CC BY
134
Геращенко М.С.
Гидроманжетный тонометр.
Пензенский государственный университет
Мониторинг артериального давления (АД) является одним из основных методов оценки состояния системной гемодинамики при критических состояниях (в медицине катастроф, во время операции, а также в палатах реанимации и интенсивной терапии). Для мониторинга АД в настоящее время наиболее часто используются три способа регистрации этой функции.
Аускультативный метод Н.С.Короткова, основан на регистрации звуковых явлений (тонов Короткова) создаваемых крупной артерии (плечевой, бедренной) при декомпрессии давления в манжете [1].
Метод прямого измерения АД осуществляется путем пункции или катетеризации одного из крупных артериальных стволов (аорты, сонной, бедренной, лучевой артерий).
Осциллометрический метод, основанный на анализе кривой микропульсации давления в манжете, наложенной на область тела в проекции одной из крупных артерий, чаще всего на область верхней трети плеча [2].
Каждый из этих методов имеет достоинства и недостатки. Метод прямого измерения АД привлекает своей точностью, возможностью регистрации АД при каждом сердечном сокращении, сохраняет высокую точность при аритмиях. Его существенными недостатками являются инвазивность и ограниченное время использования из-за реальной опасности инфицирования тканей вокруг катетера, тромбоза катетера, а возможно и артерии. Поэтому метод прямой регистрации АД используется в тех случаях, когда необходима высокая точность измерения АД (при операциях на сердце с искусственным кровообращением, реконструктивных операциях на сосудах головного мозга и др.), либо в случаях, когда артерия катетеризируется для других целей (внутриартериального введения лекарственных веществ).
Актуальность темы обусловлена значительным количеством людей в мире, страдающих гипертензией, при этом существует 4 формы этого заболевания: малая,
умеренная, тяжелая и очень тяжелая. Разница в показаниях между формами составляет +, - 5мм РТ. Ст., от того, на какой стадии находится пациент, зависят применяемые методы лечения. Острота проблемы объясняется тем, что по неверно измеренным значениям артериального давления могут быть назначены и проведены лечебные мероприятия, не улучшающие, а усугубляющие состояние больного.
В этой связи, существующие медицинские тонометры, практически на пределе погрешности, способны оценивать динамику состояния больных, при этом, существенную роль, на полученные результаты, оказывает, наличие у проверяющего специальных навыков, кроме того, люди, имеющие дефекты зрения, и, в старческом возрасте, практически не могут пользоваться тонометрами. В этой связи, задачу бытового мониторинга АД, в настоящее время, нельзя считать решенной.
Таким образом, существует острая потребность в совершенствовании существующих средств измерений АД с целью повышения их точности. Важное место занимают речевые тонометры. Введение этой функции частично способствуют компенсации ограничений к самообслуживанию и предоставления возможности для контроля за состоянием своего здоровья.
В настоящее время в продаже появились автоматические и полуавтоматические тонометры, изготавливаемые такими фирмами, как Omron, A&D Medical, Nissey, Microlife. В основу работы этих тонометров заложен осцилляторный метод определения артериального давления. В этой связи существует некоторое противоречие. Всемирная Организация Здравоохранения утвердила для исследований АД только метод нашего соотечественника Короткова Николая Сергеевича - открыт в 1905 году. Этим методом пользуются практически все врачи.
Осциилляторный метод основан на том, что в результате динамического взаимодействия пульсовой волны, проходящей по сосуду и компенсирующей его манжеты, в последней возникают пульсации давления. При увеличении внешнего давления в манжете выше диастолического имеет место рост амплитуды осцилляций. Их максимум наступает, когда внешнее давление достигает среднединамического значения. Когда внешнее давление становится равным систолическому, осцилляции практически прекращаются.
Недостаток метода заключается в том, что практически невозможно точно зафиксировать значение максимального давления в манжете, кроме того в дальнейшем необходимо применять специальные алгоритмы, позволяющие на основе полученного значения максимального давления рассчитывать систолическое и диастолическое давление.
Кроме того, в выпускаемых тонометрах, в качестве рабочего тела в манжете, используется воздух. Это также искажает реальную картину оценки максимального давления.
На оцениваемые значения также, большое влияние оказывают шумы, воспринимаемые датчиком давления. Шумы носят различный характер, это прежде всего шумы сердечных сокращений.
Предлагается модернизировать существующий метод, введя следующие отличия [3]:
- в манжету закачивается жидкость;
- в манжету вводятся две однотипных камеры;
- обработка осцилляций осуществляется на основе дифференциального включения датчиков.
Это дает возможность реализовать прямой метод фиксации систолического и диастолического уровней давления с существенным снижением влияния на показания шумов, что позволяет получить конкурентные преимущества предлагаемого тонометра, такие, как:
-повышение точности измерений АД;
- уменьшение влияния шумов за счет их компенсации при разностной оценке давлений в камерах манжеты;
- реализация адаптивного алгоритма декомпрессии;
- упрощение конструкции прибора;
-сокращение времени измерения;
Полученные преимущества дают возможность вывода на рынок нового вида тонометров осцилляторного типа с гидроманжетой, обладающих повышенной
точностью.
Оценивая в целом результаты регистрации АД приборами с гидравлической манжетой, можно констатировать, что использование новой технологии, позволяет
существенно повысить точность измерения этого весьма важного показателя системной гемодинамики, особенно систолической ее составляющей [4].
Выводы
В работе получены теоретические обоснования технического решения задачи построения приборов измерения артериального давления, отличающиеся
улучшенными метрологическими, техническими характеристиками по сравнению с существующими аналогами.
В результате исследований получены следующие научные и практические результаты:
1. Впервые в практике оценки АД в качестве рабочего тела в манжете предлагается использовать жидкость. Это позволит повысить чувствительность системы при оценке значений давления при возникновении и исчезновении осцилляций.
2. Предложен дифференциальный метод включения датчиков давления для двух однотипных гидроманжет. Это позволяет существенно снизить уровень шумов и обеспечить более высокую точность по сравнению с альтернативными алгоритмами.
3. Предлагаемый метод позволяет реализовать алгоритм прямой оценки верхней и нижней границ АД, что уменьшает время измерения и искажения гемодинамики артерии.
Литература:
1. Коротков Н.С. К вопросу о методах исследования кровяного давления. Известия Военно - медицинской академии, СПБ, 1905,№4,т .12,№5.
2. Гогин В.А., Варгин А.А., Каратаев Р.Н. Метрологические аспекты измерений артериального давления и частоты сердечных сокращений. Казань. Изд-во Каз. тех. ун-та, 2003. 99 с.
3. Решение о выдаче патента на полезную модель от 21.03.2011 г. Тонометр Геращенко. Заявка № 2011101231/14(001534).
4. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. Изд. 6 -е доп. и перераб. — М.: Наука, 1987. 846 с.
Аннтотация
Для измерения артериального давления первые в качестве рабочего тела в манжете предлагается использовать жидкость. Это позволит повысить чувствительность системы при оценке значений давления при возникновении и исчезновении осцилляций. Дифференциальное включение датчиков давления позволяет существенно снизить уровень шумов. Использование жидкости в качестве рабочего телапозволяет реализовать алгоритм прямой оценки верхней и нижней границ АД, что уменьшает время измерения и искажения гемодинамики артерии.
Ключевые слова: артериальное давление, тонометры, осцилляторный метод, гидроманжета.
Blood pressure monitoring, tonometers, oscillatory method, gidromanzheta.
Заявка
Пензенский государственный университет Г еращенко Михаил Сергеевич
Количество страниц - 4Почтовый адрес организации: 440026, г. Пенза , ул. Красная 40.
Телефон: (8412) 52-50-30 e-mail: [email protected]
