Тиску крові

Апаратура для виміру параметрів тиску крові входить до складу практично всіх сучасних багатоканальних моніторних систем (таблиця 1).

У таких системах прямому інвазивному виміру параметрів тиску крові може приділятися кілька вимірювальних каналів для визначення параметрів тиску в різних точках судинного русла і відображення криві тиски на графічному дисплеї монітора.

Апаратура неінвазивного виміру АТ також входить до складу моніторних систем, однак вона має більш широке клінічне застосування, тому монітори тиску, засновані на непрямих методах визначення параметрів АТ, випускаються у виді окремих приладів (таблиця 4) / 43 /.

Апаратура прямого інвазивного виміру тиску крові являє собою вимірювальний канал, що перетворить електричний сигнал катетерного датчика, пропорційний величині тиску крові, у цифрову форму для подальшої обробки в моніторі. Структурна схема каналу з використанням тензодатчика тиску показана на рис. 21.

Рис. 21 - Структура тензометричного вимірювача тиску

Чутливий елемент датчика включений у вимірювальний міст 1, що живиться для зниження похибки вимірювань від джерела стабільного струму 2. Для посилення сигналу датчика до рівня, необхідного для використання повної шкали АЦП, служать каскади 3, 4, 5. Диференціальний підсилювач 3 з частотною корекцією для усунення перешкод, погодить міст 1 з наступними каскадами посилення. У підсилювачі 4 здійснюється установка нуля, необхідна при таруванні датчика.

Підсилювальний каскад 5 і мультиплексор 6 по сигналі керування від процесора монітора здійснюють цифрове регулювання посилення сигналу тиску для узгодження амплітуди сигналу з входом АЦП 7. Для зниження динамічної похибки вимірювань підсилювач 5 може бути охоплений частотно-залежним ланцюгом корекції.

Неінвазивні монітори параметрів АТ будуються з використанням осцилометричного чи аускультативного методу вимірювання, а іноді сполучають обидва методи (таблиця 4). Якщо апаратура входить до складу багатоканальної моніторної системи, то для підвищення точності вимірювань використовується канал ЕКГ, що дозволяє синхронізувати виявлювач пульсової хвилі монітора.

Таблиця 4 - Характеристики моніторів АТ.

Функціональна схема монітора АТ, що реалізує аускультативний і осцилометричний метод виміру, показана на мал. 22.

Аускультативний вимірювальний канал монітора містить диференціальний акустичний датчик, убудований у нижню частину плечовий оклюзивної манжетки 1, підсилювач різницевого акустичного сигналу 3 і фільтр тонів Короткова 5. Повітряна магістраль, з'єднана з манжеткою, включає компресор 16, що створює максимальний тиск у манжетці, звичайно обиране на 20...30 мм рт. ст. вище кінцевого систолічного тиску крові. Клапани, включені в магістраль, служать для швидкого скидання тиску (14), плавної декомпресії (15), запобігання магістралі від надлишкового тиску (17).

Осцилометричний канал включає датчик тиску 4 тензометричного типу, з'єднаний з манжеткою 1, що перетворить тиск у манжетці в електричний сигнал, посилюваний диференціальним каскадом 6. Постійна складова сигналу, пропорційна постійної складової тиску в манжетці, виділяється підсилювачем постійного струму з ФНЧ 7, виділення і посилення сигналу пульсацій тиску здійснюється за допомогою підсилювача з ФВЧ 8. Контролер 11, що включає процесор, ОЗУ, ПЗУ, з'єднаний з дисплеєм і здійснює керування елементами повітряної магістралі, а також мультиплексором 9 і АЦП 10.

Сполучення аускультативного й осцилометричного каналів дозволяє реалізувати гнучкі алгоритми визначення параметрів АТ - значень систолічного, діастолічн, середнього тиску, і тим самим підвищити точність вимірювань і їхню надійність.

Так, середнє АТ виміряється осцилометричним методом, навіть у тих випадках, коли звукові сигнали тонів дуже слабкі.

Монітори АТ мають автоматичний режим періодичних вимірювань з інтервалом часу від 1 до 60 хвилин, а також систему тривожної сигналізації при виході вимірюваних параметрів за встановлені границі. Технічні характеристики моніторів АТ, що випускаються в різних країнах, задовольняють вимогам стандартів (стандарт Британської асоціації гіпертонії, національний стандарт США для електронних сфігмоманометрів). Межі виміру тиски встановлюються найчастіше від 0 до 250 мм рт.ст. Точність відліку тиску визначається як ± 3 мм рт.ст.. Ця величина є інструментальною похибкою виміру тиску повітря в окклюзіонній манжетці. Оцінка похибки виміру параметрів АТ утруднена через відсутність адекватного метрологічного забезпечення.

Американський стандарт рекомендує порівняльну методику визначення похибки виміру АТ автоматизованими сфігмоманометрами. У стандарті враховано, що основна маса діагностичних даних по визначенню АТ отримане ручним аускультативнім способом.

Методика оцінки похибки включає одночасний вимір параметрів АТ за допомогою фонендоскопа і досліджуваного сфігмоманометра з використанням однієї оклюзивної манжетки / 48 /. Для зменшення похибки, зв'язаної із суб'єктивним сприйняттям спостерігачів тонів Н.С. Короткова, використовується фонендоскоп з розгалуженими слуховими трубками для одержання незалежних результатів двома спостерігачами. Середня величина результатів спостережень використовується при оцінці точності.

Рис 22 - Функціональна схема монітора АТ з використанням двох непрямих методів виміру

Відповідно до даної методики варто провести 3 вимірювання параметрів АТ протягом 30 хв. для кожного пацієнта. Кількість пацієнтів не повинна бути меншою від 85осіб. Стандарт регламентує, щоб середнє значення різниці величин АТ, визначеної по усіх вимірах за допомогою приладу і спостерігачами, не перевищувало ± 5 мм рт. ст.. Середньоквадратичне відхилення не повинне бути більш 8 мм рт.ст..

Неінвазивні монітори безупинного спостереження за параметрами АТ, з відображенням кривої зміни тиску на дисплеї, будуються по методу спостереження за поперечним розміром судини при пульсових коливаннях артеріальної стінки.

Функціональна схема монітора фірми Ohmeda, що реалізує даний метод, представлена на мал.23.

Пальцева оклюзивна манжетка 1 містить фотоплетизмографічний датчик, що включає випромінювач 2, що харчується від джерела 4, і фотоприймач 3, що дає сигнал, пропорційний величині діаметра пальцевої артерії. Повітряна магістраль приладу, зв'язана з манжеткою, включає компресор 11, клапан із пропорційним керуванням 9 і датчик тиску 10. У петлі електромеханічного зворотного зв'язку відбувається формування сигналу, пропорційного діаметру артерії, і напруги керуючого роботою клапана 9.

1 – Пальцева манжетка 8 - контроллер

2 – Випромінювач 9- електромагн

3 – Фотоприймач 10- датчик тиску

4 – Генератор 11 - компресор

5 – Диф. Підсилювач 12 - мікропроцесор

6- Підсилювач 13 - АЦП

7- Перемикач 14 - Дісплей

Рис 23 - Функціональна схема монітора АТ по методу спостереження за зміною тиску в манжетці

У результаті, при пульсації судини, зі збільшенням просвіту артерії тиск у манжетці зменшується, а при зменшенні - збільшується. Таким чином, підтримується номінальна величина просвіту артерії, що задається мікропроцесором 12.

Тиск повітря в манжетці відслідковує коливання АТ протягом серцевого циклу і після перетворення в електричний сигнал датчиком 10 надходить на АЦП 13 для обробки в мікропроцесорі по осцилометричній методиці.

На екран дисплея 14 виводяться крива тиску й обчислені значення параметрів АТ. У приладі передбачене періодичне калібрування по сигналу від мікропроцесора 12, подаваному на перемикач 7. При цьому зворотний зв'язок розмикається і під дією напруги калібрування здійснюється пошук розміру судини, при якому пульсації тиску досягають максимуму.

Для запобігання перекручувань фотоплетизмографічного сигналу палець з манжеткою при проведенні процедур зміни АТ необхідно надійно зафіксувати.

У моніторі АРМ 770 (Cortronic USA), побудованому по аналогічному принципі, використовується стандартна плечова манжетка з постійним низьким тиском близько 30 мм рт.ст. і система, що стежить, за розширенням судинної стінки з метою визначення параметрів АТ /42 /.