Автор работы: Пользователь скрыл имя, 24 Сентября 2013 в 11:40, дипломная работа
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.
Введение……………………………………….…………………………………..9
1. Технико-экономическое обоснование темы………………………………...13
2. Анализ известных методов и технических средств измерения артериального давления………………………………….………………….….15
2.1. Инвазивние методы измерения артериального давления………..……16
2.2. Неинвазивные методы измерения артериального давления……...…..17
2.2.1. Пальпаторный метод измерения АД……………………...……..18
2.2.2. Аускультативный метод измерения АД………………………...20
2.2.3. Осциллометрический метод измерения АД……………….……28
2.3. Методы оперативного измерения АД (от сокращения к сокращению сердца)……………………………………………………………………35
3. Выбор и обоснование метода, принимаемого в основу разработки……37
4. Разработка структурной схемы модуля артериального давления в составе диагностической системы……………………………………………..………..43
5. Описание и расчет функциональной схемы, описание работы модуля артериального давления……………………………………….……………….46
6. Разработка, расчет и описание принципиальной схемы модуля артериального давления, выбор и обоснование применяемой элементной базы………………………………………………………………………………48
6.1. Расчет канала артериального давления……………………...…………48
6.1.1. Расчет канала нормализации…………………………...………..48
6.1.2. Расчет тензометрического датчика……………………..……….50
6.1.3. Расчет предварительного усилителя……………………...……..51
6.1.4. Расчет фильтра высоких частот………………………..………..53
6.1.5. Расчет фильтра низких частот…………………………..……….54
6.2. Выбор блока питания………………………………………..…………..55
6.3. Выбор микроконтроллера……………………………………...………..58
7. Разработка алгоритма работы устройства………………………………..63
8. Анализ составляющих погрешности модуля артериального давления, расчет суммарной погрешности………………………………………………...66
9. Конструкторско-технологический раздел: разработка конструкции прибора, выбор и обоснование применяемых материалов и покрытий, разработка технологии изготовления печатной платы………………………..68
9.1. Методы создания печатной платы………………………….…………..68
9.2. Конструкционные материалы для производства печатных плат и их характеристики………………………………………………..………...69
9.3. Технологическая оснастка для производства печатных плат и особенности их изготовления…………………………………………..70
9.4. Механическая обработка печатных плат………………..……………..72
9.5. Разработка конструкции модуля артериального давления………...…72
9.6. Расчет печатной платы…………………………………………………..76
9.7. Разработка чертежа общего вида модуля артериального давления пациента диагностической системы МТК……………………………..77
10. Экономическая часть……………………………………………………….79
10.1. Расчет ленточного графика……………………………………………79
10.2. Составление сметы затрат на разработку………………….…………81
10.3. Расчет цены для НИР……………………………….………………….84
10.4. Функционально-стоимостной анализ…………………..……………..85
10.5. Выводы по эффективности предложений………………….…………89
11. Безопасность и экологичность проекта………………………….………..91
11.1. Анализ вредных факторов………………………………………..……92
11.1.1. Обеспечение электробезопасности……………………….……93
11.1.2. Микроклимат……………………………………………………94
11.1.3. Требования к условиям зрительной работы в помещениях с ПЭВМ……………………………………………..………………96
11.1.4. Требования к организации и оборудованию рабочих мест пользователей ПЭВМ……………...……………………………..98
11.1.5. Анализ психофизиологических нагрузок при обработке информации и их влияние на здоровье и работоспособность оператора ПЭВМ………………………………………………..100
11.1.6. Требования к условиям шума и вибрации на рабочих местах, оборудованных ПЭВМ………………………………..………...104
11.2. Обеспечение пожарной безопасности……………………………….105
11.2.1. Описание рабочего помещения с точки зрения пожарной безопасности……………………………….……………………105
11.2.2. Способы и средства пожаротушения……………………..…..107
11.2.3. Мероприятия по профилактике……………………….………108
11.3. Экологичность проекта……………………………………….………108
Заключение……………………………………………………………………..110
Список используемой литературы………………………
В настоящее время обнаружение пульсаций давления крови на дистальном участке артерии может производиться сфигмографическими методами, основанными на регистрации движения артериальной стенки или плетизмографическими методами, которые основаны на изменения объема тканей (например, пальца руки или ноги) при пульсации давления крови. Чаще всего используются три способа измерения артериальной пульсации:
Значение давления воздуха в манжетке, при котором появляется пульс, принимается за систолическое АД. Определение минимального давления данным способом сопряжено со значительными погрешностями. За критерий равенства давления воздуха в манжетке минимальному давлению может быть принято уменьшение амплитуды пульсаций при декомпрессии воздуха. Однако этот критерий не является достаточно точным и однозначным для автоматического определения параметров АД. Только при реографической записи и ручной расшифровке данных могут быть получены удовлетворительные результаты.
2.2.2 Аускультативный метод измерения АД
8 ноября
1905 года на заседании общества
«Научные совещания
«Рука Рива-Роччи накладывается на среднюю треть плеча; давление в рукаве быстро повышается до полного прекращения кровообращения ниже рукава. Затем, предоставив ртути манометра падать, детским стетоскопом исследователь выслушивает артерию тотчас ниже рукава. Сперва не слышно никаких звуков. При падении ртути манометра до известной высоты появляются первые короткие тоны, появление которых указывает на прохождение части пульсовой волны под рукавом. Следовательно, цифры манометра, при которых появился первый тон, соответствуют максимальному давлению.
При
дальнейшем падении ртути в
манометре слышатся
Именно с этого доклада ведет начало аускультативный метод неинвазивного измерения АД, который продолжает оставаться наиболее распространенным и надежным методом измерения АД в клинической практике.
АД аускультативным методом обычно измеряют с помощью ртутного (рис. 3) или анероидного сфигмоманометра и фонендоскопа (стетоскопа). Цена делений шкалы сфигмоманометра должна составлять 2 мм рт.ст. Показания ртутного манометра оцениваются по верхнему краю ртутного столбика.
Рисунок 3 - Ртутный сфигмоманометр
Ртутный манометр рассматривается в качестве «золотого стандарта» среди всех устройств, используемых для измерения АД, поскольку является наиболее точным и надежным инструментом. Ртутные манометры должны поверяться 1 раз в год.
Анероидный манометр (рис. 4) состоит из металлических мехов, которые расширяются при повышении давления воздуха в манжете, а величина давления оценивается по отметке на шкале, на которую указывает стрелка манометра.
Рисунок 4 - Анероидный сфигмоманометр
Показания анероидного сфигмоманометра отличаются от ртутного манометра на 3 мм.
Фонендоскоп (рис. 5) должен иметь насадку с раструбом или мембраной для выслушивания звуков низкой частоты.
Рисунок 5 - Фонендоскоп
Наушники фонендоскопа (стетоскопа) должны соответствовать наружному слуховому проходу исследователя и блокировать внешние шумы.
Измерение АД следует проводить в тихой, спокойной и удобной обстановке при комфортной температуре. Непосредственно в комнате, где измеряется АД, должны быть кушетка, стол, место для исследователя, стул для пациента с прямой спинкой и, по возможности, регулируемой высотой сиденья, или приспособления для поддержания руки пациента на уровне сердца. Для соблюдения этих условий могут использоваться подручные средства; например, подушка, чтобы увеличить высоту стула, или книга, чтобы поддержать руку пациента на должном уровне. При использовании ртутного сфигмоманометра мениск ртутного столбика должен находиться на уровне глаз проводящего измерения. Пациент должен сидеть на стуле рядом со столом. Для измерения АД в положении стоя используется стойка с регулируемой высотой и поддерживающей поверхностью для руки пациента. Высота стола и стойки должны быть такими, чтобы при измерении АД середина манжеты, наложенной на плечо пациента, находилась на уровне сердца, т.е. приблизительно на уровне четвертого межреберья в положении сидя или на уровне средней подмышечной линии в положении лежа. Отклонение положения середины манжеты, наложенной на плечо или бедро пациента, от уровня сердца может изменить уровень АД на 0,8 мм рт.ст. на каждый 1 см отклонения манжеты: завысить АД при положении манжеты ниже уровня сердца и занизить АД при положении манжеты выше уровня сердца. Опора спины пациента на спинку стула и руки на поддерживающую поверхность исключает повышение АД из–за изометрического сокращения мышц.
АД следует измерять на правой руке в положении сидя не раньше, чем через 1 час после приема пищи, употребления кофе, прекращения физических нагрузок, курения, пребывания на холоде. Плечо пациента должно быть освобождено от одежды, рука – удобно лежать на столе при измерении АД в положении сидя, или на кушетке при измерении АД в положении лежа, ладонью кверху. Перед измерением АД пациенту необходимо отдохнуть в течение 5 минут. Измеряющий АД должен вкратце объяснить пациенту суть процедуры, чтобы избежать защитной реакции со стороны пациента, которая может послужить причиной повышения АД. Во время измерения пациент должен сидеть, опираясь на спинку стула, с расслабленными, не скрещенными ногами, не менять положения и не разговаривать на протяжении всей процедуры измерения АД. [8]
Следует также отметить, что необходимо правильно подобрать манжету, соответствующую окружности плеча пациента: ребенка, подростка или взрослого (табл. 2.2).
Таблица 2.2
№ |
Тип манжеты |
Длина камеры, мм |
Ширина камеры, мм |
1 |
Манжета детская (новорожд.) МДН |
90±5 |
30±2 |
2 |
Манжета детская малая МДМ |
120±10 |
60±5 |
3 |
Манжета детская средняя МДС Манжета взрослая малая МПМ |
190±10 |
100±10 |
4 |
Манжета детская большая МДБ |
250±10 |
120±10 |
5 |
Манжета плечевая средняя МПС |
220±20 |
130±10 |
6 |
Манжета плечевая большая МПБ |
270±20 |
150±10 |
7 |
Манжета бедренная МБ |
450±20 |
170±20 |
Ширина внутренней (резиновой) камеры манжеты должна составлять, по крайней мере, 40% окружности плеча, длина резиновой камеры манжеты должна покрывать от 80% до 100% окружности плеча. Окружность плеча измеряется сантиметровой лентой с точностью до 0,5 см на середине расстояния между локтевым и акромиальным отростками лопатки. Манжета накладывается так, чтобы центр резиновой камеры располагался над плечевой артерией на внутренней поверхности плеча, а нижний край ее был на 2-2,5 см выше локтевого сгиба. Плотность наложения манжеты определяется возможностью помещения одного пальца между манжетой и поверхностью плеча пациента. Резиновые трубки, соединяющие манжету с манометром, должны располагаться латерально (по наружной поверхности плеча).
Говоря о положении стетоскопа, нужно отметить, что нам необходимо пальпаторно определить местоположение плечевой артерии в локтевом сгибе (артерия располагается медиальнее сухожилия двуглавой мышцы). Насадка стетоскопа с раструбом или низкочастотной мембраной устанавливается с легким надавливанием над областью максимальной пульсации плечевой артерии в локтевом сгибе так, чтобы не касаться нижнего края манжеты или трубок. При измерении АД на нижних конечностях насадка стетоскопа с раструбом или низкочастотной мембраной устанавливается в подколенной ямке, над областью максимальной пульсации подколенной артерии.
Нагнетание воздуха в манжету до максимального уровня (на 30 мм рт.ст. выше уровня САД, определенного пальпаторно) должно производиться быстро. Медленное нагнетание воздуха в манжету нарушает венозный отток, усиливает болевые ощущения и «смазывает звук». Воздух из манжеты выпускают со скоростью снижения ртутного столбика 2 мм рт.ст/сек., а с появлением тонов Короткова – 2 мм рт.ст. на каждый удар пульса. Если мениск ртутного столбика в момент появления или исчезновения тонов Короткова находится между двумя делениями шкалы манометра, то показания САД и ДАД оцениваются по ближайшему верхнему значению. При плохой слышимости следует быстро выпустить воздух из манжеты, проверить положение стетоскопа и повторить процедуру спустя 2-3 мин. Знание отличительных особенностей различных фаз тонов Короткова (табл. 2.3) позволяет наиболее точно определить уровни САД и ДАД.
Таблица 2.3
Фаза |
Характеристика тонов Короткова |
I (KI) |
Звуки слабые, постукивающие с постепенно нарастающей интенсивностью |
I (KII) |
Звуки более продолжительные, приглушенные, шуршащие |
III (KIII) |
Звуки отчетливые и громкие |
IV (KIV) |
Звуки мягкие, приглушенные, менее различимы |
V (KV) |
Полное исчезновение звуков |
Точность определения АД также зависит от скорости декомпрессии: чем выше скорость декомпрессии, тем ниже точность измерения. [9]
Уровень САД определяют по началу I фазы тонов Короткова — по первому из серии следующих друг за другом тонов, т.е. за первым тоном обязательно должен следовать второй тон. Одиночный тон в начале фазы, когда за первым тоном следует тишина — аускультативный провал, игнорируется.
Значение ДАД определяют по началу V фазы тонов Короткова — по тишине, следующей за последним тоном IV фазы. Последний тон в конце фазы, даже если он одиночный, когда последнему тону предшествует аускультативный провал, всегда учитывается. Аускультацию нужно продолжать на протяжении 20 мм после исчезновения последнего тона, а при ДАД > 90 мм рт.ст. — на протяжении 40 мм, поскольку после аускультативного провала тоны могут возобновиться. Соблюдение этого правила позволит избежать определения ложно повышенного ДАД. Умение правильно оценить начало и окончание I — IV фаз тонов Короткова имеет большое клиническое значение, особенно, при измерении АД у пациентов с нарушенным ритмом сердца.
Отсутствие V фазы, т.е. когда тоны Короткова выслушиваются до конца снижения ртутного столбика («феномен бесконечного тона»), может наблюдаться у детей, при тиреотоксикозе, лихорадке, аортальной недостаточности, во время беременности. В этих случаях уровень ДАД оценивается по началу IV фазы — по первому из серии следующих друг за другом тонов Короткова.
Ошибки, возникающие при измерении АД могут быть связаны с оснащением, лицом, проводящим измерение, и пациентом (табл.2.4).
Таблица 2.4
Окружающая обстановка и оснащение |
Исследователь |
Пациент |
Некомфортная температура в |
Неправильно подобранная манжета |
Неправильное положение |
Нестандартное оборудование |
Несоблюдение техники измерения |
«Негативная» реакция на измерение АД |
Неисправность манометра |
Снижение |
зрения Курение |
Негерметичность системы |
Снижение слуха |
Прием пищи |
Дефекты фонендоскопа (стетоскопа) |
Психологический фактор (предпочтение цифр оканчивающихся на «0» и «5») |
Употребление кофе |
|
|
Употребление алкоголя |
Из-за этих ограничений в надежности результатов проводятся повторные измерения АД.
Подводя итог выше сказанному можно выделить следующие преимущества аускультативного метода: