Модуль артериального давления диагностической системы магнитотерапевтического комплекса

• во всем мире признан эталоном неинвазивного измерения АД как для диагностических целей, так и для верификации автоматических измерителей АД;
• повышенная устойчивость к вибрациям и движениям руки. 

Недостатки  данного метода следущие:

• чувствительность к внешним шумам, точности расположения микрофона над артерией;
• необходим непосредственный контакт манжеты и микрофона с кожей пациента;
• определение АД затруднено при слабых тонах Короткова, при выраженном «аускультативном провале» и «бесконечном тоне».

 

2.2.3 Осциллометрический метод измерения  АД

Оригинальная  осциллометрическая методика E. Marey (1876) предполагала помещение конечности человека в водный плетизмограф, позволяющий создавать вокруг нее регулируемое сдавливающее давление и одновременно регистрировать небольшие пульсации объема конечности, связанные с пульсовым кровенаполнением артерий. Проанализировав характер зависимости амплитуды этих пульсаций от давления сдавливания, автор предложил следующие критерии для оценки АД. Сдавливающее давление (при декомпрессии), при котором пульсации начинают резко расти, соответствует САД, пульсации максимальны – среднему АД, начинают резко снижаться – ДАД.

Метод обладал  двумя недостатками – требовал специального оборудования в виде плетизмографа  и вызывал трудности при интерпретации  данных, так как характерные точки  для САД и ДАД четко выделялись отнюдь не на всех записях. Решение первой проблемы было достигнуто за счет упрощения плетизмографического метода и, в конечном счете, перехода от плетизмографа к обычной окклюзионной манжете. Она смогла соединить в себе и устройство создания внешней компрессии, и не очень точный, но приемлемый для задачи измерения АД датчик пульсаций артерий. Действительно, пульсовые изменения объема артерий, находящихся под манжетой, трансформируются в небольшие осцилляции давления в окклюзионной манжете, хорошо заметные даже по небольшим колебаниям стрелки анероидного манометра или уровня ртути в тонометрах.

Техническая задача измерения амплитуды этих малых колебаний была решена в 30–40-е  годы. Однако задача строго формализованной, объективной и точной интерпретации результатов измерения малых пульсаций давления в манжете не находила решения до 70-х годов. Ее решению способствовал технический прогресс (в первую очередь в области цифровой микроэлектроники), позволивший использовать для этих целей достаточно сложные цифровые методы обработки сигналов.

При осциллометрическом методе используется специальная сфигмоманометрическая  манжета (похожая на ту, которая применяется  при аускультативном методе) содержащая электронный датчик давления, с помощью которого можно оценить колебания давления в манжете, эти колебания, автоматически интерпретируются с помощью специальных технологий.

Датчик  давления должен периодически точно  настраиваться для поддержки  точности механизма.

Измерение давления с помощью осциллометрического  метода требует меньшего мастерства, чем использование аускультативного метода и может применяться даже неквалифицированным персоналом, а также использоваться для постоянного, автоматизированного мониторинга артериального давления пациентов в домашних условиях.

Процедура измерения артериального давления при осциллометрическом методе следующая:

• манжета сначала накачивается для измерения систолического давления;
• а затем давление уменьшается для измерения нижнего уровня диастолического давления (период измерения давления составляет примерно 30 секунд).

Современная технология регистрации  АД осциллометрическим методом предполагает обработку кривой давления в манжете. Эта кривая имеет вид колокола с восходящим и нисходящим коленом (рис. 6).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 6 - Расчет параметров артериального давления

В соответствии с технологией метода, сначала  определяется максимум огибающей (Р mах), затем находятся  характерные точки А₁ и А₂. В соответствии с фазами начала и конца звуковых колебаний при регистрации АД по Короткову, экспериментально установлено, что амплитуда колокола в точке А_1, равная 1/2 Pмах, соответствует уровню диастолического давления, а амплитуда колокола в точке А₂ равная 2/3 Pмах, определяет уровень систолического давления.

  В большинстве мониторов обработка  кривой давления производится  на нисходящей фазе цикла, при  стравливании давления в манжете.  Причем используется ступенчатый  метод стравливания, предложенный  в 1991 году M. Ramsey [7], когда, в зависимости от частоты сердечных сокращений, давление на каждой последующей ступеньке меньше предыдущей от 3 до 10 мм рт.ст. (рис. 7)

 

 

 

 

 

Рисунок 7 - Ступенчатый метод стравливания давления

   На каждой ступеньке анализируется  несколько ударов пульса, в связи  с чем, появляется возможность  оценки качества ударов и их  селекция. Можно выделить экстрасистолы  и артефакты, вызванные движениями  пациента, и набрать установленное  количество «нормальных» ударов  на каждой ступеньке. 

   На первой ступеньке происходит  захват параметров пульсовой  волны, анализируются отдельные  удары, измеряются период и  соотношение продолжительности  систолической и диастолической фаз, что защищает от ошибочного захвата помехи. Проверка соотношения систолической и диастолической фаз по нескольким ударам сводит вероятность ошибки к минимуму.

  Огибающая «колокола» шумов формируется путем получения усредненной оценки амплитуды пульсаций давления в манжете на каждой ступеньке. Качественный анализ пульсовой волны на первых ступеньках, делает возможным на последующих ступеньках анализировать только один удар пульса, что существенно сокращает время получения окончательной информации об АД.

 Однако следует отметить, что  существует также технология  обработки кривой давления на  восходящей фазе цикла. Она  имеет некоторые преимущества  по сравнению с традиционной  технологией, а именно:

• метод не требует  увеличения давления в манжете выше систолического и полного  прекращения циркуляции артериальной крови в конечности, в связи с чем, должно снизиться время декомпрессии;
• точное, с первого раза, определение систолического давления должно исключить необходимость «донакачки» и, естественно, сократить время исследования;
• возможность обработки кривой давления на нисходящей фазе, в том  же цикле, если измерение на восходящем колене оказалось неудачным, причем без увеличения времени обработки колокола.

Кроме того, опыт обработки кривой давления по этой технологии показывает, что колокол  формируется гораздо более выраженным и четким, что обеспечит более высокую точность измерений.

Данная  технология отличается от традиционной только тем, что, помимо нисходящего  колена, измерение производится и  на фазе нагнетания. Алгоритм обработки остается таким же, как и в традиционной технологии.

Проведенные измерения АД модулем, в  котором  применена новая технология обработки  колокола, позволили выявить несколько  вариантов кривых давления. Кривые давления, обработанные на фазе компрессии (восходящее колено) и декомпрессии (нисходящее колено) близки по своей конфигурации (рис. 8), конфигурация колокола при обработке кривой давления на нисходящем колене хуже, чем на восходящем колене (рис. 9).

Кроме того, в некоторых исследованиях удалось  зафиксировать наличие артефактов, связанных, по-видимому, с выраженной подвижностью больного, либо с аритмией, либо с воздействием на манжету со стороны медицинского персонала  (рис. 10).

На приводимых ниже диаграммах зафиксированы 2 кривые. Сплошные линии отражают результаты обработки кривой давления на восходящем (фазе компрессии) колене, пунктирные –  на нисходящем (фазе декомпрессии) колене колокола. Цифровые данные на диаграмме  показывают величины артериального  давления, вычисленные при обработке  колоколов отдельно как на фазе компрессии и декомпрессии, так и усредненный  результат.

 

 

 

 

 

Рисунок 8 - Близкие конфигурации колоколов построенных на восходящей и нисходящей фазах кривых давления.

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 9 - Колокол, построенный на фазе декомпрессии деформирован и неточно вычисляет АД

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 10 - Колокол при резких движениях руки больного

Пунктирная  линия – промежуточный (неполностью обработанный     колокол) иллюстрирует деформацию кривой давления, связанную с артефактом.

Сплошная  линия – полностью обработанный колокол, по которому произведен расчет АД.

Анализ  графиков, приведенных на диаграммах 8, 9 и 10 свидетельствует, что при усреднении результатов измерения давления, полученных при обработке колоколов, построенных на обеих фазах кривых давления, величины артериального давления различаются между собой не более чем на 5 мм рт. ст., даже при наличии артефактов. Естественно было ожидать, что это существенно повысит точность измерения артериального давления.[10]

Устройствами для осциллометрического  измерения АД служат тонометры, оснащенные электронными датчиками давления с  цифровым выводом показателей артериального  давления. Они могут быть как автоматические (рис. 11), так и полуавтоматические. В автоматических тонометрах в большинстве случаев накачивание и сдувание манжеты регулируется электрическим насосом и клапаном. С помощью таких устройств артериальное давление можно измерять на запястье (поднятом на уровень сердца), хотя предпочтение отдается тонометрам с манжетой на плечо.

 

 

 

 

 

 

Рисунок 11 - Автоматический тонометр

При использовании  полуавтоматических аппаратов (рис. 12) для измерения артериального давления накачивание манжеты выполняется вручную при помощи резиновой груши. Такие устройства автоматически выпускают воздух из манжеты. Регистрация и расчет показателей артериального давления осуществляются в соответствии с тем же принципом, который используется в автоматических осциллометрических тонометрах.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 12 - Полуавтоматический аппарат

В настоящее  время осциллометрическая методика используется примерно в 80% всех автоматических и полуавтоматических приборов, измеряющих АД. По сравнению с аускультативным, осциллометрический метод более устойчив к шумовому воздействию и перемещению манжеты по руке, позволяет проводить измерение через тонкую одежду, а также при наличии выраженного "аускультативного провала" и слабых тонах Короткова. Практика эксплуатации показывает, что этот метод, как правило, обеспечивает в режиме суточного мониторирования меньший процент неудачных измерений, чем аускультативный метод.

 

2.3 Методы оперативного измерения  АД (от сокращения к сокращению  сердца)

Методы  оперативного измерения АД (Циклические  методы) являются наиболее точными, но позволяют определять АД с интервалами  не менее 2–3 мин (кратковременно и при  невысоких значениях АД интервал может быть сокращен до 1 мин). Ряд  методов позволяют повысить оперативность  контроля АД и определять все или  некоторые показатели АД практически  в ходе каждого сокращения сердца.

В 1969 г. J. Penaz получил патент на метод, который в англоязычной литературе обычно именуется как “volumeclump”. Он основан на непрерывной оценке объема артериальных сосудов пальца методом фотоплетизмографии и использовании следящей электропневматической системы для создания в окружающей палец манжете давления, противодействующего растяжению проходящих под манжетой артериальных сосудов. При выполнении условия постоянства диаметра пальцевых артерий, несмотря на изменения артериального давления в них обеспечивается сохранение близкого к нулю растягивающего давления в артериях, а давление в манжете начинает “повторять” давление крови в артериях пальца. В итоге прибор обеспечивает уникальную возможность длительной регистрации неинвазивными средствами всей кривой артериального давления, что ранее было возможно только инвазивным методом Oxford.

Стационарный прибор, реализующий  данный метод, известен под названием Finapres (рис. 13), а относительно недавно созданный носимый вариант – Portapres (I и II).

 

 

 

 

 

 

 

 

Рисунок 13 - Стационарный прибор Finapres

Прибор  имеет систему коррекции АД на гидростатическую поправку, возникающую  при различном расположении пальцев  относительно уровня сердца. К сожалению, метод не лишен принципиальных недостатков. Измеряемая величина ДАД ниже, чем  в плечевой артерии, причем поправка зависит от вазоспастического состояния  артерий пальца. САД у молодых  субъектов, как правило, выше, чем  в плечевой артерии, но у пожилых  – ниже. Поправка также зависит  от тонуса артерии.