RU50797U1

RU50797U1 - PULSE WAVE SENSOR

Info

Publication number: RU50797U1
Application number: RU2005126078/22U
Authority: RU
Inventors: Валерий Михайлович Гаврилов; Владимир Федорович Романовский; Антонина Михайловна Романовская
Original assignee: Владимир Федорович Романовский; Антонина Михайловна Романовская
Priority date: 2005-08-17
Filing date: 2005-08-17
Publication date: 2006-01-27

Abstract

Полезная модель относится к медицинской технике. Датчик пульсовой волны содержит корпус с контактной площадкой, которой он прикладывается к телу пациента, выполненный с центральным отверстием, пелот с контактной поверхностью, которой он прикладывается к телу пациента, размещенный в центральном отверстии с зазором к его стенкам с возможностью угловых колебаний, и преобразователь механических колебаний в электрические сигналы, закрепленный в корпусе и механически соединенный с пелотом. Пелот представляет собой пластину с поперечной и продольной осями симметрии, совпадающими с поперечной и продольной осями контактной площадки корпуса, плоскость которой лежит в плоскости контактной поверхности пелота. Преобразователь механических колебаний в электрические сигналы выполнен в виде двух пьезоэлектрических стержней, работающих на изгиб и расположенных параллельно продольной оси симметрии пелота и симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось симметрии пелота, при этом одни противоположно друг другу расположенные концы этих стержней через одни упругие элементы крепления закреплены на корпусе симметрично относительно геометрического центра пелота, а другие концы этих стержней через другие упругие элементы закреплены на пелоте симметрично относительно геометрического центра пелота. The utility model relates to medical equipment. The pulse wave sensor comprises a housing with a contact area, by which it is applied to the patient’s body, made with a central hole, a pilot with a contact surface, by which it is applied to the patient’s body, placed in the central hole with a gap to its walls with the possibility of angular oscillations, and a mechanical transducer oscillations in electrical signals fixed in the housing and mechanically connected to the pilot. The pelot is a plate with transverse and longitudinal axes of symmetry coinciding with the transverse and longitudinal axes of the contact pad of the body, the plane of which lies in the plane of the contact surface of the pilot. The converter of mechanical vibrations into electrical signals is made in the form of two piezoelectric rods operating in bend and located parallel to the longitudinal axis of symmetry of the pelot and symmetrically relative to the vertical plane passing through the longitudinal axis of symmetry of the pelot, while the ends of these rods opposite to each other through the same elastic elements fastenings are fixed on the body symmetrically with respect to the geometric center of the pelot, and the other ends of these rods through other elastic the elements are fixed on the pelot symmetrically relative to the geometric center of the pelot.

Description

Полезная модель относится к медицинской технике, а именно к диагностической кардиологической технике и устройствам для исследования гемодинамики. В частности, полезная модель касается конструкции датчика пульсовой волны, применяемого для косвенного определения артериального давленияThe utility model relates to medical equipment, namely to diagnostic cardiological equipment and devices for the study of hemodynamics. In particular, the invention relates to the construction of a pulse wave sensor used to indirectly determine blood pressure.

Известно устройство для косвенного определения артериального давления, которое содержит корпус, пелот с контактной поверхностью и преобразователь, жестко закрепленный в корпусе и механически соединенный с пелотом (SU №651786, А 61 В 5/02, опубл. 1975).A device for indirectly determining blood pressure is known, which comprises a housing, a pelot with a contact surface and a transducer rigidly fixed in the housing and mechanically connected to the pelota (SU No. 651786, A 61 B 5/02, publ. 1975).

Недостатком известного устройства является то, что его конструкция позволяет пелоту воздействовать на преобразователь не только при прохождении под пелотом пульсовых волн, возникающих при открывании артерии, но и при колебаниях давления в манжете, а также при мышечных сокращениях части тела, находящейся по манжетой, что снижает точность определения систолического и диастолического артериального давления, а также не позволяет измерять артериальное давление при движении части тела, находящейся под манжетой.A disadvantage of the known device is that its design allows the pellet to act on the transducer not only when the pulse waves occur during the opening of the artery under the pellet, but also during pressure fluctuations in the cuff, as well as muscle contractions of the body part located on the cuff, which reduces the accuracy of determining systolic and diastolic blood pressure, and also does not allow to measure blood pressure when moving the part of the body under the cuff.

Известно устройство для косвенного определения артериального давления, которое содержит корпус, пелот с контактной поверхностью и преобразователь, жестко закрепленный в корпусе и механически соединенный с пелотом, пелот шарнирно укреплен в корпусе с возможностью угловых колебаний вокруг оси шарнира, при этом ось шарнира параллельна контактной поверхности нелота, а ее проекция на контактную поверхность пелота совпадает с осью симметрии этой поверхности (SU №895405, А 61 В 5/02, опубл. 07.01.1982).A device for indirectly determining blood pressure is known, which comprises a body, a pelot with a contact surface and a transducer rigidly fixed in the body and mechanically connected to the pellet, the pelot is pivotally mounted in the body with the possibility of angular vibrations around the axis of the hinge, while the axis of the hinge is parallel to the contact surface of the non-plane , and its projection onto the contact surface of the pelot coincides with the axis of symmetry of this surface (SU No. 895405, A 61 B 5/02, publ. 07.01.1982).

Недостатком данного устройства является его чувствительность к любому давлению, в том числе и равномерному давлению, что не позволяет получить достоверную картину. Это объясняется тем, что преобразователь выполнен в виде одной поворотно установленной чувствительной пластины, работающей по типу рычага. При такой конструкции любые пульсации приводят к угловому перемещению пластины и регистрации данных. При этом нежелательные перемещения пластины ничем не компенсированы.The disadvantage of this device is its sensitivity to any pressure, including uniform pressure, which does not allow to obtain a reliable picture. This is due to the fact that the converter is made in the form of one rotatably mounted sensitive plate, operating as a lever. With this design, any ripple leads to angular movement of the plate and data recording. At the same time, unwanted plate movements are not compensated for in any way.

Настоящая полезная модель направлена на решение технической задачи по исключению чувствительности датчика к равномерному давлению, воздействующему на контактную поверхность пелота за счет расположения пелота и пьезоэлектрических стержней в полной симметричности относительно плоскости и взаимноперпендикулярных осей симметрии, а также геометрического центра симметрии.This useful model is aimed at solving the technical problem of eliminating the sensitivity of the sensor to uniform pressure acting on the contact surface of the pilot due to the location of the pilot and piezoelectric rods in complete symmetry with respect to the plane and mutually perpendicular axes of symmetry, as well as the geometric center of symmetry.

Достигаемый при этом технический результат заключается в повышение точности и достоверности определения систолического и диастол ического значений артериального давления, в том числе и при движении.The technical result achieved in this case is to increase the accuracy and reliability of determining the systolic and diastolic values of blood pressure, including during movement.

Указанный технический результат достигается тем, что в датчике пульсовой волны, содержащем корпус с контактной площадкой, которой он прикладывается к телу пациента, выполненный с центральным отверстием, пелот с контактной поверхностью, которой он прикладывается к телу пациента, размещенный в центральном отверстии с зазором к его стенкам с возможностью угловых колебаний, и преобразователь механических колебаний в электрические сигналы, закрепленный в корпусе и механически соединенный с пелотом, пелот представляет собой пластину с поперечной и продольной осями симметрии, совпадающими с поперечной и продольной осями контактной площадки корпуса, плоскость которой лежит в плоскости контактной поверхности пелота, а преобразователь механических колебаний в электрические сигналы выполнен в виде двух пьезоэлектрических стержней, работающих на изгиб и расположенных параллельно продольной оси симметрии пелота и симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось симметрии пелота, при этом одни противоположно друг другу расположенные концы этих стержней через одни упругие элементы крепления закреплены на корпусе симметрично относительно геометрического центра пелота, а другие концы этих стержней The specified technical result is achieved by the fact that in the pulse wave sensor containing a housing with a contact area, by which it is applied to the patient’s body, made with a central hole, a pelot with a contact surface, by which it is applied to the patient’s body, placed in the central hole with a gap to it walls with the possibility of angular oscillations, and a converter of mechanical vibrations into electrical signals, fixed in the housing and mechanically connected to the pilot, the pilot is a plate with the river and longitudinal axes of symmetry coinciding with the transverse and longitudinal axes of the contact pad of the body, the plane of which lies in the plane of the contact surface of the pilot, and the transducer of mechanical vibrations into electrical signals is made in the form of two piezoelectric rods operating in bend and parallel to the longitudinal axis of symmetry of the pilot symmetrically with respect to the vertical plane passing through the longitudinal axis of symmetry of the pelot, while one end of the quietly rods through some elastic fastening elements are mounted on the body symmetrically with respect to the geometric center of the pilot, and the other ends of these rods

через другие упругие элементы закреплены на пелоте симметрично относительно геометрического центра пелота.through other elastic elements are fixed on the pellet symmetrically with respect to the geometric center of the pelot.

При этом корпус и пелот в датчике могут иметь прямоугольнообразную или овалообразную или круглую формы. Контактная площадка корпуса и контактная поверхность пелота могут быть выполнены с защитной эластичной пленкой. А на корпусе может быть расположен электронный блок с согласующей схемой, с которой электрически связаны электрические обкладки пьезоэлектрических стержней.In this case, the housing and the pelot in the sensor may have a rectangular or oval or round shape. The contact pad of the body and the contact surface of the pilot can be made with a protective elastic film. And on the case, an electronic unit with a matching circuit can be located, with which the electrical plates of the piezoelectric rods are electrically connected.

Указанные признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности существенных признаков, достаточной для получения требуемого технического результата.These features are significant and interconnected with the formation of a stable set of essential features sufficient to obtain the desired technical result.

Настоящее изобретение поясняется конкретным примером, который, однако, не является единственно возможным, но наглядно демонстрирует возможность получения требуемого технического результата.The present invention is illustrated by a specific example, which, however, is not the only possible, but clearly demonstrates the possibility of obtaining the desired technical result.

На фиг.1 - датчик пульсовой волны, продольный разрез;Figure 1 - pulse wave sensor, a longitudinal section;

Фиг, 2 - вид сверху на датчик пульсовой волны.Fig, 2 is a top view of a pulse wave sensor.

Согласно настоящей полезной модели датчик пульсовой волны содержит корпус с контактной площадкой, которой он прикладывается к телу пациента, выполненный с центральным отверстием, пелот с контактной поверхностью, которой он прикладывается к телу пациента, размещенный в центральном отверстии с зазором к его стенкам с возможностью угловых колебаний, преобразователь механических колебаний в электрические сигналы, закрепленный в корпусе и механически соединенный с пелотом.According to the present utility model, the pulse wave sensor comprises a housing with a contact area, by which it is applied to the patient’s body, made with a central hole, a pilot with a contact surface, by which it is applied to the patient’s body, placed in the central hole with a gap to its walls with the possibility of angular oscillations , a converter of mechanical vibrations into electrical signals, fixed in the housing and mechanically connected to the pilot.

Пелот представляет собой пластину с поперечной и продольной осями симметрии, совпадающими с поперечной и продольной осями контактной площадки корпуса, плоскость которой лежит в плоскости контактной поверхности пелота.The pelot is a plate with transverse and longitudinal axes of symmetry coinciding with the transverse and longitudinal axes of the contact pad of the body, the plane of which lies in the plane of the contact surface of the pilot.

Корпус и пелот выполнены прямоугольнообразной или овалообразной или круглой формы.The hull and pelot are made rectangular or oval or round in shape.

Преобразователь механических колебаний в электрические сигналы выполнен в виде двух пьезоэлектрических стержней, работающих на изгиб и расположенных параллельно продольной оси симметрии пелота и симметрично относительно вертикальной плоскости, проходящей через продольную ось симметрии пелота. Одни противоположно друг другу The converter of mechanical vibrations into electrical signals is made in the form of two piezoelectric rods operating in bend and located parallel to the longitudinal axis of symmetry of the pilot and symmetrically with respect to the vertical plane passing through the longitudinal axis of symmetry of the pilot. One opposite each other

расположенные концы этих стержней через одни упругие элементы крепления закреплены на корпусе симметрично относительно геометрического центра пелота, а другие концы этих стержней через другие упругие элементы закреплены на пелоте симметрично относительно геометрического центра пелота.the located ends of these rods through one elastic fastening elements are fixed on the body symmetrically with respect to the geometric center of the pilot, and the other ends of these rods through other elastic elements are fixed on the pilot symmetrically with respect to the geometric center of the pilot.

На корпусе расположен электронный блок с согласующей схемой, с которой электрически связаны электрические обкладки пьезоэлектрических стержней.An electronic unit with a matching circuit is located on the housing, with which the electrical plates of the piezoelectric rods are electrically connected.

Указанный датчик пульсовой волны предназначен для реализации известного способа косвенного определения артериального давления путем пережатия артерии внешним давлением с последующим изменением силы прижатия в диапазоне, перекрывающем систолическое и диастол ическое значение артериального давления, регистрацией дистальнее места пережатия артерии прохождения пульсовых волн, измерением силы прижатия, соответствующего моментам появления и исчезновения этих пульсовых волн, регистрацию прохождения пульовых волн производят по угловым колебаниям поверхности тела относительно направления распространения этих волн.The specified pulse wave sensor is designed to implement the known method of indirectly determining blood pressure by compressing the artery with external pressure, followed by changing the pressing force in a range that overlaps the systolic and diastolic values of blood pressure, registering distal to the place of clamping the artery of the passage of pulse waves, measuring the pressure, corresponding to the moments the appearance and disappearance of these pulse waves, the registration of the passage of pulse waves is performed in angles vibrations of the body surface relative to the direction of propagation of these waves.

Ниже приводится пример конкретного исполнения полезной модели.The following is an example of a specific implementation of a utility model.

Датчик (фиг.1, 2) содержит плоскую контактную площадку 1 с контактной поверхностью 2 и окном 3. В окне 3 на оси 4, совпадающей с поперечной осью симметрии 5, установлен пелот 6 с зазором 7 относительно окна 3 так, чтобы контактная поверхность 8 пелота 6 и контактная поверхность 2 контактной площадки 1 лежали в одной плоскости, а окно 3 и пелот 6 имели общие продольную 9 и поперечную 5 оси симметрии. Два преобразователя механических колебаний в электрический сигнал, выполненные, например, в виде пьезоэлектрических стержней 10, работающих на изгиб, расположены внутри датчика параллельно продольной оси симметрии 9 и симметрично относительно плоскости, включающей в себя продольную ось симметрии 9. Концы этих стержней 10 через упругие элементы крепления 11 закреплены на контактной площадке 1 симметрично относительно геометрического центра симметрии 12 окна 3. Другие концы этих стержней 10 также через другие упругие элементы 13 закреплены на пелоте 6 тоже симметрично относительно геометрического центра симметрии 12 окна 3. Электрические The sensor (figure 1, 2) contains a flat contact pad 1 with a contact surface 2 and a window 3. In the window 3 on the axis 4, coinciding with the transverse axis of symmetry 5, there is a pilot 6 with a gap 7 relative to the window 3 so that the contact surface 8 the pilot 6 and the contact surface 2 of the contact pad 1 were in the same plane, and the window 3 and the pilot 6 had a common longitudinal 9 and transverse 5 axis of symmetry. Two transducers of mechanical vibrations into an electrical signal, made, for example, in the form of piezoelectric rods 10 operating in bend, are located inside the sensor parallel to the longitudinal axis of symmetry 9 and symmetrically with respect to the plane including the longitudinal axis of symmetry 9. The ends of these rods 10 through elastic elements the fasteners 11 are fixed on the contact pad 1 symmetrically with respect to the geometric center of symmetry 12 of the window 3. The other ends of these rods 10 are also fixed through other elastic elements 13 to Eloten 6 also symmetrical with respect to the geometrical center of symmetry of the window 12 3. Electrical

обкладки пьезоэлектрических стержней 10 присоединены через согласующую электрическую схему 14 к электрическим выводам 15, через которые осуществляется электропитание датчика и съем выходного электрического сигнала. Все перечисленное помещается внутрь корпуса 16. Контактные поверхности 2 и 8 могут быть выполнены с защитной эластичной пленкой 17. Работа датчика осуществляется следующим образом. Датчик стороной, закрытой эластичной пленкой 17, устанавливают на поверхность тела. Пульсовая волна крови 18, двигающаяся вдоль продольной оси симметрии 9 приводит к угловым колебаниям пелота 6 вокруг оси 4. Эти колебания воспринимаются пьезоэлектрическими стержнями 10, которые в свою очередь вырабатывают электрический сигнал, поступающий через согласующую электрическую схему 14 и электрические выводы 15 к соответствующей приемной аппаратуре. При этом вследствие полной симметричности расположения пелота 6 и пьезоэлектрических стержней 10 относительно плоскости, осей 5 и 9, а также геометрического центра симметрии 12 датчик нечувствителен к равномерному давлению, воздействующему на контактную поверхность 8 пелота 6. Вследствие этого датчик слабо реагирует на мышечные сокращения и на пульсации давления в компрессионной манжете, под которой он может быть установлен.the plates of the piezoelectric rods 10 are connected through a matching electrical circuit 14 to the electrical terminals 15, through which the sensor is supplied with power and an output electrical signal is taken. All of the above is placed inside the housing 16. The contact surfaces 2 and 8 can be made with a protective elastic film 17. The operation of the sensor is as follows. The sensor side closed with elastic film 17 is mounted on the surface of the body. Pulse wave of blood 18, moving along the longitudinal axis of symmetry 9 leads to angular oscillations of the pilot 6 around axis 4. These oscillations are perceived by piezoelectric rods 10, which in turn generate an electrical signal through the matching electric circuit 14 and electrical leads 15 to the corresponding receiving apparatus . Moreover, due to the complete symmetry of the location of the pilot 6 and the piezoelectric rods 10 relative to the plane, axes 5 and 9, as well as the geometric center of symmetry 12, the sensor is insensitive to uniform pressure acting on the contact surface 8 of the pilot 6. As a result, the sensor weakly responds to muscle contractions and pressure pulsations in the compression cuff under which it can be installed.

Настоящая полезная модель промышленно применима, так как может быть реализована с использованием известных технологий, используемых для изготовления измерительной электронной аппаратуры.This utility model is industrially applicable, as it can be implemented using well-known technologies used for the manufacture of measuring electronic equipment.

Claims

1. The pulse wave sensor, comprising a housing with a contact area, by which it is applied to the patient’s body, made with a central hole, a pilot with a contact surface, by which it is applied to the patient’s body, placed in the Central hole with a gap to its walls with the possibility of angular oscillations, and a converter of mechanical vibrations into electrical signals, fixed in the housing and mechanically connected to the pilot, characterized in that the pilot is a plate with transverse and longitudinal axes of symmetry and coinciding with the transverse and longitudinal axes of the contact pad of the body, the plane of which lies in the plane of the contact surface of the pilot, and the transducer of mechanical vibrations into electrical signals is made in the form of two piezoelectric rods operating in bend and parallel to the longitudinal axis of symmetry of the pilot and symmetrically relative to the vertical plane passing through the longitudinal axis of symmetry of the pelot, while one ends of these rods opposite to each other through one elastic e fastening elements are fixed on the body symmetrically with respect to the geometric center of the pilot, and the other ends of these rods through other elastic elements are fixed on the pilot symmetrically with respect to the geometric center of the pilot.

2. The sensor according to claim 1, characterized in that the housing and the pellet are made rectangular or oval or round in shape.

3. The sensor according to claim 1, characterized in that the contact pad of the housing and the contact surface of the pelot is made with an elastic film.

4. The sensor according to claim 1, characterized in that an electronic unit with a matching circuit is located on the housing, with which the electrical plates of the piezoelectric rods are electrically connected.