RU2694737C1 - Apparatus for determining arterial pressure in the shoulder on each heart beat - Google Patents
Apparatus for determining arterial pressure in the shoulder on each heart beat Download PDFInfo
- Publication number
- RU2694737C1 RU2694737C1 RU2018143733A RU2018143733A RU2694737C1 RU 2694737 C1 RU2694737 C1 RU 2694737C1 RU 2018143733 A RU2018143733 A RU 2018143733A RU 2018143733 A RU2018143733 A RU 2018143733A RU 2694737 C1 RU2694737 C1 RU 2694737C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- blood pressure
- control unit
- pressure
- processing
- continuous non
- Prior art date
Links
- 230000004872 arterial blood pressure Effects 0.000 title abstract 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 25
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 16
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000036772 blood pressure Effects 0.000 claims description 66
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 claims description 28
- 210000001367 artery Anatomy 0.000 claims description 14
- 230000035487 diastolic blood pressure Effects 0.000 claims description 11
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 5
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 5
- 210000002321 radial artery Anatomy 0.000 claims description 5
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 claims description 5
- 238000012886 linear function Methods 0.000 claims description 4
- 230000035488 systolic blood pressure Effects 0.000 claims description 2
- 230000033764 rhythmic process Effects 0.000 abstract description 6
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 abstract description 2
- 230000004873 systolic arterial blood pressure Effects 0.000 abstract description 2
- 230000010247 heart contraction Effects 0.000 abstract 2
- 230000004882 diastolic arterial blood pressure Effects 0.000 abstract 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- 210000002302 brachial artery Anatomy 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000003205 diastolic effect Effects 0.000 description 2
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 2
- 230000000004 hemodynamic effect Effects 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 2
- 208000009729 Ventricular Premature Complexes Diseases 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 208000037849 arterial hypertension Diseases 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 230000000747 cardiac effect Effects 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 208000037265 diseases, disorders, signs and symptoms Diseases 0.000 description 1
- 230000002526 effect on cardiovascular system Effects 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000035485 pulse pressure Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/021—Measuring pressure in heart or blood vessels
- A61B5/022—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers
- A61B5/0225—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers the pressure being controlled by electric signals, e.g. derived from Korotkoff sounds
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Physiology (AREA)
- Biophysics (AREA)
- Pathology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Medical Informatics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Surgery (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к средствам оценки артериального давления по результатам непрерывного неинвазивного измерения артериального давления на каждом цикле сердечного сокращения и периодической фиксации тонов Короткова в плече. Изобретение может использоваться в медицинских целях для определения параметров артериального давления, особенно при нарушениях сердечного ритма.The invention relates to medical equipment, namely to the means of assessing blood pressure according to the results of continuous non-invasive blood pressure measurement on each cycle of heartbeat and periodic fixation of Korotkoff tones in the shoulder. The invention can be used for medical purposes to determine the parameters of blood pressure, especially for heart rhythm disorders.
Широко известен метод измерения артериального давления (АД) Короткова [1], в настоящее время являющийся официально утвержденным методом неинвазивного измерения АД [2]. Манжету одевают на плечо пациента. Стетоскоп (микрофон) помещают на проекцию плечевой артерии в локтевой ямке. Создают давление в манжете превышающее максимальное АД, пережимая артерию и прекращая кровоток. Давление в манжете уменьшают с постоянной скоростью (2-5 мм рт.ст./с). Когда давление опустится до уровня, равного систолическому артериальному давлению (САД) пациента, в момент превышения появится характерный звуковой сигнал - тон Короткова. Пока давление в манжете находится на уровне между САД и диастолическим артериальным давлением (ДАД), будут слышны тоны Короткова, поскольку АД становится то выше, то ниже давления в манжете в разные моменты сердечного цикла. При приближении давления в манжете к ДАД звук изменяется, становится приглушенным и исчезает окончательно, т.к. манжета не создает никаких ограничений для потока крови.A well-known method for measuring blood pressure (BP) Korotkov [1], which is currently the approved method for non-invasive blood pressure measurement [2], is widely known. The cuff is put on the shoulder of the patient. A stethoscope (microphone) is placed on a projection of the brachial artery in the ulnar fossa. A cuff pressure is created that exceeds the maximum BP, clamping the artery and stopping the blood flow. The cuff pressure is reduced at a constant speed (2-5 mm Hg / s). When the pressure drops to a level equal to the patient's systolic arterial pressure (MAP), at the time of exceeding a characteristic sound signal will appear - Korotkov tone. As long as the pressure in the cuff is at the level between the SBP and the diastolic blood pressure (DBP), Korotkov's tones will be heard, since the BP is sometimes higher, then lower than the pressure in the cuff at different moments of the cardiac cycle. When the pressure in the cuff approaches the DBP, the sound changes, becomes muffled and disappears completely, because cuff does not create any restrictions for blood flow.
Однако данный метод позволяет оценить только одно значение САД и ДАД за время измерения, причем получаемые значения относятся к разным сердечным сокращениям. Погрешность метода определяется величиной вариаций САД и ДАД. Это приводит к неоднозначности определения САД при выраженном «аускультативном провале» и не позволяет определить АД у пациентов с сильным нарушением ритма, т.к. АД значительно отличается на каждом сердечном сокращении.However, this method allows to evaluate only one value of SAP and DAP during the measurement time, and the obtained values refer to different heartbeats. The error of the method is determined by the magnitude of the variations in GARDEN and DBP. This leads to the ambiguity of determining SAD in patients with pronounced “auscultatory failure” and does not allow determining blood pressure in patients with severe rhythm disturbance, since BP is significantly different in every heartbeat.
Известен другой метод неинвазивного измерения АД - метод разгруженной артерии, предложенный Пеньязом [3]. Этот принцип основан на непрерывной оценке объема сосудов пальца по фотоплетизмографическому сигналу и следящей электропневматической системе, создающей давление, противодействующее изменению диаметра проходящих под манжетой артериальных сосудов в пальце руки. В этом случае обеспечивается постоянство фотоплетизмографического сигнала на заданном уровне, а давление в манжете повторяет давление крови в артериях пальца. Известны также устройства [3-8], в функции которых входит непрерывное неинвазивное измерение АД в кровеносных сосудах пальцев руки, основанное на методе разгруженной артерии. При работе этих устройств на одну из фаланг пальца руки создается внешнее давление, и одновременно на этом участке тела регистрируется фотоплетизмограмма. Внешнее давление создается пальцевой манжетой, а фотоплетизмограмма регистрируется посредством оптоэлементов, встроенных в корпус манжеты.Another method of non-invasive blood pressure measurement is known - the unloaded artery method proposed by Penyaz [3]. This principle is based on a continuous assessment of the volume of finger vessels using a photoplethysmographic signal and a tracking electropneumatic system that creates pressure that counteracts the change in the diameter of the arterial vessels passing under the cuff in the finger. In this case, the constancy of the photoplethysmographic signal is ensured at a given level, and the pressure in the cuff repeats the pressure of the blood in the finger arteries. Also known are devices [3-8], whose functions include continuous non-invasive measurement of blood pressure in the blood vessels of the fingers, based on the unloaded artery method. When these devices operate, external pressure is created on one of the phalanges of the finger, and at the same time a photoplethysmogram is recorded on this area of the body. External pressure is created by the finger cuff, and the photoplethysmogram is recorded by means of optoelements embedded in the body of the cuff.
Однако измерение АД производится на периферическом участке артерии. Абсолютные значения давления изменяются при удалении места измерения от сердца, следовательно, абсолютные значения давления в пальце отличаются от давления в плече. Как правило, САД повышается, в то время как ДАД понижается, при сохранении относительного изменения давления.However, blood pressure is measured at the peripheral part of the artery. The absolute pressure values change when the measuring point is removed from the heart, therefore, the absolute pressure values in the finger differ from the pressure in the shoulder. As a rule, SBP increases, while DBP decreases, while maintaining relative pressure change.
Известен метод аппланационной тонометрии [9]. В данном случае манжета располагается на запястье и содержит расположенный над лучевой артерией датчик тонометра. Датчик прижимает артерию к лучевой кости настолько, чтобы в достаточной степени ее сжать, сделать контакт с ее стенкой плоским (но не пережать до окклюзии). Затем через стенки сосуда с помощью датчиков давления регистрируется пульсовые изменения АД. Величина давления, необходимая для того, чтобы уплощить, но не закрыть артерию, известна как "рабочее усилие прижима" и рассчитывается по достаточно сложному алгоритму, который включает в себя предварительные оценки САД, ДАД и пульсового давлений.The method of applanation tonometry is known [9]. In this case, the cuff is located on the wrist and contains a tonometer sensor located above the radial artery. The sensor presses the artery to the radial bone so as to sufficiently compress it, to make contact with its wall flat (but not squeeze before occlusion). Then through the vessel walls with the help of pressure sensors recorded pulse changes in blood pressure. The amount of pressure needed to flatten, but not close the artery, is known as the “pressing pressure” and is calculated using a fairly complex algorithm that includes preliminary estimates of the GARDEN, DBP and pulse pressure.
Для измерения АД может использоваться в качестве исходного параметра скорость распространения пульсовой волны, являющейся функцией артериального давления [10]. Данный метод заключается в том, что вычисление АД на каждом сердечном сокращении основано на времени распространения пульсовой волны, которое определяется из ЭКГ и фотоплетизмографического сигнала с части тела пациента.To measure blood pressure it can be used as an initial parameter, the velocity of propagation of a pulse wave, which is a function of blood pressure [10]. This method consists in the fact that the calculation of blood pressure in each heartbeat is based on the propagation time of the pulse wave, which is determined from the ECG and photoplethysmographic signal from a part of the patient's body.
Необходимо отметить, что преобразование к неинвазивному давлению, измеренному в плече, выполняется на большинстве устройств, хотя методы калибровки отличаются. В приборе фирмы CNSystems [11] производится измерение АД в плече перед измерением непрерывного АД в пальце. Затем вычисляется индивидуальная передаточная функция и применяется к сигналу АД в пальце. Однако измерение АД в плече разделено во времени с измерением АД в пальце и не устраняются недостатки, присущие используемому методу измерения в плече, и, следовательно, приводит к неверному преобразованию сигнала АД у пациентов с сильным нарушением ритма, и выраженной вариацией давления.It should be noted that conversion to non-invasive pressure, measured at the shoulder, is performed on most devices, although the calibration methods are different. In the device company CNSystems [11] measure blood pressure in the shoulder before measuring continuous blood pressure in the finger. The individual transfer function is then calculated and applied to the HELL signal in the finger. However, the measurement of blood pressure in the shoulder is divided in time with the measurement of blood pressure in the finger and the drawbacks of the measurement method used in the shoulder are not eliminated, and, consequently, leads to incorrect conversion of the blood pressure signal in patients with severe rhythm disturbances and pronounced pressure variation.
В приборах фирмы Finapres [12] используется глобальная передаточная функция от пальцевого давления к плечевому. В ходе работы прибора выполняется подстройка установки фотоплетизмографического сигнала без повторного измерения в плече - «Physiocalibration». Плечевая манжета позволяет получить только значение САД методом «return to flow». He прерывая измерение в пальце, накачивается плечевая манжета в той же руке до уровня давления, превышающего САД. Пульсации пальцевого давления пропадают. Давление в плечевой манжете уменьшается с контролируемой скоростью до появления пульсаций в пальцевой манжете. Процедуру повторяют. Недостатками является возможность измерения только САД; давление в плече измеряется в другое время, нежели корректируемый сигнал; фиксируются единичные значения давления, что не позволяет определить АД у пациентов с сильным нарушением ритма и выраженной вариацией давления; измерение на одной руке приводит к изменению гемодинамики.The devices of the company Finapres [12] use the global transfer function from the finger pressure to the shoulder pressure. During the operation of the instrument, the setup of the photoplethysmographic signal is carried out without repeated measurement in the shoulder - “Physiocalibration”. The humeral cuff allows you to receive only the value of the SAD using the “return to flow” method. Not interrupting the measurement in the finger, the humeral cuff in the same arm is pumped to a pressure level exceeding the CAD. Finger pressure pulsations disappear. The pressure in the humeral cuff is reduced at a controlled rate until pulsations appear in the finger cuff. The procedure is repeated. Disadvantages is the ability to measure only the MAP; pressure in the shoulder is measured at a different time than the corrected signal; single values of pressure are recorded, which does not allow to determine blood pressure in patients with a strong rhythm disturbance and pronounced pressure variation; measurement on one hand leads to a change in hemodynamics.
Целью настоящего изобретения является создание устройства, производящего численную оценку в каждом сердечном сокращении АД, сопоставимых с измерением АД методом Короткова в плече.The aim of the present invention is to create a device that produces a numerical estimate in each heartbeat of blood pressure, comparable to the measurement of blood pressure by the Korotkov method in the shoulder.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение функциональности устройства при одновременном повышении точности измерений АД за счет получения возможности измерений АД на каждом цикле сердечного сокращении, что позволит непрерывно отслеживать АД у пациентов, особенно при нарушении ритма.The technical result of the claimed invention is to increase the functionality of the device while improving the accuracy of blood pressure measurements by obtaining the ability to measure blood pressure on each cycle of heartbeat, which will continuously monitor blood pressure in patients, especially when a rhythm disturbance.
Указанный технический результат достигается за счет того, что устройство для определения артериального давления в плече на каждом сердечном сокращении включает блок тонов Короткова, содержащий датчик звуковых колебаний и плечевую манжету, по меньшей мере один блок управления давлением, блок непрерывного неинвазивного измерения артериального давления, блок обработки и управления, устройство отображения информации, при этом блок обработки и управления связан с датчиком звуковых колебаний, выполненным с возможностью регистрации тонов Короткова, с блоком управления давлением, соединенным с плечевой манжетой, с блоком непрерывного неинвазивного измерения артериального давления, с устройством отображения информации, и выполнен с возможностью управления блоком управления давлением и получения и обработки данных от датчика звуковых колебаний и блока непрерывного неинвазивного измерения артериального давления и дальнейшего обеспечения преобразования измеренного непрерывно артериального давления таким образом, чтобы моменты времени пересечения анакрот пульсовых волн с кривой давления в плечевой манжете максимально соответствовали моментам времени возникновения тонов Короткова, и определения значения систолического и диастолического артериального давления на каждом сердечном сокращении.This technical result is achieved due to the fact that the device for determining blood pressure in the shoulder at each heartbeat includes a Korotkoff tone block containing a sound vibration sensor and a shoulder cuff, at least one pressure control unit, a block of continuous non-invasive blood pressure measurement, a processing unit and control, information display device, wherein the processing and control unit is connected with a sound vibration sensor capable of detecting tones Korotkova, with a pressure control unit connected to the shoulder cuff, with a continuous non-invasive blood pressure measurement unit, with a display device, and configured to control the pressure control unit and receive and process data from the sound vibration sensor and the continuous non-invasive blood pressure measurement unit and further ensure the conversion of the measured continuous blood pressure so that the time of intersection of the anacrot pulse during The pressure curve in the humeral cuff corresponded as closely as possible to the instants of time for the appearance of Korotkoff tones, and for determining the systolic and diastolic blood pressure values at each heartbeat.
При этом возможны варианты развития основного технического решения, заключающиеся в том, что:In this case, the possible options for the development of the main technical solution, namely, that:
- блок непрерывного неинвазивного измерения артериального давления выполнен с возможностью измерения артериального давления методом разгруженной артерии;- block continuous non-invasive blood pressure measurement made with the possibility of measuring blood pressure by the method of the unloaded artery;
- блок непрерывного неинвазивного измерения артериального давления методом разгруженной артерии содержит фотоплетизмографическую систему, соединенную с блоком обработки и управления и совмещенную с компрессионной пальцевой манжетой, соединенной с блоком управления давлением;- a block of continuous non-invasive blood pressure measurement using the unloaded artery method contains a photoplethysmographic system connected to the processing and control unit and combined with a compression finger cuff connected to the pressure control unit;
- блок непрерывного неинвазивного измерения артериального давления выполнен с возможностью измерения артериального давления аппланационным методом;- block continuous non-invasive blood pressure measurement made with the possibility of measuring blood pressure applanation method;
- блок непрерывного неинвазивного измерения артериального давления аппланационным методом содержит тензометрический датчик, соединенный с блоком обработки и управления и выполненный с возможностью его расположения над лучевой артерией, и устройство передачи давления на тензометрический датчик, связанное с блоком управления давлением и выполненное с возможностью его расположения на запястье или виске;- unit of continuous non-invasive blood pressure measurement applanation method contains a strain gauge connected to the processing and control unit and configured to be located above the radial artery, and a device transmitting pressure to the strain gauge connected to the pressure control unit and arranged to be located on the wrist or temple;
- блок непрерывного неинвазивного измерения артериального давления выполнен с возможностью измерения артериального давления по скорости пульсовой волны;- block continuous non-invasive measurement of blood pressure made with the possibility of measuring blood pressure by the speed of the pulse wave;
- блок непрерывного неинвазивного измерения артериального давления по скорости пульсовой волны содержит фотоплетизмографический датчик и датчик ЭКГ, соединенные с блоком обработки и управления и выполненные с возможностью их расположения на части тела пациента, выбранной для проведения измерений артериального давления;- a block of continuous non-invasive blood pressure measurement according to the speed of the pulse wave contains a photoplethysmographic sensor and an ECG sensor connected to the processing and control unit and arranged to be located on the part of the patient’s body selected for blood pressure measurements;
- блок обработки и управления осуществляет преобразование полученного непрерывного артериального давления с помощью линейной функции;- the processing and control unit performs the conversion of the resulting continuous blood pressure using a linear function;
- блок обработки и управления осуществляет преобразование полученного непрерывного артериального давления с помощью нелинейной функции;- the processing and control unit converts the resulting continuous blood pressure using a non-linear function;
- имеется датчик уровня, соединенный с блоком обработки и управления.- there is a level sensor connected to the processing and control unit.
Таким образом, за счет совокупности заявляемых существенных признаков удается повысить функциональность устройства при одновременном повышении точности измерений АД благодаря определению АД в плече на каждом сердечном сокращении за счет осуществления преобразования данных, полученных при одновременном съеме с пациента звуковых колебаний (тонов Короткова) при окклюзии плечевой манжетой одной руки пациента, и данных, получаемых при непрерывном неинвазивном измерении артериального давления на другой части тела пациента, создаваемого по алгоритму управления в следящем режиме. В результате АД вычисляется не по границам возникновения или исчезновения тонов Короткова, а непосредственно путем определения в каждом сердечном сокращении величин максимального (систолического) и минимального (диастолического) по полученной в результате преобразования непрерывной кривой давления.Thus, due to the combination of the claimed essential features, it is possible to increase the functionality of the device while simultaneously improving the accuracy of blood pressure measurements by determining the blood pressure in the shoulder at each heartbeat by converting data obtained during simultaneous removal of sound vibrations (Korotkoff tones) from the patient during occlusion of the shoulder patient’s one hand, and data obtained from continuous non-invasive blood pressure measurement on another part of the patient’s body according to the control algorithm in the tracking mode. As a result, blood pressure is calculated not by the boundaries of the appearance or disappearance of Korotkov’s tones, but directly by determining in each heartbeat the maximum (systolic) and minimum (diastolic) values from the resulting continuous pressure curve.
Сущность заявляемого изобретения поясняется фигурами и нижеследующим описанием.The essence of the invention is illustrated by the figures and the following description.
На Фиг. 1 представлена иллюстрация преобразования непрерывно измеренного артериального давления.FIG. 1 is an illustration of the conversion of a continuously measured blood pressure.
На Фиг. 2 представлена блок-схема устройства по пунктам 2 и 3 формулы.FIG. 2 shows the block diagram of the device in
На Фиг. 3 представлена блок-схема устройства по пунктам 4 и 5 формулы.FIG. 3 shows the block diagram of the device in
На Фиг. 4 представлена блок-схема устройства по пунктам 6 и 7 формулы.FIG. 4 shows the block diagram of the device in
На Фиг. 5-7 представлен пример применения устройства.FIG. 5-7 presents an example of the use of the device.
На Фиг. 8-10 представлен другой пример применения устройства.FIG. 8-10 shows another example of the use of the device.
Способ определения АД в плече на каждом сердечном сокращении (Фиг. 1) заключается в том, что осуществляют периодическую окклюзию плеча пациента плечевой манжетой, регистрацию давления в плечевой манжете и регистрацию тонов Короткова с помощью датчика звуковых колебаний. Одновременно с этим производят непрерывное неинвазивное измерение АД на другой части тела пациента.The method for determining blood pressure in the shoulder at each heartbeat (Fig. 1) consists in performing periodic occlusion of the patient’s shoulder with a shoulder cuff, pressure recording in the shoulder cuff and recording of Korotkoff tones using a sound vibration sensor. At the same time, a continuous non-invasive measurement of blood pressure is made on another part of the patient's body.
Затем, используя полученные данные, с помощью блока обработки и управления преобразовывают измеренное непрерывно в другой части тела АД таким образом, чтобы моменты времени пересечения анакрот (подъемов начальной части пульсовой волны) пульсовых волн 1 с кривой 2 давления в плечевой манжете максимально соответствовали моментам времени возникновения тонов 3 Короткова (Фиг. 1). Указанное преобразование осуществляют путем сдвига и масштабирования по амплитуде исходных пульсовых волн 1 до получения преобразованных пульсовых волн 4, анакроты которых пересекают кривой 2 давления в моменты времени, которые максимально соответствуют моментам времени возникновения тонов 3 Короткова.Then, using the data obtained, using the processing and control unit, they transform the pressure measured continuously in another part of the body so that the time of the anakrot intersection (rises in the initial part of the pulse wave) of the pulse waves 1 with
По полученным в результате преобразования значениям АД, измеренного непрерывно, также с помощью блока обработки и управления определяют значения САД и ДАД в каждом сердечном сокращении.According to the continuous BP values obtained as a result of the conversion, the SBP and DBP values in each heartbeat are also determined using the processing and control unit.
На Фиг. 1 обозначены: Tи1, Tи2…Tиn - моменты возникновения измеренных ДЗК 6 тонов 3 Короткова; Tp1, Tp2…Tpk - расчетные моменты времени пересечения анакрот исходных пульсовых волн 1 с кривой 2 давления; Tп p1, Tп p2…Tп pm - расчетные моменты времени пересечения анакрот преобразованных пульсовых волн 4 с кривой 2 давления.FIG. 1 are indicated: T u1, T and n u2 ... T - measured instants of
Для реализации указанного способа определения АД в плече на каждом сердечном применено устройство (Фиг. 2-4), включающее блок 5 тонов Короткова (БТК), содержащий датчик 6 звуковых колебаний (ДЗК) и плечевую манжету 7 (ПлМ), по меньшей мере один блок 8 управления давлением (БУД), блок 9 непрерывного неинвазивного измерения артериального давления (БННИАД), блок 10 обработки и управления (БОиУ), датчик 11 уровня (ДУ), устройство 12 отображения информации (УОИ).To implement this method of determining blood pressure in the shoulder on each heart applied device (Fig. 2-4), which includes a block of 5 Korotkov tones (BTK), contains a
При этом ДЗК 6 представляет собой микрофон и выполнен с возможностью регистрации тонов Короткова, соединен с БОиУ 10 и может быть совмещен с ПлМ 7.At the same time, the
БУД 8 соединен с БОиУ 10 и представляет собой, например, пневматическое устройство для накачивания воздухом компрессионных манжет. Причем если манжет несколько, то такой для каждой манжеты такой блок может быть отдельным или общим. В качестве БУД 8 также может быть использовано устройство для создания механического давления на часть тела пациента.The ECU 8 is connected to the
ПлМ 7 может быть выполнена компрессионной или иметь механический механизм сдавливания плеча пациента, она соединена с БУД 8 и выполнена с возможностью размещения на плече пациента.
БННИАД 9 соединен с БОИУ 10 и может быть выполнен с возможностью измерения АД методом разгруженной артерии (Фиг. 2) или аппланационным методом (Фиг. 3) или по скорости распространения пульсовой волны (Фиг. 4).
На Фиг. 2 представлен пример БННИАД 9, реализующего метод разгруженной артерии, который содержит фотоплетизмографическую систему 13 (ФПС), соединенную с БОиУ 10 и совмещенную с компрессионной пальцевой манжетой 14 (КПМ), соединенной с БУД 8. Принцип реализации этого метода общеизвестен [3].FIG. 2 shows an example of
В случае если БННИАД 9 реализует аппланационный метод (Фиг. 3), он содержит тензометрический датчик 15 со сферической поверхностью (ТД), соединенный с БОиУ 10 и выполненный с возможностью его расположения над лучевой артерией, и устройство 16 передачи давления (УПД) на ТД 15 (в данном случае используется механическое давление), связанное с БУД 8 и выполненное с возможностью его расположения на запястье или виске. Принцип реализации этого метода общеизвестен [9].In
В случае если БННИАД 9 реализует метод определения АД по скорости распространения пульсовой волны (Фиг. 4), он содержит фотоплетизмографический датчик 17 (ФПД) и датчик 18 ЭКГ (ДЭКГ), соединенные с БОиУ 10 и выполненные с возможностью их расположения на части тела пациента, выбранной для проведения измерений АД. Принцип реализации этого метода общеизвестен [10].If
ДУ 11 соединен с БОиУ 10 и выполнен с возможностью определения положения части тела пациента относительно его сердца. Его наличие не является обязательным, но желательно для более точных измерений.Remote control 11 is connected to BOU 10 and configured to determine the position of the patient’s body part relative to his heart. Its presence is not mandatory, but is desirable for more accurate measurements.
УОИ 12 соединено с БОиУ 10 и представляет собой дисплей для визуализации результатов определения АД.
БОиУ 10 представляет собой программируемый контроллер и может быть реализован на базе персонального компьютера. При этом БОиУ 10 выполнен с возможностью управления БУД 8 и с возможностью получения и обработки данных от ДЗК 6 и БННИАД 9, а также с возможностью обеспечения преобразования измеренного непрерывно АД.
При обработке данных в БОиУ 10 из регистрируемого ДЗК 6 звукового сигнала выделяют характерные тоны, соответствующие сердечным сокращениям (тоны 3 Короткова). Для каждого тона 3 определяют время его возникновения и амплитуду, причем тоны 3 Короткова возникают в момент, когда давление в плечевой артерии при его росте сравнивается с давлением в ПлМ 7. Преобразование осуществляют таким образом, чтобы моменты времени пересечения анакрот пульсовых волн 1 с кривой 2 давления в ПлМ 7 максимально соответствовали моментам времени возникновения тонов 3 Короткова (Фиг. 1). Указанное преобразование осуществляется путем сдвига и масштабирования по амплитуде исходных пульсовых волн 1 до получения преобразованных пульсовых волн 4, анакроты которых пересекают кривой 2 давления в моменты времени, которые максимально соответствуют моментам времени возникновения тонов 3 Короткова.When processing data in
Преобразование пульсовых волн 1 осуществляют таким образом, чтобы расчетные моменты времени (Tп p1, Tп p2…Tп pm) пересечения анакрот преобразованных пульсовых волн 4 с кривой 2 давления максимально совпадали с моментами возникновения (Tи1, Tи2…Tиn) измеренных ДЗК 6 тонов 3 Короткова.The conversion of
Преобразование полученного непрерывного АД может выполняться в БОиУ 10 с помощью линейной функции:Conversion of the resulting continuous blood pressure can be performed in
P(t)пл=P(t)ни*k+Δp,P (t) pl = P (t) nor * k + Δ p ,
где Р(t)пл - давление в плече, P(t)ни - давление, непрерывно измеренное на другой части тела, k - коэффициент усиления, Δр - величина сдвига.where P (t) pl is the pressure in the shoulder, P (t) nor is the pressure continuously measured on another part of the body, k is the gain, Δ p is the magnitude of the shift.
Преобразование полученного непрерывного АД может выполняться в БОиУ 10 также с помощью нелинейной функции, например [13]:Conversion of the resulting continuous blood pressure can be performed in
где i - мнимая единица.where i is the imaginary unit.
Это преобразование эквивалентно усилению (k), применению фильтра высоких частот второго порядка с усилением (с частотой среза f0) и фильтра низких частот второго порядки с резонансной частотой и коэффициентом демпфирования D<1.This transformation is equivalent to amplification (k), the use of a second-order high-pass filter with amplification (with a cut-off frequency f 0 ) and a second-order low-pass filter with a resonant frequency and the damping coefficient D <1.
Преобразование в БОиУ 10 выполняется таким образом, чтобы целевая функция приложенная к полученным моментам времени F(Tиi, Tп р1) достигала оптимума при наилучшем совпадение параметров измеренных и расчетных тонов 3 Короткова, а полученное в этом случае непрерывное давление будет соответствовать АД в плече.Conversion to BOUU 10 is performed in such a way that the objective function applied to the obtained time points F (T и i , T п р1 ) reaches an optimum with the best match of the parameters of measured and calculated Korotkova tones 3, and the continuous pressure obtained in this case will correspond to HELL in the arm .
По полученным в результате преобразования значениям АД, измеренного непрерывно, также с помощью БОиУ 10 определяют значения САД и ДАД в каждом сердечном сокращении. В результате АД вычисляется не по границам возникновения или исчезновения тонов Короткова, а непосредственно путем определения в каждом сердечном сокращении величин максимального (систолического) и минимального (диастолического) по полученной в результате преобразования непрерывной кривой давления.Based on the resulting conversion values of blood pressure, measured continuously, also using
Заявляемое устройство применяют следующим образом.The inventive device is used as follows.
Располагают на плече одной руки пациента ПлМ 7 и помещают ДЗК 6 на проекцию плечевой артерии в локтевой ямке.Placed on the shoulder of one arm of the
Если в качестве метода непрерывного измерения АД выбран метод разгруженной артерии (Фиг. 2), то на пальце другой части тела пациента (второй руки) размещают ФПС 13 и КПМ 14. Внешнее давление производят в соответствии с сигналом фотоплетизмограммы, используемым в цепи обратной связи ФПС 13 с БОиУ 10, таким образом, чтобы кровенаполнение сосудов пальца соответствовало максимальному уровню. Выполнение этого условия, в соответствии с принципом Пеньяза, обеспечивает равенство внешнего давления и измеряемого параметра АД, и позволяет непрерывно измерять АД в пальцевых сосудах.If the unloaded artery method (Fig. 2) is selected as the method of continuous blood pressure measurement, then the
Если в качестве метода непрерывного измерения АД выбран аппланационный метод (Фиг. 3), то на запястье другой руки над лучевой артерией или на виске располагают ТД 15. На ТД 15 при помощи механического привода через УПД 16 оказывают внешнее давление такой величины, чтобы наблюдались максимальные пульсации давления. Максимальные пульсации возникают, когда среднее давление внутри сосуда равно давлению снаружи. Основываясь на третьем законе Ньютона, давление внутри прямо пропорционально силе, которая вызывает уплощение сферической поверхности и косвенно пропорциональна площади контакта, что позволяют измерять АД на основе сигнала с ТД 15.If the applanation method (Fig. 3) is selected as the method of continuous blood pressure measurement, then
Если в качестве метода непрерывного измерения давления выбран метод измерения давления по скорости распространения пульсовой волны (Фиг. 4), то на палец помещается ФПД 17 и одновременно регистрируется ЭКГ с ДЭКГ 18. Вычисление АД на каждом сердечном сокращении основано на времени распространения пульсовой волны, которое определяется из ЭКГ и фотоплетизмографического сигнала с пальца.If the method of pressure measurement using the pulse wave velocity (Fig. 4) is selected as the method of continuous pressure measurement, then the
Одновременно с непрерывным измерением давления периодически выполняют подъем давления в ПлМ 7 выше уровня САД и управляемый линейный спуск давления. С помощью БОиУ 10 фиксируют звуковой сигнал от ДЗК 6, расположенного дистальнее места окклюзии.Simultaneously with continuous pressure measurement, pressure is periodically increased in
Далее выполняют обработку и преобразование полученных данных, определяя таким образом АД в плече на каждом сердечном сокращении.Next, perform the processing and conversion of the data, thus determining the blood pressure in the shoulder at each heartbeat.
Пример 1.Example 1
На Фиг. 5 представлена запись пациента с высокой вариабельностью давления. Оба измерения классическим методом Короткова совпали с моментами низкого САД, что позволило сделать ложный вывод о том, что среднее значение САД соответствует норме (126,5 мм рт.ст.). По непрерывным данным значение САД менялось в диапазоне от 124,5 до 152.5 со средним значением 135.1 мм рт.ст., что является повышенным давлением. На Фиг. 6 представлено увеличенное первое измерение с Фиг. 5, а на Фиг. 7 представлено увеличенное второе измерение с Фиг. 5. Данные измерений сведены в Таблицу 1.FIG. 5 shows a patient record with high variability of pressure. Both measurements by the classical Korotkov method coincided with the moments of a low CAD, which made it possible to make a false conclusion that the average value of the CAD corresponds to the norm (126.5 mm Hg). According to continuous data, the value of the AAD varied in the range from 124.5 to 152.5 with an average value of 135.1 mm Hg, which is an elevated pressure. FIG. 6 shows an enlarged first dimension of FIG. 5, and in FIG. 7 shows an enlarged second dimension of FIG. 5. Measurement data are summarized in Table 1.
Пример 2.Example 2
На Фиг. 8 представлена запись пациента с желудочковой экстрасистолией. Наблюдаются неравномерные тоны Короткова, что затрудняет определение давления классическим методом. Значение САД менялось в диапазоне от 110,2 до 179 со средним значением 145.2 мм рт.ст., значение ДАД изменялось в диапазоне от 41.9 до 117.7 мм рт.ст. со средним значением 84.4 мм рт.ст. На Фиг. 9 представлено увеличенное первое измерение с Фиг. 8, а на Фиг. 10 представлено увеличенное второе измерение с Фиг. 8. Данные измерений сведены в Таблицу 2.FIG. 8 shows the patient record with ventricular extrasystole. Non-uniform Korotkov tones are observed, which makes it difficult to determine the pressure by the classical method. The value of the AAD was varied in the range from 110.2 to 179 with an average value of 145.2 mm Hg, the DBP value changed in the range from 41.9 to 117.7 mm Hg. with an average of 84.4 mm Hg. FIG. 9 shows an enlarged first dimension of FIG. 8, and in FIG. 10 shows the enlarged second dimension of FIG. 8. Measurement data are summarized in Table 2.
Список использованных источников:List of sources used:
1. Короткое Н.С. К вопросу о методах исследования кровяного давления // Известия Императорской Военно-медицинской академии. - 1905. - Т. 11. - С. 365-367.1. Short N.S. On the issue of blood pressure testing methods // News of the Imperial Military Medical Academy. - 1905. - T. 11. - p. 365-367.
2. Williams В. et. al. 2018 ESC/ESH Guidelines for the management of arterial hypertension // European Heart Journal. - 2018. - V. 39. - P. 3021-3104.2. Williams B. et. al. 2018 ESC / ESH Guidelines for the management of arterial hypertension // European Heart Journal. - 2018. - V. 39. - p. 3021-3104.
3. J. Patentova Listina, CISLO 133 205. - 19693 J. Patentova Listina, CISLO 133 205. - 1969
4. Penaz. Automatic noninvasive blood pressure monitor. US 4869261. Приор. 27.03.1987. Опубл. 26.09.1989.4. Penaz. Automatic noninvasive blood pressure monitor. US 4869261. Prior. 03/27/1987. Publ. 09/26/1989.
5. Inflatable finger cuff. US 4726382 и EP 0260807 заявка EP 19870307192 от 14.09.1987, опубл. 23.03.1988.5. Inflatable finger cuff. US 4726382 and EP 0260807 application EP 19870307192 from 09/14/1987, publ. 03/23/1988.
6. Inflatable finger cuff for use in non-invasive monitoring of instantaneous blood pressure. Europ. pat. application №0537383; Application number: 91202676.2; Date of filing: 15.10.91; Applicant: Nederlandse organisatie TNO. 21.04.93 Bulletin 93/16.6. Inflatable finger cuff for use in non-invasive monitoring of instantaneous blood pressure. Europ. pat. application №0537383; Application number: 91202676.2; Date of filing: 10/15/91; Applicant: Nederlandse organisatie TNO. 04/21/93 Bulletin 93/16.
7. Inflatable finger cuff. US 4726382. Приор. 23.02.1988.7. Inflatable finger cuff. US 4,726,382. Prior. 02/23/1988.
8. Dual-finger vital signs monitor. US 5152296. Опубл. 6.10.1992.8. Dual-finger vital signs monitor. US 5,152,296. Publ. 10/6/1992.
9. Tensys Medical, Inc. Method and apparatus for non-invasively measuring hemodynamic parameters using parametrics // Patent # 9,814,398 - 2013.9. Tensys Medical, Inc. Method and apparatus for non-invasively measuring hemodynamic parameters using parametrics // Patent # 9,814,398 - 2013.
10. Gesche H, Grosskurth D, Kuchler G, Patzak A. Continuous blood pressure measurement by using the pulse transit time: comparison to a cuffbased method. Eur J Appl Physiol 2012; 112:309-315.10. Gesche H, Grosskurth D, Kuchler G, Patzak A. Continuous blood pressure measurement by using the pulse transit time: comparison to a cuffbased method. Eur J Appl Physiol 2012; 112: 309-315.
11. CNSystems https://www.cnsystems.com/products/cnap-monitor-500.11. CNSystems https://www.cnsystems.com/products/cnap-monitor-500.
12. Finapres http://www.finapres.com/.12. Finapres http://www.finapres.com/.
13. Gizdulich P., Prentza A, Wesseling K.H. Models of brachial to finger pulse wave distortion and pressure decrement. Cardiovascular research - 1997 - V. 33 - p.p. 698-705.13. Gizdulich P., Prentza A, Wesseling K.H. Pulse wave distortion. Cardiovascular research - 1997 - V. 33 - p.p. 698-705.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018143733A RU2694737C1 (en) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Apparatus for determining arterial pressure in the shoulder on each heart beat |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018143733A RU2694737C1 (en) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Apparatus for determining arterial pressure in the shoulder on each heart beat |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2694737C1 true RU2694737C1 (en) | 2019-07-16 |
Family
ID=67309360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018143733A RU2694737C1 (en) | 2018-12-10 | 2018-12-10 | Apparatus for determining arterial pressure in the shoulder on each heart beat |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2694737C1 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4188955A (en) * | 1977-09-12 | 1980-02-19 | Omron Tateisi Electronics Co. | Blood pressure measuring process and apparatus |
SU1287839A1 (en) * | 1985-03-04 | 1987-02-07 | Харьковское Высшее Военное Командно-Инженерное Училище Ракетных Войск Им.Маршала Советского Союза Крылова Н.И. | Trainer for teaching how to measure arterial blood pressure |
US20140135634A1 (en) * | 2012-11-14 | 2014-05-15 | Osvaldas Pranevicius | Noninvasive method and apparatus to measure central blood pressure using extrinsic perturbation |
RU152812U1 (en) * | 2014-12-09 | 2015-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Кардиотехника" | CUFF FOR MONITORING ARTERIAL PRESSURE |
RU2664632C2 (en) * | 2016-11-23 | 2018-08-21 | Непубличное акционерное общество "Институт кардиологической техники" (ИНКАРТ) | Method of vessel state estimation under each heart contraction and device therefor |
-
2018
- 2018-12-10 RU RU2018143733A patent/RU2694737C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4188955A (en) * | 1977-09-12 | 1980-02-19 | Omron Tateisi Electronics Co. | Blood pressure measuring process and apparatus |
SU1287839A1 (en) * | 1985-03-04 | 1987-02-07 | Харьковское Высшее Военное Командно-Инженерное Училище Ракетных Войск Им.Маршала Советского Союза Крылова Н.И. | Trainer for teaching how to measure arterial blood pressure |
US20140135634A1 (en) * | 2012-11-14 | 2014-05-15 | Osvaldas Pranevicius | Noninvasive method and apparatus to measure central blood pressure using extrinsic perturbation |
RU152812U1 (en) * | 2014-12-09 | 2015-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Кардиотехника" | CUFF FOR MONITORING ARTERIAL PRESSURE |
RU2664632C2 (en) * | 2016-11-23 | 2018-08-21 | Непубличное акционерное общество "Институт кардиологической техники" (ИНКАРТ) | Method of vessel state estimation under each heart contraction and device therefor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3703496B2 (en) | Apparatus and method for measuring induced perturbations and measuring physiological parameters | |
KR100877753B1 (en) | Apparatus and method for measuring hemodynamic parameters | |
JP2831471B2 (en) | Apparatus and method for measuring induced perturbations to determine physiological parameters | |
JP2016501055A (en) | Improved blood pressure monitor and method | |
JP2003512881A (en) | Apparatus and method for measuring induced perturbation to determine physiological parameters | |
US20140135634A1 (en) | Noninvasive method and apparatus to measure central blood pressure using extrinsic perturbation | |
JP2012070876A (en) | Blood pressure information measurement device and method for calculating index for degree of arteriosclerosis using the device | |
US11154208B2 (en) | System and method of measurement of average blood pressure | |
JP4289850B2 (en) | Automatic indirect non-invasive device and method for determining diastolic blood pressure by calibrating vibration waveforms | |
WO2019010416A1 (en) | Self-calibrating systems and methods for blood pressure wave form analysis and diagnostic support | |
WO2012043013A1 (en) | Device for measuring blood pressure information and method for measuring blood pressure information | |
JP2016507297A (en) | Apparatus, system, and method for monitoring blood pressure | |
JP2003144400A (en) | Automatic oscillometric device and method for measuring blood pressure | |
US20090012411A1 (en) | Method and apparatus for obtaining electronic oscillotory pressure signals from an inflatable blood pressure cuff | |
US11723543B2 (en) | Non-invasive system and method for measuring blood pressure variability | |
JP4668421B2 (en) | Method and apparatus for continuous analysis of cardiovascular activity of a subject | |
JP2007501030A (en) | Apparatus and method for early detection of cardiovascular disease using vascular imaging | |
KR101918577B1 (en) | Blood Pressure Meter And Method For Measuring Blood Pressure Using The Same | |
JP3712418B2 (en) | Apparatus and method for measuring induced perturbations to determine the physical state of the human arterial system | |
US20200288984A1 (en) | Sphygmomanometer, blood pressure measurement method, and blood pressure measurement program | |
Seo et al. | Non-invasive evaluation of a carotid arterial pressure waveform using motion-tolerant ultrasound measurements during the Valsalva maneuver | |
Sorvoja et al. | Accuracy comparison of oscillometric and electronic palpation blood pressure measuring methods using intra-arterial method as a reference | |
JPH10512161A (en) | Automatic blood pressure measuring device | |
RU2694737C1 (en) | Apparatus for determining arterial pressure in the shoulder on each heart beat | |
RU2698447C1 (en) | Method for determining arterial pressure in the shoulder on each cardiac contraction |