Устройство для измерения систолического давления

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Э(51) А 61 В 5/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯСИСТОЛИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ, содержащееокклюзионную манжету, соединенную сблоком пневматики, блок первичныхпреобразователей, соединенный с блоком измерений и блоком конца компрес"сии, выход .которого соединен с блокомуправления, выходы которого соединеныс управляющими входами блока пневматики, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности измерения, блок конца компрессии выполненв виде последовательно соединенных,ЯО 1131493 А первого и второго детекторов, делителя, выходы которого соединены с входами первого и третьего компараторов,второго компаратора, логическогоэлемента И, первого одновибратора,выход которого соединен с входамиблока измерений, второго одновибратора и логического элемента ИЛИ, выходкоторого через триггер соединен суправляющими входами первого и второго клюЧей, а также третий одновибратор, вход которого. соединен с выходом третьего компаратора, причем выход первого детектора соединен свходами первого ключа, первого итретьего компараторов, выход второгодетектора с входом второго ключа,выходы триггера и первого компаратора соединены с входами логическогоэлемента И, а выходы одновибраторовсоединены с соответствующими входамиблока измерений.трическими соединениями; на фиг. 4 функциональная схема блока управления работой электромагнитных клапанов и электропривода компрессора блока пневматики; на фиг. 5 - временная диаграмма работы основных функциональных блоков устройства.Устройство состоит из соединенных пневмомагистралями комбинированной окклюзионной манжеты 1 и блока 2 пневматики преобразователей. Блок 2 пневматики содержит первый и второй электромагнитный клапан 4 и 3, первый пневмофильтр 5 между проксимальной П и дистальной 2 частями манжеты 1 и второй пневмофильтр 6 перед компрессором 7. Компрессор 7 снабжен управляемым электроприводом 8. Электронная часть устройства содержит блок 9 первичных преобразователей, блок 10 декомпрессионных измерений, блок 11 пневмоавтоматики, блок 12 конца компрессии и блок 13 управления работой электромагнитных клапанов 3 и 4 и электропривода 8 компрессора 7. При этом блоки устройства имеют следующие электрические связи, Выходными аналоговыми сигналами, блока 9 первичных преобразователей являются первый электрический сигнал С 1 компрессионного давления, который подается на вход блока 10 декомпрессионных измерений и блока 11 пневмоавтоматики, второй электрический сигнал е максимальных осцилляций подается на вход блока 10 декомпрессионных измерений, а третий электрический сигнал ж дистальных осцилляций - еще и на вход блока 12 конца компрессии. Выходными импульсными сигналами блока 11 пневмоавтоматики являются импульс Ь пуска, который подается на вход блока 13 управления, импульс Ь исходного состояния, который поступает на входы блока 10 декомпрессионных измерений, блока 12 конца компрессии и блока 13 управления, а импульс 2 начала измерений подан на входы бло- ка 10 декомпрессионных измерений и блока 12 конца компрессии, Выходными импульсными сигналами блока 12 конца компрессии являются импульс л предварительного измерения Р и импульс Н временной задержки, которые подаются на входы блока 10 декомпрессионных измерений, а также импульс м конца компрессии, который подается на вход блока 10 декомпрессионных 20 1 1131493 2Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствамкосвенного измерения параметров артериального давления обследуемого пациента.Известно устройство для измерения5артериального давления, содержащееокклюзионную манжету, соединеннуюс блоком пневматики, блок первичныхпреобразователей, соединенный с блоком измерений и блоком конца компрессии, выход которого соединен сблоком управления, выходы которогосоединены с управляющими входамиблока пневматики 113,15Недостатком данного устройстваявляется низкая точность измерениясистолического давления.Цель изобретения - повышение точности измерения,Цель достигается тем, что в устройстве для измерения систолического давления, содержащем окклюзионную манжету, соединенную с блокомпенвматики, блок первичных преобразователей, соединенный с блоком измеренийи блоком конца компрессии,выход которого соединен с блокомуправления, выходы которого соединены с управляющими входами блока пнев 30матики, блок конца компрессии выполнен в виде последовательно соединенных первого и второго детекторов,делителя, выходы которого соединеныс входами первого и третьего компараторов, второго компаратора, логического элемента И, первого одновибратора,выход которого соединен с входами блока измерений, второго одновибратора и логического элемента ИЛИ,выход которого через триггер соединен 40с управляющими входами первого и второго ключей, а также третий одновибратор, вход которого соединен с выходом третьего компаратора, причемвыход первого детектора соединен свходами первого ключа, первого итретьего компараторов, выход второго детектора с входом второго ключа,выходы триггера и первого компаратора соединены с входами логическогоэлемента И, а выходы одновибраторасоединены с соответствующими входами блока измерений.На фиг. 1 изображена структурнаясхема устройства; на фиг. 2 - функциональная схема блока пневмоавтоматики:, на фиг3 - функциональнаясхема блока конца компрессии с элек3 11314 измерений и блока 13 управления, Выходными импульсными сигналами блока 13 управления являются импульсы с и т управления работой второго 4 и первого 3 электромагнитных клапанов .и импульсуправления работой электропривода 8 компрессора 7.Блок 11 пневмоавтоматики содержит компаратор 14, формирователь 15 логической единицы, формирователь 16 им О пульса, кнопка 17 "Пуск", Аормирователи 18 и 19 импульсов, Блок 12 конца компрессии содержит детекторы 20 и 21, триггер 22, ключи 23 и 24, делитель напряжения 25, логический 15 элемент 26 ИЛИ, одновибратор 27, логический элемент 28 И, компараторы 29 и 30, одновибраторы 31 и 32, компаратор 33. Блок 13 управления со-держит логический элемент 34 НЕ, 20 триггер 35,ключ 36, логический элемент 37 ИЛИ, логический элемент 38 НЕ, ключ 39, компаратор 40, логический элемент 41 НЕ, триггер 42, ключ 43, делитель напряжения 44. 25Работа устройства осуществляется следующим образом.На плечевую артерию обследуемого пациента накладывают комбинированную окклюзионную манжету 1. После нажа- З 0тия в момент времени 1 кнопки 17 "Пуск" блока 11 пневмоавтоматики напряжение питания +5 Ь подается на формирователь 19 импульса Ь приведения блоков устройства в исходное состояние, например, после предшествующих измерений. ИмпУльс о с выхода блока 11 пневмоавтоматики поступает на вход блока 13 управления, а именно на вход логического элемента 41 40 НЕ, где инвертируется и подается на вход .й триггера 42, устанавливая его выход О =О. Одновременно импульсисходного состояния подается на первый вход логического элемента 37 4 ИЛИ и с его выхода поступает на вход логического элемента 38 НЕ, где инвертируется и подается на вход Й триггера 35, устанавливая для него Й =О. Выходы триггеров 35 и 42 при О =О не запитйвают ключи 36, 39 и 43, поэтому сигналы с ,Р иравны нулну, электромагнитные клапаны 3 и 4 открыты в атмосферу, а электропривод 8 компрессора не работает. Но в момент времени 1 прихода заднего Аронта импульса 8 исходного состояния в формирователе 18 возникает перед 93ний фронт импульса Ь пуска, который подается на вход блока 13 управления, а именно на логический элемент 34 НЕ, где инвертируется и поступает на входы 8 триггеров 35 и 42. Их выходы О =1 замыкают ключи 36, 39 и 43, стоящие в силовых цепях обмоток блока питания электромагнитных клапанов 3 и 4 и электродвигателя привода 8. Иначе говоря, импульсами управления С, т и Ч в момент времени 1закрываются электромагнитные клапаны 3 и 4 и начинает работать от привода 8 компрессор 7, который нагнетает давление в манжете 1 по кривой бКомпрессирование проксимальной части П комбинированной окклюзионной манжеты 1 компрессором 1 осуществляется через второй пневмофильтр 6, который как и первый пневмофильтр 5 состоит из двух последовательно соединенных Г-образных пневматических й-С звеньев, Сопротивления в этих звеньях являются пневмодросселями рассчитываемого номинала, а емкости С - пневмоемкостями рассчитываемой вместимости. Пневмофильтр 6 сглаживает пульсации давления в обеих частях манжеты 1, вызванные работой компрессора 7. Такое сглаживание необходимо потому, что на компрессионном цикле ведутся измерения как предварительного значения Р, так и значения Р (промежуточйое измерение) путем количественного анализа амплитуд осцилляций дистальнойД части манжеты 1.:При этом второй электрический сигнал С проксимальных осцилляций используется для Аормирования в блоке 10 декомпрессионных измерений унифицированных импульсов П второго сигнала, а третий электрический сигнал К дистальных осцилляций используется для предварительного измерения Р и достижения Рмс, превышающего Рс на необходимую и достаточную величину. Поскольку эти измерения более ответственны, комттрессирование дистальной частиД манжеты 1 осуществляется еще и через первый пневмофильтр 5. Помимо указанного назначения, пневмофильтр 5 служит еще и для исключения взаимного влияния по переменной составляющей давления частей 3 и Д манжеты 1. В .устройстве-прототипе последнюю функцию выполняет разделительный пневмодроссель, однако пневмофильтр работает здесь более11314Экачественно. Таким образом, введение в блок 2 пневматики двух пневмофильт. ров 5 и 6 существенно повышает надежность и помехозщищенность изме- рений.5По мере компрессирования манжета1 становится все более чувствительной и в момент времени СдостиженияР = Р = 30 мин Н обе части начиМиннают воспринимать для приборной ре" 1 О гистрации полезные сигналы проксимальных С и дистальных ж осцилляций на фоне шумов и помех, связанных с распрямлением пневматических полостей П и Д манжеты 1. Сигнал 0 ком прессионного давления поступает из блока 9 первичных преобразователей в блок 11 пневмоавтоматики, а именно на компаратор 14, Формирователи 15 и 16, где образуется импульсраз решения измерений после Р = Рмин . Импульс 2 поступает на входы блока 10 декомпрессионных измерений и блока 12 конца компрессии, а именно на вход Ю триггера 22, выходы которого 25 становятся равными Я =1, Ц =О, т.е.фирмируется импульсразрешения анализа достижения Рилакс .Появляющийся в момент временится третий электрический сигналЖ дистальных осцилляций подается в блок 10 декомпрессионных измерений и в блок 12 конца компрессии, а именно на детектор 20:41 о до его прихода на вход В триггера 22 в момент времени 14, через логический элемент 26 ИЛИ уже поступил импульс Ь исход, ного состояния, который переводит триггер 22 в рабочее положение, коггда его выход Й =О, а выход Я=1, от крывает ключи 23 и 24, разряжая емкости детекторов 20 и 21 до нулевого уровня, Выходное напряжение 0 детектора 21 подается на один выход компаратора 30, на второй вход которого 45 подается опорное напряжение Ок. Поскольку в исходном состоянии У 2 =О, то на входе компаратора 30 напряжение также равно нулю, что закрывает логический элемент 28 И. Так .как с приходом на вход 5 триггера 22 импульса 2 Й =О, то ключи 23 и 24 закрываются, обеспечивая нормальные условия работы детекторов 20 и 21. Д тектор 20 имеетпостоянные вр заряда 5 =20 мс и разряда 1.р =3 с, которые выбраны исходя из амплитудно- временных показателей сигнала Щ дис 93 бтальных осцнлляций. Так при минимальной частоте пульса ЧПмин =20 уд/мнь60имеем 7 р "= д =Зс Поэтому даже при цП =ЧП мин выходное напряжениеО (сигнал) детектора 20 на каждый регулярный пульсовой удар осцнлляцииЖ не достигает нулевого уровня, не говоря уже о максимальной частоте пульса ЧПмОкс =240 уд/мин.Напряжение О 4 поступает на пико-, вый детектор 21 с постоянными времени заряда =50 мс и разряда р ==120 с.Известно, что с момента времени1 (появления первого пульсовогоудара сигнала Ж дистальных осцилля-. ций) амплитуды последующих сигналов на компрессионном цикле сначала увеличиваются, достигают в момент времени 14 максимального значения, после чего уменьшаются и исчезают полностью в момент времени 5 прекращения кровотока в артерии при компрессионном давлении Р = Рс . Напряжение01 отображает этот процесс, являясьего огибающей в интервале от 1 здо 15, а от 15 до 16 - убывает по экспоненте. По мере же возрастания выходного напряжения Ц 2 детектора 21 (сигнал И) оно достигает значения 0 = О, на выходе компаратора 30 появляется напряжение, которое открывает логический элемент 28 И, формируя передний Фронт импульса К анализа Рс на компрессионном цикле. Затем напряжение02, продолжая оставаться огибающей сигнала Ж , достигает своего максимального значения Ос, в момент времени 14, после чего из-за большого значения к,Р =120 с детектора 21 остается постоянным и равным ОикС = = 02 идкс. Даже при отсутствии последнего удара (НС) в момент времени щ падает до значения ц = 0 = Оц =к Где коэФфициент деления" 1делителя 25 напряжения К =2,5, на выходе компаратора 33 появляется напряжение и в одновибраторе 32 вырабатывается импульс Л предварительного измерения Р . Таким образом, за момент времени 1 5 предварительного измерения Р выбран момент последнего пульсового удара сигнала Щ дисталь ных осцилляций в том случае, если они резко пропадают. Если же момент их исчезновения четко невозможно вынапряжейие О 1 сигналанесмотря на исчезновение сигнала ж дистальных осцилляций, продолжает уменьшаться,1 О по экспоненте и в момент времени сь 1l ядостигает значения й сц - аданеф 1 1 н =Оергде коэффициент даления15 делителя 25 напряжения К=5, т.е.11К = 2 К, Таким образом, момент времени Т. является моментом достижения Рд , причем при указанной работе устройства Рмакс превышает оптималь ным образом Рс на необходимую и достаточную величину, равную допгрммс -Рс = УК М, где ЧК - скорость компрессии; Ь = ь 5с 11 25Поскольку К: -" - фй= - : Х,5 иок": .шалс: 5,: та,газ. = е:д,й -д омю = 7 мин Чу/с2,1 с = 15 мм НРЕсли= 6, то д 1 =. е,.е ч 1, пее - О -2 6 с опт 7 мин Нфс, 2,6 с = 18 мм Н.Следовательно, по заданному отношению К =5-6 автоматически достигаетсяа Р=15-20.мин Н для любого пациента. момент времени 1 фиксиру О ется компаратором 29, выходной сигнал которого подается на один из трех выходов логического элемента 28 И, причем на двух других его входах уже присутствует сигнал ло гической единицы от триггера 22 в виде импульса д анализа Рмакс и от компаратора 30 в виде второго разрешающего напряжения. Система двух сигналов анализа Рмььс использована для повышения помехозащищенности устройства.Следовательно, в момент времени Йь срабатывает логический элемент 28 И, который запускает одновибратор 5 27, вырабатывающий импульс М конца компрессии. Последний поступает на блок 13 управления и блок 10 деком 7 1делить, то эа таковой принимаетсямомент времени 1, когда амплитудыосцилляций уменьшаются в 2,5 разаот максимального значения К =ОмоксИй)2,5. После времени 131493 8прессионных измерений, а также черезлогический элемент 26 ИЛИ на входРтриггера 22, приводя его в исходноесостояние Й =О. Логическая единицана выходе компаратора 29 присутствует с момента времени, когда 01)Окчто и приводит к формированию послед нОт =О =0 заднего Фронта импульса.,м конца компрессии. Импульсом .м ивыходным сигналом Я =0 триггера 22снова открываются ключи 23 и 24, аемкости детекторов 20 и 21 быстроразряжаются до нулевого уровия.ПосФупающий на блок 13 управленияимпульс м конца компрессии устанавли-вает следующие значения его выходныхсигналов С ,г управления электромагнитными клапанами 3 и 4 и сигналауправления электродвигателем 8 компрессора, поступающих на блок 2пневматики: Т = Ч = О, С ="1". Приэтом электродвигатель компрессораостанавливается, открывается первыйэлектромагнитный клапан 3, обеспечивая декомпрессионный цикл комбинированной окклюзионной манжеты 1 состандартной скоростью декомпрессии.В дальнейшем в процессе декомпрессионного цикла с блока 10 декомпрессионных измерений в блок 13 управленияпоступает импульс считывания Рд, который устанавливает следующие значения его выходных сигналов, поступающих на блок 2 пневматики: С: Т :"1",9 ="0". При этом помимо первого,уже открытого после момента времени1 ь электромагнитного клапана З,открывается еще второй 4 для осуществления быстрого сброса оставшегося вкомбинированной окклюзионной манжете 1 давления,В момент времени Тт задним фронтомимпульса,м конца компрессии от одно- .вибратора 27 блока 12 конца компрессии в одновибраторе 31 того же блокаформируется импульс Н временной, приблизительно односекундной задержкикоторый поступает в блок 10 декомпрессионных измерений.Этот импульсна указанное время задерживает измерительные операции блока 10 и темсамым исключает влияние на них переходных процессов, связанных с работой электромагнитных клапанов 3 и 4и электропривода 8 компрессора 7,повышая надежность и помехозащищенность измерений. По заднему Фронтуимпульса Н временной задержки в мо-.мент времени Й в блоке 10 декомпрессионных измерений вырабатываютсясреди прочих сигналов униФицированные импульсы О второго электрического сигнала (частоты пульса), а также в момент времени 1 д - импульс Р 5окончательного измерения Р на декомпрессионном цикле, С момента времени 1 в блоке 10 декомпрессионныхизмерений производится сравнениедвух измеренных значений Рс артериаль" 10ного давления пациента, а именнопредварительно измеренного на декомпрессионном цикле в момент времени 15 по импульсул и окончательно измеренного на декомпрессионном цикле в момент времени 1 зпо импульсу Р После сравнительного анализа этихьзначений вырабатывается сигнал считывания Рс, одновременно являющийся разрешением на последующие измерения, анализ и окончательное считывание другого параметра артериального давления обследуемого пациента - диастолического давления д