Модуль артериального давления диагностической системы магнитотерапевтического комплекса

Помимо этого следует  помнить, что живая ткань в  электрическом отношении представляет собой проводник и, поэтому, практически  прозрачна для магнитного поля. Исследования ряда авторов [1, 2] показали, что глубина проникновения  МП в проводящую среду,  аналогичную живой ткани, на частотах 10 Гц и 10 кГц составляет соответственно 120 и 4 м, что намного превышает габариты человека. Ослабление интенсивности поля в биообъекте на расстоянии 0,2 м от поверхности тела составляет для этих частот всего 0,2% и 5%. Следовательно, в медицинских исследованиях и биологических экспериментах поглощением энергии МП живыми тканями можно пренебречь. [3]

Магнитное поле, как воздействующий физический фактор, является достаточно сильным стимулятором, на действия которого реагируют все функциональные системы организма и, в первую очередь, — центральная нервная система, сердечно-сосудистая система, система крови, эндокринная система.

Суммарный эффект воздействия  МП на живой организм описать в  виде физической или математической модели на сегодняшний день не представляется возможным. Задача усложняется тем, что каждый пациент — это уникальный организм и лечить или оздоравливать его при помощи такого мощного инструмента с широким спектром действия, как искусственная полимагнитная система, представляется возможным лишь при достоверных измерениях и контроле соответствия параметров МП параметрам состояния пациента. Поэтому определить закон соответствия в настоящее время возможно только эмпирическим путем. В природе действует правило: чем острее, интенсивнее инструментарий воздействия, тем точнее, более выверенными должны быть действия по его использованию, т.е. информативнее должно быть измерение состояния объекта воздействия.

Человек живет и действует в  среде, содержащей множество одновременно воздействующих стрессовых факторов. Создать же условия, при которых можно было бы однозначно определить реакцию только на действие МП, практически нереально. Следовательно, можно говорить о выделении «фоновой» составляющей, не относящейся к магнитному воздействию. Однако это требует еще большей интеллектуализации компьютерных алгоритмов, а сама магнитотерапия становится в ряд интеллектуальных технологий с личностно-ориентированной стратегией в проведении лечебно-восстановительных мероприятий [4, 5, 6].

Основой такой технологии является биотехническая обратная связь, с помощью которой биологический объект, на который осуществляется воздействие, приводится в состояние, близкое к «норме»[1].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Технико-экономическое обоснование темы

        За сравнительно небольшой отрезок времени , прошедший с 1990 года, когда в стране наступили внезапные социально-экономические перемены, отбросившие ее с позиций сверхдержавы в положение страны со слабо развитой экономикой, произошли не менее трагичные изменения в состоянии здоровья населения. С 1992 года отмечен двукратный рост смертности от сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ) и особенно в группе мужчин трудоспособного возраста.

        Взаимосвязь между уровнем АД  и риском возникновения ССЗ  линейна и не зависит от  других факторов риска. Чем  выше артериальное давление, тем  больше вероятность инфаркта  миокарда, инсульта, сердечной недостаточности  и поражения почек. 

Темой дипломного проекта является разработка модуля артериального давления пациента диагностической  системы магнитотерапевтического комплекса.

Целью дипломного проектирования является разработка системы, позволяющей измерять артериальное давление пациента в условиях влияния  переменного магнитного поля с малой  погрешностью.

       Существование большого числа  методов и устройств, предназначенных  для измерения АД, означает, что  в настоящее время в мире  не существует не только идеального  автоматического измерителя АД, но даже просто хорошего универсального  прибора, применимого в широком  клиническом диапазоне.

        Одним из вариантов решения  этой проблемы является модернизация  имеющихся приборов путем сопряжения  их с персональными компьютерами, снабженными специализированным  программным обеспечением. Разрабатывая  данный прибор, мы будем руководствоваться  следующими требованиями:

        - простота в эксплуатации;

        - достоверность получаемых результатов;

        - безопасность;

        - надежность (перед началом работы  устройство должно пройти все  виды испытаний).

        Внедрение данного прибора позволит  более эффективно организовать  работу медицинского персонала,  снизить нагрузку на обслуживающий  персонал, сделать диагностику и  исследование сердечно-сосудистых заболеваний более точными.

         Таким образом, задача разработки модуля артериального давления пациента диагностической системы магнитотерапевтического комплекса с точки зрения экономичности сводится к проектированию такого модуля, которое для своего изготовления требовало бы минимальных экономических затрат.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Анализ известных методов и  технических средств измерения  артериального давления

         Артериальное давление – один из важнейших показателей функционирования организма.

        Для оценки уровня артериального  давления используется классификация  Всемирной организации здравоохранения,  принятая в 1999 году (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Категория артериального давления*	Систолическое (верхнее) артериальное давление мм рт.ст.	Диастолическое (нижнее) артериальное давление мм рт.ст.
Норма
Оптимальное**	Менее 120	Менее 80
Нормальное	Менее 130	Менее 85
Повышенное нормальное	130-139	85-89
Гипертония
1 степень (мягкая)	140-159	90-99
2 степень (умеренная)	160-179	100-109
3 степень (тяжелая)	Более 180	Более 110
Пограничная	140-149	Менее 90
Изолированная систолическая гипертония	Более 140	Менее 90

      *Если систолическое и диастолическое артериальное давление оказывается в различных категориях, выбирается высшая категория

        *Оптимальное по отношению к риску развития сердечно-сосудистых осложнений и к смертности

Термины «мягкая», «пограничная», «тяжелая», «умеренная», приведенные в классификации, характеризуют  только уровень артериального давления, а не степень тяжести заболевания  больного [7]. 

2.1 Инвазивные методы измерения артериального давления

Инвазивный (прямой) метод измерения артериального давления применяется только в стационарных условиях при хирургических вмешательствах. Значение артериального давления считается самым точным тогда, когда оно измерено с помощью специальной трубки (канюли). Это прямое измерение, которое осуществляется путем размещения канюли (иглы) в артерии (как правило, в радиальной, бедренной, дорсальной артерии стопы или плечевой артерии).

Канюля  должна быть подключена к стерильной, заполненной жидкостью системе, которая связана с электронным датчиком давления (рис. 1). Преимуществом этой системы является то, что давление контролируется постоянно, при каждом ударе сердца и при таком наблюдении может быть получен волнообразный график сердечного давления. Этот инвазивный метод регулярно применяется в медицине и ветеринарной медицине, анестезиологии, а также для достижения исследовательских целей.

 

 

 

 

 

Рисунок 1 - Инвазивный метод измерения АД

Катетеризация при инвазивном сосудистом мониторинге давления нередко связана с такими осложнениями, как тромбоз, инфекции и кровотечение. Кроме того, за пациентами, которым осуществляют инвазивный артериальный мониторинг, необходим также очень строгий врачебный контроль, ведь у этих больных повышена вероятность возникновения тяжелых кровотечений, при отключении линии контроля. Именно поэтому, инвазивные методы измерения давления используются преимущественно для исследования тех пациентов, у которых не предусматриваются быстрые изменения этого показателя.

Инвазивные системы сосудистого мониторинга контроля давления, предназначенные для сбора, отображения и обработки информации о величине давления у больного.

Существуют  различные инвазивные методы сосудистого мониторинга давления при травмах, интенсивной терапии и приспособления для измерения давления в реанимации.

 Мониторинг  используется для измерения артериального  давления и последующего контроля  деятельности артерий, центральных  вен, легочной артерии, артерий  левого и правого предсердия, бедренной артерии, пупочной вены, пуповинной артерии и внутричерепного  давления.

 

2.2 Неинвазивные методы измерения артериального давления

История неинвазивного измерения артериального давления берет свое начало с 1833 года, когда в практику вошел аппарат J. Herrison , состоящий из стеклянной трубки , соединенной с резиновой воронкой, имеющей в нижней части гибкую мембрану и заполненной ртутью. С помощью воронки создавалась компрессия в районе запястья, и регистрировался уровень ртути, при котором прекращались пульсации ртути в трубке (рис. 2). Фактически этот аппарат позволял получать лишь оценку систолического артериального давления в лучевой артерии.

 

 

 

 

 

 

Рисунок 2 - Первый аппарат для неинвазивного измерения АД

Аппарат  с окклюзионной  манжетой, предложенный в 1896 году, ученым Scipione Riva-Rocci (1863-1939), получил широкое распространение благодаря удобной конструкции, принципиально не изменившейся за последние 100 лет за исключением ширины манжеты. Исходно она составляла 5-6 сантиметров, что приводило к существенному завышению АД.

Систолическое артериальное давление определялось с  помощью аппарата Riva-Rocci пальпаторно (по моменту появления дистального пульса). Достаточно точные методы измерения диастолического АД оставались недоступны для врачей.

В начале 20-го века Theodore Janeway предпринимал попытки использовать для измерения АД звуковые эффекты, отмеченные им при окклюзии конечностей, но метод не был им доведен до конкретной реализации.

В настоящее  время неинвазивные методы измерения АД получили широкое распространение и усовершенствование. В зависимости от принципа, положенного в основу их работы, различают:

• пальпаторный метод;
• аускультативный метод;
• осциллометрический метод.

Рассмотрим их более детально.

 

2.2.1 Пальпаторный метод измерения АД

Пальпаторный  метод измерения параметров АД – один из самых старых методов оценки параметров гемодинамики, применяемых в анестезиологии, в силу своей простоты, до настоящего времени. Метод основан на использовании окклюзионной манжетки, накладываемой на плечо, создании в ней давления воздуха, сжимающего артерию, и определении значения давления в манжетке по показаниям соединенного с ней манометра в характерные моменты изменения пульса, контролируемого на дистальном участке артерии (в простейшем случае путем пальпации) при плавной компрессии (декомпрессии) воздуха в манжетке.

 Один из первых аппаратов (S. Basch, 1876) состоял из заполненного водой небольшого резинового баллона, соединенного с трубкой  манометра. Баллон располагался над артерией конечности, и на него производилось дозированное нажатие ладонью. Одновременно пальпировалась артерия дистальнее места наложения баллона.  Давление, при котором исчезала пульсация артерии, принималось за систолическое. Охватывающая компрессионная манжета и удобный вариант вертикального ртутного манометра для пальпаторного метода были предложены итальянцем S. Riva_Rocci (1896).

Манжета Рива-Роччи была шириной всего 4-5 сантиметров и вследствие этого приводила к завышению АД до 30 мм рт.ст. Через 5 лет неудачная манжета была заменена манжетой шириной в 12 сантиметров, и в таком виде прибор выдержал испытание временем вплоть до наших дней. Давление в манжете поднималось до полного прекращения пульса, а затем постепенно снижалось. Систолическое АД (САД) определялось по давлению в манжете, при котором появлялся пульс, а оценка диастолического АД (ДАД) проводилась по моментам, когда наполнение пульса начинало заметно снижаться либо когда возникало ощущение кажущегося ускорения пульса.