Скоростта на пулсовата вълна в артериите. Метод за измерване на скоростта на разпространение на пулсова вълна. Методи за контрол на кръвонапълването на тъканите

Сфигмографията е запис на движението на артериалната стена, което се случва под въздействието на вълна на кръвното налягане при всяко свиване на сърцето. Степента на деформация на артериалната стена по време на напредването на пулсовата вълна зависи от свойствата на съда и нивото на кръвното налягане. Сфигмографията ви позволява да изчислите скоростта на разпространение на пулсовата вълна, други показатели, а също така може да се използва във фазовия анализ на сърдечния цикъл (поликардиография).

Техниката на запис е доста проста: към мястото на пулсация на съда, например радиалната артерия, се прилага сензор, който се използва като пиезокристален, тензометричен или капацитивен сензор, сигналът от който отива към записващо устройство (например електрокардиограф). При сфигмография трептенията на артериалната стена, причинени от преминаването на пулсова вълна през съда, се записват директно.

Сфигмограмата на периферните артерии се различава от централната сфигмограма по липсата на изразена инцизура. Има добре изразена основна вълна (анакрота – катакрота) и вторична вълна – като отделна вълна.

За да се регистрира скоростта на разпространение на пулсовата вълна през артериите от еластичен тип, се извършва синхронна регистрация на пулса на каротидната артерия и на бедрената артерия (в областта на слабините). Въз основа на разликата между началото на сфигмограмите (времето) и въз основа на измерванията на дължината на съдовете се изчислява скоростта на разпространение. Обикновено е 4-8 m / s. За да се регистрира скоростта на разпространение на импулса през артериите от мускулен тип, импулсът се записва синхронно на каротидната артерия и на радиалната артерия. Изчислението е същото. Скоростта, обикновено от 6 до 12 m/s, е много по-висока, отколкото при артериите от еластичен тип. Реално с помощта на механокардиограф се записва едновременно пулса на каротидната, феморалната и радиалната артерия и се изчисляват и двата показателя. Тези данни са важни за диагностиката на патологиите на съдовата стена и за оценка на ефективността на лечението на тази патология. Например при склероза на кръвоносните съдове скоростта на пулсовата вълна се увеличава поради увеличаване на твърдостта на съдовата стена. Когато се занимавате с физическа култура, интензивността на склерозата намалява и това се отразява в намаляване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна.

10. Флебография

Това е регистрация на кръвоснабдяването на големи вени (обикновено югуларната вена, затова е по-правилно да се говори за югуларна флебография). Обикновено, за да регистрирате флебограма, пациентът е в легнало положение. Сензорът (пелот, фуния) се намира от дясната страна на вътрешната или външната югуларна вена. Флебограмата на централния венозен пулс при здрав човек се състои от три положителни зъба или вълни (a - предсърдно, c - каротидно и v - вентрикуларно) и две отрицателни вълни - x и y. Вълна а - предсърдна, поради свиване на дясното предсърдие, при което изтичането на кръв от вените спира, което ги кара да се подуват. Вълна c - отразява каротидния пулс и е свързана с предаването на движение от каротидната артерия, лежаща под вената. Вълна c е последвана от първата отрицателна вълна - % (колапс, недостатъчност) - това се дължи на систола на вентрикула - в този момент първо се създава вакуум в предсърдията, което причинява повишено изпразване на кръвта от вената. След това идва положителната вълна v - вентрикуларна, поради факта, че по време на фазата на изометрична релаксация атриовентрикуларната клапа все още не е отворена и следователно кръвта започва да препълва атриума и да възпрепятства изтичането на кръв от вените в атриума. След тази вълна започва втората отрицателна вълна y, която отразява фазата на бързо пълнене на вентрикула с кръв: кръвта от предсърдията бързо преминава в вентрикула и следователно вените се изпразват по-бързо от обикновено. Венозният пулс (флебограма) е важен при диагностицирането на заболявания, свързани с дефекти или функционални нарушения на дясното сърце. Например, с дефект на трикуспидалната клапа, по-специално, с нейната стеноза (недостатъчно отваряне) по време на диастола, вълна а е силно изразена на флебограмата поради затрудненото изпразване на кръвта от атриума в вентрикула през стеснения отвор. При недостатъчност на трикуспидалната клапа между вълни 8 и c се появява нова вълна I, която се причинява от регургитация, т.е. обратно изтласкване на кръв от вентрикула в атриума по време на вентрикуларна систола. Колкото по-висока е степента на недостатъчност на трикуспидалната клапа, толкова по-изразена е тази вълна I.

Флебограмата на централния венозен пулс също се използва за получаване на количествена оценка на налягането в белодробната циркулация. Установено е, че има известна връзка между продължителността на изометричната фаза на релаксация на дясната камера, сърдечната честота и налягането в белодробната артерия. Например, ако сърдечната честота = 70 удара / мин и продължителността на изометричната фаза на релаксация на дясната камера е 0,08 s, тогава налягането в белодробната артерия е 40 mm Hg. Изкуство. Продължителността на фазата на изометрична релаксация се определя въз основа на синхронна регистрация на FKG (фонокардиограми) и FG (флебограми) - като интервал от белодробния компонент на II тон на FKG до отварянето на трикуспидалната клапа (горната част на вълна V).

Когато сърцето по време на систолаизпомпва кръв в аортата, в първия момент се разтяга само началната част на аортата, т.к инерцията на кръвта в аортата предотвратява незабавното изтичане на кръв към периферията. Но повишеното налягане в началната част на аортата преодолява инерцията и фронтът на вълната, разтягащ стената на съда, се разпространява по-нататък по аортата. Това явление се нарича разпространение на пулсова вълна в артериите.

Скорост на пулсовата вълнав аортата обикновено варира от 3 до 5 m / s, в големите артериални клонове - от 7 до 10 m / s, а в малките артерии - от 15 до 35 m / s. Като цяло, колкото по-голям е капацитетът на една или друга част от съдовата система, толкова по-ниска е скоростта на разпространение на пулсовата вълна, следователно скоростта на разпространение на пулсовата вълна в аортата е много по-ниска, отколкото в дисталните части на артериалната система, където малките артерии се характеризират с по-малко съответствие на съдовата стена и по-малък резервен капацитет. В аортата скоростта на разпространение на пулсовата вълна е 15 пъти по-малка от скоростта на кръвния поток, т.к. разпространението на пулсова вълна е специален процес, който само леко засяга движението на цялата маса кръв по съда.

Изглаждане на пулсовите колебанияналягане в малки артерии, артериоли и капиляри. Фигурата показва типични промени в модела на пулсовата вълна, когато пулсовата вълна преминава през периферните съдове. Особено внимание трябва да се обърне на трите долни криви, където интензитетът на пулсациите става все по-малък в малките артерии, артериолите и накрая в капилярите. Всъщност пулсови колебания на капилярната стена се наблюдават, ако пулсациите в аортата са рязко увеличени или артериолите са изключително отпуснати.

Намаляване на амплитудата на пулсациитев периферните съдове се нарича изглаждане (или затихване) на пулсовите трептения. Има две основни причини за това: (1) съдово съпротивление на кръвния поток; (2) съответствие на съдовата стена. Съдовото съпротивление допринася за изглаждането на пулсовите колебания в стените на съдовете, тъй като все по-малък обем кръв се движи напред след фронта на пулсовата вълна. Колкото по-голямо е съдовото съпротивление, толкова по-голяма е обструкцията на обемния кръвен поток (и по-малка е нейната величина). Съответствието на съдовата стена също допринася за изглаждането на пулсовите колебания: колкото по-голям е резервният капацитет на съда, толкова по-голям е обемът на кръвта, необходим за предизвикване на пулсация по време на преминаването на фронта на пулсовата вълна. По този начин можем да кажем, че степента на изглаждане на пулсовите колебания е право пропорционална на произведението на съпротивлението на съда и неговия резервен капацитет (или съответствието на съдовата стена).

Метод за измерване на аускултаторно налягане

Изобщо не е необходимо вкарайте игла в артерията на пациентаза измерване на кръвното налягане по време на рутинен клиничен преглед, въпреки че в някои случаи се използват директни методи за измерване на налягането. Вместо това се използват индиректни методи, най-често аускултаторен метод за определяне на величината на систолното и диастолното налягане.

Аускултаторен метод. Фигурата показва аускултаторен метод за определяне на величината на систолното и диастолното налягане. Стетоскопът се намира в областта на лакътя над радиалната артерия. На рамото се поставя гумен маншет за надуване на въздуха. Докато налягането в маншета остава по-ниско от това в брахиалната артерия, стетоскопът не улавя никакви звуци. Въпреки това, когато налягането в маншета се увеличи до ниво, достатъчно за прекъсване на кръвния поток в брахиалната артерия, но само по време на диастолното намаляване на налягането в нея, можете да чуете звуците, които придружават всяка пулсация. Тези звуци са известни като тонове на Коротков.

Истинската причина за тоновете на Коротковвсе още се обсъждат, но основната причина за появата им без съмнение е, че отделни порции кръв трябва да пробият през частично запушен съд. В този случай в съд, разположен под маншета, кръвният поток става турбулентен и предизвиква вибрации, което е причината за звуците, чувани със стетоскоп.

За измерване на кръвно наляганеаускултаторен метод, налягането в маншета първо се повишава над нивото на систолното налягане. В същото време брахиалната артерия се затяга по такъв начин, че кръвотокът в нея напълно липсва и тоновете на Коротков не се чуват. След това налягането в маншета постепенно се намалява. Веднага щом налягането в маншета падне под систолното ниво, кръвта започва да пробие през компресираната област на артерията по време на систолното повишаване на налягането. По това време в стетоскопа се чуват звуци, подобни на почукване, които се появяват синхронно със сърдечните удари. Налягането в маншета в момента на появата на първия звук се счита за равно на систоличното налягане в артерията.

Като наляганев маншета продължава да намалява, характерът на тоновете на Коротков се променя: те стават по-груби и по-силни. Накрая, когато налягането в маншета спадне до диастоличното ниво, артерията под маншета остава незатисната по време на диастола. Условията, необходими за образуването на звуци (пробив на отделни порции кръв през стеснена артерия), изчезват. В тази връзка звуците изведнъж стават заглушени и след намаляване на налягането в маншета с още 5-10 mm Hg. Изкуство. спрете напълно. Налягането в маншета по време на промяната в характера на звука се счита за равно на диастоличното налягане в артерията. Аускултаторният метод за измерване на систолното и диастолното налягане не е абсолютно точен. Грешката може да достигне до 10% в сравнение с директното измерване на артериалното налягане с катетър.

Нормално кръвно наляганеизмерено чрез аускултаторен метод. Фигурата показва нормалните нива на систолното и диастоличното кръвно налягане в зависимост от възрастта. Постепенното повишаване на кръвното налягане с възрастта се обяснява с възрастовите промени в регулаторните механизми, които контролират кръвното налягане. Бъбреците са основно отговорни за дългосрочното регулиране на кръвното налягане. Както знаете, бъбречната функция се променя значително с възрастта, особено при хора над 50 години.

Сърдечно-съдовите заболявания (ССЗ) са водещата причина за смърт и фатални заболявания при мъжете и жените. През 1948 г. Framingham Cardiac Study, водено от Националния институт за сърце, бели дробове и кръв (NIBSLK), започва да изучава факторите и характеристиките, които водят до ССЗ. Докато наборът от инструменти и обхватът на извършените анализи бяха доста ограничени по това време, конфигурацията на пулсовата вълна беше важен параметър, записан в това проучване. Установено е, че визуалното изследване на моделите на трептене на пулсова вълна с висока степен на точност корелира с повишен риск от развитие на ССЗ.

Наскоро изследователи от St. Томас преразгледа това изумително наблюдение. Група изследователи от Св. Томаса изложи първоначалните си открития, за да докаже, че цифровият пулсов обем на цифровия фотоплетизмографски сензор е пряко свързан с импулсите на радиалното и брахиалното кръвно налягане.

Импулсът се генерира, когато сърцето изпомпва и циркулира кръв. Първият компонент на вълновата форма на цифровия импулсен обем (DVP) (т.е. систоличният компонент, показан в синьо по-долу) е резултат от директното разпространение на импулса от артериалния корен към пръста. Докато импулсът преминава надолу по ръката, директен импулс се изпомпва по аортата в долната част на тялото. Това води до промяна в диаметъра на артерията и бифуркации, поради което част от импулса се отразява обратно. Тези отражения кулминират в едно вълново отражение от долната част на тялото, което се движи нагоре по аортата и след това надолу към пръста, образувайки втория компонент на CRP (т.е. диастоличния компонент, показан по-долу в зелено). Рамото служи като проводник както за директната предавателна вълна, така и за отразената вълна, като по този начин има малък ефект върху DSP веригата.

Конфигурацията на формата на вълната на дигиталния пулсов обем е пряко свързана със сковаността на голямата артерия и съдовия тонус. Следователно характеристиките на формата на вълната на цифровия импулсен обем може да варират в зависимост от тези фактори.

Скорост на пулсовата вълна (PWV)

Ние наблюдаваме и измерваме скоростта на пулсовата вълна (PWV) в артериалната система по време на кръвообращението. Този физиологичен феномен ни предоставя уникална информация за причините за промените в кръвното налягане, потока, скоростта и срязването на профила. Такива промени в пулсовата вълна могат да се използват за класифициране на артериалното съответствие. Вижте диаграмата по-долу за повече подробности:

S (Начална точка на артериалния пулс - вълна)
Аортната клапа се отваря; кръвта се отстранява от лявата камера.

P (Първа основна сфигмографска вълна)
Вълната се причинява от изтласкване от лявата камера, което линейно разширява артериалната стена.

T (втора допълнителна сфигмографска вълна)
Вълна, отразена от малка артерия.

C (Рязане на къдрици)
Крайната точка на систолната фаза, аортната клапа се затваря.

D (дикротична вълна)
Отразена осцилаторна вълна в резултат на удара на кръвта, причинена от кръвното налягане в аортата, срещу артериалната клапа

Заболяванията и нарушенията на сърдечно-съдовата система са пряко свързани със състоянието на малките и големите артерии. Артериалната скованост и дилатацията на главните артерии са мощни предсказатели за потенциални здравословни проблеми, сърдечна недостатъчност, бъбречни усложнения, атеросклероза и инфаркт. Възрастта и систолното налягане са двата най-важни фактора, които могат да увеличат PWV. С остаряването на тялото се появява медикалциноза и артериите губят своята еластичност. В резултат на това измерването на PWV е полезно за изследване на ефектите от стареенето, съдовите заболявания и ефектите на вазодилататорите и вазоконстрикторите върху артериите.

Измерване на скоростта на пулсовата вълна:

Бърз и обективен анализ на функционирането на съдовата система
Качествено определя артериалната скованост и дилатация
Предоставя информация за сърдечно-съдовия статус
Улеснява наблюдението на лекарства и други лечения, начин на живот/диета
Помага за спиране на развитието на болестта

PWV анализ

PWV анализът е широко признат от Европейското дружество за лечение на хипертония като неразделна част от диагностиката и лечението на хипертония (т.е. високо кръвно налягане). Връзката между PWV и сърдечно-съдовите заболявания, увреждането и смъртта е доказана.

Индексите на артериална твърдост (EEl, DDI и DEI) предоставят важна информация на здравните специалисти. Този анализ осигурява бърза и обективна оценка на функционирането на съдовата система. Тази информация е полезна за информиране и насочване на здравните работници (тъй като данните могат да се използват за вземане на решения относно започване на лечение, преди да се появят симптоми или клинични признаци).

Анализът на PWV определя дали съдовата система функционира правилно, дали има някакви ограничения в нейната функционалност, които могат да застрашат здравето на пациента. Здравото сърце ефективно доставя кислород и хранителни вещества в цялото тяло, докато изпомпва отпадъчните продукти към бъбреците, черния дроб и белите дробове за отстраняване от тялото. За да се случи това, артериите трябва да са в добро състояние. С течение на времето артериите могат да станат атеросклеротични, артериосклеротични или да се втвърдят (загубват еластичност и стават по-стеснени). Тези промени увеличават стреса върху сърцето, клапите и артериите, което може да доведе до инсулт, инфаркт, бъбречна недостатъчност и/или внезапна смърт.

Артериалната скованост, причинена от медикалциноза и загуба на еластичност (т.е. стареене), е най-важният фактор, допринасящ за увеличаването на PWV. Скоростта на пулсовата вълна (PWV) е мощно и силно възпроизводимо измерване за оценка на съдова ендотелна дисфункция (т.е. артериална еластичност) и артериална скованост.

Преглед

Разпределението на кръвта през артериите става по време на един сърдечен ритъм. Кръвта се движи през артериите поради кинетичната енергия от мястото на отстраняване на кръвния обем до потенциалната енергия на удължения участък на съдовата стена. Настъпват последващи промени с налягане, поток, скорост и конфигурация. Тези промени представляват физиологичен феномен, известен като пулсова вълна, който е лесен за наблюдение и измерване при анализ на артериалното съответствие.

Взаимодействия

Възрастта е най-важният фактор, допринасящ за увеличаването на PWV. Артериалната скованост се дължи на калцирането и загубата на еластичност, които съпътстват процеса на стареене. Проучванията показват, че повишаването на PWV може да бъде предвестник на развитие на атеросклероза (напр. диабет), докато други проучвания не са открили увеличение на PWV с възрастта при пациенти с предразположение към атеросклероза (т.е. диагностицирани с наследствена хиперхолестеролемия). Като се има предвид всичко по-горе, беше установена качествена връзка между процеса на атеросклероза и артериалната скованост.

Проучванията показват, че хипертонията, повече от атеросклерозата, допринася за увеличаването на свързаната с възрастта артериална скованост. Докато кръвното налягане е ценен първичен индикатор за хипертония, PWV предоставя допълнителни подробности. Анализът на PWV измерва движението на артериалната стена чрез стимулиране на движението чрез индуцирано от baroflex импулсно налягане.

Обширното увреждане на артериите допринася за развитието на сърдечно-съдови патологии и повишена смъртност, наблюдавана при хипертония. Артериалното раздуване, свързано с това нараняване, води до увеличаване на диспропорцията между систолното налягане и пулсовото налягане. Тези фактори са свързани с увеличаване на честотата и смъртността от сърдечно-съдови заболявания. Анализът на пулсовата вълна предоставя информация за артериалната скованост и раздуването, което е изключително важно при изследването на стареенето, съдовите нарушения и лекарствата, които разширяват или свиват артериите.

Пациенти със захарен диабет и коронарна артериална болест често показват влошаване на артериалната функция в незапушени артерии. При атеросклероза стените на артериите са склонни да се удебеляват, втвърдяват и стесняват, което ги прави по-малко ефективни при усвояването на енергия от артериалния пулс. Това от своя страна увеличава PWV.

Установяването на състоянието на магистралните артерии е от ключово значение за ранната диагностика, лечение и профилактика на сърдечно-съдовите заболявания. Анализът на артериалната скованост предоставя богата информация за потенциални медицински проблеми, включително инфаркти, сърдечна недостатъчност, диабет и бъбречни усложнения.

PWV измерване с пръстов сензор

Когато сърцето се свива, то произвежда директна вълна, която се движи надолу към пръста. Тази вълна се отразява в долната част на тялото и също отива към пръста. Тази комбинация, директни и отразени вълни, се измерва и записва с помощта на сензор на пръста.

Цифров импулсен обем (DVP)

Първият компонент на формата на вълната на цифровия импулсен обем (DVP) (т.е. систоличният компонент) е резултат от директното разпространение на импулса от артериалния корен към пръста. Докато импулсът преминава надолу по ръката, директен импулс се изпомпва по аортата в долната част на тялото. Това води до промени в кръвното налягане, поради което част от пулса се отразява обратно към пръста. Тези отражения кулминират в едно вълново отражение от долната част на тялото, което се движи нагоре по аортата и след това надолу към пръста, образувайки втория компонент на CRP (т.е. диастолния компонент). Рамото служи като проводник както за директната предавателна вълна, така и за отразената вълна, като по този начин има малък ефект върху DSP веригата.

Измерване на цифров сърдечен ритъм (DVP)

Цифровият импулсен обем се измерва чрез предаване на инфрачервена светлина през пръста. Количеството абсорбирана светлина е право пропорционално на количеството кръв в пръста.

Наличието на контролна система ви позволява да поддържате оптимално ниво за измерване на промените в обема на кръвното налягане. Това минимизира възможността за получаване на неправилни сигнали, причинени от вазоспазъм или лоша перфузия.

Измерване на артериалната твърдост

Системата PWV демонстрира висока ефективност при оценка на артериалната твърдост. Използвайки цифрови данни за пулсовия обем от инфрачервен сензор за пръсти, системата PWV определя времето, необходимо на пулсовите вълни да преминат през артериите. Конфигурацията на формата на вълната, получена в резултат на това измерване, е пряко свързана с времето, необходимо на пулсовите вълни да преминат през артериалната система. Скоростта, с която пулсът преминава през артериите, е пряко свързана с артериалната скованост. По този начин това измерване прави PWV ценен и неинвазивен инструмент за оценка на съдовите промени.

Клинично значение на артериалната скованост

Формата на вълната на дигиталния пулсов обем, измерена от системата PWV, не зависи от промените в съдовата система, а по-скоро се определя от артериалната скованост (оценена от SI) в големите артерии и съдовия тонус (оценен от RI). Артериалната скованост ефективно оценява здравето на даден орган и предоставя информация за необходими промени в начина на живот или необходимо медицинско лечение. Освен това е силен индикатор за редица потенциални медицински проблеми, включително сърдечно-съдови заболявания.

Измерване на ендотелната функция

В допълнение към артериалната скованост, системата PWV ефективно определя съдовия тонус на артериалното дърво. Използвайки високопрецизен фотоплетизмографски преобразувател със схема за кондициониране на сигнала, системата PWV измерва формата на вълната на PWV. Мощна система за контрол поддържа оптималното ниво на предаване, за да измерва промените в обема на кръвта с най-голяма точност, независимо от размера на пръста. Това е неинвазивна, независима от оператора система за измерване на артериалната скованост и съдовия тонус.

Клинично значение на функционирането на ендотела

Системата PWV може да се използва за измерване на промени във формата на вълната на PWV, дължащи се на ендотелиално зависими вазодилататори като салбутамол (албутерол). Тези наблюдения могат да се използват за оценка на функционирането на ендотела. Салбутамолът се прилага съвсем просто, чрез вдишване, което опростява този анализ, който може да се извърши както в клиниката, така и в дома на пациента.

Техническо описание на PWV анализ

Системата PWV събира информация за формата на вълната на пациента с помощта на неинвазивен сензор, разположен на пръста. Измерванията, направени от апланационния тонометър, включват:

Продължителност на изпразване
Индекс на артериалното удебеляване и налягане
Индекс на субендокардиална жизнеспособност

Системата е полезна както за лечение на заболявания като хипертония, диабет, бъбречна недостатъчност, така и за ранна диагностика на сърдечно-съдови заболявания.

Ключови приложения на PWV анализа

1. Ранна диагностика: Лесно и бързо идентифицира пациенти с риск от следните заболявания:
а. хипертония
b. Артериосклероза (втвърдяване на артериите)
° С. нарушения на кръвообращението
д. Преждевременно стареене на кръвоносните съдове
д. Аномалии в по-малките кръвоносни съдове (тези, които не могат да бъдат покрити от маншет за кръвно налягане)

2. Подобрен резултат: Измерва артериалната скованост и нейното въздействие върху хипертония, диабет, инфаркт.

3. Мониторинг: Оценява резултатите от медикаментозното лечение

Компоненти на системата:

1 Анализ на ключови параметри, включително:
o Пулсово налягане върху аортата
o Систолно налягане върху аортата
o Индекс на разширение на аортата
o Натоварване на лявата камера
o Пулсово налягане в лявата камера и възходящата аорта (която носи церебралния кръвен поток)
o Централно систолно налягане (както се получава от барорецепторите)
o Продължителност на изпразването по отношение на сърдечния цикъл
o Перфузионно кръвно налягане по време на сърдечния цикъл

2 Оценка на артериалната скованост и нейното клинично въздействие върху сърцето

3 Измерване на субендокардиалната жизнеспособност

Предимства:

Ранно прогнозиране на бъдещи сърдечно-съдови събития
Оценка на медицинско лечение, което не може да се получи чрез измерване на налягането в рамото
Международно признат като индикатор за увреждане на органи и предиктор на сърдечносъдов риск
Ясни доказателства за ефекта от промените в начина на живот и лечението с лекарства върху пациента
Удобни и неинвазивни
Неизползвани консумативи
Резултати в реално време
Автоматично и независимо от оператора

Приложение на PWV

Болестите на сърдечната система са най-често срещаните - срещат се при повече пациенти от всички други заболявания. Много хора може дори да не осъзнават, че имат някакъв проблем със сърцето, докато не получат инсулт или инфаркт. Факторите, водещи до нарушения в работата на сърдечната система, са много разнообразни и списъкът им непрекъснато нараства. Фактори, свързани с начина на живот, като висок холестерол, тютюнопушене и кръвно налягане, се свързват с инфаркти и инсулти сравнително наскоро, докато други детерминанти като възраст и диабет са известни фактори.

Всички тези фактори допринасят за скованост на артериите, което от своя страна ограничава притока на кръв, като по този начин поставя допълнителен стрес върху сърцето.

Анализът на пулсовата вълна измерва кръвното налягане точно и прецизно. Той позволява на лекарите да оценят артериалния и сърдечно-съдовия статус на пациента с най-голяма точност. Той измерва кръвното налягане на нивото на сърцето в сравнение с налягането на ръката на пациента, измерено по традиционния начин с компресионен маншет. Измерването на пулсова вълна предоставя на лекарите ценна информация за връзката между сърцето на пациента и неговите кръвоносни съдове и тази информация им позволява да анализират сърдечната функция на пациента.

Тази революционна технология допълва традиционното измерване с компресионен маншет, тъй като предоставя допълнителна информация за сърдечната дейност. По този начин PWV анализът е полезен за използване у дома, в клинични условия и в операционни зали. PWV анализът предоставя на кардиолозите, лекарите и пациентите изчерпателна информация за функционирането на сърдечно-съдовата система.

Кардиология и терапия

Системата PWV се вписва безпроблемно в клинични или специализирани настройки и предоставя ценна информация за здравето и артериалния статус на пациента. Това позволява както на лекаря, така и на пациента да вземат решения за по-добро лечение.

Преглед на аритмии и други аномалии
Оценете артериалния статус
Предписвайте лекарства за по-ефективно лечение на хипертония
Рано откривайте сърдечносъдовите рискове
Следете ефективността на лечението с лекарства
Насърчавайте избора на здравословен начин на живот, като демонстрирате разбираеми резултати
Пълно, последователно и точно измерване на кръвното налягане

Независимо дали става въпрос за професионален спорт или фитнес, PWV анализът предоставя важна информация за сърдечната функция и цялостното здраве на тялото. Резултатите могат да се използват за организиране и стимулиране на ефективен тренировъчен режим.

Задайте възрастта на съдовата система (т.е. показател за общо артериално здраве)
Наблюдавайте напредъка (определете кои упражнения имат благоприятен ефект върху здравето на артериите за определен период от време)
Определете кога тялото е загрято и готово за упражнения

хипертония
Това лесно за използване устройство предоставя изчерпателна информация за здравето на сърцето и артериите, необходима за ефективно диагностициране, лечение и наблюдение на хипертония.

Измерване на периферно кръвно налягане и пулс (т.е. водещи измервания в клиничното лечение на хипертония)
Прогноза за ССЗ чрез централно измерване на кръвното налягане (по-силен предиктор от периферното кръвно налягане)
Определяне на индекса на натрупване (показател за артериална възраст, статус и чувствителност към лечението)

фармацевтични продукти
Системата PWV е бърз, лесен за използване начин за получаване на ценна информация за пациентите за изграждане на успешни взаимоотношения с клиенти.

Определяне на възрастта на съдовата система (т.е. показател за общо артериално здраве)
Проследяване на ефекта от начина на живот, леченията и лекарствата
Скрининг за аритмии и други патологии
Точно измерване на кръвното налягане

здравна индустрия
Демонстрация на ефектите от уелнес терапията или програмите върху цялостното здраве на пациентите чрез PWV анализ.

Извършване на подробен кардиологичен преглед във всяка обстановка (пример: клиника, дом и др.)
Предлагане на изчерпателна информация за здравето на клиентите
Демонстрирайте ефекта от здравословния начин на живот и проследете напредъка на пациента

Защо е необходим тест за артериална еластичност?

В много части на света, като Съединените щати и Канада, сърдечно-съдовите заболявания под формата на инфаркт или инсулт са водещата причина за смърт. Още повече хора страдат от сърдечно-съдови заболявания или увреждания. Цената на здравната система и броят на загубените животи е потресаващ.

Фактът, че здравето на ендотела и функционирането на кръвоносните съдове е пряко свързано с цялостното здраве на сърдечно-съдовата система, стана широко известен. Определянето и проследяването на работата на артериите на това ниво позволява ранна намеса и профилактика на заболяването.

Стареенето и болестите нарушават еластичността и работата на кръвоносните съдове. Тези промени отслабват пулсиращата функция на артериите, което може да доведе до сърдечно-съдови и здравословни проблеми. Измерването на пулсиращата функция или скоростта на пулсовата вълна предоставя важна информация, която традиционните измервания на кръвното налягане не могат да предоставят.

Артериална скованост

Терминът "артериална скованост" описва пластичността или еластичността на артериите. Втвърдяването или сковаността на артериите се описва като артериосклероза. Артериалната скованост описва колко усилено трябва да работи сърцето, за да изпомпва кръв в тялото.

Защо артериалната скованост има значение?

Работата на артериите е пряко свързана с потенциалното развитие на сърдечно-съдови заболявания като инфаркт или инсулт. Измерването на артериалната скованост предоставя информация за големите артерии и предлага ранно идентифициране на рискови пациенти. Артериалната скованост също се оказа по-точен предсказател за сърдечно-съдова дисфункция от традиционния метод на компресионния маншет.

Метод за измерване на артериалната скованост

Индекс на натрупване: Измерва артериалната скованост въз основа на конфигурацията на пулсовата вълна
Централно кръвно налягане: има тенденция да се повишава с по-голяма артериална скованост
Скорост на пулсова вълна: измерва времето, необходимо на пулсова вълна в кръвното налягане да измине разстоянието между две точки в артериалното дърво
Дебелина на интима-медия на каротидната артерия: Ултразвукът измерва дебелината на стената на артерията

Как PWV тестът измерва артериалната скованост?

PWV анализът е изключително ефективен при оценката на артериалната скованост. Системата използва прост и удобен инфрачервен сензор на пръста, за да определи продължителността на времето, необходимо на пулса да премине през артериите. Скоростта на разпространение на пулсовата вълна е право пропорционална на артериалната скованост. Индексът на натрупване и данните за централното кръвно налягане, получени от това измерване, са признати индикатори за скованост на голяма артерия.

Как артериалната скованост е свързана с кръвното налягане?

Когато сърцето изпомпва кръв в артериалната система, сковаността на артериите определя колко лесно тази кръв се движи в тялото. Меките, пластмасови артерии провеждат кръвта лесно и ефективно, така че сърцето не трябва да работи много усилено. Обратно, нееластични и твърди артерии оказват съпротивление на притока на кръв, като по този начин допълнително натоварват сърцето и го принуждават да работи по-активно. Силата на всеки удар и съпротивлението на кръвния поток, оказвано от артериите, определят кръвното налягане.

Начини за намаляване на артериалната скованост

След като бъде поставена диагнозата артериална скованост, могат да се използват няколко лечения.

1 Физическа активност
o Постоянната физическа активност помага за предотвратяване на по-нататъшно втвърдяване и може да увеличи еластичността

2 Лекарства за кръвно налягане
o Някои лекарства за кръвно налягане отпускат артериалната стена, като по този начин намаляват сковаността

3 Нови лекарства
o Проучват се нови лекарства, въпреки че дългосрочните щети може да са непоправими

4 Индивидуален подход към лечението
o Лекарите могат да предпишат комбинация от начин на живот и възможности за лечение

Скованост на аортата

Скоростта на пулсовата вълна играе важна роля при анализирането на влиянието на артериалната скованост върху общото здраве. Широко признато е, че сковаността на аортата е ефективен предиктор и индикатор за сърдечно-съдови нарушения и заболявания.

По-високата PWV в старееща, нееластична аорта, например, води до бързо връщане на отразената (систолна) вълна към сърцето. Това измерение определя повишения риск от три потенциални сърдечно-съдови събития.

1. Повишено централно пулсово налягане
Централното систолично налягане се повишава и причинява напрежение върху кръвоносните съдове на мозъка. Това може да доведе до инсулт. Важно: Тази промяна може да настъпи без забележима промяна в систолното налягане в маншета.

2. Повишено натоварване на лявата камера (LV натоварване)
Тъй като натоварването на лявата камера (LV натоварване) се увеличава, масата на LV и хипертрофията на LV се увеличават. Това увеличение на натоварването на LV се обозначава с областта с черни стрелки.

3. Намалено перфузионно налягане на коронарната артерия в диастола
По време на периода на критична диастола се наблюдава намаление поради налягането, което се разпространява през коронарните артерии. Това увеличава риска от сърдечна исхемия.

PWV анализ и упражнения

Изследванията показват, че упражненията подобряват еластичността и намаляват артериалната скованост. Физическите упражнения не само имат огромен ефект върху артериите в дългосрочен план, но някои положителни резултати се забелязват и могат да бъдат измерени почти веднага. След спорт се намалява времето за връщане на отразената пулсова вълна към сърцето, като по този начин се намалява натоварването на сърцето и се повлиява благоприятно цялостното състояние на сърдечно-съдовата система. В дългосрочен план е доказано, че комбинацията от аеробика и упражнения за гъвкавост като йога и пилатес допълнително подобрява артериалната еластичност.

Анализът на PWV предоставя ценна информация за влиянието на спорта върху артериалната скованост. Оценката на състоянието на артериите преди спорт, по време, след и след дълъг период от време улеснява проследяването, наблюдението и анализирането на състоянието на съдовата система на пациента. Данните, събрани по време на PWV анализа, са полезни в следните стъпки:

загрявка
o Откриване на скоростта, с която артериите се разширяват в отговор на упражненията и времето, когато тялото е правилно загрято и готово да премине към следващото ниво

Мигновен ефект
o Оценка на реакцията на тялото към повишена физическа активност и проследяване на артериалния отговор за измерване на ефективността и ефективността на кръвния поток

Възстановяване след спорт
o Установяване на времето, необходимо на артериите да се върнат в състояние на покой след прекратяване на спорта

Дълготраен ефект
o Проследяване на подобренията във възрастта на кръвоносните съдове с течение на времето въз основа на предписан режим на обучение, промени в начина на живот и др.

Типичен отговор на упражнения

Спортните упражнения предизвикват физиологичен ефект върху кръвното налягане, което може да се измери с помощта на индекса на натрупване. По време на физическа активност сърдечната честота се увеличава, а индексът на натрупване намалява. В същото време се наблюдават минимални промени в кръвното налягане по време на тренировка. След края на физическата активност както индексът на натрупване, така и пулсът се връщат към стойностите си в покой.

Следващата таблица илюстрира типичен отговор на упражнения, измерен чрез сърдечна честота, диастолично налягане и систолично налягане. Той също така показва промените преди, по време и след спорт.

Загряващ ефект

Повишената физическа активност принуждава сърцето да изпомпва повече кръв, за да осигури храна на всички органи. В началото на спорта артериите тепърва трябва да се разширяват. Съответно кръвното налягане се повишава, тъй като кръвта се втурва към органите за доставка. Този първоначален дисбаланс увеличава натоварването на сърцето. Това увеличаване на физическата активност и скокът на кръвното налягане кара артериите да се разширяват в отговор. Артериалната дилатация улеснява ефективния кръвен поток и позволява на сърцето да доставя кръв ефективно в цялото тяло. Артериалното разширяване също така намалява натоварването на сърцето, което води до нормално кръвно налягане, докато пулсът остава повишен.

Ефектът от спорта

Физическата активност води до значителни промени в движението и циркулацията на кръвта. Тези физиологични промени включват следното:

повишен сърдечен ритъм
Промени в кръвното налягане
Разширяване на кръвоносните съдове

Ако упражненията не са нормална част от ежедневието на пациента, измерванията на PWV трябва да се правят, когато пациентът е в отпуснато, спокойно състояние. Това ще ви позволи да постигнете по-точни резултати.

Преди спорт:

След спорт:

Преглед на научните статии за хипертонията

Следните статии и публикации предоставят допълнителни изследвания и данни за ролята на артериалното здраве за цялостното сърдечно-съдово здраве.

„Повторно отваряне на артериите“

John R Cockcroft и Ian B Wilkinson (2002) заключават, че анализът на артериалната скованост може да помогне при лечението на сърдечно-съдови заболявания. Въпросът за изследване на такива приложения в бъдещо проучване беше повдигнат от Laurent и др. (2002), а методите за измерване на артериалната твърдост бяха предложени от McKenzie и др. (2002).

Технологиите за измерване на артериална твърдост са допълнително проучени от Oliver и Webb (2003) заедно с техните практически приложения и взаимодействия със сърдечно-съдови лекарства. Тези ранни прегледи показаха значението на артериалното здраве и неговата роля при определяне на кръвното налягане.

"Хипертонията като артериален симптом"

Izzo (2004) представя връзката между изолираната систолна хипертония и артериалната скованост, Kass (2005) изследва връзката между артериалната скованост и камерната функция. Тази тема беше допълнително проучена от Nichols (2005) и по-скоро от Zeeman et al. (2005).

Тези важни проучвания подтикнаха публикуването на консенсусно експертно мнение (Laurent et al. 2006) относно методите и приложенията на артериалната скованост. Хирата и др.(2006). Въз основа на тези данни Conn (2007) прави преглед на доказателствата от измерванията и потенциалната полза за лечението на хипертония. Michael F O "Rourke и Hashimoto (2008) публикуваха исторически преглед на данните за артериалната скованост, Franklin (2008) идентифицира артериалната скованост като нов и надежден индикатор за сърдечно-съдови заболявания.

„Лечение на артериите за управление на сърдечно-съдовия риск“

P. Avolio и др. (2009) подчертават разликата между централното и периферното кръвно налягане, докато Nilsson и др. (2009) предлагат управление на сърдечно-съдовия риск въз основа на възрастта на кръвоносните съдове. Комбинацията от традиционния метод на маншета за кръвно налягане с новия анализ на периферната пулсова вълна е описана като бъдещето за лечение на патологии на кръвното налягане от P. Avolio et al (2010).

Клиничен проблем

Според последното издание на Глобалния атлас за превенция и контрол на сърдечно-съдовите заболявания, публикуван от Световната здравна организация (2011 г.), сърдечно-съдовите заболявания са водещата причина за смърт и инвалидност в световен мащаб. Към заболявания на сърдечно-съдовата система, заболявания и увреждания на сърцето, кръвоносните съдове на сърцето, системата от кръвоносни съдове (вени и артерии) в цялото тяло и в мозъка. Сред рисковите фактори за развитие на сърдечно-съдови патологии се нарича фамилна анамнеза за някое от следните заболявания:

Сърдечно-съдово заболяване или смърт поради сърдечно-съдово заболяване
затлъстяване
Диабет
Висок холестерол в кръвта
Високо кръвно налягане

В допълнение към тези наследствени проблеми, начинът на живот играе важна роля за развитието на сърдечно-съдови заболявания. Пушенето и заседналият начин на живот също са известни предиктори. При липса на тези традиционни рискови фактори, специалистите могат да оценят артериалния статус, за да определят потенциала за развитие на сърдечно-съдови патологии.

Голям процент от сърдечно-съдовите заболявания могат да бъдат предотвратени, но е необходимо да се действа навреме, за да се предотвратят патологии. Артериите предоставят критична, изчерпателна информация за сърдечно-съдовите заболявания с цел подобряване на лечението. Въпреки това, след като артериите са силно блокирани поради натрупване на плака, способността за оценка на тяхната функция и структура е ограничена.

Системата PWV позволява на специалистите да оценят артериалната функция на ранен етап, за да идентифицират рисковите пациенти. Скринингът на ранен етап може да помогне за ранната диагностика и/или лечение на латентни съдови патологии, преди те да се превърнат в по-сериозен проблем. Системата PWV също така позволява на професионалистите да определят проблемите и да доведат до по-целенасочена диагностична оценка. И накрая, системата PWV позволява на лекарите да наблюдават артериалното здраве на пациента на всеки следващ етап, за да гарантират, че интервенциите имат желания ефект.

Как помага сърдечно-съдовият анализ

Традиционно сърдечно-съдовият анализ се извършва предимно с помощта на методи като електрокардиограми (ЕКГ), ехокардиограми и електрокардиограми, направени по време на тренировка. Докато тези тестове са ефективни за оценка на сърдечната функция, техният обхват е ограничен до сърцето и като такива тези методи не предоставят информация за артериите. Тъй като вече е добре установено, че артериалното здраве е присъщо свързано с артериалната функция, артериалната оценка е оптималната мярка.

Докато артериалното изследване предоставя подробна оценка на сърдечно-съдовото здраве, традиционните методи за получаване на информация се дискредитират в напредналите стадии на сърдечно-съдовите заболявания. Това се дължи на натрупване на плака, което застрашава функционалната и структурна цялост на артериите. Системата PWV заобикаля артериалната обструкция, за да оцени точно и лесно артериалната функция.

Следователно, сърдечно-съдовият анализ чрез артериална оценка е важен поради следните причини:

Клиничните изследвания на артериалната еластичност успешно установиха връзка между намалената артериална еластичност и последващото развитие на сърдечно-съдови патологии.

Артериалната скованост често е налице дори при липса на традиционни рискови фактори и допълнителни доказателства успешно свързват загубата на артериална скованост при пациенти, страдащи от високо кръвно налягане, диабет, сърдечна недостатъчност или коронарна артериална болест, с тяхното заболяване.

Изследванията показват, че фините промени в еластичността на артериите предоставят безценна информация за цялостния сърдечно-съдов статус. Промените в артериалната еластичност често предхождат заболявания като хипертония и диабет и тези промени се отразяват във формата на вълната на кръвното налягане.

Данните показват, че промените в съдовата система предшестват типичните и явни симптоми на сърдечно-съдови заболявания, както и инфаркти и инсулти, с много години. Освен това клиничните проучвания показват връзка между загубата на артериална еластичност и стареенето, което означава, че артериалната скованост е ранен биомаркер за сърдечно-съдови заболявания.

Системата PWV позволява лесно, неинвазивно измерване и анализ на сърдечно-съдовия статус. Получената информация предоставя ценна представа за артериалната еластичност, скованост и съдови промени, които са мощни детерминанти на сърдечно-съдовите заболявания. Клиничният анализ позволява ранен скрининг, лечение и проследяване на всяка значима сърдечно-съдова патология.

Федерална агенция за образование

Държавна образователна институция за висше професионално образование

"Курски държавен технически университет"

Катедра по биомедицинско инженерство

КУРСОВИ ПРОЕКТ

по дисциплина "Проектиране на диагностична и терапевтична апаратура"

по темата "Устройство за измерване на скоростта на разпространение на импулсна вълна на кръвния поток"

биомедицинско инженерство

Група БМ-85М

Ръководител на работата Кузмин А.А.

Курск, 2009 г

Въведение

Анализ на проблема

1 Определяне на скоростта на разпространение на пулсова вълна

2 Изследване на характеристиките на сфигмограмата и скоростта на разпространение на пулсовата вълна през големите артериални съдове

3 Анализ на съществуващи устройства за запис и измерване на параметри на пулсова вълна

Обосновка на блоковата схема на устройството

Избор на елементна база и изчисляване на основните елементи и възли

Изчисляване на захранването и консумацията на енергия

Заключение

Библиография

Въведение

Една от основните задачи на съвременната кардиология е намаляване на сърдечно-съдовата заболеваемост и смъртност. Сред стратегиите за неговото решаване е идентифицирането на високорискови групи за превантивни лекарствени и немедикаментозни интервенции. Като средство за оценка на риска от развитие на сърдечно-съдови заболявания (ССЗ) широко се използват различни скали (SCORE, Framingham и др.). Почти всички обаче са предназначени за масовата популация и не могат да се използват при пациенти с вече изявено ССЗ.

Възможността за прогнозиране на развитието на повтарящи се сърдечно-съдови усложнения (CVS) при пациенти с коронарна болест на сърцето (CHD) може да допринесе за формирането на ефективна стратегия за управление на тази група пациенти. Продължава търсенето на надеждни методи за оценка на прогнозата. Проучването в Ротердам показва силна връзка на повишената скорост на пулсовата вълна (PWV) - като маркер за артериална скованост - с наличието на атеросклероза. Това стана предпоставка за изследване на този параметър като предиктор на прогнозата за пациенти с коронарна болест на сърцето.

1. Анализ на проблема

.1 Определяне на скоростта на разпространение на пулсовата вълна

В момента на систола определено количество кръв навлиза в аортата, налягането в началната й част се повишава, стените се разтягат. Тогава вълната на налягането и съпътстващото я разтягане на съдовата стена се разпространяват по-нататък към периферията и се определят като пулсова вълна. По този начин, с ритмичното изхвърляне на кръв от сърцето, в артериалните съдове възникват последователно разпространяващи се пулсови вълни. Пулсовите вълни се разпространяват в съдовете с определена скорост, която обаче в никакъв случай не отразява линейната скорост на кръвния поток. Тези процеси са коренно различни. Сали (N. Sahli) характеризира пулса на периферните артерии като "вълнообразно движение, което възниква поради разпространението на първичната вълна, образувана в аортата към периферията".

Определянето на скоростта на разпространение на пулсова вълна, според много автори, е най-надеждният метод за изследване на еластично-вискозното състояние на кръвоносните съдове.

За определяне на скоростта се използват сфигмограми на периферния пулс разпространение на пулсова вълна. За целта се записват синхронно сфигмограми на каротидната, феморалната и радиалната артерия и се определя времето на забавяне на периферния пулс спрямо централния (Dt) (фиг. 1).

Ориз. 1. Определяне на скоростта на разпространение на пулсова вълна в сегментите: "каротидна - феморална артерия" и "каротидна - радиална артерия". Делта-t1 и делта-t2 - забавяне на пулсовата вълна съответно на нивото на бедрената и радиалната артерия

За да се определи скоростта на разпространение на пулсовата вълна, се извършва едновременен запис на сфигмограми от каротидната, феморалната и радиалната артерия (фиг. 2). Инсталирани са приемници (сензори) на импулса: на каротидната артерия - на нивото на горния ръб на тироидния хрущял, на бедрената артерия - на мястото на изхода й от под пупартния лигамент, на радиалната артерия - на мястото на палпиране на пулса. Правилността на налагането на импулсни сензори се контролира от позицията и отклоненията на "зайчетата" на визуалния екран на устройството.

Ако едновременният запис на трите пулсови криви е невъзможен по технически причини, тогава пулсът на каротидната и феморалната артерия се записва едновременно, а след това на каротидната и радиалната артерия. За да изчислите скоростта на разпространение на пулсова вълна, трябва да знаете дължината на сегмента на артерията между импулсните приемници. Измерванията на дължината на участъка, по който се разпространява пулсовата вълна в еластичните съдове (Le) (аорта-илиачна артерия), се извършват в следния ред (фиг. 2):

Ориз. 5. Определяне на разстояния между импулсни приемници - "сензори" (по В. П. Никитин).

Обозначения в текста:

a - разстоянието от горния ръб на щитовидния хрущял (местоположението на импулсния приемник на каротидната артерия) до югуларния вдлъбнатина, където се проектира горният ръб на аортната дъга; разстоянието от югуларния вдлъбнатина до средата на линията, свързваща двете spina iliaca anterior (проекцията на разделянето на аортата в илиачните артерии, които при нормални размери и правилната форма на корема точно съвпадат с пъпа);

c е разстоянието от пъпа до местоположението на импулсния приемник на бедрената артерия.

Получените размери b и c се сумират и разстоянието a се изважда от тяхната сума:

b + c-a \u003d LE.

Изваждането на разстоянието a е необходимо поради факта, че пулсовата вълна в каротидната артерия се разпространява в посока, обратна на аортата. Грешката при определяне на дължината на сегмента на еластичните съдове не надвишава 2,5-5,5 cm и се счита за незначителна. За да се определи дължината на пътя по време на разпространението на пулсова вълна през съдовете от мускулен тип (LM), е необходимо да се измерят следните разстояния:

от средата на югуларния прорез до предната повърхност на главата на раменната кост (61);

от главата на раменната кост до мястото на приложение на импулсния приемник върху радиалната артерия (a. radialis) - c1.

По-точно, това разстояние се измерва при прибрана ръка под прав ъгъл - от средата на югуларния прорез до мястото на пулсовия сензор на радиалната артерия - d (b1 + c1).

Както в първия случай, от това разстояние е необходимо да извадим сегмента a. Оттук:

C1 - a - Li, но b + c1 = d

Фиг.3. Определяне на времето на забавяне на пулсовата вълна от началото на издигането на възходящото коляно на кривите (според V.P. Nikitin)

Обозначения:

а - крива на бедрената артерия;

b- крива на каротидната артерия;

c- крива на радиалната артерия; e- време на забавяне по дължината на еластичните артерии; m- време на забавяне по протежение на мускулните артерии; инцизура

Втората стойност, която трябва да знаете, за да определите скоростта на разпространение на пулсова вълна, е времето на забавяне на импулса в дисталния сегмент на артерията по отношение на централния импулс (фиг. 3). Времето на забавяне (r) обикновено се определя от разстоянието между началото на нарастването на кривите на централния и периферния импулс или от разстоянието между завоите на възходящата част на сфигмограмите.

Времето на забавяне от началото на издигането на кривата на централния пулс (каротидна артерия - a. carotis) до началото на издигането на сфигмографската крива на бедрената артерия (a. femoralis) - времето на забавяне на разпространението на пулсовата вълна по протежение на еластичните артерии (te) - времето на забавяне от началото на издигането на кривата a. carotis преди началото на издигането на сфигмограмата от радиалната артерия (a. radialis) - времето на забавяне в съдовете от мускулен тип (tM). Регистрирането на сфигмограма за определяне на времето на забавяне трябва да се извършва при скорост на движение на фотографска хартия - 100 mm / s.

For greater accuracy in calculating the delay time of the pulse wave, 3-5 pulse oscillations are recorded and the average value is taken from the values ​​​​\u200b\u200bobtained during the measurement (t) To calculate the propagation velocity of the pulse wave (C), it is now necessary to divide the path (L) traveled by the pulse wave (distance between pulse receivers) by the pulse delay time (t)

C=L(cm)/t(s).

И така, за артериите от еластичен тип:

E \u003d LE / TE,

за мускулни артерии:

CM=LM/tM.

Например, разстоянието между сензорите за импулс е 40 cm, а времето на забавяне е 0,05 s, тогава скоростта на разпространение на пулсовата вълна:=40/0,05=800 cm/s

Обикновено при здрави индивиди скоростта на разпространение на пулсова вълна през еластичните съдове варира от 500-700 cm / s, през съдовете от мускулен тип - 500-800 cm / s.

Еластичното съпротивление и следователно скоростта на разпространение на пулсовата вълна зависи преди всичко от индивидуалните характеристики, морфологичната структура на артериите и възрастта на пациентите.

Много автори отбелязват, че скоростта на разпространение на пулсовата вълна се увеличава с възрастта и малко повече в съдовете от еластичен тип, отколкото в мускулните. Тази посока на промените, свързани с възрастта, може да зависи от намаляването на разтегливостта на стените на съдовете от мускулен тип, което до известна степен може да бъде компенсирано чрез промяна във функционалното състояние на неговите мускулни елементи. И така, Н.Н. Според Лудвиг (Ludwig, 1936), Савицки цитира следните норми на скоростта на разпространение на пулсовата вълна в зависимост от възрастта.

Възрастови норми на скоростта на разпространение на пулсовата вълна през съдовете от еластичен (Se) и мускулен (Sm) тип:

При сравняване на средните стойности на Se и Sm, получени от V.P. Никитин (1959) и К.А. Морозов (1960), с данните на Лудвиг (Ludwig, 1936), трябва да се отбележи, че те съвпадат доста тясно.

Е.Б. Бабски и В.Л. Карпман предложи формули за определяне на индивидуално дължимите стойности на скоростта на разпространение на пулсовата вълна в зависимост от или като се вземе предвид възрастта:

Se \u003d 0,1 * B2 + 4B + 380;

CM = 8*B + 425.

В тези уравнения има една променлива B-възраст, коефициентите са емпирични константи.

Скоростта на разпространение на пулсовата вълна през еластичните съдове също зависи от нивото на средното динамично налягане. С повишаване на средното налягане скоростта на разпространение на пулсовата вълна се увеличава, характеризирайки увеличаването на "напрежението" на съда поради пасивното му разтягане отвътре с високо кръвно налягане. При изследване на еластичното състояние на големите съдове е необходимо постоянно да се определя не само скоростта на разпространение на пулсовата вълна, но и нивото на средното налягане.

Несъответствието между промените в средното налягане и скоростта на пулсовата вълна до известна степен е свързано с промени в тоничното свиване на гладките мускули на артериите. Това несъответствие се наблюдава при изследване на функционалното състояние на артериите, предимно от мускулен тип. Тоничното напрежение на мускулните елементи в тези съдове се променя доста бързо.

За да идентифицира "активния фактор" на мускулния тонус на съдовата стена, V.P. Никитин предложи дефиниция на връзката между скоростта на разпространение на пулсова вълна през съдовете на мускулите (Sm) и скоростта през съдовете на еластичните (Se) типове. Обикновено това съотношение (CM / C9) варира от 1,11 до 1,32. С повишаване на тонуса на гладките мускули той се повишава до 1,40-2,4; при понижаване намалява до 0,9-0,5. Намаляване на SM/SE се наблюдава при атеросклероза, поради увеличаване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна през еластичните артерии. При хипертонията тези стойности, в зависимост от стадия, са различни.

По този начин, с увеличаване на еластичното съпротивление, скоростта на предаване на импулсните трептения се увеличава и понякога достига големи стойности. Високата скорост на разпространение на пулсовата вълна е безусловен признак за повишаване на еластичното съпротивление на артериалните стени и намаляване на тяхната разтегливост.

Нормално изчислената по този начин скорост на разпространение на пулсова вълна е 450-800 cm.s-1. Трябва да се помни, че тя е няколко пъти по-висока от скоростта на кръвния поток, т.е. скоростта на движение на част от кръвта през артериалната система.

По скоростта на разпространение на пулсовата вълна може да се прецени еластичността на артериите и степента на техния мускулен тонус. Скоростта на разпространение на пулсовата вълна се увеличава с аортна атеросклероза, хипертония и симптоматична хипертония и намалява с аортна недостатъчност, отворен артериален (боталичен) канал, с намаляване на мускулния тонус на съдовете, както и с облитерация на периферните артерии, тяхната стеноза и намаляване на ударния обем и кръвното налягане.

Скоростта на разпространение на пулсовата вълна се увеличава с органични увреждания на артериите (повишаване на SE при атеросклероза, сифилитичен мезоаортит) или с увеличаване на еластичното съпротивление на артериите поради повишаване на тонуса на гладките им мускули, разтягане на стените на съда с високо кръвно налягане (повишаване на CM при хипертония, невроциркулаторна дистония от хипертоничен тип). При невроциркулаторна дистония от хипотоничен тип, намаляването на скоростта на разпространение на пулсовата вълна през еластичните артерии се свързва главно с ниско ниво на средно динамично налягане.

На получената полифигмограма кривата на централния пулс (a. carotis) също определя времето на изгнание (5) - разстоянието от началото на покачването на пулсовата крива на каротидната артерия до началото на падането на основната му систолна част.

Н.Н. Савицки за по-правилно определяне на времето на изгнание препоръчва използването на следната техника (фиг. 4). Начертаваме допирателна през петата на инцизурата a. carotis нагоре по катакрота, от точката на отделянето му от катакрота на кривата спускаме перпендикуляра. Разстоянието от началото на нарастване на пулсовата крива до този перпендикуляр ще бъде времето на изгнание.

Фиг.4. Прием за определяне на времето на изгнание (според N.N. Savitsky).

Начертаваме правата АВ, съвпадаща с низходящото коляно на катакрозата.На мястото, където тръгва от катакрозата, начертаваме правата SD, успоредна на нулевата. От точката на пресичане спускаме перпендикуляра към нулевата линия. Времето на изтласкване се определя от разстоянието от началото на нарастване на импулсната крива до пресечната точка на перпендикуляра с нулевата линия. Пунктираната линия показва определянето на времето на изгнание на мястото на инцизурата.

Фиг.6. Определяне на времето на изгнание (5) и времето на пълна инволюция на сърцето (Т) според кривата на централния пулс (според V.P. Nikitin).

Времето на пълна инволюция на сърцето (продължителност на сърдечния цикъл) T се определя от разстоянието от началото на покачването на кривата на централния пулс (a. carotis) на един сърдечен цикъл до началото на покачването на кривата на следващия цикъл, т.е. разстоянието между възходящите колена на две пулсови вълни (фиг. 6).

2 Изследване на характеристиките на сфигмограмата и скоростта на разпространение на пулсовата вълна през големите артериални съдове

Характерен и ранен признак на субаортна стеноза е систоличен шум, който се чува по протежение на левия ръб на гръдната кост, в точката на Botkin, се простира до съдовете на шията, се отделя от 1-ви тон, понякога се състои от две фази и може да бъде придружен от систоличен тремор на гръдния кош. Често се чува систоличен шум над върха, който се провежда в аксиларната област (шум на регургитация). ЕКГ показва признаци на левокамерна и предсърдна хипертрофия, отрицателни Т вълни и изместване надолу на S-T интервала в левите гръдни отвеждания. Понякога дълбоки Q вълни се появяват в класическите отвеждания като отражение на хипертрофия на камерната преграда. I. Heublein et al (1971) смятат, че комплексите от тип qrS в комбинация с положителна Т вълна в левите гръдни отвеждания са характерен електрокардиографски признак на субаортна стеноза. Рентгенографията се определя от умерено увеличение на лявата камера и лявото предсърдие, повишен белодробен модел поради стагнация, понякога разширяване на възходящата аорта.

В диференциално-диагностичен план са важни промените в сфигмограмата: нейният двоен контур е характерен с бързо първо анакротично слизане поради нарастващото стесняване на изходния тракт. Повишаването на налягането в лявата камера изтласква кръвта в аортата - появява се второ покачване на кривата, по-малко стръмно от първото, последвано от дълго спускане и допълнителни флуктуации с ниска амплитуда (W. H. Carter et al., 1971).

При 88 деца е извършено сфигмографско изследване със синхронен запис на пулса от каротидната, радиалната и феморалната артерия. Сфигмографското изследване се извършва в хоризонтално положение на детето с помощта на същото триканално електронно устройство "Visocard-Multivector", използвайки пиезоелектрични импулсни приемници, едновременно с електрокардиограма във II стандартно отвеждане. Записът се извършва първо с каротидната и радиалната, след това с каротидната и феморалната артерия след 10-минутна почивка едновременно от две или повече точки, което е необходимо за определяне на скоростта на пулсовата вълна, както и синхронно с други криви, отразяващи различни прояви на сърдечната дейност (електрокардиограма, фонокардиограма).

За да се изследва функционалното състояние на големите артериални съдове, сензорите за импулс бяха инсталирани в три различни точки: на каротидната (антероцервикална бразда - на нивото на горния ръб на тироидния хрущял), радиална (в обичайната точка на палпиране на пулса) и на феморалните артерии (средата на пупартния лигамент). Регистрирането на пулсовите криви се извършва само след подходяща оптимална адаптация на сензора, при достигане на максималната амплитуда на сфигмограмата при дадено усилване.

Според времето на забавяне на пулсовите криви и разстоянието между точките, от които се записват импулсните криви, се определя скоростта на разпространение на пулсовата вълна през съдовете на мускула (в областта на каротидната артерия - радиалната артерия) и в съдовете от еластични типове (в областта на каротидната артерия - бедрената артерия). Забавянето на пулсовата вълна се измерва с разстоянието между началото на нарастването на всяка от сфигмограмите.

За да се определи дължината на пътя между каротидната и радиалната артерия, разстоянието се измерва с помощта на сантиметрова лента от горния ръб на тироидния хрущял (местоположението на първия импулсен приемник) до югуларната ямка (проекцията на горния ръб на аортната дъга). След това на отвлечената ръка, която образува прав ъгъл с тялото, се измерва разстоянието от югуларната ямка до мястото, където е регистриран пулс на радиалната артерия. Удвоеното разстояние между тироидния хрущял и югуларната ямка се изважда от общото разстояние между сензорите (тъй като пулсовата вълна в радиалната и каротидната артерия се разпространява в противоположни посоки).

За да се определи дължината на участъка "каротидна артерия - феморална артерия", се измерва разстоянието от горния ръб на тироидния хрущял до югуларната ямка, след това от югуларната ямка до пъпа (проекцията на разделянето на аортата в илиачните артерии) и от пъпа до средата на пупартитния лигамент (мястото, където се прилага третият сензор за импулс). Всички получени размери се сумират и от полученото количество се изважда удвоеното разстояние между тироидния хрущял и югуларната ямка (N. N. Savitsky, 1956; V. N. Nikitin, 1958 и др.).

Проучването на формата на импулсните криви при деца със ставно-висцерален ход на ревматоиден артрит (група I) показа, че артериалните импулсни криви, имащи общи черти, се отличават с голямо разнообразие от индивидуални характеристики. Трябва да се отбележи, че при много деца в острия период на заболяването кривите на артериалния пулс, особено от каротидната артерия, се характеризират с нестабилност на формата и амплитудата, тяхната променливост дори в различни сърдечни цикли, следващи един след друг. Очевидно причината за такава променливост е в лабилността на хемодинамиката, в неравномерната сила на сърдечните контракции, в променящата се величина на ударния обем на сърцето, в нестабилността на съдовия тонус при пациенти с ревматоиден артрит с тежък токсико-алергичен синдром.

Също така има по-често отсъствие на пресистолични колебания на кривата на каротидния пулс, отколкото при здрави деца, което е регистрирано само при 55% от болните деца (според M. K. Oskolkova, при 80% от здравите деца). При изследване на деца с ревматизъм М. К. Осколкова (1967) също посочва липсата на пресистолични колебания в кривата на каротидния пулс. Тази особеност се дължи, от една страна, на отслабване на контрактилната функция на предсърдията, от друга страна, на промени в систоличния обем на сърцето и съдовия тонус, като се има предвид, че генезисът на пресистолната вълна е свързан с изброените фактори.

Увеличаване на пресистолната вълна се наблюдава само при 5 деца, при 3 от тях, според клиничните и инструменталните методи на изследване, се предполага образуването на митрални и аортни дефекти, а при 2 преобладават симптомите на миокардит.

Инцизурата на каротидната пулсова крива при 84% от децата е ясно изразена в горната или средната трета на низходящия клон на сфигмограмата, при 11% от децата е записана в долната третина на кривата, а при 5% е лека или липсва. Дикротичната вълна на катакрота на пулса от радиалната артерия се намира при повечето деца от група I в долната му трета, за разлика от здравите деца, при които, като правило, се записва в средната трета на катакрозата (M.K. Oskolkova, 1967) и често се увеличава. Такива промени се считат за признак на намаляване на тонуса на артериалните съдове. В динамиката на наблюдението, когато основният процес затихна, с намаляване на интоксикацията се забелязва изместване на дикротичната вълна по-близо до върха на кривата и намаляване на нейната амплитуда. Този симптом може да се обясни с увеличаване на напрежението (тонуса) на стените на артериалните съдове с подобряване на състоянието на децата (V. P. Nikitin, 1950; M. K. Oskolkova, 1957). L.P. Pressman (1964), изучавайки състоянието на сърдечно-съдовата система при инфекциозни заболявания при възрастни, стигна до извода, че величината на дикротичната вълна в тях е в пряка зависимост от степента на интоксикация. Сравнението на формите на пулсовите криви с естеството на сърдечната лезия не разкрива достатъчно типични промени в сфигмограмата. С явленията на кардит при някои деца се наблюдава само леко намаляване на амплитудата на пулсовите криви, понякога променливостта на тяхната форма и размер в различни сърдечни цикли. В хода на заболяването формата на пулсовите криви от централните и периферните артерии често се променя.

Характерен признак на недостатъчност на аортната клапа при каротидна SFH е рязко издигане на кривата, слаба или липса на инцизура. Феноменът на изчезване или намаляване на тежестта на инцизурата е важен признак за участие в патологичния процес на аортата (М. Н. Абрикосова, 1963; М. К. Осколкова, 1967 и др.).

Блумбергер (1958), М. А. Абрикосова (1963), М. К. Осколкова (1967) смятат, че по-голямата или по-малка тежест на инцизурата на сфигмограма от каротидната артерия с аортни лезии зависи от степента на деформация на клапния апарат: с по-малка лезия, инцизурата е изразена, с по-голяма, тя изчезва.

В допълнение към изследването на морфологичните характеристики на сфигмограмата се изчислява скоростта на разпространение на пулсовите вълни. Проучването на скоростта на разпространение на пулсовата вълна през съдовете на еластичния и мускулния тип на пациенти със ставно-висцерална форма на ревматоиден артрит показва ясно намаляване на този показател в сравнение с нормалните стойности както в острия период, по време на лечението, така и в периода на затихване.

It follows from the table that in children aged 3 to 6 years with the articular-visceral form of the disease, the average data of the initial values ​​​​in the acute period of the disease in the vessels of the elastic type were equal to 456.8 ± 13.5 cm / s, and in the vessels of the muscular type - 484.0 ± 24.8 cm / s, not reaching normal values ​​​​even in the period of subsidence.

При деца на възраст от 7 до 11 години средните стойности на скоростта на разпространение на пулсовата вълна през съдовете от еластичен тип са 470,0 ± 22,0 cm / сек, а в съдовете от мускулен тип - 588,0 ± 15,8 cm / сек.<0,05).

Най-голямо намаляване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна се наблюдава при деца на възраст от 12 до 15 години. Средните му показатели в съдовете от еластичен тип в острия период на заболяването са 504,7+10,5 см/сек., а в съдовете от мускулен тип - 645,0-27,6 см/сек. Тези стойности са статистически значимо намалени в сравнение с данните за здрави деца (R< 0,005).

В периода на подобряване на общото състояние се наблюдава леко увеличение на скоростта на разпространение на пулсовата вълна през съдовете от еластичен тип, докато в съдовете от мускулен тип скоростта остава значително намалена (съответно 508,0 ± 10,0 cm / s и 528,7 ± 10,7 cm / s .; Р<0,01). Столь стойкое нарушение функционального состояния крупных артериальных сосудов очевидно можно объяснить высокой степенью аллергизации, продолжающейся активностью ревматоидного артрита и большой длительностью заболевания.

При възрастни пациенти V. I. Trukhlyaev (1968) отбелязва увеличение на скоростта на разпространение на пулсова вълна през големи артериални съдове. Тази разлика в сравнение с данните, получени от деца, още веднъж подчертава особеностите на бездействието на детския организъм. B. A. Gaygalene (1970) открива при възрастни асиметрия в съдовия тонус и промяна в отговора им на студ.

Проучването на естеството на кривите на централните и периферните импулси при пациенти със ставна форма на ревматоиден артрит (група II) разкри липсата на пресистолична вълна на сфигмограмата на каротидния пулс при 8 (от 31) деца. Тези пациенти са имали тахикардия, свързана, очевидно, с токсично-алергично състояние в острия период на заболяването. При останалите 23 деца е записана пресистолната вълна, варираща само по амплитуда. Върхът на пулсовите криви при 20 деца има заоблен контур, при 5 деца е заострен, а при 6 деца има формата на „систолно плато“. M. K. Oskolkova наблюдава върха на типа "систолно плато" по-често при деца с ревматизъм. I. M. Rudnev (1962) смята, че кривите от типа "плато" с висок осцилометричен индекс показват намаляване на съдовия тонус и наличието на устойчивост на кръвния поток в периферията. Като се има предвид, че при тези деца капиляроскопията разкрива спастично-атонично състояние на капилярите с преобладаване на спастичния компонент и се определят рентгенови признаци на намаляване на тонуса на сърдечния мускул, тогава може би посочената форма на сфигмограмата отразява забавяне на повишаването и намаляването на налягането в централните артериални съдове.

Инцизурата на кривата на каротидния пулс при 64,5% от децата е разположена в горната или средната трета на низходящия клон на сфигмограмата, а при 35,5% - в долната му трета. Инцизурата и началната диастолна вълна при повечето деца са добре изразени.

Дикротичната вълна на сфигмограмата от радиалната артерия при 36% от децата се намира в средната трета на катакрота. На сфигмограмата от бедрената артерия дикротичната вълна се записва по-често в долната трета на катакрота, а при 8% от децата не се записва. В острия период на заболяването амплитудата на пулсовите криви на радиалните и феморалните артерии при 19 деца от II група е увеличена. Този факт може да бъде свързан с компенсаторна хиперфункция на миокарда и намаляване на тонуса на големите съдове.

Анализът на получените данни за скоростта на разпространение на пулсовата вълна през съдовете на еластичния и мускулния тип при деца със ставна форма на ревматоиден артрит, както и при деца от I група, показва намаляване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна във всички възрастови групи. Това намаление обаче е малко по-слабо изразено, отколкото при ставно-висцералната форма на заболяването.

При деца в предучилищна възраст (от 3 до 6 години) скоростта на разпространение на пулсовата вълна в острия период на заболяването е 512,0 ± 19,9 cm / s в съдовете от еластичен тип и 514,6 ± 12,9 cm / s в съдовете от мускулен тип.

При деца в начална училищна възраст (от 7 до 11 години) средните стойности на скоростта на разпространение на пулсовата вълна са еднакви за съдовете от еластичен тип 531,5 ± 17,2 и мускулен тип - 611,8 ± 24,0 cm / sec. По време на периода на потъване се наблюдава леко увеличение на скоростта на разпространение на пулсовата вълна през съдовете от еластичен и мускулен тип.

При деца в старша училищна възраст (от 12 до 15 години) в острия период на заболяването скоростта на разпространение на пулсовата вълна през съдовете от еластичен тип е 517,7 ± 11,0 cm / сек, а през съдовете от мускулен тип - 665,7 ± 25,7 cm / сек. По време на периода на подобрение се наблюдава леко увеличение на тези показатели както в съдовете от еластичен и мускулен тип (съответно 567,5±26,7 cm/sec, и 776,8±50,4 cm/sec.). Намаляването на скоростта на разпространение на пулсова вълна през съдовете от еластични и мускулни типове, според литературата, показва намаляване на тонуса на артериалната стена (N. N. Savitsky, 1963; V. P. Nikitin, 1959 и др.). При деца с ревматоиден артрит може да бъде свързано с патоморфологични и хистохимични промени в съдовата стена в резултат на хроничен системен васкулит (A. I. Strukov, A. G. Beglaryan, 1963 и др.), Както и с токсични и алергични ефекти върху нервно-ендокринния регулаторен апарат.

По-нататъшното намаляване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна през съдовете от еластичен и мускулен тип, наблюдавано при някои деца във фазата на затихване на ревматоидния процес, в края на лечението, може да се дължи на специфична следова реакция на нервната и сърдечно-съдовата система към патологичния процес. Може би използването на различни лекарства, включително пирамидон, което, според наблюденията на I. M. Rudnev (1960), причинява намаляване на съдовия тонус, е от известно значение. Горните изследвания потвърждават голямата клинична стойност на сфигмографията за оценка на функционалното състояние на големите артериални съдове по време на тяхното динамично изследване в различни фази на патологичния процес.

.3 Анализ на съществуващи устройства за записване и измерване на параметрите на пулсовата вълна

Известни са редица неинвазивни методи, устройства и системи, които изследват дейността на човешкото тяло, базирани на различни физически механизми, свързани с формирането и разпространението на пулсова вълна. Основните физични методи на изследване са свързани с измерване на промяната във времето на следните физични величини: електрически, например ток (напрежение) с помощта на електрокардиограми (ЕКГ); механични, като налягане с помощта на манометър или пиезоелектричен сензор; оптично, например, осветление с помощта на оптоелектронни преобразуватели. Регистрирането на пулсова вълна с помощта на ЕКГ или сензори за налягане обикновено изисква фиксирана връзка на специални сензори към няколко места по тялото на пациента, което ограничава възможните приложения на тези устройства до чисто медицински приложения, предотвратявайки интегрирането на тези устройства в други електронни домакински устройства и системи.

Известни едноелементни устройства и методи за оптичен запис на импулсна вълна в много случаи ви позволяват да регистрирате периферен импулс, например чрез леко докосване на оптоелектронния преобразувател с пръст на потребителя. Въпреки това, в някои случаи, например, ако потребителят има студени ръце или твърде слаб (силен) натиск с пръст върху фотодетектора, тогава не е възможно да се регистрира стабилно пулсовата вълна при всички 100% от пациентите.

Известен е метод и устройство за запис на импулсна вълна, които позволяват надеждно откриване на импулс с помощта на двуканален оптоелектронен преобразувател.

При този метод за запис на импулсна вълна, импулсни последователности, пропорционални на оптичната плътност на разсейването на светлината в кръвоносната тъкан, се формират от двуканален оптоелектронен преобразувател с инфрачервени дължини на вълната, докато импулсната последователност на централния импулс осигурява твърда синхронизация на режимите на измерване, а резултатът от измерването на индикатора е линейно свързан с фазовата разлика на двете импулсни последователности.

Устройството съдържа първия оптоелектронен преобразувател, чийто изход е свързан към входа на първия формовчик на импулсна последователност, чийто изход е свързан към първия вход на логическата схема на ключ NAND и първия вход на формовчика на управляващи команди. Изходът на втория оптоелектронен преобразувател е свързан към входа на втория формовчик на импулсна поредица, чийто изход е свързан към втория вход на логическата схема на ключ И-НЕ. Първият изход на генератора на команди за управление е свързан към третия вход на логическата схема на ключа И-НЕ, а вторият и третият изход са свързани съответно към входовете на първия и втория оптоелектронен преобразувател. Измервателният честотен генератор е свързан към четвъртия вход на ключовата логическа схема И-НЕ. Бутонът за стартиране е свързан към втория и третия вход на генератора на команди за управление. Изходът на ключовата логическа схема И-НЕ е свързан към входа на честотомер, чийто изход е свързан към входа на регистъра на паметта. Съответно изходът на регистъра на паметта е свързан към индикатора.

Устройството се състои от два сензора и блок за обработка и управление. Сензорите се монтират на определено разстояние един от друг над изследваната артерия, информацията от сензорите влиза в блока за обработка и управление. Обработващият блок се състои от пиков детектор, фазов компаратор, разстояние между сензорите, аналогов превключвател, аналогово-цифров преобразувател, микрокомпютър, препрограмируем таймер, индикаторно устройство и цифрово-аналогов преобразувател. Получавайки информация от сензорите за моментите на преминаване на пулсовата вълна и амплитудата на пулсовата вълна, както и от дистанционера за разстоянието, което вълната преминава между сензорите, процесорът изчислява скоростта на разпространение на пулсовата вълна и кръвното налягане и записва резултатите върху носителя (хартия, магнитен филм). Липсата на затягащ механизъм в предлаганото устройство ще позволи дългосрочно автоматично изследване на артериалното налягане при пациент с автоматично записване на резултатите от изследването. Устройството се свързва добре с радиотелеметричните системи и ще осигури дистанционен контрол на кръвното налягане при водачи на различни видове транспорт, оператори и др., което ще позволи своевременно предотвратяване на извънредни ситуации.

Известен IR сензор, който се използва за наблюдение на пулса на човек. Директно на базата на ръчен електронен часовник е реализирана схема за включване на IR сензор и обработка на неговите електрически сигнали. За стабилна работа на схемата за обработка, сигналът от IR сензора се усилва от усилвател. IR сензорът се състои от IR LED и IR фотодетектор, които са структурно разположени един до друг, но разделени от оптически непрозрачна зона/регион. При липса на сондиращ IR сигнал, отразен от биологичната тъкан, няма пряко взаимно влияние на IR LED върху IR фотодиода. Тази разпоредба е фундаментална. Повърхността на такъв IR сензор е защитена от възможно замърсяване по време на работа със защитно стъкло. Ако поставите пръста си върху защитното стъкло, тогава такъв IR сензор улавя степента на промяна в насищането на биологичната тъкан с кръв (капилярно ниво) във фаза с работата на сърцето. IR сензорът е директно свързан към линейния усилвател. По-нататъшната схема на преобразуване дава възможност индиректно да се определи желаната честота на импулса от сигнала на такъв IR сензор.

Недостатъци на устройството:

IR сензорът е доста нестабилен със значителна слънчева активност, която „заслепява IR сензора“;

степента на притискане на тъканите на пръста към контактната зона на инфрачервения сензор влияе върху степента на отразения сигнал, което може да повлияе на точността на преизчисляването при определяне на честотата на пулса;

колебанията (треперене на ръцете) също влияят върху изкривяването на резултатите от инфрачервения сензор;

фундаментално е невъзможно да се контролира венозното ниво на кръвния поток поради фоновото капилярно ниво.

Най-близо до това устройство е дизайнът на IR сензора, който също се използва за наблюдение на човешкия пулс. Структурно IR сензорът (фиг. 7) е направен в правоъгълна рамка (1) от оптически непрозрачен твърд материал, например текстолит, в който на една и съща линия под остър ъгъл α два цилиндрични канала (2, 3) са оформени един към друг. В първия от каналите е монтиран IR светодиод (5), а във втория IR фотодиод (6). Взаимният остър ъгъл на каналите a е такъв, че оптично непрозрачната преграда изключва директното влияние на IR LED (5) върху IR фотодиода (6). Външната повърхност на IR сензора е защитена от възможно замърсяване чрез защитна плоча (4), оптически прозрачна за IR дължини на вълната, например от полистирен. Реализирането на възможностите на IR сензора (E) се постига чрез свързването му към линеен усилвател (A).

фиг.7 дизайн на инфрачервения сензор за измерване на пулса.

Недостатъците на това устройство (прототип) са абсолютно същите като при аналога.

Известни методи и устройства за измерване на пулсова вълна, при които анализът на пулсовата вълна се извършва според нейните амплитудно-честотни характеристики, когато за целите на поставянето на диагноза такива амплитудно-честотни характеристики се сравняват със съответните характеристики, взети като норма [например: полезен модел RU 9577, публ. 16.04.1999 г.; Патенти на САЩ: US 5381797, публ. 17.01.1995 г.; US 5961467, публикуван. 10/05/1999; US 6767329, публ. 27 юли 2004 г.]. При този подход обаче интерпретацията на сравняваните характеристики е по-емпирична по природа, което затруднява установяването на реална връзка между параметрите на пулса и състоянието на човека, например, както е установено в традиционната китайска медицина.

Известни са методи и устройства за измерване на пулсова вълна с цел поставяне на диагноза, при които анализът на измерената пулсова вълна се извършва чрез разлагането й на компоненти.

Известен е метод за диференциална диагностика на белодробни заболявания чрез регистриране и запис на сфигмографски сигнал от радиалната артерия на пациента [патент RU 2100009, публ. 27 декември 1997 г.]. В сигнала се изолират характерни точки на единични трептения, определят се амплитудните и времевите параметри на тези точки на пулсовата вълна, формират се динамични серии, които отразяват зависимостта на намерените параметри от номера на периода, извършва се спектрален анализ на генерираната серия, изчислява се критерий, по чиято стойност се извършва диагностика. Известният метод е тясно специализиран.

Известен метод и устройство за диагностика и наблюдение на кръвообращението [патент US 5730138, публ. 03/24/1998], според който се измерва формата на вълната на кръвното налягане (пулсова вълна) в артерията на пациента, анализират се честотните компоненти на пулсовата вълна и проби от всеки резонансен компонент на пулсовата вълна се сравняват с проба от нормална пулсова вълна, за да се определи възможен дисбаланс в разпределението на кръвта на пациента.

В съответствие с този дисбаланс може да се постави диагноза въз основа на принципите на китайската традиционна медицина, според които всеки хармоник в пулсовата вълна съответства на определен меридиан, включително определени органи.

Устройството включва устройство за анализ на амплитудата и фазата на резонансните честоти на базата на компютър и сензор, приложен към артерията. Концепцията за „нормална“ пулсова вълна обаче е относителна, така че диагнозата е ненадеждна. Също така в това техническо решение не е разработен метод за правилно изолиране на компонентите на пулсова вълна.

Устройството работи по следния начин.

Пиезоелектрични сензори са инсталирани над изследваната артерия на определено разстояние L. Пулсовата вълна предизвиква напречни вибрации на стените на артерията, тези вибрации компресират и освобождават сензорните плочи.

Сигналът, получен от сензорите, се усилва и филтрира, за да компенсира смущенията. Контактният елемент осигурява по-плътна връзка със стената на артерията на възприемащата пластина, което повишава чувствителността на сензорите към вибрациите на стената на артерията.

Тъй като сигналът, получен от сензорите, е доста сложен, ADC на микроконтролера няма достатъчна честота на дискретизация, за да го обработи. Следователно веригата използва ADC MAX-1241.

Дигитализираните сигнали постъпват в микроконтролера, където се обработват в съответствие с избрания режим на работа и се изчислява фазовата разлика. Фазовата разлика на трептенията на пулсовата вълна е точно равна на времето на разпространение на пулсовата вълна между сензорите. Изчислената стойност на скоростта на разпространение на пулсовата вълна се показва на LCD дисплея.

Апаратът разполага с клавиатура за избор на режим на работа в зависимост от изследваната част от тялото и разстоянието между сензорите.

Захранването осигурява захранващи напрежения на всички функционални звена.

Блоковата схема на устройството е показана на фигура 8.

Фиг.8 Структурна схема на устройството

3. Избор на елементна база и изчисляване на основните елементи и възли

пулсова вълна кръвен поток сфигмограма

Усилвател

Показано на фиг. 9 е най-простият и евтин инструментален усилвател. Резисторите R2 и R6 действат като делител на напрежението за неинвертиращия вход на операционния усилвател (операционен усилвател). Благодарение на обратната връзка чрез резистори R1 и R5 и много високото вътрешно усилване на операционния усилвател, напрежението на инвертиращия вход на усилвателя се поддържа равно на напрежението на неинвертиращия вход. Съотношение Kz/M Ж определя коефициента на усилване на усилвателя. Когато R1/R5=R2/R6, усилването на диференциалния сигнал е много по-голямо от усилването на сигнала в общ режим и съотношението на отхвърляне на напрежението в общ режим (CMRR) ще бъде максимално.

Ориз. 9 схема на усилвател

Диференциално усилване:

където Av - усилване на операционния усилвател, Av→∞

Печалбата в общ режим поради несъответствие на резистора е:

Печалбата в общ режим, дължаща се на крайния оп-усилвател CMRR (CMRR) е:

Имайте предвид, че COSSow се изразява като съотношение, а не в децибели. Коефициент на общ режим Oelabscil на цялата верига:

Диференциален входен импеданс:

Rindif = R1+R3

Входният импеданс за общ режим на сигнал (с CMRR = ∞) е:

Изходното преднапрежение (при R1=R2 и R5=R6) в нашия случай е равно на:

За реализиране на усилването, равно на 10, се избират следните стойности на съпротивлението R1=R2=10kΩ R5=R6=100kΩ

Лентов филтър

Фигура 10 показва лентов филтър, използван в устройството

Фиг. 10 схема на лентов филтър

Функция на предаване

Опции на схемата

Честотна лента по ниво -3 dB

Въпреки наличието на пет резистора и два кондензатора, изчисляването на елементите според горните формули е доста просто. Настройката на схемата се свежда до инсталационни операции

коефициент на предаване - резистор R14,

резонансна честота ω0 - резистор R19,

качествен фактор Qf - резистор R21

Тази схема е особено добра за изграждане на филтри с висок качествен фактор Qf, тъй като не е критична за отклоненията на елемента от номиналните стойности, лесна е за настройка и не изисква използването на елементи с голям диапазон от номинални стойности. Тези предимства се постигат чрез използването на два операционни усилвателя.

Според стойностите на сърдечната честота честотната лента на този филтър е 0.5-5Hz.За да се реализира това, се изчисляват следните параметри: R13=R14=10kOhm, R17= R17=100kOhm, R17=20kOhm, C7=0.4uF C9=0.1uF

Акселерометърът ADXL320 се използва за регистриране на пулсовата вълна.

Фиг.11 Диаграма на акселерометъра

JCP е 2D сензор за ускорение с ниска цена и ниска консумация. Измерва ускорение в диапазона ± 5G, вибрации и гравитация.

Технически характеристики:

разделителна способност 2 mg при 60 Hz;

захранващо напрежение в диапазона от 2,4 ... 5,25 V;

консумация на ток 350 mA при захранващо напрежение 2,4 V;

стабилно ниво на нулево ускорение;

висока чувствителност;

центровка по осите с точност до 0,1 градуса;

BW настройка с един кондензатор;

еднополярно функциониране;

Блоковата диаграма е показана на фигура 12.

Фиг.12 Диаграма на акселерометъра

Приложения: модели на движение и ориентация, интелигентни ръчни устройства, мобилни телефони, медицински и спортни устройства, устройства за сигурност.

ADC MAX-1241 се използва за цифровизиране на сигнали

Фиг.13 верига на лентов филтър

За обработка на получената информация се използва микроконтролер PIC16F877. За показване на информация се използва LCD монитор LM016L.

Домашните електронни устройства обикновено се захранват от мрежа с променлив ток или автономни източници на енергия (галванични клетки и батерии). Някои устройства консумират малък електрически ток и в този случай можете да се справите с батерии, в други случаи капацитетът на батерията не е достатъчен за продължителна работа и трябва да използвате мрежово захранване.

Схемата на електрическата верига на захранването е показана на фигура 13.

Фигура 13 Схематична диаграма на захранването

Номиналното напрежение на OU е ± 5V. Консумацията на ток на един OU е 4mA. Като вземем предвид консумацията на микроконтролера и LCD, изчисляваме захранването за ток от 100 mA от всеки източник. Консумираната мощност ще бъде 1200 mW.

Избор на стандартен трансформатор TPP248 ShLM20 ´ 20 с мощност 14.5W с две намотки с изходно напрежение 20V и допустим ток 165mA. Максималният ток на първичната намотка е 100mA.

Като токоизправител използваме токоизправителния мост KTs422V със следните параметри:

Uобр=200V; Ipr max=0.5A; Iobr max= 50µA, fmax=1kHz.

Изчисляването на капацитета на филтърния кондензатор на еднофазен мостов токоизправител се извършва по формулата

Мощността на изхода на токоизправителя, - максималния обхват на пулсациите на изправеното напрежение, - честотата на мрежата.

От стандартната гама избираме кондензатор K50-3B 50V 390uF.

Като стабилизатори използваме стабилизатор на положително напрежение IS 7815 с изходно напрежение 5 ± 0.45V, Uinmax=35V, Iinmax=1.5A и отрицателен стабилизатор на напрежение IS 7815 с изходно напрежение -5 ± 0.3V, -Uinmax=35V, Iinmax=1.5A.

Заключение

В хода на работата беше разработена принципна схема на устройство, което позволява измерване на скоростта на разпространение на импулсна вълна на кръвния поток. Устройството може да работи в четири режима, в зависимост от условията на измерване.

Библиография

1.Левшина Е.С., Новицкая П.В. Електрически измервания на физични величини: (Измервателни преобразуватели). Proc. надбавка за университети. - Л.: Енергоатомиздат. Ленинград. отдел, 1983.-320 с.

.Peyton A.J., Walsh W. Аналогова електроника на операционни усилватели. - М.: БИНОМ, 1994.

.Механцев Е.Б., Лисенко И.Е. Физически основи на микросистемната технология. Учебник - Таганрог: Издателство на TRTU, 2004. - 54 с.

.Протопопов А.С. Усилватели с обратна връзка, диференциални и операционни усилватели и тяхното приложение.- М.: SCIENCE-PRESS, 2003.- 64s.

.J. Frieden Съвременни сензори. Наръчник.- М.: Техносфера, 2005.- 592s.

Потупване. 2336810 Руска федерация, A61B 5/024 "Оптоелектронен инфрачервен сензор за импулсна вълна" [Текст] / Us N.A.; заявител и патентопритежател Us N.A.- No 2007112233/14; дек. 2007.04.02; публ. 27.10.2008 г.

Потупване. 2040207 Руска федерация, A61B5 / 022 "Устройство за измерване на кръвно налягане и капацитивен сензор" [Текст] / Sivolapov A.A.; Бровкович Е.Д.; заявител и патентопритежател Сиволапов А.А.; Бровкович Е.Д.;- No 93009423/14; дек. 1993.02.18; публ. 25 юли 1995 г.

Потупване. 2199943 Руска федерация, A61B5 / 02, „Метод и устройство за регистриране на пулсова вълна и биометрична система“ [Текст] / Минкин V.A.; Щам А.И.; заявител и патентопритежател В. А. Минкин; Щам А.И. - No 2001105097/14; дек. 2001.02.16; публ. 2003.03.10.

Потупване. 93009423 Руска федерация, A61B5 / 02 "Устройство за измерване на скоростта на разпространение на пулсова вълна и средно артериално налягане" [Текст], Сиволапов А.А.; Бровкович Е.Д.; заявител и патентопритежател Сиволапов А.А.; Бровкович Е.Д.;.- No 2003122269/14; дек. 1993.02.18; публ. 20 април 1996 г.

Потупване. 2281686 Руска федерация, A61B 5/021 "Метод за диагностика на състоянието на артериалното легло с помощта на компютърна сфигмография" [Текст], Германов A.V.; Рябов А.Е.; Фатенков В.Н.;; заявител и притежател на патент Германов А.В.; Рябов А.Е.; Фатенков В.Н.;- № 2004113716 / 14; дек. 2004.05.05; публ. 20.08.2006 г.

Потупване. 2038039 Руска федерация, A61B5/0205 "Сензор за пулсова вълна" [Текст], Romanovskaya A.M.; Романовски V.F. ; заявител и патентопритежател Романовская А.М.; Романовски V.F. - No 4784700/14; дек. 1989.12.19; публ. 27.06.1995 г

М. К. Осколкова, Ю. Д. Сахарова. "Сърце и кръвоносни съдове при ревматоиден артрит при деца" Издателство "Медицина", Ташкент, 1974 г.

Инструментални методи за изследване на сърдечно-съдовата система: наръчник. Москва: Медицина, 1986. 416 с.

Поединцев Г.М. За начина на движение на кръвта през кръвоносните съдове // Разработване на нови неинвазивни методи за изследване в кардиологията. Воронеж, 1983, с. 16.

Поединцев Г.М. Някои принципи на математическото моделиране на биологични системи и критерии за оценка на тяхната адекватност // Медицински информационни системи: Междуведомствен тематичен научен сборник. Таганрог: ТРТИ, 1988. Бр. 1(VIII). С. 113.

Стръмските О.К. Математически методи за определяне на минутни, ударни и фазови обеми на сърцето по продължителността на фазите на сърдечния цикъл // Разработване на нови неинвазивни методи за изследване в кардиологията. Воронеж, 1983, с. 16.

Цидипов Ч.Ц., Бороноев В.В., Пупишев В.Н., Трубачеев Е.А. Проблеми на обективизирането на пулсовата диагностика в тибетската медицина. семинар за използването на компютрите в тибетската медицина Тибетска медицина (история, методология на изследване и перспективи за използване) . Улан-Уде, 1989. С. 24.

Valtneris A.D., Yauya Ya.A. Сфигмографията като метод за оценка на хемодинамичните промени под влияние на физическа активност. Рига: Зинатне, 1988. 132 с.

Азаргаев L.N., Бороноев V.V., Шабанова E.V. Сравнителен анализ на сфигмограмите на каротидните и радиалните артерии // Човешка физиология. 1997. Т. 23. № 5. С. 67.

Лищук В.А. Математическа теория на кръвообращението. Москва: Медицина, 1991. 256 с.

Аветикян Щ.Т. Продължителност на интервала издигане-инцизура артериален пулс в централните и периферните части на съдовата система в различни човешки позиции // Човешка физиология. 1984. Т. 10. № 2. С. 24.

Бороноев В.В., Ринчинов О.С. Методи за апроксимация на сплайн в проблема с амплитудно-времевия анализ на импулсна вълна // ​​Изв. университети. Радиофизика. 1998. Т. XLI. № 8. С. 1043.

Куликов Ю.А. Обемни параметри на централната хемодинамика според анализа на фазовата структура на сърдечния цикъл // Разработване на нови неинвазивни изследователски методи в кардиологията. Воронеж, 1983, с. 49.

Милягин В.А., Милягина И.В., Грекова М.В. и др.. Нов автоматизиран метод за определяне на скоростта на разпространение на пулсова вълна. Функционален. диагностика. 2004 г.; 1:33-9.

Агеев Ф.Т., Орлова Я.А., Кулев Б.Д. Клинични и съдови ефекти на бетаксолол при пациенти с артериална хипертония. Кардиология. 2006 г.; 11:38-43.

Приложение

Подобни работи на - Устройство за измерване на скоростта на разпространение на пулсова вълна на кръвния поток

Скорост на пулсовата вълна

хемодинамичен индикатор: скоростта на движение на вълната на налягане, причинена от систола на сърцето по протежение на аортата и големите артерии.

1. Малка медицинска енциклопедия. - М.: Медицинска енциклопедия. 1991-96 2. Първа помощ. - М.: Велика руска енциклопедия. 1994 3. Енциклопедичен речник на медицинските термини. - М.: Съветска енциклопедия. - 1982-1984 г.

Вижте какво е "скорост на пулсова вълна" в други речници:

Хемодинамичен индикатор: скоростта на движение на вълната на налягане, причинена от систола на сърцето по аортата и големите артерии ... Голям медицински речник

Скорост на разпространение- пулсова вълна - скоростта на движение на вълната на налягане по аортата и големите артерии, причинена от систола на сърцето ...

ПУЛС- ПУЛС, pulsus^iaT. тласък), подобни на topchka ритмични измествания на стените на кръвоносните съдове, причинени от движението на кръвта, изхвърлена от сърцето. Голяма медицинска енциклопедия

Хемодинамика - движението на кръвта през съдовете, произтичащо от разликата в хидростатичното налягане в различните части на кръвоносната система (кръвта се движи от зона с високо налягане към зона с ниско налягане). Зависи от съпротивлението на кръвния поток ... Wikipedia

I Сфигмография (гръцки sphygmos пулс, пулсация + graphō за писане, изобразяване) е метод за изследване на хемодинамиката и диагностициране на някои форми на патология на сърдечно-съдовата система, базиран на графично регистриране на стенни пулсови колебания ... ... Медицинска енциклопедия

- (от лат. pulsus удар, тласък) периодично разширяване на кръвоносните съдове, синхронно със съкращението на сърцето, видимо с окото и определено чрез допир. Усещането (палпацията) на артериите ви позволява да зададете честотата, ритъма, напрежението и др.

- (от гръцки sphygmós пулс и ... графика) безкръвен метод за изследване на кръвообращението на хора и животни, базиран на графичното регистриране на пулса на трептенията на стените на артериите по време на преминаването на пулсова вълна. За записване на пулсови криви…… Велика съветска енциклопедия

Старост, стареене. Старостта е естествен период от възрастовото развитие, последният етап от онтогенезата. Стареенето е неизбежен биологичен разрушителен процес, водещ до постепенно намаляване на адаптивните възможности на организма; ... ... Медицинска енциклопедия

- (J.G. Mönckeberg, немски патолог, 1877 1925; синоним на калцифична склероза на Menckeberg) макроангиопатия, която се развива при захарен диабет и се състои в увреждане на големите артерии на долните крайници. Патологично представлява... Медицинска енциклопедия

пулсова вълна- - вълна от деформация на стените на аортата, артериите, възникваща от сърдечно изхвърляне на кръв, разпространяваща се през артериалните съдове, избледняваща в областта на артериолите и капилярите; скоростта на разпространение на импулсната вълна е 8 13 m / s, надвишава средната линейна ... ... Речник на термините по физиология на селскостопанските животни

Немски учени, братя: 1) Ернст Хайнрих (1795-1878), анатом и физиолог, чуждестранен член-кореспондент на Петербургската академия на науките (1869). Един от основоположниците на експерименталната психология. Изследвания на физиологията на сетивните органи (слух, зрение, кожа ... Голям енциклопедичен речник