RU2698986C1 - Способ определения артериального давления - Google Patents
Способ определения артериального давления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2698986C1 RU2698986C1 RU2018128807A RU2018128807A RU2698986C1 RU 2698986 C1 RU2698986 C1 RU 2698986C1 RU 2018128807 A RU2018128807 A RU 2018128807A RU 2018128807 A RU2018128807 A RU 2018128807A RU 2698986 C1 RU2698986 C1 RU 2698986C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- characteristic
- calibration
- amplitude
- pressure
- time constant
- Prior art date
Links
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
-
- 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
- A61B5/02225—Measuring pressure in heart or blood vessels by applying pressure to close blood vessels, e.g. against the skin; Ophthalmodynamometers using the oscillometric method
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
Изобретение относится к медицине, в частности к физиологии и кардиологии. Регистрируют и проводят анализ осциллограмм артерий в частотах от 0 Гц до 60 Гц с последующим электрическим преобразованием. Компрессию пережимной измерительной манжеты продолжают до момента появления волн объемной осциллограммы. Определяют величину диастолического и систолического давления по величине давления в пережимной измерительной манжете. При этом определяют предельное значение амплитуды и постоянной времени. Для определения систолического давления на систолической части осциллограммы регистрируют предельное значение амплитуды осциллограммы по калибровочной характеристике. Калибровку проводят априори для двух измеренных и известных значений верхней и нижней границ адаптивного диапазона. Калибровочной характеристикой служит функция постоянной времени, компенсирующая неопределенность предельного значения амплитуды осциллограммы, выбранной произвольно, и связывающая эталонную и измеренную характеристику за счет нормирования измеренных значений известными. По калибровочной характеристике находят действительные значения предельной амплитуды осциллограммы и постоянной времени, по которым последовательно строят калибровочную характеристику, эталонную характеристику и определяют систолическое давление, аналогично находят диастолическое давление. Технический результат состоит в уменьшении метрологической и динамической погрешности за счет использования калибровочной характеристики постоянной времени, компенсирующей неопределенность предельной амплитуды осциллограммы. 5 ил.
Description
Предполагаемое изобретение относится к медицине, в частности к физиологии и кардиологии, может быть использовано как в клинических, так и в экспериментальных исследованиях.
Известен способ определения артериального давления (АД) методом Короткова [Медицинские приборы. Разработка и применение / Под ред. Ревенко С.В. - М.: Медицинская книга, 2004. - С. 326-330], по которому измеряют диастолическое и систолическое артериальное давление.
Недостатками этого решения являются необходимость создания высоких уровней давления в пережимной манжете, превышающих величину систолического давления в артерии, а также то, что между измерением диастолического и систолического давления проходит время не менее 15-20 с. Таким образом, измеряемые величины давления относятся к сердечным циклам, отстоящим далеко друг от друга.
Известен также тахоосциллографический метод (ТО) измерения АД, предложенный Н.Н. Савицким [Савицкий Н.Н. Некоторые методы исследования и функциональной оценки системы кровообращения. Медгиз, 1956]. В основе ТО метода лежит принцип измерения изменения объема конечности, которое происходит под действием пульсирующего тока крови в магистральных сосудах. Этот метод позволяет измерять диастолическое (Рмин), среднее динамическое (Рср), боковое систолическое (Рбс) и конечное (Рмакс) систолические давления в магистральном артериальном сосуде конечности, на которую наложена пережимная измерительная манжета. По указанным выше значениям АД рассчитывают величины пульсового (dP, Рбс, Рмин) и ударного (Руд, Рмакс, Рбс) АД. Погрешность измерения первых четырех показателей АД по данным автора составляет 5 мм рт.ст. при скорости подъема давления в пережимной манжете 4-5 мм рт.ст./с.
Недостатком этого способа является ряд инструментальных и методических недоработок, которые резко увеличивают погрешность измерений.
За прототип принят осциллографический способ измерения артериального давления [см. патент №2441581 РФ, кл. А61В 5/022, БИ от 10.02.2012 г.], включающий регистрирацию и анализ осциллограмм артерий в частотах от 0-0,1 Гц до 40-60 Гц с последующим электрическим преобразованием. Компрессию пережимной измерительной манжеты продолжают до появления волн ОСГ. Определяют величину диастолического и систолического давления по величине давления в пережимной измерительной манжете. При этом определяют предельное значение амплитуды и постоянной времени. Для определения систолического давления на систолической части осциллограммы регистрируют текущую амплитуду в первый момент времени и измеряют вторую амплитуду в кратный момент времени от первоначального значения времени. По двум значениям амплитуды и моментам времени находят предельное значение амплитуды и постоянную времени, по которым определяют систолическое давление, затем аналогично находят диастолическое давление.
Недостатком прототипа является низкая точность измерений за счет измерения по калибровочной характеристике с известными параметрами, которые на практике, как правило, неизвестны и изменяются нелинейно, компенсируя неопределенность другого параметра, выбранного произвольно.
Технической задачей способа являются повышение метрологической эффективности за счет исключения методической и динамической погрешности по калибровочной характеристике постоянной времени, компенсирующей неопределенность предельной амплитуды осциллограммы, выбранной произвольно.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе определения артериального давления включающем регистрацию и анализ осциллограмм артериальных сосудов в процессе нарастания давления в пережимной измерительной манжете с последующим электрическим преобразованием, регистрацию и анализ объемной осциллограммы (ОСГ) артериальных сосудов производят в полосе частот от 0-0,1 Гц до 40-60 Гц, компрессию пережимной измерительной манжеты продолжают до момента появления волн ОСГ, определяют величину диастолического и систолического давления по величине давления в пережимной измерительной манжете, определяют предельное значение амплитуды и постоянной времени, в отличие от прототипа, для определения систолического давления на систолической части осциллограммы регистрируют предельное значение амплитуды осциллограммы по калибровочной характеристике, калибровку проводят априори для двух измеренных и известных значений верхней и нижней границ адаптивного диапазона, калибровочной характеристикой служит функция постоянной времени, компенсирующая неопределенность предельного значения амплитуды осциллограммы, выбранной произвольно, и связывающая эталонную и измеренную характеристику за счет нормирования измеренных значений известными, по калибровочной характеристике находят действительные значения предельной амплитуды осциллограммы и постоянной времени, по которым последовательно строят калибровочную характеристику, эталонную характеристику и определяют систолическое давление, аналогично находят диастолическое давление.
1. Определяют предельное значение амплитуды осциллограммы U0 по калибровочной функции Т0i.
2. Калибровку проводят априори для известных эталонных Uэ (фиг. 1 кривая 1) и измеренных U (фиг. 1 кривая 2) значений артериального давления.
3. Калибровочной характеристикой служит характеристика T0i постоянной времени, компенсирующая неопределенность предельного значения амплитуды осциллограммы U*, выбранной произвольно, и связывающая эталонную Uэ и измеренную U зависимости за счет нормирования измеренных значений известными
По калибровочной характеристике Т0i восстанавливают действительную характеристику U(t), тождественную эталонной
которая максимально приближена к эталонной кривой Uэ(t):
Эталонная характеристика Uэ(t) и характеристика, ей тождественная, U(t) получены из экспоненциальной динамической характеристики с искомыми информативными параметрами U0, Т0:
где Т0 - постоянная времени и U0 - предельное значение амплитуды. Физический смысл информативных параметров следует из предельных соотношений:
т.е. U0 - предельное напряжение крови для t=0,
т.е. Т0 - постоянная времени.
На практике один из информативных параметров исследуемой характеристики, как правило, неизвестен. В этом случае один параметр задается произвольно U*, а второй принимает вид функции T0i, которая компенсирует незнание первого информативного параметра. С помощью этой функции калибруется измеренная характеристика.
Задаем произвольно параметр U*=const вместо неизвестного действительного предельного значения амплитуды осциллограммы U0. Для компенсации произвольности константы U* постоянная времени T0 превратится в характеристику T0i, компенсирующую незнание предельного значения амплитуды осциллограммы U0. Калибровочной функцией для известных параметров Т0, U0 служит экспоненциальная динамическая характеристика (2).
Калибровочную характеристику Т0i выразим из системы уравнений с известными параметрами Т0, U0 характеристики Uэ(t), являющейся эталонной (получено путем аппроксимации экспериментальных данных), и характеристики U(t)=Ui, являющейся измеренной, с произвольной константой U* и характеристикой T0i:
В соответствии с закономерностями калибровки и tэ=t, Uэ=U следует калибровочная характеристика T0i, связывающая между собой эталонную и измеренную кривые:
Следовательно, калибровочной характеристикой служит функция постоянной времени, компенсирующая неопределенность предельного значения амплитуды, выбранной произвольно (фиг. 2).
4. По калибровочной характеристике T0i находят действительные значения постоянной времени Т0 и предельного значения амплитуды U0, которые являются информативными параметрами, доставляющими оптимум калибровочной характеристике. Из характеристики (4) составим систему уравнений для i=1,2:
Поделив одно уравнение системы (5) на другое и прологарифмировав, определяют алгоритм постоянной времени Т0:
Следовательно, алгоритм (6) оптимизации постоянной времени регламентирован отношением диапазона времени к логарифму измеренных амплитуд границ осциллограммы в кратные моменты времени.
Находят алгоритм определения предельного значения амплитуды осциллограммы:
Следовательно, алгоритм (7) оптимизации предельного значения амплитуды осциллограммы регламентирован отношением измеренных амплитуд границ осциллограммы в кратные моменты времени.
5. По действительным значениям постоянной времени Т0 и предельного значения амплитуды осциллограммы U0, последовательно строят калибровочную характеристику T0i, и эталонную характеристику Uэ. Результатом калибровки служит тождественность измеряемой характеристики U и эталонной Uэ, т.е. U≡Uэ.
Для информативных параметров (6) и (7) строят (аппроксимируют) калибровочную характеристику T0i (4) (фиг. 2), по которой находят согласно (3) действительную характеристику (фиг. 3, точки), тождественную эталонной Uэi, (фиг. 3, линия) искомой характеристике, когда
6. Калибровочной характеристикой систолической части служит характеристика Т0i постоянной времени, компенсирующая неопределенность предельного значения амплитуды осциллограммы U*, выбранной произвольно, и связывающая эталонную Uэ и измеренную U зависимости за счет нормирования измеренных значений известными
По калибровочной характеристике T0i восстанавливают действительную характеристику U(t), тождественную эталонной
которая максимально приближена к эталонной кривой Uэ(t):
Эталонная характеристика систолической части Uэ(t) и характеристика, ей тождественная, U(t) получены из экспоненциальной динамической характеристики с искомыми информативными параметрами U0, Т0:
Калибровочную характеристику систолической части осциллограммы Т0i выразим из системы уравнений с известными параметрами Т0, U0 характеристики Uэ(t), являющейся эталонной (получено путем аппроксимации экспериментальных данных), и характеристики U(t)=Ui, являющейся измеренной, с произвольной константой U* и характеристикой Т0i:
В соответствии с закономерностями калибровки и tэ=t, Uэ=U следует калибровочная характеристика систолической части осциллограммы T0i, связывающая между собой эталонную и измеренную кривые:
Следовательно, калибровочной характеристикой систолической части осциллограммы служит функция постоянной времени, компенсирующая неопределенность предельного значения амплитуды, выбранной произвольно.
По калибровочной характеристике Т0i находят действительные значения постоянной времени Т0 и предельного значения амплитуды U0, которые являются информативными параметрами, доставляющими оптимум калибровочной характеристике. Из характеристики составим систему уравнений для i=1,2:
Поделив одно уравнение системы на другое и прологарифмировав, определяют алгоритм постоянной времени Т0:
Следовательно, алгоритм оптимизации постоянной времени регламентирован отношением диапазона времени к логарифму измеренных амплитуд границ осциллограммы в кратные моменты времени.
Находят алгоритм определения предельного значения амплитуды осциллограммы:
Следовательно, алгоритм оптимизации предельного значения амплитуды систолической части осциллограммы регламентирован отношением измеренных амплитуд границ осциллограммы в кратные моменты времени.
7. Измеряют систолического давление. (фиг. 4)
Аппроксимируя осциллограмму по зависимости (2), вводят меру отсчета, которая равна постоянной времени TS.
Для систолической части модели t=TS, поэтому для измеряемого давления Р=νt по линейному закону:
где ν - скорость линейного набора давления в пережимной измерительной манжете.
8. Измерение диастолического давления.
Аналогично для диастолической части вводят меру отсчета, которая равна постоянной времени ТD, и измеряют диастолическое давление:
PD=νt.
Адекватность предлагаемого способа физике эксперимента доказывает математическое моделирование действительной характеристики, относительно эквивалента экспериментальной характеристики, по полученным значениям.
Проводят оценку адекватности полученных зависимостей по формуле определения относительной погрешности:
ее оценка представлена на фиг. 5 а.
При задании произвольного значения U*=const, отличного от эталонного U0, постоянная времени Т0 превращается в функцию, которая компенсирует незнание значения U0. Эталонная и действительная характеристики тождественны (погрешность порядка 2*10-8 (фиг. 5 а)), что доказывает эффективность применения калибровки.
Эффективность по точности определяется нелинейностью η калибровочной характеристики Ti: отредактировать формулу эффективности
Нелинейность прототипа регламентирует методическую погрешность для известных параметров U0, Т0 эквивалента, но на практике, как правило, один из параметров неизвестен. Его выбирают произвольно U*. При этом второй параметр из константы Т0 принимает вид функции T0i (фиг. 2), которая компенсирует незнание параметра U0, что исключает методическую погрешность (9) характеристики. Это следует из тождественности эквиваленту действительной характеристики (фиг. 3).
Таким образом, определение артериального давления по калибровочной характеристике постоянной времени осциллограммы, компенсирующей неопределенность предельной амплитуды осцилограммы, выбранной произвольно, в отличие от известных решений (фиг. 5 б), повышается точность определения артериального давления на несколько порядков за счет адекватности предлагаемого способа эксперименту при отсутствии методической и динамической погрешностей.
Claims (7)
- Способ определения артериального давления, включающий регистрацию и анализ осциллограмм артериальных сосудов в процессе нарастания давления в пережимной измерительной манжете с последующим электрическим преобразованием, регистрацию и анализ объемной осциллограммы (ОСГ) артериальных сосудов производят в полосе частот от 0-0,1 Гц до 40-60 Гц, компрессию пережимной измерительной манжеты продолжают до момента появления волн ОСГ, определяют величину диастолического и систолического давления по величине давления в пережимной измерительной манжете, определяют предельное значение амплитуды и постоянной времени, отличающийся тем, что для определения систолического давления на систолической части осциллограммы регистрируют предельное значение амплитуды осциллограммы по калибровочной характеристике, калибровку проводят априори для двух измеренных U1, U2 и известных значений U01, U02 верхней и нижней границ адаптивного диапазона, калибровочной характеристикой служит функция T0i постоянной времени осциллограммы
- компенсирующая неопределенность предельного значения амплитуды U0, выбранной произвольно U*≠U0, и связывающая эталонную UЭ и измеренную Ui характеристики
- за счет нормирования измеренных U1, U2 значений известными U01, U02, по калибровочной T0i характеристике находят действительные значения предельного значения амплитуды U0 и постоянной времени Т0 осциллограммы
- по которым последовательно строят калибровочную U0i характеристику, эталонную характеристику UЭ и определяют систолическое давление, аналогично находят диастолическое давление.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018128807A RU2698986C1 (ru) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | Способ определения артериального давления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018128807A RU2698986C1 (ru) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | Способ определения артериального давления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2698986C1 true RU2698986C1 (ru) | 2019-09-02 |
Family
ID=67851748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018128807A RU2698986C1 (ru) | 2018-08-06 | 2018-08-06 | Способ определения артериального давления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2698986C1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5687731A (en) * | 1992-09-10 | 1997-11-18 | Mti, Ltd. | Oscillometric method for determining hemodynamic parameters of the arterial portion of patient's circulatory system and a measuring system for its realization |
EA008756B1 (ru) * | 2006-12-01 | 2007-08-31 | Владимир Александрович Дегтярев | Способ диагностики функционального состояния системы кровообращения по объёмной компрессионной осциллограмме |
RU2327414C1 (ru) * | 2006-12-01 | 2008-06-27 | Владимир Александрович Дегтярев | Способ определения артериального давления по объемной компрессионной осциллограмме |
RU2441581C2 (ru) * | 2009-12-10 | 2012-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУ ВПО ТГТУ | Способ измерения артериального давления |
RU2644299C1 (ru) * | 2016-10-25 | 2018-02-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Осциллографический способ измерения артериального давления |
-
2018
- 2018-08-06 RU RU2018128807A patent/RU2698986C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5687731A (en) * | 1992-09-10 | 1997-11-18 | Mti, Ltd. | Oscillometric method for determining hemodynamic parameters of the arterial portion of patient's circulatory system and a measuring system for its realization |
EA008756B1 (ru) * | 2006-12-01 | 2007-08-31 | Владимир Александрович Дегтярев | Способ диагностики функционального состояния системы кровообращения по объёмной компрессионной осциллограмме |
RU2327414C1 (ru) * | 2006-12-01 | 2008-06-27 | Владимир Александрович Дегтярев | Способ определения артериального давления по объемной компрессионной осциллограмме |
RU2441581C2 (ru) * | 2009-12-10 | 2012-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУ ВПО ТГТУ | Способ измерения артериального давления |
RU2644299C1 (ru) * | 2016-10-25 | 2018-02-08 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Тамбовский государственный технический университет" (ФГБОУ ВО "ТГТУ") | Осциллографический способ измерения артериального давления |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Медицинские приборы. Разработка и применение / Под ред. Ревенко С.В. - М.: Медицинская книга, 2004. - С.326-330. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2711796C (en) | Pressure gauge, blood pressure gauge, method of determining pressure values, method of calibrating a pressure gauge, and computer program | |
US8814800B2 (en) | Apparatus and method for enhancing and analyzing signals from a continuous non-invasive blood pressure device | |
US10398323B2 (en) | Methods and apparatus for determining pulse transit time as a function of blood pressure | |
US8784327B2 (en) | Method and system for obtaining dimension related information for a flow channel | |
EP3571984B1 (en) | Systems for creating a model for use in detecting a peripheral arterial pressure decoupling in a subject and for detecting peripheral arterial pressure decoupling using arterial pressure waveform data and said model | |
Laxminarayan et al. | Characterization of the arterial system in the time domain | |
CA2751648A1 (en) | Calculating cardiovascular parameters | |
JP6309025B2 (ja) | 非観血式血圧測定に基づき患者の脈波を近似させるための方法、論理演算装置及びシステム | |
CN114652351B (zh) | 基于超声多普勒的连续血压测量方法、装置和电子设备 | |
KR20210008354A (ko) | 대상체 평가를 위한 비 침습성 정맥 파형 분석 | |
US20190298191A1 (en) | Adaptive transfer function for determining central blood pressure | |
JP5833228B2 (ja) | 血圧推定装置及び方法 | |
RU2698986C1 (ru) | Способ определения артериального давления | |
EP2416701B1 (en) | Monitoring peripheral decoupling | |
RU2697227C1 (ru) | Способ определения артериального давления | |
Antsiperov et al. | Arterial blood pressure monitoring by active sensors based on heart rate estimation and pulse wave pattern prediction | |
RU2441581C2 (ru) | Способ измерения артериального давления | |
EP3170447A1 (en) | A method for determining a mechanical-respiration-induced variation in a cardiovascular parameter | |
RU2644299C1 (ru) | Осциллографический способ измерения артериального давления | |
JP2016047305A (ja) | 意識状態推定装置及びプログラム | |
EP3964124A1 (en) | Method and apparatus for estimating the reliability of cardiac output measurements | |
JP2022148276A (ja) | 光電容積脈波を用いた血圧推定方法および血圧推定用コンピュータプログラム | |
JPWO2013161074A1 (ja) | 体調監視装置及び方法 | |
Pereira et al. | Correlation study between blood pressure and pulse transit time | |
JP6027210B2 (ja) | 血圧推定装置及び方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200807 |