Патент на изобретение №2158107
|
||||||||||||||||||||||||||
(54) МОНИТОР АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ
(57) Реферат: Изобретение относится к медицине, в частности к медицинским приборам, и предназначено для измерения артериального давления. Монитор артериального давления состоит из компрессора, манжеты, клапана декомпрессии, датчика давления, датчика тонов Короткова, ЭКГ-электродов, усилителя ЭКГ, аналого-цифрового преобразователя, блока принятия решения, многоканального регистра и анализатора ЭКГ. Выход компрессора соединен с манжетой, клапаном декомпрессии и датчиком давления. Выход датчика давления подключен к одному из входов аналого-цифрового преобразователя, к другим входам которого подключены датчик тонов Короткова, последовательно соединенные ЭКГ-электроды и усилитель ЭКГ. Выход аналого-цифрового преобразователя соединен со входом блока принятия решения, многоканального регистра и анализатора ЭКГ. Технический результат состоит в повышении точности и информативности измерения. 1 ил. Изобретение относится к медицине, а именно к аппаратуре для длительного (до суток) наблюдения за артериальным давлением пациента. Известны мониторы артериального давления (АД) (1), содержащие компрессор, манжету, датчик давления, пороговый блок и блок хранения результатов измерения, позволяющие многократно в течение длительного времени (например, сутки) измерять АД пациента. Измерение АД производится в этих приборах путем накачки манжеты до пережатия артерии (например, плечевой) с ее последующей плавной декомпрессией и оценкой колебаний давления при декомпрессии (“тахоосциллограммы”). При определенном изменении амплитуды и формы кривой тахоосциллограммы фиксирует максимальное (систолическое) АД, при достижении максимальной амплитуды – среднее АД и при уменьшении амплитуды и изменении формы – минимальное (диастолическое) АД. Результаты измерения заносят в блок хранения результатов, где содержатся до окончания времени наблюдения, после чего распечатываются на принтере или передаются в компьютер. Недостатком известных систем является низкая помехоустойчивость измерений, особенно в условиях двигательной активности пациента, то есть именно тогда, когда измерения АД представляют большой клинический интерес. При движениях форма тахоосциллограммы искажается, что может приводить к неверному измерению АД. Причем врач не имеет возможности обнаружить неверные измерения и исключить их из последующего анализа. Известны мониторы АД, в которые дополнительно введен датчик тонов Короткова (например, микрофон), обычно размещаемый в манжете. В этих приборах пороговый блок наряду с изменениями амплитуды и формы тахоосциллограммы определяет моменты появления и исчезновения тонов Короткова. Совпадение изменений тахоосциллограммы с появлением и исчезновением тонов Короткова служит более надежным критерием соответственно максимального и минимального АД. Однако, так как датчик тонов Короткова также воспринимает механические колебания, которые влияют на датчик давления и искажают тахоосциллограмму, некоторые помехи (удары по манжете, движения рукой, на которой закреплена манжета) могут приводить к ошибочным измерениям и в таких приборах. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство (2), содержащее компрессор, манжету, датчик давления, датчик тонов Короткова, ЭКГ-электроды, усилитель ЭКГ, аналого-цифровой преобразователь, блок принятия решений (в частности, построенный на микропроцессоре) и блок хранения результатов измерения. В данном устройстве при декомпрессии манжеты анализируются три различных процесса – преобразованные датчиком давления колебания давления в манжете (тахоосциллограмма), полученные с помощью датчика тонов Короткова звуковые осцилляции при прохождении крови по артерии (тоны Короткова) и усиленные с электродов с помощью усилителя ЭКГ сигналы электрической активности сердца (ЭКГ), причем последний сигнал не является механическим и значительно меньше подвержен помехам при движениях пациента. Все эти сигналы преобразуются в цифровой вид в аналого-цифровом преобразователе и поступают в блок принятия решений, выделяющий на ЭКГ QRS-комплекс, по которому производится синхронизация тахоосциллограммы и тонов Короткова. Если при декомпрессии появление характерных для максимального АД осцилляций на тахоосциллограмме и тонов Короткова синхронизировано по отношению к QRS-комплексу (с некоторым запаздыванием), то считается, что это правильные результаты и давление в манжете в этот момент определяется как максимальное АД. Если синхронизация с QRS-комплексом отсутствует, то считается, что колебания давления и звуковые явления вызваны помехой и декомпрессия продолжается. Аналогичная синхронизация звуков, колебаний давления и ЭКГ должна быть в течение всей декомпрессии до уровня минимального АД. При ее отсутствии измерение считается ошибочным и повторяется. Достоинством подобной схемы является значительное увеличение помехоустойчивости измерения АД в условиях внешних помех. Однако, даже при использовании подобного устройства возможны ошибки измерения при значительной зашумленности сигнала. Эти ошибки особенно часты при аритмиях, приводящих к большому числу гемодинамически неэффективных сокращений сердца, и при высокой частоте сердечных сокращений, когда нередка случайная сихронизация механических колебаний с появлением QRS-комплексов. При применении подобного монитора АД врач, получив распечатку результатов измерения, лишен возможности оценить – не является ли какое-либо значение ошибочным. Цель настоящего изобретения – повышение информативности и точности измерения. Для достижения этой цели в монитор АД введены многоканальный регистратор и анализатор ЭКГ. Преимущества предложенного решения по сравнению с аналогами следующие: 1. Скорость декомпрессии зависит от ЧСС пациента, определенной анализатором ЭКГ (при высокой ЧСС – больше, а при низкой – меньше), что повышает точность измерения при низкой ЧСС и уменьшает время измерения и нагрузку на пациента при высокой. Например, при стандартной скорости декомпрессии в 2 мм рт. ст. в с погрешность измерения допустима, если ЧСС не менее 60 ударов в минуту. Если ЧСС 30 ударов в минуту, то погрешность увеличивается до +/- 4 мм рт. ст. Если ЧСС у пациента 120 ударов в минуту, то скорость декомпрессии может быть увеличена до 4 мм рт. ст. в с при сохранении погрешности измерения на уровне 2 мм рт.ст. Это уменьшает время измерения и вероятность появления помех за это время. 2. Врачу предъявляются для анализа не только величины максимального, среднего и минимального артериального давления, но и кривые тахоосциллограммы, тонов Короткова, ЭКГ и кривая изменения давления в манжете при декомпрессии, что позволяет – оценить достоверность измерения при наличии каких-либо сомнений и, в случаях, когда помехи привели к ошибочному измерению, не учитывать полученные значения, – провести заново отсчет максимального, среднего или минимального давления в случаях, когда стандартная настройка блока принятия решения неадекватна для данного пациента (например, у больных с “бесконечным” тоном Короткова, когда он не прекращается при снижении давления в манжете ниже минимального артериального, следует определять минимальное давление не по моменту окончания тонов Короткова, а по уменьшению их амплитуды и изменению характера), – оценить взаимосвязь пульсовых колебаний и ЭКГ, что важно при некоторых заболеваниях (например, величина “дефицита пульса” при частых аритмиях или гемодинамическая значимость отдельных нарушений ритма). 3. Измерение давления монитором может производиться не только в заданные моменты времени или по нажатию кнопки пациентом, как это имеет место в аналогичных мониторах, но и по сигналу с анализатора ЭКГ, формируемого при появлении смещения сегмента ST (безболевая ишемия миокарда), появлению высокой ЧСС (пароксизм тахикардии или момент нагрузки) или при появлении аритмий, то есть в тех случаях, когда особенно необходимо знать величины давления. Блок-схема монитора показана на чертеже. Монитор артериального давления, состоит из компрессора 2, манжеты 1, клапана декомпрессии 3, датчика давления 4, датчика тонов Короткова 6, ЭКГ-электродов 7, усилителя ЭКГ 8, аналого-цифрового преобразователя 5, блока принятия решения 9, многоканального регистратора 11, анализатора ЭКГ 10. Выход компрессора 2 соединен с манжетой 1, клапаном декомпрессии 3 и датчиком давления 4. Выход датчика давления 4 подключен к одному из входов аналого-цифрового преобразователя 5, к другим входам которого подключены датчик тонов Короткова 6 и последовательно соединенные ЭКГ-электроды 7 и усилитель ЭКГ 8. Выход аналого-цифрового преобразователя 5 соединен со входом блока принятия решения 9, многоканального регистратора 10 и анализатора ЭКГ 11. Выход блока принятия решения 9 подключен к управляющим входам компрессора 2 и клапана декомпрессии 3. Выход анализатора ЭКГ 10 подключен к управляющему входу блока принятия решения 9. Выходом монитора является выход многоканального регистратора 11. Монитор работает следующим образом. Компрессор 2 накачивает воздух в манжету 1 до достижения величины давления, заведомо большей чем максимальное давление у пациента, после чего через клапан декомпрессии 3 начинается снижение давления в манжете. В процессе декомпрессии в блок принятия решения 9 (в частности, построенный на микропроцессоре 8096 фирмы Intel) поступают сигналы колебаний давления в манжете (тахоосциллограммы) с датчика давления 4, тоны Короткова с датчика тонов Короткова 6 и электрокардиосигнал с ЭКГ-электродов 7, усиленный усилителем ЭКГ 8. В связи с конкретной реализацией блока принятия решения на микропроцессоре данные сигналы поступают на него через аналого-цифровой преобразователь 5, хотя при другой конструкции этого блока (например, с помощью аналоговых пороговых схем) сигналы могут поступать на него в аналоговом виде. Все эти сигналы, кроме того, регистрируются многоканальным регистратором 11. В конкретной реализации регистратор построен на микросхемах цифровой памяти, вследствие чего сигнал поступает на него через аналого-цифровой преобразователь 5. Электрокардиосигнал с усилителя ЭКГ 8 также поступает на вход анализатора ЭКГ 10, в частности, построенного на микропроцессоре (вследствие этого сигнал поступает на него через аналого-цифровой преобразователь). Анализатор ЭКГ 11 выделяет QRS-комплексы ЭКГ, оценивает наличие аритмий (преждевременных сокращений, пауз. ..), ишемических изменений ЭКГ (смещения сегмента ST), частоту сердечных сокращений (ЧСС). При появлении тонов Короткова блок принятия решения 9 оценивает синхронность этих звуков с выделенным анализатором ЭКГ 10 QRS-комплексом ЭКГ (звук должен появиться через 0.1 – 0.25 с после начала комплекса) и при наличии синхронизации величина давления в манжете принимается равной максимальному артериальному давлению пациента. Величина давления с датчика давления 4 регистрируется на одном из каналов многоканального регистратора 10. Если синхронизация отсутствует, то звук считается помехой. После фиксации максимального артериального давления декомпрессия продолжается и блок принятия решения 9 ожидает появления максимальных колебаний тахоосциллограммы (колебаний давления в манжете). При появлении максимальных колебаний и синхронизации их с ЭКГ давление в манжете принимается равным среднему артериальному давлению пациента и фиксируется регистратором 11. Если синхронизация отсутствует, то колебания давления в манжете считаются вызванными помехами и не учитываются. При дальнейшей декомпрессии ожидается момент прекращения тонов Короткова и это давление считается минимальным давлением пациента. Если в процессе декомпрессии наблюдается много колебаний давления и звуков с датчика тонов Короткова 6, не синхронизированных с QRS-комплексом на ЭКГ (например, более 50%), то измерение считается ошибочным и повторяется. Если этого не наблюдается, то после измерения минимального артериального давления давление в манжете сбрасывается и монитор ожидает следующего измерения давления. По окончании времени наблюдения данные, зарегистрированные многоканальным регистратором 11, передаются через порт для вывода данных в компьютер или в регистратор на бумажном носителе для представления врачу. Источники информации: 1. Marangoni D., Parati G. Ambulatоry monitоring instrumentation. Biomedical application of ambulatory monitoring instrumentation. Verona, Italy, 1993, 42 p. 2. The accuracy and performance of the A & E TM 2421, a new ambulatory blood pressure monitоring device based on the cuff-oscillometrie method and the Korotkoff sound technique. Am. J. Hypertension., 1992, 5, p. 719 – 726. Формула изобретения
РИСУНКИ
|
||||||||||||||||||||||||||
