Патент на изобретение №2343826

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ (ВАРИАНТЫ)

(57) Реферат:

Устройство относится к медицинской технике и может быть использовано при определении состояния сердечно-сосудистой системы. Устройство содержит компрессор, пневмокпапан стравливания, две окклюзионные манжеты, одна из которых плечевая, другая – для предплечья, датчики давления и пульсовой волны с выходными фильтрами, аналого-цифровой преобразователь и блок управления, связанный с компьютером. Манжеты выполнены с возможностью закрепления на одной руке пациента и связаны между собой через регулируемый пневмоклапан. Плечевая манжета в первом варианте связана с датчиком давления, выполненным с возможностью регистрации постоянной и переменной в диапазоне тонов Короткова составляющих давления, а во втором варианте – с раздельными датчиками давления и акустическим датчиком тонов Короткова. Манжета для предплечья пневматически связана с акустическим датчиком тонов Короткова. Блок управления содержит микропроцессор, коммутатор и интерфейс для связи с компьютером. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к медицинской технике и может быть использовано при определении состояния сердечно-сосудистой системы.

Известно, что достаточно полную информацию о состоянии сердечно-сосудистой системы можно получить из одновременного измерения аускультативным методом артериального давления (АД) и параметров пульсовой волны. Рутинным способом определения скорости распространения пульсовой волны (СРПВ) является регистрация посредством сфигмографа запаздывания t периферического пульса по началу подъема кривой на сфимограммах сонной и лучевой артерий. Расчет скорости проводится по формуле V=L/ t, где L – расстояние между датчиками сфигмографа, которые устанавливаются на плечо и нижнюю треть предплечья. Пневматическая манжета может устанавливаться в любом месте (см., например, Диагностическая и терапевтическая техника, п/р проф. В.С.Маята, М., Медицина, 1969. с.243-246). Такие измерения позволяют прогнозировать различные параметры сердечно-сосудистой системы, например провести определение эндотелийзависимой вазодилатации артерий путем оценки изменений СРПВ на фоне реактивной гиперемии (см., например, RU 2265391). В этом способе определяют СРПВ в покое по стандартной методике. Затем пережимают плечевую артерию манжеткой манометра для измерения АД на 3 мин. Давление увеличивают не менее чем на 50 мм рт.ст. от систолического АД. Сразу после выпуска воздуха из манжетки манометра определяют СРПВ после восстановления кровотока в артерии. Сообщается, что в норме отмечается достоверное снижение СРПВ, в среднем, на 21,2%. У больных с ИБС изменения СРПВ выражены в значительно меньшей степени и составили 3,9%, у части пациентов с ИБС наблюдают повышение СРПВ.

Описано большое число технических решений, касающихся аппаратурной реализации устройств для регистрации параметров АД и СРПВ. Отечественными исследованиями было показано, что регистрация АД по тонам Короткова оказывается точнее по отношению к осциллометрическому методу (Иванов С.Ю., Лившиц Н.И. Точность измерения артериального давления по тонам Короткова в сравнении с осциллометрическим методом, Вестник аритмологии, №40, 15/10/2005 с.55-58).

Так, известно устройство (ЕР 0487726, TOMITA MITSUEI, 03.06.1992) для оценки параметров кровотока посредством регистрации передних и задних фронтов пульсовой волны и расчета по формуле. Устройство имеет одну секционированную надувную манжету, подключенную к воздушному насосу, и средства регистрации тонов Короткова, обрабатываемые компьютером. Однако это устройство, несмотря на кажущуюся простоту (измерительные секции установлены по обе стороны компрессионной секции единственной плечевой манжеты) вряд ли сможет обеспечить приемлемую точность ввиду малой измерительной базы L, равной ширине манжеты, а, кроме того, недоказательности связи СРПВ с величиной давления в аорте.

В другом изобретении (DE 19960452, RENTSCH WOLFGANG, 23.01.2001) для измерения параметров сердечно-сосудистой системы на конечностях пациента устанавливаются два комплекта спаренных манжет. Диагностика атеросклеротических осложнений оценивается по разнице СРПВ в нескольких зонах на плече и верхней части бедра. Устройство использует четыре самостоятельных компрессора и системы управления ими, что в целом усложняет конструкцию, а необходимость установки манжеты на бедре неудобна при проведении скрининговых исследований.

Известно также устройство (ЕР 0824009, SHINODA MASAYUKI, 18.02.1998) для определения состояния сердечно-сосудистой системы. Устройство содержит первый и второй датчики пульсовой волны, один из которых устанавливается на плече, а второй – на запястье, которые подключены к фазоизмерительным средствам. Контактный датчик на запястье содержит полупроводниковый чип, прижимаемый к радиальной артерии посредством избыточного давления, создаваемого через эластичную диафрагму, находящуюся в корпусе. Корпус пристегивается ремешком. При диагностике используется предварительно установленная зависимость между параметрами периферического кровообращения и величиной сдвига фаз между первой и второй пульсовыми волнами, синхронизованными с сердцебиением пациента. Недостаток – сложность конструкции, т.к. используются два компрессора и схемы управления ими и сложная схема управления и регистрации сигналов.

Известно устройство для диагностики атеросклеротических изменений артерий (US 6733460 В2 OGURA TOSHIHIKO, 11.05.2004). Устройство содержит четыре пневматических канала. Каждый канал содержит манжету, связанную с датчиком давления, клапаном и компрессором, блок управления и вычислительное устройство на основе компьютера. Для диагностики используется сравнение амплитуд пульсовых волн на руках и ногах, поскольку известно, что амплитуда их разная для верхних и нижних конечностей, что, однако, требует наработки критериев «нормы» и «патологии». Кроме того, устройство использует самостоятельные пневматические системы для каждой конечности с системами управления, что сложно и слишком громоздко для скрининг-исследований.

Описано устройство для измерения гемодинамических параметров (RU 2006108107 A, ИЙЕШ Миклош, 27.08.2006). Предназначено для измерения гемодинамических характеристик, в частности показателя размеров аорты (Alx) и/или длительности выброса (ED) посредством неинвазионного, окклюзивного измерения АД. Устройство включает осциллометрический измеритель АД на основе окклюзионной манжеты – датчика давления, помещенной на плечевую артерию, а также блоки, определяющие величины гемодинамических параметров, с высокой частотой дискретизации, по меньшей мере, 200 выборок за один сердечный цикл. Арифметический временной блок обеспечивает расчет СРПВ по осциллометрическим данным из временного сдвига основной волны и первой отраженной волны с использованием расстояния между грудным углублением и лобковой костью, измеренного на пациенте. Главный недостаток, присущий этому методу, как другим осциллометрическим, – амплитуда пульсовой волны зависит не только от АД, характеристик сосуда и протекающей по нему крови, но еще и от упругих свойств мягких тканей, окружающих сосуд и способных демпфировать волну.

Наиболее близким аналогом является устройство для определения параметров сердечно-сосудистой системы с регистрацией АД и СРПВ (ЕР 1393670 А2, NARIMATSU et al., 03.03.2004). Устройство образовано двумя каналами, аналогичными по технической реализации, содержит две манжеты, каждая из которых связана через управляемые клапаны с индивидуальными компрессорами. В каждой магистрали установлены датчики давления и пульсовой волны, электрические фильтры для выделения переменной и постоянной составляющих сигнала, подключенные через АЦП к компьютеру. К недостаткам данного устройства следует отнести необходимость размещения одной из манжет на голени, что затрудняет использование при скрининге, а также сложность устройства, обусловленная наличием двух компрессоров и систем управления ими.

Задачей изобретения является создание устройства для определения параметров сердечно-сосудистой системы с более рациональной схемой построения и конструкцией, позволяющее проводить скрининговые обследования с использованием манжет, одеваемыми только на одну руку пациента, и не требующего раздевания пациента.

Устройство для определения параметров сердечно-сосудистой системы в первом варианте включает связанные пневмомагистралями с компрессором и пневмоклапаном стравливания две окклюзионные манжеты, одна из которых плечевая, датчики давления и пульсовой волны с выходными фильтрами, аналого-цифровой преобразователь и блок управления, связанный с компьютером. Окклюзионные манжеты выполнены с возможностью закрепления на одной руке пациента и пневматически связаны между собой через управляемый пневмоклапан, причем манжета меньшей ширины предназначена для размещения на предплечье и пневматически связана с датчиком пульсовой волны, выполненным в виде датчика тонов Короткова. Плечевая манжета связана с датчиком давления, выполненным с возможностью регистрации постоянной и переменной в диапазоне тонов Короткова составляющих давления, блок управления содержит микропроцессор, коммутатор и интерфейс для связи с компьютером. При этом управляющие выходы микропроцессора подключены к компрессору, приводам пневмоклапанов и управляющему входу коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к информационному входу микропроцессора, причем выходные фильтры датчиков подключены к входам коммутатора, а компрессор и пневмоклапан стравливания установлены в пневмомагистрали плечевой манжеты.

Устройство может характеризоваться тем, что датчик давления, связанный с плечевой манжетой, имеет выходные фильтры для выделения сигналов постоянной и переменной в диапазоне тонов Короткова составляющих давления.

Во втором варианте выполнения устройство имеет датчики давления и тонов Короткова, подключенные соответственно к выходным фильтрам для раздельного выделения постоянной и переменной в диапазоне тонов Короткова составляющих давления.

Устройство может характеризоваться также тем, что содержит средство для измерения расстояния между закрепленными на руке манжетами, выход которого подключен к входу коммутатора.

Устройство может характеризоваться также и тем, что управление пневмоклапаном обеспечивает стравливание по линейному закону, и тем, что выходные фильтры содержат средства для усиления выходного электрического сигнала.

Устройство может характеризоваться и тем, что блок управления выполнен с возможностью выбора режимов однократного или многократного измерения артериального давления, измерения артериального давления и скорости распространения пульсовой волны при проведении пробы с гиперемией.

Устройство может характеризоваться, кроме того, тем, что датчик тонов Короткова представляет собой электроакустический преобразователь, установленный в корпусе с зазором по одну сторону звукопрозрачной мембраны, герметично закрепленной в корпусе, вторая сторона которой сообщена с пневмомагистралью.

Технический результат изобретения – расширение функциональных возможностей устройства за счет увеличения режимов измерения параметров, возможность автоматизации измерений, удобство при проведении скрининга, а также повышение отношения сигнал/шум при приеме тонов Короткова.

Сущность изобретения поясняется на чертежах, где на фиг.1 представлена блок-схема первого варианта устройства; фиг.2 – блок-схема второго варианта; фиг.3 – конструкция датчиков;

фиг.4 – алгоритм функционирования блока управления;

фиг.5 – алгоритм функционирования блока управления при измерении АД рутинным образом и на фоне гиперемии;

фиг.6 – алгоритм функционирования блока управления при многократном измерении АД;

фиг.7 – алгоритм функционирования блока управления при измерении СРПВ;

фиг.8 – внешний вид устройства в сборе;

фиг.9 – вид дисплейного интерфейса для измерения СРПВ.

Устройство по первому варианту (фиг.1) содержит компрессор 10, связанный пневмомагистралью 12 с первой окклюзионной манжетой 14, предназначенной для установки на плечевую артерию. В пневмомагистрали 12 установлен датчик 18 давления, клапан 20 стравливания с электромагнитным приводом 22. Датчик 18 давления выполнен с возможностью регистрации постоянной и переменной в диапазоне тонов Короткова составляющих давления. Через пневмоклапан 23 с электромагнитным приводом 24 пневмомагистраль 12 по пневмомагистрали 25 соединена с второй окклюзионной манжетой 26. Манжета 26 предназначена для установки на предплечье и имеет меньшую ширину, чем манжета 14. Обе манжеты 14, 26 предназначены для закрепления на одной, преимущественно левой, руке пациента. В пневмомагистрали 25 установлен датчик 28 пульсовой волны, выполненный в виде датчика тонов Короткова.

Управление устройством осуществляется от блока 30 управления, в состав которого входит коммутатор 31, к входам которого через выходные фильтры 32, 33 подключены выходы датчика 18, а через фильтр 34 – датчик 28. Фильтр 32 выделяет постоянную (медленно меняющуюся) составляющую сигнала с датчика 18, обусловленную давлением в пневмомагистрали, а фильтры 33, 34 выделяют только переменную составляющую сигнала (акустический сигнал), обусловленную тонами Короткова. Фильтры 32, 33, 34 конструктивно могут быть объединены с усилителями выходного электрического сигнала.

Блок 30 включает микропроцессор 35. Его выходные интерфейсы 351, 352, 353 связи подключены шинами 36, 37, 38 соответственно к управляющим входам блоков 10, 22 и 24. Интерфейс 354 по шине 39 подключен к управляющему входу коммутатора 31.

Выход коммутатора 31 подключен к входу аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 40, выход которого по шине 42 подключен к входному интерфейсу 355 микропроцессора 35. Интерфейс 356 по шине 44 через интерфейс 45 двухсторонней связи подключен к персональному компьютеру ПК 50. Интерфейс 357 служит для выдачи сигнала тактовой частоты для работы АЦП 40.

Для измерения расстояния L – базы между центрами манжет 14 и 26 используется линейка 59 со шкалой 60, информационный выход которой связан по шине 61 с одним из входов коммутатора 31. Возможен ввод численного значения L, измеренного рулеткой, посредством клавиатуры ПК 50 или выполнение манжет на фиксированной базе.

На фиг.2 показан второй вариант выполнения устройства с двумя раздельными датчиками: датчиком 18 постоянной составляющей давления и акустическими датчиками 66, 28 тонов Короткова, установленными в пневмомагистралях 12 и 25, соответственно. При этом для повышения точности измерений целесообразно использовать однотипные датчики 28 и 66 с одинаковыми характеристиками. Датчики 28 и 66 подключены к коммутатору 31 через выходные фильтры 33, 34 в полосе пропускания сигнала тонов Короткова, а датчик 18 давления – через выходной фильтр 32 для выделения только сигналов постоянной составляющей давления.

На фиг.3 представлен принцип конструктивного выполнения датчиков 28, 66. Датчик включает корпус 70 с открытой горловиной 72. В корпусе 70 герметично установлена резиновая звукопрозрачная мембрана 74, которая разобщает пневмомагистраль 12/25 от измерительной полости 75 датчика. В полости 75 под атмосферным давлением установлен микрофон – электроакустический преобразователь 76, обеспечивающий прием тонов Короткова в полосе звуковых частот до десятка – сотен Гц. Такая конструкция позволяет повысить помехоустойчивость датчиков.

Устройство позволяет осуществлять измерения в различных режимах: измерение АД рутинным образом (режим А), измерение АД на фоне гиперемии (режим В), измерение АД многократно (режим С), измерение СРПВ (режим D). Блок-схема алгоритма функционирования устройства в целом представлена на фиг.4, а для указанных режимов – на фиг.5-7.

Подготовка к работе включает следующие действия.

Оператор надевает манжету 14 на плечо, а манжету 26 – на предплечье той же руки пациента. Измеряется расстояние L между центрами манжет и его величина вводится в ПК 50, которым активируется программное обеспечение устройства. Ниже рассмотрено функционирование патентуемого устройства отдельно для каждого из режимов.

1. Измерение АД (режим А).

Органами управления программы, выведенными на дисплей ПК 50, включается режим измерения АД (фиг.4,5). Устанавливается необходимый уровень накачки давления. Запуск режима измерения АД осуществляется кликом в кнопку Старт, после чего в микропроцессор 35 подается команда Старт. Микропроцессор 35 подает на электромагнитные приводы 22 и 24 максимальное напряжение, в результате чего пневмоклапаны 20 и 23 полностью закрываются. На компрессор 10 подается питание, он начинает накачивать манжету 14.

Микропроцессор 35 подает на коммутатор 31 код управления, в результате чего коммутатор подключает сигнал с выхода датчика давления 18 к входу АЦП 40. Микропроцессор 35 от интерфейса 357 подает на АЦП 40 тактовую частоту для оцифровки в нем входного сигнала.

Коды с выхода АЦП 40 через входной интерфейс 355 поступают в микропроцессор, далее через интерфейсы 356 и 45 – в ПК50. Коды с выхода АЦП, характеризующие величину давления Д в манжете 14, анализируются, сравниваются с заданным пользователем уровнем Дмах накачки.

При достижении Дмах из ПК50 поступает команда на прекращение накачки и микропроцессор 35 отключает компрессор 10. Далее микропроцессор 35 подает на привод 22 коды управления для приоткрывания клапана 20 стравливания, вследствие чего обеспечивается стравливание. Коды, характеризующие давление, непрерывно поступают в ПК50, где они анализируются по заложенной программе управления обеспечением стравливания давления по линейному закону. ПК50 через микропроцессор 35 корректирует скорость стравливания так, чтобы стравливание осуществлялось по линейному закону. Последнее повышает точность измерения АД по отношению к стравливанию по нелинейному закону, когда с падением величины Д скорость стравливания постепенно уменьшается.

В процессе стравливания микропроцессор получает коды от АЦП40, характеризующие сигналы с выхода датчика 18, и передает их в ПК50. На фоне сигналов, характеризующих текущее давление Д в манжете 14, присутствуют сигналы тонов Короткова, характеризующие значения АД. В ПК50 принятые коды фильтруются, из них выделяются сигналы тонов Короткова, которые запоминаются для дальнейшей обработки. График изменения давления от времени Д=f(T) и вид сигнала тонов Короткова выводятся на дисплей ПК (фиг.9). После уменьшения давления до минимального уровня (Д=Дмин) ПК50 передает в микропроцессор команду на выключение компрессора 10 и полное открывание клапана 20, после чего обрабатывает полученные сигналы тонов Короткова.

Обработка сигналов осуществляется следующим образом. Запомненные сигналы подвергаются цифровой фильтрации с целью подавления помех. В полученных сигналах отыскиваются максимумы тонов Короткова, определяется частота их следования для определения пульса. Далее, выделяют максимум на огибающей и находят точки, соответствующие систолическому АДсист и диастолическому АДдиаст давлению. Обычно за такие точки принимаются точки огибающей, соответствующие уровню 0,5 от величины максимума Umax и лежащие слева (Uсист) и справа (Uдиаст) от максимума на огибающей. По данным графика закона изменения давления в манжете, хранящегося в массиве чисел в памяти ПК, считывается значение давления Д в точках, соответствующих найденным двум точкам на первом графике. Также проводится измерение временных интервалов между максимумами.

Полученные данные выводятся на дисплей ПК. Там же для иллюстрации процесса измерения также отображаются два курсора в виде вертикальных линий, показывающие линии пересечения графика тонов Короткова в точках АДсист и АДдиаст, что позволяет визуально контролировать ход измерений.

2. Измерение АД на фоне гиперемии (режим В).

Измерения проводятся аналогично, как и в режиме А (см. фиг.5), за тем дополнением, что измерение АД проводится с задержкой от 30 до 240 сек, после накачки манжеты 14. Время задержки устанавливается путем выбора необходимой позиции в меню программы ПК50 в разделе «Вид работы, Проба с гиперемией, сек».

3. Измерение АД многократно (режим С).

Измерения проводятся аналогично, как и в режиме А, за тем исключением, что измерение АД проводится несколько раз подряд (см. фиг.6). Число n измерений задается в интервале от 2 до 10. Рекомендуемое число m измерений – три. Интервал между измерениями задается в интервале времени t=5-60 сек в позиции меню «задержка для многократного измерения АД, сек». Рекомендуемое время задержки t=20 сек. По окончании измерений формируется таблица результатов.

4. Измерение СРПВ (режим D).

Пациенту надевают манжету 14 на плечо и манжету 26 на предплечье одной руки, Органами управления программы на дисплее ПК50 включается режим измерения СРПВ. Устанавливается необходимый уровень накачки давления Днак для режима измерения СРПВ и время измерения. Запуск режима измерения осуществляется кликом в кнопку Старт, после чего в микропроцессор подается команда Старт. После этого в ПК50 и микропроцессоре производятся операции, описанные выше для режима А, за тем отличием, что клапан 23 находится в открытом состоянии до достижения в обеих манжетах установленного уровня давления Д=Днак. Уровень накачки устанавливается автоматически по результатам измерения величины АД или оператором с помощью регулятора «Накачка», имеющегося в форме программы. Далее микропроцессор 35 подает команду на закрытие клапана 23, а на коммутатор 31 – команды, обеспечивающие поочередное подключение к входу АЦП40 сигналов с выходов фильтров 32, 33 от датчика 18 (фиг.1) или датчиков 18, 66 (фиг.2), а также сигналов с выхода фильтра 34 от датчика 28. Клапан 23 предотвращает проникновение акустических сигналов – тонов Короткова из одной манжеты в другую в процессе измерения, что уменьшает искажение формы сигналов и повышает точность измерений. При этом в варианте, показанном на фиг.2, при прочих равных условиях, отношение сигнала к помехам и шуму в 2-3 раза лучше, чем в варианте, показанном на фиг.1. В АЦП40 сигналы периодически поочередно оцифровываются с тактовой частотой, выдаваемой микропроцессором. Коды с выхода АЦП поступают через интерфейс 355 в микропроцессор, далее через интерфейс 45 в ПК50. Коды каждого из трех сигналов подвергаются цифровой фильтрации для подавления помех и сохраняются в памяти ПК на все заданное время измерения. Одновременно производится отсчет текущего времени Ттек. По истечении заданного времени Тизм измерения, т.е. когда Ттек=Тизм, прием кодов прекращается, формируется команда на открытие клапанов 20, 23, микропроцессор подает сигналы управления на приводы 24 и 22. В процессе измерения и записи сигналов с датчиков 28, 66 выделяются акустические сигналы – тоны Короткова, возникающие в обеих манжетах 14,26 в виде коротких импульсов (длительностью несколько десятков миллисекунд).

Характеристики датчиков подбираются таким образом, что датчик 18 имеет меньшую полосу пропускания, которая лежит в более низкочастотной области, чем у датчиков 28, 66. Вследствие этого, фильтром 33 от датчика 18 выделяются сигналы тонов Короткова с большей длительностью – сотни миллисекунд, которые используются для дополнительной синхронизации процесса обработки сигналов от датчиков 28, 66.

В процессе записи сигналы отображаются в виде графиков на дисплее ПК50 для контроля хода измерений. В процессе первой записи чувствительность усилителей сигналов датчиков устанавливается таким образом, чтобы амплитуда сигналов попадала в заданный допуск (1-2 вольта на входе АЦП). Ручки регулировки уровня сигнала при измерении СРПВ вынесены на переднюю панель блока 30 управления (фиг.8). Далее измерение СРПВ повторяется.

По окончании записи осуществляется обработка сигналов, которая состоит в нахождении положения переднего фронта импульсов пульсовой волны в обеих манжетах, определении величины Т запаздывания этих импульсов и расчете величины по формуле: СРПВ=L/Т, где L – расстояние между центрами манжет 14 и 26. Сигналы датчиков 18 или 18, 66, а также датчика 28 анализируются в интервалах, когда импульсы тонов Короткова от датчика 18 имеют положительную полярность. У каждого из сигналов отыскивается максимум, от него отсчитываются уровни 0,25 и 0,75. Слева от максимума на сигналах находят точки, соответствующие указанным уровням. Далее на прямой, проходящей через эти точки, для каждого сигнала находят середину между точками. Найденные таким образом точки середины на прямой являются точками отсчета положения переднего фронта импульсов тонов Короткова во времени. Далее определяются интервалы Т между соседними импульсами сигналов двух датчиков для всего интервала измерения. Количество значений Т получается равным числу сигналов тонов Короткова, полученных в процессе измерения. Все полученные значения усредняются. После расчета значение СРПВ (м/сек) выводится на дисплей ПК (см. фиг.9).

По результатам исследования формируется протокол, в который входят сведения о пациенте и измеренные параметры сердечно-сосудистой системы. Автоматизированное составление протоколов сокращает время обслуживания пациентов.

Исследования показали, что устройство позволяет осуществлять измерения в различных режимах: измерение АД рутинным образом, измерение АД многократно, измерение АД и СРПВ при проведении пробы с гиперемией. Последнее позволяет провести оценку также эндотелиальной дисфункции, которой придается большое значение в формировании артериальной гипертензии. Вначале определяется первое значение СРПВ на отрезке плечевая артерия – лучевая артерия, затем на несколько минут манжетой 14 пережимается плечевая артерия, после чего сразу же определяется второе значение СРПВ. Сопоставление измеренных значений дает возможность определить степень эластичности исследуемых артерий. Одновременно с этим с помощью малой манжеты 26 производится регистрация степени нарастания амплитуды пульсовых волн, которая сравнивается с исходной амплитудой (до пробы с гиперемией).

В таблице приводятся результаты сравнения одних и тех же показателей между группой здоровых добровольцев и группами пациентов с артериальной гипертонией (АГ) и группой пациентов, страдающих стабильной стенокардией.

Исследование статистической достоверности проводилось с использованием пакета программ SPSS по U-тесту Манна-Уитни. При сравнении результатов исследования по группам достоверными считались результаты, где р<0.05.

Как видно из приведенных результатов, статистически значимыми в обеих группах сравнения оказались значения СРПВ, функции эндотелия (ФЭНД), диаметра аорты (Dаорты), фракции выброса (ФВ), отражающей насосную функцию сердца. Два последних показателя определялись во время эхокардиографии аппаратом «Акусон секвойя» (США).

Таким образом, результаты исследования скорости пульсовой волны, функции эндотелия, систолического и диастолического артериального давления у здоровых добровольцев, пациентов с артериальной гипертонией и стенокардией, с использованием данного устройства, показывают статистически значимые различия в группе здоровых людей и в группах пациентов, что позволяет использовать патентуемое устройство для неинвазивной, точной диагностики состояния сердечно-сосудистой системы у здоровых и пациентов, страдающих сердечно-сосудистой патологией.

Измерения проводятся с достаточной точностью и минимальным разбросом результатов в одном цикле измерений без снятия одежды пациентом. Автоматическое измерение АД и СРПВ через заданные интервалы времени обеспечивает мониторинг этих показателей в условиях отделений реанимации и интенсивной терапии, а также операционных, поскольку резкие изменения значений СРПВ, АД и пульса могут сопровождать те или иные медикаментозные воздействия. С целью своевременного оповещения персонала об изменениях указанных параметров устройство может быть оснащено средствами тревожной сигнализации.

Реализация устройства может быть осуществлена с использованием доступных компонентов пневмоавтоматики, электроники и информатики. В качестве чувствительных элементов датчиков давления могут быть использованы электроакустические преобразователи, например, микрофоны марок НМО1001А, НМО1003А фирмы «JL WORLD», работающие в полосе частот от 30-50 Гц до 16КГц, или аналогичные. В качестве микроконтроллера – микросхема ATmega8535 фирмы Atmel, в качестве пневмоклапанов – клапаны TDS-V05B фирмы Nissei, компрессора -DZ 22155 А фирмы ELEC.CO.

Электрические фильтры с усилением выходного сигнала могут быть выполнены с применением операционных усилителей, например, типа ОР177 фирмы Analog Devices. Для измерения расстояния между манжетами могут быть использованы цифровые рулетки DIGICON 216-452, Bosch РМВ 300L или аналогичные.

Формула изобретения

1. Устройство для определения параметров сердечно-сосудистой системы, включающее связанные пневмомагистралями с компрессором и пневмоклапаном стравливания две окклюзионные манжеты, одна из которых плечевая, датчики давления и пульсовой волны с выходными фильтрами, аналого-цифровой преобразователь и блок управления, связанный с компьютером, отличающееся тем, что окклюзионные манжеты выполнены с возможностью закрепления на одной руке пациента и пневматически связаны между собой через управляемый пневмоклапан, причем манжета меньшей ширины предназначена для размещения на предплечье и пневматически связана с датчиком пульсовой волны, выполненным в виде датчика тонов Короткова, плечевая манжета связана с датчиком давления, выполненным с возможностью регистрации постоянной и переменной в диапазоне тонов Короткова составляющих давления, блок управления содержит микропроцессор, коммутатор и интерфейс для связи с компьютером, при этом управляющие выходы микропроцессора подключены к тактирующему входу аналого-цифрового преобразователя, компрессору, приводам пневмоклапанов и управляющему входу коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к информационному входу микропроцессора, причем выходные фильтры датчиков подключены к соответствующим информационным входам коммутатора, а компрессор и пневмоклапан стравливания установлены в пневмомагистрали плечевой манжеты.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик давления, связанный с плечевой манжетой, имеет выходные фильтры для выделения сигналов постоянной и переменной в диапазоне тонов Короткова составляющих давления.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что датчик тонов Короткова представляет собой электроакустический преобразователь, установленный в корпусе с зазором по одну сторону звукопрозрачной мембраны, герметично закрепленной в корпусе, вторая сторона которой сообщена с пневмомагистралью.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что содержит средство для измерения расстояния между закрепленными на руке манжетами, выход которого – соединен с соответствующим информационным входом коммутатора.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что управление пневмоклапаном обеспечивает стравливание по линейному закону.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что выходные фильтры содержат средства для усиления выходного электрического сигнала.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок управления выполнен с возможностью выбора режимов однократного или многократного измерения артериального давления, измерения артериального давления и скорости распространения пульсовой волны при проведении пробы с гиперемией.

8. Устройство для определения параметров сердечно-сосудистой системы, включающее связанные пневмомагистралями с компрессором и пневмоклапаном стравливания две окклюзионные манжеты, одна из которых плечевая, датчики давления и пульсовой волны с выходными фильтрами, аналого-цифровой преобразователь и блок управления, связанный с компьютером, отличающееся тем, что окклюзионные манжеты выполнены с возможностью закрепления на одной руке пациента и пневматически связаны между собой через управляемый пневмоклапан, причем манжета меньшей ширины предназначена для размещения на предплечье и пневматически связана с датчиком пульсовой волны, выполненным в виде датчика тонов Короткова, плечевая манжета связана с датчиками давления и тонов Короткова, подключенными соответственно к выходным фильтрам для раздельного выделения постоянной и переменной в диапазоне тонов Короткова составляющих давления, блок управления содержит микропроцессор, коммутатор и интерфейс для связи с компьютером, при этом управляющие выходы микропроцессора подключены к тактирующему входу аналого-цифрового преобразователя, компрессору, приводам пневмоклапанов и управляющему входу коммутатора, выход которого через аналого-цифровой преобразователь подключен к информационному входу микропроцессора, причем выходные фильтры датчиков подключены к соответствующим информационным входам коммутатора, а компрессор и пневмоклапан стравливания установлены в пневмомагистрали плечевой манжеты.

9. Устройство по п.8, отличающееся тем, что датчик тонов Короткова представляет собой электроакустический преобразователь, установленный в корпусе с зазором по одну сторону звукопрозрачной мембраны, герметично закрепленной в корпусе, вторая сторона которой сообщена с пневмомагистралью.

10. Устройство по п.8, отличающееся тем, что содержит средство для измерения расстояния между закрепленными на руке манжетами, выход которого соединен с соответствующим информационным входом коммутатора.

11. Устройство по п.8, отличающееся тем, что управление пневмоклапаном обеспечивает стравливание по линейному закону.

12. Устройство по п.8, отличающееся тем, что выходные фильтры содержат средства для усиления выходного электрического сигнала.

13. Устройство по п.8, отличающееся тем, что блок управления выполнен с возможностью выбора режимов однократного или многократного измерения артериального давления, измерения артериального давления и скорости распространения пульсовой волны при проведении пробы с гиперемией.

РИСУНКИ