Способ измерения артериального давления и устройство для его осуществления

Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 07.07,82(51)М.Кл.з А 61 В 5/02 Государственный комитет по делам изобретений и открытий(72) Авторы изобретения В. М, Ахутин, С. П, Балицкий, Н, В. Вавилрв,Р. К. Михайлов и В, Н. Хропот Особое конструкторское бюро биологичес ой и медицинской кибернетики Ленииградск о электротехнического института им. В. И. Ульянов (ЛеиЬвЖ),;:,(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯИзобретение относится к медицинской технике, а именно к диагностическим кардиологическим устройствам. Известен способ измерения артериального давления 111. Согласно этому способу производят программное изменение давления в окклюзионной манжете, синхронную регистрацию сигналов осцилляций артерии под окклюзионной манжетой, сигналов периферических осцилляций артерии и сигнала, пропорционального давлению в окклюзионной манжете, осуществляют формирование информационного сигнала из сигналов осцилляций артерии под окклюзионной манжетой и сигналов периферических осцилляций как разностный сигнал между осцилляциями, обнаруживают характерные признаки в информационном сигнале и производят измерения сигналов, пропорциональных давлению в окклюзионной манжете, на момент обнаружения характерных признаков. При этом систоличвское артериальное давление регистрируют на момент пропадания периферических осцилляций артерии в режиме повышения давления в окклюзионной манжете и на момент их появления в режиме понижения давления, а диастолическое артериальное давление - на момент превыше ния информационным сигналом исходного амплитудного порогового уровня.Устройство для осуществления способасостоит из пневматически соединенных ок.5 клюзионной манжеты, периферической окклюзионной манжеты, блока пневматики, датчика давления, датчика осцилляции,.датчика периферических ооцилляций и двух пневмофильтров, расположенных 10 между пневмоблаком и соответствующимиманжетами. Устройство содержит также коммутирующее устройство с двумя выходами и двумя управляющими входами, компаратор, вход которого соединен с вы ходом датчика периферических осцилляций, а выход - с одним из управляющих входов коммутирующего устройства, регистрирующее устройство, подключенное к выходам коммутирующего устройства, 20 дифференциальный усилитель, два уравни.вателя, входы которых соединены соответственно с выходами датчика осцилляций и датчика периферических осцилляций, а выходы - с входами дифференциального 25 усилителя, и устройство сравнения с входом задания амплитудного порога,подключенного входом к выходу дифференциального усилителя, а выходом - ко второму управляющему входу коммутирующего зО устройства.0 15 20 Однако как и при осцилляторных спо. собах в качестве характерного признака используются амплитудные свойства осцилляций, которые чрезвычайно чувствительны к движениям пациента при измерениях и различным артефактам.Формирование информационного сигнала в виде разностного сигнала осцилляций требует уравнивания амплитуд осцилляний, например, за счет использования системы автоматического регулирования усиления Эта система инерционна. В результате возникает погрешность измерений, приводящая к снижению помехоустойчивости, а следовательно, надежности измерений.Целью изобретения является повышепие помехоустойчивости и надежности измерения.Постановленная цель достигается тем, что при осуществлении предложенного способа измерения артериального давления, ин формационный сигнал формиру,ст з вц-е последовательности импульсов, длительность каждого из которых равна временному сдвигу между передними фронтами сигнала осцилляцни артерии под окклюзиопной манжетой и сигнала перифериче ской осцилляции артерии одного сердечного цикла, и дополнительно измеряют диастолическое артериальное давление на момент пересечения информационным сигналом исходного временного порогового уровня. Кроме того, устройство для осуществления способа измерения артериального дав.ления снабжено блоком памяти давления с управляющим входом, включенным между выходом датчика давления и входом коммутирующего устройства, двумя блоками формирования переднего фронта осцилляций, устройством измерения исходного временного порогового уровня с дву.мя входами, блоком формирования информационного сигнала с двумя входами и сравнивающим устройством с двумя входами. Входы блоков формирования переднего фронта осцилляций связаны соответственно с выходами датчика осцилляций и датчика периферических осцилляций, а выходы - с входами устройства измерения исходного временного порогового уровня н входами блока формирования информационного сигнала. Выход блока формирования информационного сигнала и выход устройства измерения исходного порогового уровня соединены с соответствующими входами сравнивающего устройства выход которого присоединен ко второму управляющему входу коммутирующего устройства. Управляющий вход блока памяти давления соединен с выходом одного из блоков формирования переднего фронта осцилляций. 25 30 35 40 45 50 55 60 б 5 На фиг. 1 изображена структурная схема устройства для осуществления способа измерения артериального давления; на фиг. 2 - эпюры напряжений, иллюстрирующие способ измерения, где: кривая а - сигналы осцилляций артерии под окклюзионной манжетой; кривая б - сигналы периферических осцилляций артерии; точки в и г соответствуют моментам обнаружения характерных признаков, по которым регистрируют систолическое и диасто. лическое артериальное давление; кривач д - изменение сигнала, пропорционального давлению в окклюзионной манжете; е и ж - импульсы, сформированные по передним фронтам сигналов осцилляций арте. рии под окклюзионной манжетой и сигналов периферических осцилляций; и - информационные сигналы, к - сигналы, дли. тельность которых равна исходному вре. менному пороговому уровню; л - управляющий импульс, соответствующий мо менту регистрации диастолического артериального давления.Устройство состоит из пнсвматически соединенных окклюзионной манжеты 1, периферической окклюзионной манжеты 2, блока 3 пневматики, датчика 4 давления, датчика 5 осцилляций и двух пневмо. фильтров б и 7. Все эти блоки предназначены для осуществления программного из. менения давления В ОООих манжетах 1 н 2 и регистрации сигналов.Наличие в устройстве двух пневмофильтров 6 и 7, расположенных между блоком 3 пневматики и соответствующими манжетами 1 и 2, необходимо для развязки измерительных цепей манжет и блока 3 пневматики по постоянному и переменному уровням. С выходом датчика 4 давле. ния связан блок 8 памяти давления с управляющим входом. Этот блок 8 предназначен для запоминания, по крайней мере, двух соседних тактовых значений сигналов, пропорциональных давлению в окклюзионной манжете. В качестве тактовых сигналов в устройстве используются импульсы (сигнал е фиг. 2), сформированные по переднему фронту осцилляций артерии под окклюзионной манжетой (кривая а). В результате управляющий вход блока 8 памяти давления подсоединен к выходу блока 9 формирования переднего фронта осцилляций, Блок 8 памяти давления через коммутирующее устройство 10 с двумя управляющими входами соединен с регистрирующим устройством 11, Коммутирующее устройство 10 предназначено для перезаписи данных, запомненных в блоке 8 памяти давления, в регистрирующее устройство 11. Коммутация этого устройства 10 осуществляется в соответствии с сигналами, поступающими на его управляющие входы с выходов сравнивающего устройства 12 или компаратора 13 с входом 14 по45 50 55 60 65 рогового уровня, Компаратор 13 предназначен для определения момента достижения заданного порогового уровня ( в частности, нулевого) сигналом периферической осцилляции. Поэтому вход его подсоединен к выходу датчика 15 периферических осцилляций артерий, а выход - к одному из управляющих входов коммутирующего устройства 10. Сравнивающее устройство 12 имеет два входа, один из которых связан с выходом блока 16 формирования информационного сигнала, а другой - с выходом устройства 17 измерения исходного временного порогового уровня. В устройстве 12 определяется момент пересечения информационным сигналом заданного исходного временного порогового уровня. Блок 16 формирования информационного сигнала и устройство 17 измерения исходного временного порогового уровня имеют по два входа, которые подключены соответственно к выходам блока 9 и блока 18 формирования переднего фронта осцилляций. Входы блоков 9 и 18 соединены соответственно с выходом датчиков 5 и 15.Способ осуществляется следующим образом.Предварительно на пациента (например, на плечо) накладывают окклюзионную манжету 1 и ниже ее (относительно тока крови, например, на локоть) на расстоянии 5 - 10 см периферическую окклюзионную манжету 2. Манжеты соединяют пневматически через пневмофильтры 6 и 7 с блоком 3 пневматики и непосредственно с датчиками 4, 5 и 15.Далее по команде с блока 3 пневматики начинают цикл измерений. Для этого одновременно подают на обе манжеты линейно возрастающее давление (кривая д - фиг. 2). Это изменение давления в манжете 1 измеряют датчиком 4 с синхронной регистрацией с помощью датчиков 5 и 15 (кривые а и б фиг. 2). Из этих сигналов кривые а и б формируют информационный сигнал. Для этого предварительно формируют импульсы (сигналы е и ж), соответствующие моментам появления передних фронтов сигналов осцилляций, С помощью этих импульсов в блоке 16 формирования информационного сигнала получают последовательность импульсов (сигнал и), длительность каждого из которых равна временному сдвигу между импульсами сигналов е и к. Полученные сигналы и сравнивают в сравнивающем устройстве 12 с импульсами сигналов к, длительность которых равна исходному временному пороговому уровню. Сравнению подлежат длительности импульсов сигналов и и л. В момент времени (точка г), соответствующий равенству окклюзионного давления (кривая д) уровню диастолического давления ( диаст) происходит резкое (приолизптельно в 1,5 раза на один сердечный цикл) 5 10 15 20 25 30 35 40 изменение длительности импульсов информационного сигнала. Такое изменение длительности, будучи зафиксированным, позволяет измерить уровень диастолического давления. В момент времени (точка г) появляется на выходе сравнивающего уст. ройства 12 импульс сигнала к, который управляет коммутирующим устройством 10 и переписывает величину сигнала, пропорционального давлению в окклюзионной манжете, в регистрирующее устройство. Это значение регистрируют как диастоли. ческое артериальное давление.Систолическое артериальное давление определяют на момент (точка в) пропадания сигналов периферических осцилляций артерии. Обнаружение этого характерного признака осуществляют с помощью компаратора 13 с входом 14 задания порогового уровня. Как только сигнал периферических осцилляций (кривая б) упадет ниже заданного порогового уровня (в частности, нулевого), на выходе компаратора, 13 появляется сигнал, управляющий работой коммутирующего устройства 10. В ре. зультате в регистрирующее устройство 11 переписывается значение сигнала, пропорциональное искомой величине систоличе. ского артериального давления.Таким образом, способ измерения артериального давления и устройство для ега осуществления обеспечивают повышение, помехоустойчивости измерений и надежности измерений за счет перевода измерений из амплитудной области во временную. Это исключает воздействие амплитудных артефактов, связанных с движениями пациента, наличием дыхательных волн в кривой осцилляций, а также иных амплитудных нестационарностей анализи руемой кривой Формула изобретения 1. Способ измерения артериального давления путем программного изменения давления в окклюзионной манжете, синхронной регистрации сигналов осцилляций артерии под окклюзионной манжетой, сигналов периферических осцилляций артерии и сигнала, пропорционального давлению в окклюзионной манжете, формирования информационного сигнала из сигналов, осцилляций артерии под окклюзионной манжетой и сигналов периферических ос. цилляций артерии, измерения сигналов, пропорциональных давлению в окклюзионной манжете, на момент обнаружения характерных признаков и регистрации систолитического артериального .;авл ения на момент пропадания перифсрических осцилляций артерии в режиме повышения давления в окклюзионной манжете пли на момент их появления в режиме понижения давления, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 940740что, с целью повышения помехоустойчивости и надежности измерения, информационный сигнал формируют в виде последовательных импульсов, длительность каждого из которых равна временному сдвигу между передними фронтами сигнала осцилляции артерии под окклюзионной манжетой и сигнала периферической осцилляции артерии одного сердечного цикла, и дополнительно измеряют диастолическое артериальное давление на момент пересечения информационным сигналом исходного временного порогового уровня. 2. Устройство для осуществления способа по п. 1, включаюшее пневматическп соединенные окклюзионную манжету, периферическую окклюз 1 онную манжету, блок пневматики, датчик давления, датчик осцилляций, датчик периферических осцилляций и два пневмофильтра, расположенных между блоками пневматики и соответствующими манжетами, а также коммутируюшее устройство с двумя управляюшими входами, компаратор, вход которого соединен с выходом датчика периферических осцилляций, а выход - с одним из управляющих входов коммутируюшего устройства, регистрирующее устройство, подключенное к выходам ком 1 мутирующего устройства, отличающееся тем, что оно снабжено блоком памяти давления с управляюшим входом, включенным между выходом датчика давления и входом коммутирующего устройства, двумя блоками формирования переднего фронта ос цилляций, устройствоМ измерения исходного временного порогового уровня с двумя входами, блоком формирования информационного сигнала с двумя входами и сравнивающее устройство с двумя входа ми, при этом входы блоков формированияпереднего фронта осцилляций связаны соответственно с выходами датчика осцилляций и датчика периферических осцилляций, а выходы - с входами устройства из мерения исходного временного порогового,уровня и входами блока формирования информационного сигнала, выход блока формирования информационного сигнала и выход устройства измерения исходного по рогового уровня соединены с соответствующими входами сравнивающего устройства, выход которого присоединен к второму управляющему входу коммутирующего устройства, кроме того, управляю щий вход блока памяти давления соединенс выходом одного из формирователей переднего фронта осцилляций. Источник информации, принятый во внимание при экспертизе:1. Патент США3348534, кл, А 61 В 5/02, опубл, 1967 (прототип).940740 н си Г 1 Гю Соловьев ышникова аказ 682/531 ПО Поиск Тип. Хапьк. фил. пред. Патенть Редактор Л. Утехин Составитель ЛТехред А. Ка Изд,174рственного комитета С 3035, Москва, Ж, Ра Тираж 717Р по делам искан наб., д,Корректор С, фаинПодписноебретении и о л "ь;тпи5