic blood pressure and a means of indicating the values of the measured systolic and diasto matic pressure.
Электронная схема обработки сигнала микрофона, регистрирующего звуки тонов Короткова, наиболее часто основана на полосовом фильтре либо наборе полосовых фильтров. Полосы частот пропускания таких фильтров варьируются в зависимости от ожидаемых при измерении артериального давления внешнего шума и фазы активности человека.An electronic circuit for processing a microphone signal recording the sounds of Korotkov tones is most often based on a band-pass filter or a set of band-pass filters. The bandwidths of the pass-through of such filters vary depending on the external noise expected when measuring blood pressure and the phase of human activity.
Известны способ и устройство (патент US №3930494 от 20.09.1971, опубликован 06.01.1976), использующие один полосовой фильтр с полосой пропускания 50-160 Гц, выходной сигнал которого суммируется с электрическим сигналом измерителя давления в манжете для обеспечения индикации фаз (в особенности IV и V) тонов Короткова на выходном электрическом сигнале датчика давления воздуха в манжете.The known method and device (US patent No. 3930494 from 09/20/1971, published 06/01/1976), using one band-pass filter with a passband of 50-160 Hz, the output signal of which is added to the electrical signal of the pressure gauge in the cuff to provide an indication of the phases (in particular IV and V) Korotkov tones on the output electrical signal of the air pressure sensor in the cuff.
Недостатком устройств, использующих один фильтр выделения тонов Короткова, является недостоверное распознавание фаз тонов Короткова, поскольку звук тонов Короткова является многочастотным и интенсивность его частотных составляющих различна в разных фазах и для разных индивидуумов. Следовательно, измерители, основанные на единственном фильтре, не могут обеспечить несмещенную оценку систолического и диастолического артериального давления для различных пациентов. Однако за исключениями, обусловленными рядом заболеваний либо физиологическими особенностями пациента, для каждого человека возможно подобрать пороговые значения интенсивности звука в используемой полосе частот анализа тонов Короткова, обеспечивающие измерение систолического и диастолического артериального давления с приемлемой точностью для конкретного пациента при низком уровне внешних шумов.A disadvantage of devices using one Korotkov tone filter is the inaccurate recognition of the phases of Korotkov tones, since the sound of Korotkov tones is multi-frequency and the intensity of its frequency components is different in different phases and for different individuals. Therefore, meters based on a single filter cannot provide an unbiased estimate of systolic and diastolic blood pressure for different patients. However, with the exceptions due to a number of diseases or physiological characteristics of the patient, it is possible for each person to select threshold values of sound intensity in the used Korotkov tone analysis frequency band, providing systolic and diastolic blood pressure measurements with acceptable accuracy for a particular patient with a low level of external noise.
Известны способ и устройство (патент US №3814083 от 24.05.1972, опубликован 04.06.1974), использующие полосовой фильтр с полосой пропускания 18-26 Гц, амплитуда выходного сигнала которого сравнивается с амплитудой нефильтрованного сигнала, использующие второй полосовой фильтр с полосой пропускания 40-60 Гц, амплитуда выходного сигнала которого сравнивается с максимальной амплитудой выходного сигнала этого фильтра, измеренной за время спада давления в манжете. Систолическое артериальное давление регистрируется по давлению воздуха в манжете при отношении амплитуды сигнала на выходе первого фильтра равном 0,45 амплитуды нефильтрованного сигнала. Диастолическое артериальное давление регистрируется по давлению воздуха в манжете при отношении амплитуды сигнала на выходе второго фильтра, равном 0,17 максимальной амплитуды этого сигнала.A known method and device (US patent No. 3814083 from 05.24.1972, published 04.06.1974) using a bandpass filter with a passband of 18-26 Hz, the amplitude of the output signal of which is compared with the amplitude of the unfiltered signal, using a second bandpass filter with a passband of 40- 60 Hz, the amplitude of the output signal of which is compared with the maximum amplitude of the output signal of this filter, measured during the pressure drop in the cuff. Systolic blood pressure is recorded by the air pressure in the cuff when the ratio of the signal amplitude at the output of the first filter is 0.45 of the amplitude of the unfiltered signal. Diastolic blood pressure is recorded by the air pressure in the cuff when the ratio of the signal amplitude at the output of the second filter is 0.17 of the maximum amplitude of this signal.
Известны способ и устройство (патент US №4026277 от 07.04.1975, опубликован 31.05.1977), использующие полосовой фильтр с полосой пропускания 5-30 Гц для выделения пульсовой волны, использующие второй полосовой фильтр с полосой пропускания 40-200 Гц для выделения тонов Короткова.The known method and device (US patent No. 4026277 from 04/07/1975, published 05/31/1977) using a band-pass filter with a passband of 5-30 Hz to extract a pulse wave, using a second band-pass filter with a passband of 40-200 Hz to highlight Korotkov tones .
Недостатком известных способов и устройств, использующих набор полосовых фильтров и обеспечивающих распознавание фаз тонов Короткова, является низкая устойчивость к внешним звукам, содержащим в своем спектре компоненты, соответствующие тонам Короткова, что затрудняет их применение в зашумленной обстановке и при регистрации артериального давления в различных фазах активности человека.A disadvantage of the known methods and devices using a set of band-pass filters and providing phase recognition of Korotkov tones is their low resistance to external sounds containing components corresponding to Korotkov tones in their spectrum, which complicates their use in noisy environments and when registering blood pressure in various phases of activity person.
Для повышения устойчивости метода измерения к внешним шумам используют стробирование звуков тонов Короткова. Стробирование запрещает принимать решение о наличии тонов Короткова в регистрируемом сигнале вне временного окна, определяемого моментом прохождения пульсовой волны под сжимающей артерию манжетой.To increase the stability of the measurement method to external noise, gating sounds of Korotkov tones are used. Gating prohibits making a decision about the presence of Korotkov tones in the recorded signal outside the time window determined by the moment the pulse wave passes under the cuff compressing the artery.
Известны устройство и способ (патент US №5322069 от 12.11.1991, опубликован 21.06.1994), а также устройство для измерения артериального давления (патент SU №1674799 от 03.05.1989, опубликован 07.06.1991), использующие R зубец одновременно регистрируемой электрокардиограммы для стробирования звука тонов Короткова.A device and method are known (US patent No. 5322069 from 12.11.1991, published on 06/21/1994), as well as a device for measuring blood pressure (SU patent No. 1674799 from 05/03/1989, published on 07/07/1991), using an R wave of simultaneously recorded electrocardiogram for gating sound tones Korotkova.
Недостатком известных способов и устройств, осуществляющих стробирование звуков, является применение дополнительных каналов регистрации сердечного сокращения, при этом тоны Короткова оказываются задержанными на время распространения пульсовой волны до места регистрации микрофоном сигналов тонов Короткова. Неопределенность ожидаемого момента времени возникновения тонов Короткова, зависящая от индивидуального физиологического строения человека и точного места расположения микрофона на сдавливаемой артерии, затрудняет проверку достоверности тонов Короткова, что может приводить к погрешности измерения систолического и диастолического артериального давления.A disadvantage of the known methods and devices for gating sounds is the use of additional channels for recording heartbeat, while Korotkov tones are delayed for the duration of the pulse wave propagation to the place where the microphone records signals of Korotkov tones. The uncertainty of the expected time of occurrence of Korotkov tones, depending on the individual physiological structure of the person and the exact location of the microphone on the squeezed artery, makes it difficult to verify the reliability of Korotkov tones, which can lead to measurement errors of systolic and diastolic blood pressure.
Наиболее близким к настоящему изобретению является устройство и способ его работы (патент US №4026277 от 12.04.1974, опубликован 31.05.1977), использующее полосовой фильтр с полосой пропускания 5-30 Гц для выделения пульсовой волны, использующее второй полосовой фильтр с полосой пропускания 40-200 Гц для выделения тонов Короткова. Для повышения достоверности определения систолического и диастолического артериального давления в устройстве также предлагается использовать набор таймеров, которые задают допустимые временные интервалы, во время которых обнаруженные тоны Короткова признаются достоверными.Closest to the present invention is a device and method of its operation (US patent No. 4026277 from 04/12/1974, published 05/31/1977), using a bandpass filter with a passband of 5-30 Hz to extract a pulse wave, using a second bandpass filter with a passband of 40 -200 Hz to highlight Korotkov tones. To increase the reliability of determining systolic and diastolic blood pressure in the device, it is also proposed to use a set of timers that specify the acceptable time intervals during which the detected Korotkov tones are recognized as reliable.
Однако проведенные авторами исследования показали, что первый фильтр названного устройства не обеспечивает достоверного определения момента возникновения пульсовой волны, что ранее также отмечалось в (патент US №3814083). На выходе данного фильтра присутствует наложение пульсовой волны и звука, наиболее характерного для первой фазы тонов Короткова. Более того, наличие такого наложения звуков вызывает смещение момента достижения выходным сигналом фильтра порогового значения, используемого в указанном устройстве в качестве опорного для определения временного окна, внутри которого превышающий пороговое значение сигнал на выходе второго, третьего либо четвертого дополнительных фильтров считается достоверным тоном Короткова. Физиологические различия индивидуумов обуславливают различие отношения амплитуд пульсового сигнала и звука первого тона Короткова, что вызывает различия в определяемых названным устройством положений временных окон анализа наличия достоверных тонов Короткова. Последнее ведет к зависимости измеренных значений артериального давления от физиологического строения конкретного человека.However, the studies conducted by the authors showed that the first filter of the named device does not provide a reliable determination of the moment of occurrence of the pulse wave, which was also previously noted in (US patent No. 3814083). At the output of this filter, there is an overlap of the pulse wave and the sound most characteristic of the first phase of Korotkov’s tones. Moreover, the presence of such a superposition of sounds causes a shift in the moment when the output signal reaches the threshold value used in the specified device as a reference for determining a time window within which the signal at the output of the second, third or fourth additional filters is considered to be a reliable Korotkov tone. The physiological differences of individuals cause a difference in the ratio of the amplitudes of the pulse signal and the sound of the first Korotkov tone, which causes differences in the positions of the time windows for the analysis of the presence of reliable Korotkov tones determined by the said device. The latter leads to the dependence of the measured values of blood pressure on the physiological structure of a particular person.
Технической задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства, обеспечивающих расширение области применимости метода тонов Короткова измерения артериального давления при наличии внешних шумов и физической активности индивидуума и повышение достоверности и устойчивости к внешним шумам способа измерения систолического и диастолического давления при использовании сигнала микрофона, накладываемого на артерию ниже сдавливающей артерию манжеты.An object of the present invention is to provide a method and apparatus for expanding the range of applicability of the Korotkov method of measuring blood pressure in the presence of external noise and physical activity of an individual and increasing the reliability and resistance to external noise of a method for measuring systolic and diastolic pressure using a microphone signal superimposed on an artery below the artery-compressing cuff.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе определения артериального давления по методу тонов Короткова, заключающемся в регистрации сигнала микрофона, одновременно проходящего через два полосовых фильтра с фиксированными полосами пропускания, сравнении полученных амплитуд выходных сигналов и определении по их соотношению систолического и диастолического артериального давления, используют первый фильтр выделения пульсовой волны, полосу пропускания которого устанавливают 3-6 Гц, используют второй фильтр выделения преобладающих спектральных составляющих тонов Короткова, полосу пропускания которого устанавливают 40-120 Гц, а достоверность определения наличия тонов Короткова при измерении систолического и диастолического давлений обеспечивают анализом момента их возникновения относительно момента максимума скорости нарастания давления в пульсовой волне, регистрируемой на выходе первого фильтра.The problem is solved in that in the known method for determining blood pressure by the method of Korotkov tones, which consists in registering a microphone signal simultaneously passing through two bandpass filters with fixed passband, comparing the obtained amplitudes of the output signals and determining from their ratio systolic and diastolic blood pressure, use the first pulse wave filter, the passband of which is 3-6 Hz, use the second filter having spectral components of Korotkoff sounds, which sets the bandwidth of 40-120 Hz, and the accuracy of determining the presence of Korotkoff sounds in the measurement of systolic and diastolic pressures provide analysis points relative to the moment of occurrence of the maximum rate of pressure rise in the pulse wave detected at the output of the first filter.
Известно, что сдавливание артерии внешней пневматической манжетой препятствует прохождению крови. По мере постепенного снижения внешнего давления кровоток частично восстанавливается, вызывая появление тонов Короткова, обусловленных движением стенок артерии. По мере дальнейшего снижения давления в манжете кровоток восстанавливается и интенсивность тонов Короткова существенно уменьшается вплоть до полного исчезновения у большинства индивидуумов. Давление в манжете в момент резкого нарастания интенсивности тонов Короткова считают систолическим артериальным давлением, давление в манжете при резком снижении интенсивности и приглушении звука тонов считают диастолическим артериальным давлением.It is known that compression of the artery with an external pneumatic cuff prevents the passage of blood. As the external pressure gradually decreases, blood flow is partially restored, causing the appearance of Korotkov tones caused by the movement of the artery walls. As the pressure in the cuff decreases further, blood flow is restored and the intensity of Korotkov’s tones is significantly reduced until the complete disappearance in most individuals. The pressure in the cuff at the time of a sharp increase in the intensity of Korotkov’s tones is considered systolic blood pressure, the pressure in the cuff with a sharp decrease in intensity and muffling of the sound of tones is considered diastolic blood pressure.
Известно, что соотношение спектральных составляющих тонов Короткова изменяется по мере уменьшения давления в сдавливающей манжете в разных фазах тонов Короткова. Это требует оптимизации полосы пропускания фильтров сигнала микрофона для наилучшего выделения тонов Короткова. Оптимизация особенно актуальна во время измерения систолического и диастолического артериального давления в присутствии внешних шумов.It is known that the ratio of the spectral components of Korotkov’s tones changes as the pressure in the compression cuff decreases in different phases of Korotkov’s tones. This requires optimizing the bandwidth of the microphone signal filters for the best separation of Korotkov tones. Optimization is especially relevant when measuring systolic and diastolic blood pressure in the presence of external noise.
Известно, что тоны Короткова возникают в момент прохождения пульсовой волной частично сдавленной артерии. Это позволяет считать достоверными тонам Короткова лишь звуки, возникающие в момент прохождения пульсовой волной сдавливаемого места артерии. Все звуки, регистрируемые в иные моменты, не являются тонами Короткова. Учет этого обстоятельства существенно повышает устойчивость заявляемых способа и устройства к внешним шумам и помехам, обусловленным физической активностью индивидуума.It is known that Korotkov tones occur at the moment of passage of a partially constricted artery by the pulse wave. This allows us to consider Korotkov’s authentic tones to be only the sounds that occur when the pulse wave passes through the compressed area of the artery. All sounds recorded at other times are not Korotkov’s tones. Taking this circumstance into account significantly increases the stability of the proposed method and device to external noise and interference due to the physical activity of the individual.
Известно, что в сигнале микрофона, наложенного на артерию ниже сдавливающей манжеты, присутствуют низкочастотные составляющие, не воспринимаемые ухом человека и обусловленные пульсовой волной в артерии, частично либо полностью пропускаемой сдавливаемой артерией при давлении в манжете ниже систолического артериального давления. Микрофон регистрирует низкочастотный электрический сигнал, пропорциональный производной пульсовой волны, и сигнал тонов Короткова.It is known that in the microphone signal, superimposed on the artery below the compression cuff, there are low-frequency components that are not perceived by the human ear and are caused by a pulse wave in the artery, partially or completely transmitted by the squeezed artery at a pressure in the cuff below systolic blood pressure. The microphone registers a low-frequency electrical signal proportional to the derivative of the pulse wave and the signal of Korotkov tones.
Известно, что в I фазе тонов Короткова, определяющей систолическое артериальное давление, звук возникает позже момента максимума скорости нарастания давления в пульсовой волне, поскольку начало кровотока возникает при наибольшем давлении крови в сдавливаемой артерии в конце пульсовой волны. В IV фазе тонов Короткова, определяющей диастолическое артериальное давление, звук возникает ранее момента максимума скорости нарастания давления в пульсовой волне, поскольку начало кровотока возникает при давлении крови, незначительно превышающем минимальное давление в сдавливаемой артерии в начале пульсовой волны. Поскольку пульсовая волна и звук тонов Короткова регистрируется единым микрофоном, то исключается зависимость разности времен возникновения пульсовой волны и тонов Короткова от физиологического строения индивидуума. Последнее существенно сокращает допустимый интервал появления тонов Короткова при анализе достоверности тонов Короткова относительного периода сердечного сокращения, что значительно повышает устойчивость метода к внешним шумам.It is known that in the first phase of Korotkov’s tones, which determines systolic blood pressure, sound occurs later than the moment of the maximum rate of increase in pressure in the pulse wave, since the beginning of blood flow occurs at the highest blood pressure in the compressed artery at the end of the pulse wave. In the IV phase of Korotkov’s tones, which determines diastolic blood pressure, sound occurs earlier than the maximum rate of increase in pressure in the pulse wave, since the onset of blood flow occurs when the blood pressure slightly exceeds the minimum pressure in the squeezed artery at the beginning of the pulse wave. Since the pulse wave and the sound of Korotkov tones are recorded by a single microphone, the dependence of the difference in the times of occurrence of the pulse wave and Korotkov tones on the physiological structure of the individual is excluded. The latter significantly reduces the allowable interval for the appearance of Korotkov tones when analyzing the reliability of Korotkov tones in the relative period of heart beat, which significantly increases the method's resistance to external noise.
Повышение достоверности определения тонов Короткова к внешним шумам и физиологической активности обеспечивается при превышении порогового значения амплитуды выходного сигнала второго фильтра после локального максимума выходного сигнала первого фильтра. В остальное время тоны Короткова возникать не могут, и выходной сигнал второго фильтра не анализируется, что исключает ложное определение I фазы тонов Короткова, приводящее к ошибочным показаниям систолического давления.The reliability of determining the Korotkov tones to external noise and physiological activity is increased if the threshold value of the amplitude of the output signal of the second filter is exceeded after the local maximum of the output signal of the first filter. The rest of the time, Korotkov tones cannot occur, and the output signal of the second filter is not analyzed, which eliminates the false determination of the first phase of Korotkov tones, which leads to erroneous readings of systolic pressure.
Повышение достоверности определения тонов Короткова к внешним шумам и физиологической активности при определении диастолического артериального давления обеспечивается при превышении порогового значения амплитуды выходного сигнала второго фильтра до локального максимума выходного сигнала первого фильтра. В остальное время тоны Короткова возникать не могут, и выходной сигнал первого фильтра не анализируется, что исключает ложное определение IV фазы тонов Короткова, приводящее к ошибочным показаниям систолического давления.An increase in the reliability of determining Korotkov tones to external noise and physiological activity in determining diastolic blood pressure is provided when the threshold value of the amplitude of the output signal of the second filter is exceeded to a local maximum of the output signal of the first filter. The rest of the time, Korotkov tones cannot occur, and the output signal of the first filter is not analyzed, which eliminates the false determination of the IV phase of Korotkov tones, leading to erroneous systolic pressure readings.
В отличие от прототипа (патента US4026277), использующего для выделения пульсовой волны полосовой фильтр с полосой пропускания 5-30 Гц, и использующего второй полосовой фильтр с полосой пропускания 40-200 Гц для выделения тонов Короткова, применение в настоящем решении заявленных полос пропускания фильтров повышает устойчивость способа к внешним шумам за счет уменьшенной полосы частот пропускания, выделяющих полезные сигналы фильтров. Помимо этого, применение первого фильтра с предлагаемой полосой пропускания устраняет наложение звука I фазы тонов Короткова на пульсовой сигнал, что существенно повышает точность определения положения максимума скорости нарастания пульсовой волны. Поскольку взаимное расположение по времени максимума скорости нарастания пульсовой волны и тона Короткова служит критерием достоверности обнаруженного тона, то выбор полосы пропускания первого фильтра существенно влияет на качество указанного критерия. Выбранная ширина полосы пропускания первого фильтра значительно упрощает логику алгоритма анализа достоверности тонов Короткова в регистрируемом сигнале микрофона за счет отказа от используемых в известном, наиболее близком к предлагаемому, решении таймеров. Выбор полосы пропускания второго фильтра, отличающийся от прототипа, обусловлен выбором группы пациентов более широкого возрастного интервала.In contrast to the prototype (US4026277), which uses a bandpass filter with a passband of 5-30 Hz to isolate a pulse wave, and uses a second bandpass filter with a passband of 40-200 Hz to isolate Korotkov tones, the use of the claimed filter passbands in this solution increases the stability of the method to external noise due to the reduced bandwidth of frequencies transmitting useful filter signals. In addition, the use of the first filter with the proposed passband eliminates the overlap of the sound of the first phase of the Korotkov tones on the pulse signal, which significantly increases the accuracy of determining the position of the maximum rise rate of the pulse wave. Since the relative position in time of the maximum rise rate of the pulse wave and the Korotkov tone serves as a criterion for the reliability of the detected tone, the choice of the passband of the first filter significantly affects the quality of this criterion. The selected bandwidth of the first filter greatly simplifies the logic of the algorithm for analyzing the reliability of Korotkov tones in the recorded microphone signal due to the rejection of the timers used in the well-known closest to the proposed solution. The choice of bandwidth of the second filter, which differs from the prototype, is due to the choice of a group of patients with a wider age range.
Пример технической реализации заявленного изобретения иллюстрируется следующими чертежами.An example of a technical implementation of the claimed invention is illustrated by the following drawings.
На фигуре 1 приведена схема устройства измерения артериального давления по методу Короткова, где 1 - микрофон, 2 - датчик давления, 3 - ключ запуска, 4 - программируемое вычислительное устройство, 5 - устройство индикации и/или передачи данных.The figure 1 shows a diagram of a device for measuring blood pressure according to the Korotkov method, where 1 is a microphone, 2 is a pressure sensor, 3 is a start key, 4 is a programmable computing device, 5 is an indication and / or data transmission device.
На фигуре 2 приведена блок-схема работы устройства измерения артериального давления по методу Короткова, где 1 - микрофон, 2 - датчик давления, 6 - первый фильтр пульсовой волны, 7 второй фильтр тонов Короткова, 8 - блок определения максимальных значений выходных сигналов фильтров, 9 - блок выбора пороговых значений сравнения выходных сигналов фильтров, 10 - блок сравнения выходных значений выходных сигналов фильтров с пороговыми значениями, 11 - блок сравнения момента превышения порогового значения выходного сигнала второго фильтра с моментом достижения локального максимума первого фильтра, 12 - блок определения систолического артериального давления, 13 - блок определения диастолического артериального давления, 5 - блок вывода значений систолического артериального и диастолического артериального давлений.The figure 2 shows a block diagram of the device for measuring blood pressure according to the Korotkov method, where 1 is a microphone, 2 is a pressure sensor, 6 is a first pulse wave filter, 7 is a second filter of Korotkov tones, 8 is a block for determining the maximum values of filter output signals, 9 - a block for selecting threshold values for comparing the output signals of the filters, 10 - a unit for comparing the output values of the output signals of the filters with threshold values, 11 - a unit for comparing the moment when the threshold value of the output signal of the second filter is exceeded lowering the local maximum of the first filter, 12 is a block for determining systolic blood pressure, 13 is a block for determining diastolic blood pressure, 5 is a block for outputting systolic blood pressure and diastolic blood pressure.
Устройство измерения артериального давления содержит микрофон 1, накладываемый на артерию ниже сдавливающей артерию манжеты, измеритель давления в манжете 2, ключ запуска начала измерения давления 3, программируемое вычислительное устройство 4.The blood pressure measuring device comprises a
Устройство для измерения артериального давления, реализующее заявленный способ, работает следующим образом. Низкочастотный электрический сигнал на выходе наложенного микрофона 1 пропорционален производной пульсовой волны. Пульсовая волна выделяется первым фильтром 6 с полосой пропускания 3-6 Гц. Тоны Короткова выделяются вторым фильтром 7 с полосой пропускания 40-120 Гц. Тоны Короткова обнаруживают по превышению порогового значения сигналом на выходе второго фильтра 7 и обнаруживаются блоком сравнения 10, причем пороговые значения определяются блоком нахождения максимума 8 и блоком выбора пороговых значений 9. Достоверность тонов Короткова анализируют по превышению выходным сигналом первого фильтра 6 положительного порогового значения в момент обнаружения тонов Короткова на выходе блока сравнения 10 и момента достижения локального максимума выходным сигналом первого фильтра 6.A device for measuring blood pressure that implements the claimed method, works as follows. The low-frequency electrical signal at the output of the superimposed
Предложенный способ измерения артериального давления по методу Короткова реализуют с помощью устройства, выполненного, например, в виде программируемого вычислительного устройства 4, приведенного на фигуре 1 и обеспечивающего выполнение алгоритма согласно блок-схеме, приведенной на фигуре 2. Выход микрофона 1 подключен к первому аналоговому входу программируемого вычислительного устройства 4, выход датчика давления в манжете 2 подключен ко второму входу программируемого вычислительного устройства 4. Указанный второй вход программируемого устройства может являться цифровым, дискретным частотным либо аналоговым, в соответствии с выходным сигналом датчика давления. Ключ 3 запуска алгоритма подключен к дискретному входу программируемого вычислительного устройства 4. К цифровому выходу программируемого вычислительного устройства 4 подключено устройство индикации значений систолического и диастолического давления или передачи данных 5. Программируемое вычислительное устройство должно обеспечивать темп аналого-цифрового преобразования сигнала микрофона не менее 500 отсчетов в секунду с разрядностью преобразования не менее 10 двоичных разрядов и темп преобразования (либо ввода) сигнала датчика давления не менее 10 отсчетов в секунду с точностью не менее 8 двоичных разрядов. Объем памяти данных вычислительного устройства должен обеспечивать хранение последовательности входных отсчетов длительностью не менее 60 секунд. Быстродействие арифметического устройства должно быть не менее 300 тыс. умножений и 1 млн сложений в секунду. В настоящее время указанным объемом памяти данных и быстродействием обладает значительное количество выпускаемых 8-разрядных и практически все 16-разрядные микроконтроллеры и сигнальные процессоры.The proposed method for measuring blood pressure according to the Korotkov method is implemented using a device made, for example, in the form of a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Перед запуском программы выполнения алгоритма измерения артериального давления в манжету нагнетают воздух. При этом значение давления в манжете перед началом измерения должно превышать подлежащую измерению величину систолического артериального давления на величину не менее 20-40 мм рт.ст. По окончании нагнетания с помощью клапана обеспечивают стравливание давления воздуха в манжете со скоростью 2-4 мм рт.ст в секунду. Ключом 3 либо соответствующим сигналом запускают программу алгоритма измерения артериального давления. Выходной электрический сигнал микрофона 1 преобразуют в цифровую форму с темпом не менее 500 отсчетов в секунду и одновременно подвергают цифровой фильтрации двумя фильтрами 6 и 7. Полоса пропускания фильтра 6 пульсовой волны составляет 3-6 Гц, полоса пропускания фильтра 7 тонов Короткова - 40-120 Гц. Первый фильтр 6 должен обеспечивать подавление сигналов с частотой выше 6 Гц, второй фильтр 7 должен обеспечивать резкий срез полосы пропускания ниже 40 Гц, пологий спад на высокой частоте, при этом частота 120 Гц высокочастотного среза не является критичной. Фильтры предпочтительно реализуют с конечной импульсной характеристикой, обеспечивающей одинаковое время задержки для сигналов различных частот. Время задержки первого фильтра 6 и второго фильтра 7 предпочтительно делают одинаковым, в противном случае при дальнейшей проверке достоверности тонов Короткова учитывают различие времен задержки фильтров соответствующим смещением последовательностей выходных отсчетов фильтров. Выходной сигнал аналогового датчика давления воздуха в манжете 2 преобразуют в цифровую форму либо считывают с цифрового датчика давления с темпом не менее 10 отсчетов в секунду. Предпочтительно, но не обязательно, оцифрованный сигнал датчика давления в блоках 12 и 13 подвергают цифровой низкочастотной фильтрации фильтром с частотой среза не более 3 Гц и задержкой на величину задержки фильтров сигнала микрофона. Указанная фильтрация применяется для устранения систематической ошибки измерения артериального давления, обусловленной пульсацией давления в манжете в момент прохождения пульсовой волны и различием времен регистрации тонов Короткова и давления в манжете в результате постоянного спада давления при измерении. Сигналы на выходе первого фильтра 6 и второго фильтра 7 анализируют. Наличие тонов Короткова обнаруживают модулями сравнения 10 по одновременному превышению соответствующих положительных пороговых значений выходными сигналами фильтров 6 и 7. Пороги сравнения выбираются адаптивно модулями 8 и 9 исходя из максимальных значений сигналов, зарегистрированных на выходах фильтров 6 и 7. При определении систолического давления достоверным считают обнаруженные тоны Короткова, следующие после локального максимума выходного сигнала первого фильтра 6. При определении диастолического давления достоверным считают обнаруженные тоны Короткова, предшествующие локальному максимуму выходного сигнала первого фильтра 6, а определение достоверности осуществляется блоком 11.Before starting the program for executing the algorithm for measuring blood pressure, air is injected into the cuff. In this case, the value of the pressure in the cuff before starting the measurement must exceed the systolic blood pressure to be measured by a value of at least 20-40 mm Hg. At the end of the injection, the valve provides relief of air pressure in the cuff at a speed of 2-4 mm Hg per second. The key 3 or the corresponding signal starts the program for the algorithm for measuring blood pressure. The output electrical signal of
Максимальное значение давления в манжете регистрируется блоком 12 при измерении систолического давления в моменты обнаружения достоверных тонов Короткова и считается систолическим артериальным давлением.The maximum value of the pressure in the cuff is recorded by
Минимальное значение давления в манжете регистрируется блоком 13 при измерении диастолического давления в моменты обнаружения достоверных тонов Короткова и считается диастолическим артериальным давлением.The minimum value of the pressure in the cuff is recorded by
Значения систолического и диастолического артериального давления отображают на устройстве индикации 5 или передают с помощью устройства передачи данных для дальнейшего использования.The systolic and diastolic blood pressure values are displayed on the
Следует отметить, что способ и устройство для его реализации в соответствии с настоящим изобретением обеспечивают измерения систолического и диастолического артериального давления, хорошо совпадающие с данными, полученными обученным медицинским персоналом при измерения давления по методу Короткова. Важно, что метод измерения давления по Короткову является общепризнанным и величины измеряемого давления находятся в хорошем соответствии с величинами, получаемыми при инвазивном способе непосредственного измерения артериального давления с помощью катетера, помещаемого в артерию.It should be noted that the method and device for its implementation in accordance with the present invention provide systolic and diastolic blood pressure measurements that are in good agreement with the data obtained by trained medical personnel when measuring pressure using the Korotkov method. It is important that the method of measuring pressure according to Korotkov is universally recognized and the values of the measured pressure are in good agreement with the values obtained with the invasive method of directly measuring blood pressure using a catheter placed in an artery.
Приведенный пример устройства измерения артериального давления по методу Короткова в соответствии с заявляемым в настоящем изобретении способом не является единственно возможным. Могут существовать иные реализации устройства, обеспечивающие осуществление заявляемого способа. Подразумевается, что изобретение ограничивается лишь нижеприведенными пунктами формулы изобретения.The given example of a device for measuring blood pressure according to the Korotkov method in accordance with the method claimed in the present invention is not the only possible one. There may be other implementations of the device, providing the implementation of the proposed method. It is implied that the invention is limited only by the following claims.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013150257/14A RU2553210C1 (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Method of measuring arterial pressure by korotkov method and device for its realisation |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013150257/14A RU2553210C1 (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Method of measuring arterial pressure by korotkov method and device for its realisation |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013150257A RU2013150257A (en) | 2015-05-20 |
RU2553210C1 true RU2553210C1 (en) | 2015-06-10 |
Family
ID=53283752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013150257/14A RU2553210C1 (en) | 2013-11-12 | 2013-11-12 | Method of measuring arterial pressure by korotkov method and device for its realisation |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2553210C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2637601C2 (en) * | 2015-12-04 | 2017-12-05 | Юрий Иванович Аверьянов | Acoustical method for measurement of arterial pressure and other physical parameters of blood and cardiovascular system |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4026277A (en) * | 1974-04-12 | 1977-05-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Blood pressure measuring apparatus |
SU1217338A1 (en) * | 1984-09-28 | 1986-03-15 | Московский институт электронной техники | Apparatus for measuring arterial pressure |
WO1991002487A1 (en) * | 1989-08-14 | 1991-03-07 | Cardiodyne, Inc. | Electronically augmented stethoscope with timing sound |
RU2360596C1 (en) * | 2008-01-24 | 2009-07-10 | Игорь Викторович Цупко | Method of determination of arterial pressure, parametres of hemodynamic and condition of vascular wall with use of high resolution oscillometry |
-
2013
- 2013-11-12 RU RU2013150257/14A patent/RU2553210C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4026277A (en) * | 1974-04-12 | 1977-05-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Blood pressure measuring apparatus |
SU1217338A1 (en) * | 1984-09-28 | 1986-03-15 | Московский институт электронной техники | Apparatus for measuring arterial pressure |
WO1991002487A1 (en) * | 1989-08-14 | 1991-03-07 | Cardiodyne, Inc. | Electronically augmented stethoscope with timing sound |
RU2360596C1 (en) * | 2008-01-24 | 2009-07-10 | Игорь Викторович Цупко | Method of determination of arterial pressure, parametres of hemodynamic and condition of vascular wall with use of high resolution oscillometry |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
DK Park et al, Novel Method of Automatic Auscultation for Blood Pressure Measurement Using Pulses in Cuff Pressure and Korotkoff Sound, Computers in Cardiology 2008;35:181-184, on-line: http://www.cinc.org/archives/2008/pdf/0181.pdf * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2637601C2 (en) * | 2015-12-04 | 2017-12-05 | Юрий Иванович Аверьянов | Acoustical method for measurement of arterial pressure and other physical parameters of blood and cardiovascular system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013150257A (en) | 2015-05-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11172891B2 (en) | Method and apparatus for deriving mean arterial pressure of a subject | |
CN103313662B (en) | System, the stethoscope of the risk of instruction coronary artery disease | |
US3814083A (en) | Apparatus and method for processing korotkov sounds | |
JP6595706B2 (en) | Device for determining blood pressure transition | |
US4592366A (en) | Automated blood pressure monitoring instrument | |
US3978848A (en) | Monitoring apparatus and method for blood pressure and heart rate | |
JP2007532207A (en) | Non-invasive measurement method for the second heart sound component | |
Dastjerdi et al. | Non-invasive blood pressure estimation using phonocardiogram | |
Elgendi et al. | Heart rate variability and the acceleration plethysmogram signals measured at rest | |
US20060253040A1 (en) | Method and device for measuring systolic and diastolic blood pressure and heart rate | |
EP3474749A1 (en) | Dynamic calibration of a blood pressure measurement device | |
Shukla et al. | Noninvasive cuffless blood pressure measurement by vascular transit time | |
KR101549619B1 (en) | Method and apparatus for detecting measurement location of blood pressure | |
US10076310B2 (en) | Method and device for detecting occlusion/reopening of an artery and system for measuring systolic blood pressure | |
JP2011212364A (en) | Cardiac sound measuring device | |
JP2011194217A (en) | Use of frequency spectrum of artifact in oscillometry | |
Kolarik et al. | A low-cost device for fetal heart rate measurement | |
KR101036233B1 (en) | Method and apparatus for detecting feature points using distribution of feature points in second derivative of photoplethysmogram waveform | |
US20130172761A1 (en) | Method, apparatus and program for the automatic processing of blood pressure signals | |
RU2553210C1 (en) | Method of measuring arterial pressure by korotkov method and device for its realisation | |
KR20080043545A (en) | Method for diagnosis pulse action and a portable device therfor | |
KR101690250B1 (en) | System and method for the measurement of arterial pressure through the effects thereof | |
US11452458B2 (en) | Method of deriving systolic blood pressure and/or diastolic blood pressure of a subject | |
WO2013014647A1 (en) | Ultrasound probe, method and device for acquiring a blood flow signal of an artery and system for measuring systolic blood pressure | |
Vazquez et al. | Sensor fused blood pressure measuring device capable of recording Korotkoff sounds in inflationary curves |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151113 |