Prędkość fali tętna w tętnicach. Metoda pomiaru prędkości propagacji fali impulsowej. Metody monitorowania ukrwienia tkanek

Sfigmografia to zapis ruchu ściany tętnicy, który następuje pod wpływem fali ciśnienia krwi przy każdym skurczu serca. Stopień odkształcenia ściany tętnicy podczas postępu fali tętna zależy od właściwości naczynia i poziomu ciśnienia krwi. Sfigmografia pozwala obliczyć prędkość propagacji fali tętna i innych wskaźników, a także może być wykorzystana w analizie fazowej cyklu serca (polikardiografia).

Technika rejestracji jest dość prosta: w miejscu pulsacji naczynia, np. tętnicy promieniowej, przykłada się czujnik wykorzystujący czujniki piezokrystaliczne, tensometryczne lub pojemnościowe, z których sygnał trafia do urządzenia rejestrującego (np. na przykład elektrokardiograf). Za pomocą sfigmografii bezpośrednio rejestrowane są drgania ściany tętnicy spowodowane przejściem fali tętna przez naczynie.

Sfigmogram tętnic obwodowych różni się od sfigmogramu centralnego brakiem wyraźnego wcięcia. Wyraźnie ukazuje falę główną (anacrota – catacrota) i falę wtórną – jako odrębną falę.

Aby zarejestrować prędkość propagacji fali tętna wzdłuż tętnic elastycznych, przeprowadza się synchroniczną rejestrację tętna na tętnicy szyjnej i tętnicy udowej (w okolicy pachwiny). Na podstawie różnicy początków sfigmogramów (czasu) oraz na podstawie pomiarów długości naczyń obliczana jest prędkość propagacji. Zwykle wynosi 4-8 m/s. Aby zarejestrować prędkość propagacji impulsu przez tętnice mięśniowe, rejestruje się synchronicznie tętno na tętnicy szyjnej i tętnicy promieniowej. Kalkulacja jest taka sama. Prędkość wynosi zwykle od 6 do 12 m/s – jest znacznie wyższa niż w przypadku tętnic elastycznych. W rzeczywistości za pomocą mechanokardiografu rejestruje się jednocześnie tętno w tętnicy szyjnej, udowej i promieniowej i oblicza się oba wskaźniki. Dane te są ważne dla diagnozowania patologii ściany naczyń i oceny skuteczności leczenia tej patologii. Na przykład, gdy naczynia krwionośne twardnieją, prędkość fali tętna wzrasta z powodu zwiększonej sztywności ściany naczynia. Podczas zajęć wychowania fizycznego zmniejsza się intensywność stwardnienia rozsianego, co znajduje odzwierciedlenie w zmniejszeniu prędkości propagacji fali tętna.

10.Flebografia

Jest to rejestracja napełnienia krwią dużych żył (najczęściej żyły szyjnej, dlatego bardziej trafne jest mówienie o flebografii szyjnej). Zwykle, aby zarejestrować flebogram, pacjent znajduje się w pozycji leżącej. Czujnik (pellot, lejek) znajduje się po prawej stronie na żyle szyjnej wewnętrznej lub zewnętrznej. Flebogram centralnego tętna żylnego u zdrowej osoby składa się z trzech fal lub fal dodatnich (a - przedsionkowa, c - szyjna i v - komorowa) oraz dwóch fal ujemnych - x i y. Fala a – przedsionkowa, powstaje na skutek skurczu prawego przedsionka, podczas którego ustaje odpływ krwi z żył, co powoduje ich obrzęk. Fala c – odzwierciedla puls tętnicy szyjnej i jest związana z przenoszeniem ruchu z tętnicy szyjnej leżącej pod żyłą. Po fali c następuje pierwsza fala ujemna - % (zapaść, niewydolność) – jest to związane ze skurczem komór – w tym momencie w przedsionkach najpierw powstaje podciśnienie, które powoduje wzmożone opróżnianie krwi z żył. Następnie pojawia się fala dodatnia v - komorowa, co wynika z faktu, że w fazie relaksacji izometrycznej zastawka przedsionkowo-komorowa nadal nie jest otwarta, w związku z czym krew zaczyna wypełniać przedsionek i utrudniać odpływ krwi z żył do przedsionka. Po tej fali rozpoczyna się druga fala ujemna y, która odzwierciedla fazę szybkiego napełniania komory krwią: krew z przedsionków szybko dostaje się do komory, w związku z czym żyły opróżniają się szybciej niż zwykle. Tętno żylne (venogram) odgrywa ważną rolę w diagnostyce chorób związanych z wadami lub zaburzeniami czynnościowymi prawego serca. Na przykład, w przypadku wady zastawki trójdzielnej, w szczególności z jej zwężeniem (niewystarczającym otwarciem), fala jest bardzo wyraźna na flebogramie podczas rozkurczu z powodu trudności w opróżnianiu krwi z przedsionka do komory przez zwężony otwór . W przypadku niedomykalności zastawki trójdzielnej pomiędzy falami 8 i c pojawia się nowa fala I, która jest spowodowana niedomykalnością, czyli cofaniem się krwi z komory do przedsionka podczas skurczu komór. Im wyższy stopień niedomykalności zastawki trójdzielnej, tym wyraźniejsza jest ta fala I.

Do ilościowej oceny ciśnienia w krążeniu płucnym wykorzystuje się także flebogram centralnego tętna żylnego. Ustalono, że istnieje pewna zależność pomiędzy czasem trwania fazy relaksacji izometrycznej prawej komory, częstością akcji serca i ciśnieniem w tętnicy płucnej. Przykładowo, jeśli częstość akcji serca = 70 uderzeń/min, a czas trwania fazy relaksacji izometrycznej prawej komory wynosi 0,08 s, to ciśnienie w tętnicy płucnej wynosi 40 mm Hg. Sztuka. Czas trwania fazy relaksacji izometrycznej określa się na podstawie synchronicznej rejestracji PCG (fonokardiogram) i PG (flebogram) - jako odstęp od składowej płucnej II tonu PCG do momentu otwarcia zastawki trójdzielnej (górna fali V).

Kiedy serce jest w skurczu pompuje krew do aorty; początkowo rozciągana jest tylko początkowa część aorty, ponieważ bezwładność krwi w aorcie uniemożliwia natychmiastowy odpływ krwi na obwód. Jednakże zwiększone ciśnienie w początkowej części aorty pokonuje bezwładność i czoło fali rozciągającej ścianę naczynia rozchodzi się dalej wzdłuż aorty. Zjawisko to nazywane jest propagacją fali tętna w tętnicach.

Prędkość propagacji fali impulsowej w aorcie wynosi zwykle od 3 do 5 m/s, w dużych gałęziach tętniczych – od 7 do 10 m/s, a w małych tętnicach – od 15 do 35 m/s. Ogólnie rzecz biorąc, im większa pojemność danej części układu naczyniowego, tym mniejsza prędkość propagacji fali tętna, dlatego prędkość propagacji fali tętna w aorcie jest znacznie mniejsza niż w dystalnych odcinkach tętnicy układu, w którym małe tętnice charakteryzują się mniejszą podatnością ściany naczyń i mniejszą rezerwą pojemności. W aorcie prędkość propagacji fali tętna jest 15 razy mniejsza niż prędkość przepływu krwi, ponieważ propagacja fali tętna jest specjalnym procesem, który tylko w niewielkim stopniu wpływa na ruch całej masy krwi wzdłuż naczynia.

Wygładzanie wahań tętna ciśnienie w małych tętnicach, tętniczekach i naczyniach włosowatych. Rysunek przedstawia typowe zmiany we wzorcu oscylacji tętna, gdy fala tętna przemieszcza się przez naczynia obwodowe. Szczególną uwagę należy zwrócić na trzy dolne krzywe, gdzie intensywność pulsacji maleje w małych tętnicach, tętniczekach i wreszcie w naczyniach włosowatych. W rzeczywistości oscylacje tętna ściany naczyń włosowatych obserwuje się, jeśli pulsacja aorty gwałtownie wzrasta lub tętniczki są wyjątkowo rozluźnione.

Zmniejszenie amplitudy pulsacji w naczyniach obwodowych nazywa się wygładzaniem (lub tłumieniem) wahań tętna. Są ku temu dwie główne przyczyny: (1) opór naczyniowy wobec przepływu krwi; (2) podatność ściany naczynia. Opór naczyniowy pomaga złagodzić oscylacje tętna ścian naczyń, ponieważ coraz mniejsza objętość krwi przemieszcza się za przodem fali tętna. Im większy opór naczyniowy, tym większe przeszkody w objętościowym przepływie krwi (i mniejsza jego wielkość). Podatność ściany naczynia pomaga również złagodzić wahania tętna: im większa pojemność rezerwowa naczynia, tym większa objętość krwi potrzebna do wywołania pulsacji podczas przejścia czoła fali tętna. Można zatem powiedzieć, że stopień wygładzenia wahań pulsu jest wprost proporcjonalny do iloczynu oporu naczynia i jego pojemności rezerwowej (czyli podatności ściany naczynia).

Osłuchowa metoda pomiaru ciśnienia

Wcale nie konieczne wkłuć igłę w tętnicę pacjenta do pomiaru ciśnienia krwi podczas rutynowego badania klinicznego, chociaż w niektórych przypadkach stosuje się bezpośrednie metody pomiaru ciśnienia. Zamiast tego stosuje się metody pośrednie, najczęściej metodę osłuchową, służącą do określenia wartości ciśnienia skurczowego i rozkurczowego.

Metoda osłuchowa. Na rysunku przedstawiono osłuchową metodę określania wartości ciśnienia skurczowego i rozkurczowego. Stetoskop znajduje się w okolicy łokcia, nad tętnicą promieniową. Na ramieniu znajduje się gumowy mankiet, który pompuje powietrze. Dopóki ciśnienie w mankiecie jest niższe niż w tętnicy ramiennej, stetoskop nie odbiera żadnych dźwięków. Natomiast gdy ciśnienie w mankiecie wzrośnie do poziomu wystarczającego do zablokowania przepływu krwi w tętnicy ramiennej, ale tylko w czasie rozkurczowego spadku w niej ciśnienia, przy każdym pulsowaniu słychać dźwięki. Dźwięki te nazywane są dźwiękami Korotkowa.

Prawdziwa przyczyna dźwięków Korotkowa są wciąż przedmiotem dyskusji, ale głównym powodem ich pojawienia się jest niewątpliwie to, że poszczególne porcje krwi muszą przedostać się przez częściowo zablokowane naczynie. W takim przypadku w naczyniu znajdującym się poniżej miejsca założenia mankietu przepływ krwi staje się turbulentny i powoduje wibracje, co powoduje powstawanie dźwięków słyszalnych za pomocą stetoskopu.

Do pomiaru ciśnienia krwi Podczas osłuchiwania ciśnienie w mankiecie podnosi się najpierw powyżej poziomu ciśnienia skurczowego. Tętnica ramienna jest ściśnięta w taki sposób, że nie ma w niej przepływu krwi i nie słychać dźwięków Korotkowa. Następnie stopniowo zmniejsza się ciśnienie w mankiecie. Gdy tylko ciśnienie w mankiecie spadnie poniżej poziomu skurczowego, krew zaczyna przepływać przez ściśnięty odcinek tętnicy podczas wzrostu ciśnienia skurczowego. W tym momencie w stetoskopie słychać dźwięki przypominające pukanie, występujące synchronicznie z biciem serca. Uważa się, że ciśnienie w mankiecie w momencie pierwszego dźwięku jest równe ciśnieniu skurczowemu w tętnicy.

Jak ciśnienie w mankiecie nadal się zmniejsza, zmienia się charakter dźwięków Korotkowa: stają się one bardziej szorstkie i głośniejsze. Wreszcie, gdy ciśnienie w mankiecie spadnie do poziomu rozkurczowego, tętnica pod mankietem pozostaje nieściśnięta podczas rozkurczu. Znikają warunki niezbędne do powstawania dźwięków (przebicie poszczególnych porcji krwi przez zwężoną tętnicę). W związku z tym dźwięki nagle stają się stłumione, a po zmniejszeniu ciśnienia w mankiecie o kolejne 5-10 mm Hg. Sztuka. całkowicie się zatrzymać. Uważa się, że ciśnienie w mankiecie podczas zmiany charakteru dźwięku jest równe ciśnieniu rozkurczowemu w tętnicy. Osłuchowa metoda pomiaru ciśnienia skurczowego i rozkurczowego nie jest całkowicie dokładna. Błąd może wynosić 10% w porównaniu do bezpośredniego pomiaru ciśnienia tętniczego za pomocą cewnika.

Normalny poziom ciśnienia krwi mierzone metodą osłuchową. Rysunek przedstawia prawidłowy poziom skurczowego i rozkurczowego ciśnienia krwi w zależności od wieku. Stopniowy wzrost ciśnienia krwi wraz z wiekiem można wytłumaczyć związanymi z wiekiem zmianami w mechanizmach regulacyjnych kontrolujących ciśnienie krwi. Nerki są przede wszystkim odpowiedzialne za długoterminową regulację ciśnienia krwi. Wiadomo, że czynność nerek zmienia się znacząco wraz z wiekiem, szczególnie u osób powyżej 50. roku życia.

Choroby układu krążenia (CVD) są główną przyczyną zgonów i chorób śmiertelnych u mężczyzn i kobiet. W 1948 roku w badaniu Framingham Heart Study, prowadzonym przez Narodowy Instytut Serca, Płuc i Krwi (NIHBL), rozpoczęło się badanie czynników i cech prowadzących do wystąpienia PRS. Chociaż oprzyrządowanie i analizy były wówczas dość ograniczone, ważnym parametrem zarejestrowanym w tym badaniu była konfiguracja fali tętna. Stwierdzono, że wizualne badanie wzorców fal tętna koreluje z wysokim stopniem dokładności ze zwiększonym ryzykiem rozwoju PWS.

Niedawno badacze z St. Thomas ponownie przeanalizował tę uderzającą obserwację. Grupa badaczy z St. Thomas rozwinęła swoje wstępne ustalenia, wykazując, że objętość tętna palca mierzona za pomocą cyfrowego czujnika fotopletyzmograficznego jest bezpośrednio powiązana z wahaniami tętna w ciśnieniu krwi w tętnicach promieniowych i ramiennych.

Puls powstaje, gdy serce pompuje i krąży krew. Pierwsza składowa kształtu fali cyfrowej objętości impulsu (DPV) (tj. składowa skurczowa, pokazana poniżej na niebiesko) wynika z bezpośredniej propagacji impulsu od nasady tętnicy do palca. Podczas gdy puls przemieszcza się w dół ramienia, bezpośredni impuls jest pompowany wzdłuż aorty do dolnej części ciała. Prowadzi to do zmiany średnicy tętnicy i rozwidleń, przez co część impulsu jest odbijana z powrotem. Odbicia te kończą się pojedynczą falą odbitą od dolnej części ciała, która przemieszcza się w górę aorty, a następnie w dół do palca, tworząc drugi składnik COP (tj. składnik rozkurczowy, wskazany poniżej na zielono). Ramię pełni rolę przewodnika zarówno dla fali przedniej, jak i fali odbitej, mając w ten sposób niewielki wpływ na obwód DSP.

Konfiguracja sygnału oscylacyjnego objętości impulsu cyfrowego jest bezpośrednio zależna od sztywności dużej tętnicy i napięcia naczyniowego. Dlatego charakterystyka kształtu fali objętości impulsu cyfrowego może się różnić w zależności od tych czynników.

Prędkość fali impulsowej (PWV)

Obserwujemy i mierzymy prędkość fali tętna (PWV) w układzie tętniczym podczas krążenia krwi. To fizjologiczne zjawisko dostarcza nam unikalnych informacji o przyczynach zmian ciśnienia krwi, przepływu, prędkości i profilu. Takie zmiany fali tętna można wykorzystać do klasyfikacji elastyczności tętnic. Więcej szczegółów znajdziesz na wykresie poniżej:

S (punkt początkowy tętna tętniczego – fala)
Zastawka aortalna otwiera się; krew jest usuwana z lewej komory.

P (pierwsza główna fala sfigmograficzna)
Fala powstaje w wyniku wyrzutu z lewej komory, który liniowo powiększa ścianę tętnicy.

T (Druga dodatkowa fala sfigmograficzna)
Fala odbita od małej tętnicy.

C (cięcie kręcone)
Punkt końcowy fazy skurczowej, zastawka aortalna zamyka się.

D (fala dykrotyczna)
Odbita fala oscylacyjna powstająca w wyniku uderzenia krwi spowodowanej ciśnieniem krwi w aorcie o zastawkę tętniczą

Choroby i zaburzenia układu sercowo-naczyniowego są bezpośrednio związane ze stanem małych i dużych tętnic. Sztywność i poszerzenie głównych tętnic są silnym czynnikiem predykcyjnym potencjalnych problemów zdrowotnych, niewydolności serca, powikłań nerkowych, miażdżycy i zawału serca. Wiek i skurczowe ciśnienie krwi to dwa najważniejsze czynniki, które mogą zwiększyć PWV. W miarę starzenia się organizmu dochodzi do mediakalcynozy, a tętnice tracą elastyczność. W rezultacie pomiar PWV jest przydatny do badania skutków starzenia, chorób naczyniowych oraz wpływu środków rozszerzających i zwężających naczynia na tętnice.

Pomiar prędkości propagacji fali impulsowej:

Szybka i obiektywna analiza funkcjonowania układu naczyniowego
Jakościowo określa sztywność i poszerzenie tętnic
Dostarcza informacji na temat stanu układu krążenia
Ułatwia monitorowanie leków, innych metod leczenia, stylu życia/diety
Pomaga zatrzymać postęp choroby

Analiza PWV

Badanie PWV jest powszechnie akceptowane przez Europejskie Towarzystwo Nadciśnienia Tętniczego jako integralna część diagnostyki i leczenia nadciśnienia (tj. wysokiego ciśnienia krwi). Udowodniono związek pomiędzy PWV a chorobami, zaburzeniami i zgonami układu krążenia.

Wskaźniki sztywności tętnic (EEl, DDI i DEI) dostarczają istotnych informacji pracownikom służby zdrowia. Analiza ta pozwala na szybką i obiektywną ocenę funkcjonowania układu naczyniowego. Informacje te są przydatne do informowania i udzielania wskazówek podmiotom świadczącym opiekę zdrowotną (ponieważ dane można wykorzystać do podjęcia decyzji dotyczących rozpoczęcia leczenia, zanim pojawią się objawy lub oznaki kliniczne).

Analiza PWV pozwala określić, czy układ naczyniowy funkcjonuje prawidłowo lub czy istnieją ograniczenia w jego funkcjonalności mogące zagrażać zdrowiu pacjenta. Zdrowe serce skutecznie dostarcza tlen i składniki odżywcze do całego organizmu, jednocześnie pompując produkty przemiany materii do nerek, wątroby i płuc w celu usunięcia ich z organizmu. Aby tak się stało, tętnice muszą być w dobrym stanie. Z biegiem czasu tętnice mogą ulec zmianom miażdżycowym, miażdżycowym lub stwardnieć (utracić elastyczność i zwiększyć zwężenie). Zmiany te zwiększają obciążenie serca, zastawek i tętnic, co może prowadzić do udaru, zawału serca, niewydolności nerek i/lub nagłej śmierci.

Sztywność tętnic spowodowana wapnicą przyśrodkowej i utratą elastyczności (tj. starzeniem) jest najważniejszym czynnikiem przyczyniającym się do wzrostu PWV. Prędkość fali tętna (PWV) jest skutecznym i wysoce powtarzalnym pomiarem służącym do oceny dysfunkcji śródbłonka naczyń (tj. elastyczności tętnic) i sztywności tętnic.

Recenzja

Krew rozprzestrzenia się w tętnicach podczas jednego uderzenia serca. Krew przepływa przez tętnice dzięki energii kinetycznej z obszaru, w którym objętość krwi jest usuwana, do energii potencjalnej wydłużonego obszaru ściany naczynia. Kolejne zmiany zachodzą w ciśnieniu, przepływie, prędkości i konfiguracji. Zmiany te stanowią zjawisko fizjologiczne zwane falą tętna, które można łatwo zaobserwować i zmierzyć w analizie elastyczności tętnic.

Interakcje

Wiek jest najważniejszym czynnikiem wpływającym na wzrost PWV. Sztywność tętnic występuje w wyniku zwapnienia i utraty elastyczności, która towarzyszy procesowi starzenia. Badania wykazały, że wzrost PWV może być czynnikiem prognostycznym rozwoju miażdżycy (np. cukrzycy), podczas gdy inne badania nie wykazały wzrostu PWV wraz z wiekiem u pacjentów z predyspozycją do miażdżycy (tj. tych, u których zdiagnozowano dziedziczną hipercholesterolemię). Biorąc pod uwagę wszystkie powyższe, ustalono jakościowy związek pomiędzy procesem miażdżycy a sztywnością tętnic.

Badania pokazują, że nadciśnienie, a nie miażdżyca, przyczynia się do związanej z wiekiem sztywności tętnic. Chociaż ciśnienie krwi jest cennym wskaźnikiem pierwszego rzutu nadciśnienia, PWV dostarcza dalszych szczegółów. Test PWV mierzy ruch ściany tętnicy poprzez stymulację ruchu poprzez ciśnienie tętna wywołane barofleksem.

Rozległe uszkodzenie tętnic przyczynia się do rozwoju patologii sercowo-naczyniowych i zwiększonej śmiertelności obserwowanej w nadciśnieniu tętniczym. Związane z takim urazem rozszerzenie tętnic prowadzi do zwiększonej dysproporcji pomiędzy ciśnieniem skurczowym a ciśnieniem tętna. Czynniki te wiążą się ze wzrostem częstości występowania i umieralności na choroby układu krążenia. Analiza fali tętna dostarcza informacji na temat sztywności i rozciągnięcia tętnic, co jest niezwykle ważne przy badaniu starzenia się, zaburzeń naczyniowych i leków rozszerzających lub zwężających tętnice.

Pacjenci z cukrzycą i chorobą wieńcową często wykazują gorszą funkcję tętnic w niezatkanych tętnicach. W przypadku miażdżycy ściany tętnic mają tendencję do gęstnienia, twardnienia i zwężania się, przez co są mniej skuteczne w absorbowaniu energii z tętna tętniczego. To z kolei zwiększa PWV.

Ustalenie stanu głównych tętnic ma kluczowe znaczenie dla wczesnej diagnostyki, leczenia i zapobiegania schorzeniom sercowo-naczyniowym. Badanie sztywności tętnic dostarcza ogromnych informacji na temat potencjalnych problemów zdrowotnych, w tym zawałów serca, niewydolności serca, cukrzycy i powikłań nerkowych.

Pomiar PWV za pomocą czujnika palcowego

Kiedy serce się kurczy, wytwarza bezpośrednią falę, która dociera do palca. Fala ta odbija się w dolnej części ciała i kierowana jest także na palec. Ta kombinacja fal bezpośrednich i odbitych jest mierzona i rejestrowana za pomocą czujnika na palcu.

Cyfrowa objętość tętna (DPV)

Pierwsza składowa kształtu fali cyfrowej objętości impulsu (DPV) (tj. składowa skurczowa) wynika z bezpośredniej propagacji impulsu od nasady tętnicy do palca. Podczas gdy puls przemieszcza się w dół ramienia, bezpośredni impuls jest pompowany wzdłuż aorty do dolnej części ciała. Prowadzi to do zmian ciśnienia krwi, przez co część impulsu odbija się z powrotem do palca. Odbicia te kończą się pojedynczą falą odbitą od dolnej części ciała, która przemieszcza się w górę aorty, a następnie w dół do palca, tworząc drugą składową COP (tj. składową rozkurczową). Ramię pełni rolę przewodnika zarówno dla fali przedniej, jak i fali odbitej, mając w ten sposób niewielki wpływ na obwód DSP.

Pomiar cyfrowej objętości impulsów (DPV)

Cyfrowe tętno mierzone jest poprzez przepuszczanie światła podczerwonego przez palec. Ilość wchłoniętego światła jest wprost proporcjonalna do ilości krwi w palcu.

Obecność systemu kontroli pozwala utrzymać optymalny poziom pomiaru zmian objętości ciśnienia krwi. Minimalizuje to możliwość odbioru nieprawidłowych sygnałów spowodowanych skurczem naczyń lub słabą perfuzją.

Pomiar sztywności tętnic

System PWV charakteryzuje się dużą skutecznością w ocenie sztywności tętnic. Wykorzystując cyfrowe dane dotyczące objętości tętna uzyskane z czujnika podczerwieni na palcu, system PWV określa czas potrzebny falom tętna na przejście przez tętnice. Wzór sygnału oscylacyjnego wynikający z tego pomiaru jest bezpośrednio powiązany z czasem potrzebnym, aby fale tętna przemieszczały się przez układ tętniczy. Szybkość, z jaką impuls przemieszcza się przez tętnice, jest bezpośrednio powiązana ze sztywnością tętnic. Tym samym pomiar ten czyni PWV cennym i nieinwazyjnym narzędziem oceny zmian naczyniowych.

Kliniczne znaczenie sztywności tętnic

Cyfrowy sygnał oscylacyjny objętości impulsu mierzony przez system PWV jest niezależny od zmian w układzie naczyniowym, ale jest raczej zdeterminowany sztywnością tętnic (ocenianą za pomocą SI) w dużych tętnicach i napięciem naczyń (ocenianym za pomocą RI). Sztywność tętnic skutecznie ocenia stan zdrowia narządów i dostarcza informacji o konieczności zmiany stylu życia lub konieczności leczenia farmakologicznego. Jest także silnym wskaźnikiem szeregu potencjalnych problemów zdrowotnych, w tym chorób układu krążenia.

Pomiar funkcji śródbłonka

Oprócz sztywności tętnic, system PWV skutecznie określa napięcie naczyniowe drzewa tętniczego. Wykorzystując precyzyjny przetwornik fotopletyzmograficzny z obwodem kondycjonowania sygnału, system PWV mierzy oscylacyjny sygnał PWV. Wydajny system kontroli utrzymuje optymalny poziom transmisji, aby mierzyć zmiany objętości krwi z niezwykłą dokładnością, niezależnie od rozmiaru palca. Jest to nieinwazyjny, niezależny od operatora system pomiaru sztywności tętnic i napięcia naczyniowego.

Znaczenie kliniczne funkcji śródbłonka

System PWV można stosować do rejestrowania zmian w oscylacyjnym sygnale PWV pod wpływem zależnych od śródbłonka leków rozszerzających naczynia, takich jak salbutamol (albuterol). Obserwacje te można wykorzystać do oceny funkcji śródbłonka. Salbutamol podaje się po prostu przez inhalację, co upraszcza analizę, którą można przeprowadzić zarówno w warunkach klinicznych, jak i w domu pacjenta.

Opis techniczny testu PWV

System PWV zbiera od pacjenta informacje o przebiegu fali za pomocą nieinwazyjnego czujnika umieszczonego na palcu. Pomiary uzyskane za pomocą tonometru aplanacyjnego obejmują:

Czas opróżniania
Pogrubienie tętnic i wskaźnik ciśnienia
Wskaźnik żywotności podwsierdziowej

System jest przydatny zarówno w leczeniu chorób takich jak nadciśnienie, cukrzyca, niewydolność nerek, jak i we wczesnej diagnostyce chorób układu krążenia.

Kluczowe zastosowania analizy PWV

1. Wczesna diagnoza: Łatwo i szybko identyfikuje pacjentów zagrożonych następującymi chorobami:
A. Nadciśnienie
B. Miażdżyca (stwardnienie tętnic)
C. Zaburzenia krążenia układu krążenia
D. Przedwczesne starzenie się naczyń krwionośnych
mi. Nieprawidłowości w mniejszych naczyniach krwionośnych (te, których nie można zakryć mankietem do pomiaru ciśnienia krwi)

2. Lepsza ocena: Mierzy sztywność tętnic i jej wpływ na nadciśnienie, cukrzycę, zawał serca.

3. Monitorowanie: Ocenia wyniki leczenia uzależnień

Elementy systemu:

1 Analiza kluczowych parametrów, m.in.:
o Ciśnienie tętna na aorcie
o Ciśnienie skurczowe w aorcie
o Wskaźnik wzrostu aorty
o Obciążenie lewej komory
o Ciśnienie tętna w lewej komorze i aorcie wstępującej (przez którą przepływa mózgowy przepływ krwi)
o Centralne ciśnienie skurczowe (odbierane przez baro-receptory)
o Czas trwania opróżniania w zależności od cyklu pracy serca
o Ciśnienie krwi perfuzyjnej podczas cyklu pracy serca

2 Ocena sztywności tętnic i jej klinicznego wpływu na serce

3 Pomiar żywotności podwsierdziowej

Zalety:

Wczesne przewidywanie przyszłych zdarzeń sercowo-naczyniowych
Ocena leczenia farmakologicznego, którego nie można uzyskać poprzez pomiar ciśnienia na ramieniu
Uznawany na arenie międzynarodowej za wskaźnik uszkodzenia narządów i predyktor ryzyka sercowo-naczyniowego
Wizualny dowód wpływu zmian stylu życia i leczenia farmakologicznego na pacjenta
Wygodny i nieinwazyjny
Nie są używane żadne materiały eksploatacyjne
Wyniki w czasie rzeczywistym
Automatyczny i niezależny od operatora

Korzystanie z PWV

Choroby układu sercowego są najczęstsze – występują u większej liczby pacjentów w porównaniu do wszystkich innych chorób. Wiele osób może nawet nie zdawać sobie sprawy, że mają jakiekolwiek problemy z sercem, dopóki nie dostaną udaru lub zawału serca. Czynniki prowadzące do zaburzeń w funkcjonowaniu układu sercowego są bardzo różnorodne, a ich lista stale się wydłuża. Czynniki związane ze stylem życia, takie jak wysoki poziom cholesterolu, palenie tytoniu i ciśnienie krwi, ostatnio powiązano z zawałami serca i udarami mózgu, natomiast znanymi czynnikami są inne czynniki determinujące, takie jak wiek i cukrzyca.

Wszystkie te czynniki przyczyniają się do sztywności tętnic, co z kolei ogranicza przepływ krwi, co powoduje dodatkowe obciążenie serca.

Analiza fali tętna pozwala na dokładny i ukierunkowany pomiar ciśnienia krwi. Umożliwia lekarzom ocenę stanu tętniczego i sercowo-naczyniowego pacjenta z niezwykłą dokładnością. Mierzy ciśnienie krwi na poziomie serca w porównaniu z ciśnieniem na ramieniu pacjenta mierzonym w tradycyjny sposób za pomocą mankietu uciskowego. Pomiary fali tętna dostarczają lekarzom cennych informacji na temat relacji między sercem pacjenta a jego naczyniami krwionośnymi, co pozwala im analizować pracę serca pacjenta.

Ta rewolucyjna technologia uzupełnia tradycyjną metodę pomiaru ciśnienia krwi za pomocą mankietu uciskowego, ponieważ dostarcza dalszych informacji o czynności serca. Zatem analiza PWV jest przydatna do stosowania w domu, w warunkach klinicznych i na salach operacyjnych. Analiza PWV dostarcza kardiologom, lekarzom i pacjentom kompleksowych informacji na temat funkcjonowania układu sercowo-naczyniowego.

Kardiologia i terapia

System PWV doskonale sprawdza się w warunkach klinicznych i specjalistycznych oraz dostarcza cennych informacji o stanie zdrowia pacjenta i jego tętnicach. Dzięki temu zarówno lekarz, jak i pacjent mogą podejmować decyzje dotyczące lepszego leczenia.

Ekran pod kątem arytmii i innych nieprawidłowości
Oceń stan tętnic
Skuteczniejsze przepisywanie leków na nadciśnienie
Identyfikuj ryzyko sercowo-naczyniowe na wczesnym etapie
Monitoruj skuteczność leczenia farmakologicznego
Zachęcaj do wyboru zdrowego stylu życia, przedstawiając łatwe do zrozumienia wyniki
Kompletny, spójny i dokładny pomiar ciśnienia krwi

Niezależnie od tego, czy jest to sport wyczynowy, czy fitness, analiza PWV dostarcza ważnych informacji na temat funkcjonowania serca i ogólnego stanu organizmu. Wyniki można wykorzystać do zorganizowania i promowania skutecznego programu treningowego.

Ustal wiek układu naczyniowego (tj. wskaźnik ogólnego stanu tętnic)
Monitoruj postępy (określ, które ćwiczenia korzystnie wpływają na zdrowie tętnic w określonym czasie)
Określ, kiedy ciało jest rozgrzane i gotowe do ćwiczeń

Nadciśnienie
To łatwe w obsłudze urządzenie zapewnia kompleksowe informacje o stanie zdrowia serca i tętnic niezbędne do skutecznego diagnozowania, leczenia i monitorowania nadciśnienia.

Pomiar ciśnienia krwi obwodowej i częstości tętna (tj. wiodące pomiary w klinicznym leczeniu nadciśnienia)
Przewidywanie chorób układu krążenia na podstawie centralnego ciśnienia krwi (silniejszy predykator niż ciśnienie obwodowe)
Określenie wskaźnika nagromadzenia (wskaźnik wieku tętnic, stanu i podatności na leczenie)

Farmaceutyki
System PWV to szybki i łatwy w użyciu sposób na uzyskanie cennych informacji o pacjencie, które pomogą Ci budować udane relacje z klientami.

Określenie wieku układu naczyniowego (tj. wskaźnik ogólnego stanu tętnic)
Śledzenie skutków stylu życia, leczenia i leków
Badania przesiewowe w kierunku arytmii i innych patologii
Dokładny pomiar ciśnienia krwi

Przemysł zdrowotny
Wykazanie wpływu terapii lub programów wellness na ogólny stan zdrowia pacjentów za pomocą analizy PWV.

Przeprowadzenie szczegółowego badania kardiologicznego w dowolnej sytuacji (np. w klinice, w domu itp.)
Oferowanie klientom kompleksowej informacji na temat ich zdrowia
Zademonstruj efekt zdrowego stylu życia i śledź postępy pacjenta

Dlaczego potrzebujesz testu elastyczności tętnic?

W wielu częściach świata, np. w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie, choroby układu krążenia w postaci zawału serca lub udaru mózgu są główną przyczyną zgonów. Jeszcze więcej osób cierpi na choroby układu krążenia lub niepełnosprawność. Koszty dla systemu opieki zdrowotnej i liczba ofiar śmiertelnych są oszałamiające.

Powszechnie wiadomo, że zdrowie śródbłonka i czynność naczyń krwionośnych są bezpośrednio powiązane z ogólnym stanem zdrowia układu sercowo-naczyniowego. Określenie i monitorowanie funkcjonowania tętnic na tym poziomie pozwala na wczesną interwencję i zapobieganie chorobie.

Starzenie się i choroby pogarszają elastyczność i funkcjonalność naczyń krwionośnych. Zmiany te osłabiają pulsacyjną funkcję tętnic, co może prowadzić do problemów sercowo-naczyniowych i problemów zdrowotnych. Pomiar funkcji pulsacji, czyli prędkości fali tętna, dostarcza ważnych informacji, których nie mogą dostarczyć tradycyjne pomiary ciśnienia krwi.

Sztywność tętnicza

Termin „sztywność tętnic” opisuje plastyczność lub elastyczność tętnic. Stwardnienie lub usztywnienie tętnic określa się mianem arteriosklerozy. Sztywność tętnic opisuje, jak ciężko musi pracować serce, aby pompować krew po całym organizmie.

Dlaczego sztywność tętnic ma znaczenie?

Funkcja tętnic jest bezpośrednio powiązana z potencjalnym rozwojem chorób sercowo-naczyniowych, takich jak zawał serca czy udar. Pomiar sztywności tętnic dostarcza informacji o dużych tętnicach i umożliwia wczesną identyfikację pacjentów z grupy ryzyka. Wykazano również, że sztywność tętnic jest dokładniejszym czynnikiem predykcyjnym dysfunkcji układu sercowo-naczyniowego w porównaniu z tradycyjną metodą mankietu uciskowego.

Metoda pomiaru sztywności tętnic

Wskaźnik budowy: mierzy sztywność tętnic na podstawie konfiguracji fali tętna
Centralne ciśnienie krwi: ma tendencję do wzrostu wraz ze zwiększoną sztywnością tętnic
Prędkość fali tętna: Mierzy czas potrzebny impulsom ciśnienia krwi na pokonanie odległości między dwoma punktami w drzewie tętniczym.
Grubość kompleksu intima-media tętnicy szyjnej: USG mierzy grubość ściany tętnicy

W jaki sposób test PWV mierzy sztywność tętnic?

Badanie PWV jest niezwykle skuteczne w ocenie sztywności tętnic. System wykorzystuje prosty i wygodny czujnik podczerwieni na palcu, aby określić czas potrzebny na przejście impulsu przez tętnice. Szybkość propagacji fali tętna jest wprost proporcjonalna do sztywności tętnic. Wskaźnik nagromadzenia i dane dotyczące centralnego ciśnienia krwi uzyskane w wyniku tego pomiaru są uznanymi wskaźnikami sztywności dużych tętnic.

Jak sztywność tętnic wpływa na ciśnienie krwi?

Kiedy serce pompuje krew do układu tętniczego, sztywność tętnic określa, z jaką łatwością krew przemieszcza się po całym organizmie. Miękkie, giętkie tętnice łatwo i skutecznie transportują krew, dzięki czemu serce nie musi pracować tak ciężko. I odwrotnie, nieelastyczne i twarde tętnice zapewniają opór przepływowi krwi, co powoduje dodatkowe obciążenie serca i powoduje jego cięższą pracę. Siła każdego udaru i opór przepływu krwi, jaki zapewniają tętnice, determinują ciśnienie krwi.

Sposoby zmniejszania sztywności tętnic

Po postawieniu diagnozy sztywności tętnic można rozważyć kilka opcji leczenia.

1 Aktywność fizyczna
o Regularna aktywność fizyczna pomaga zapobiegać dalszemu stwardnieniu i może poprawić elastyczność

2 Leki kontrolujące ciśnienie krwi
o Niektóre leki na nadciśnienie rozluźniają ścianę tętnic, zmniejszając w ten sposób sztywność

3 Nowe leki
o Badane są nowe leki, chociaż szkody długoterminowe mogą być nie do naprawienia

4 Indywidualne podejście do leczenia
o Lekarze mogą przepisać kombinację stylu życia i opcji leczenia

Sztywność aorty

Prędkość fali tętna odgrywa ważną rolę w analizie wpływu sztywności tętnic na ogólny stan zdrowia. Powszechnie przyjmuje się, że sztywność aorty jest skutecznym czynnikiem predykcyjnym i wskaźnikiem zaburzeń i chorób układu krążenia.

Na przykład wyższa wartość PWV w starzejącej się, nieelastycznej aorcie powoduje szybki powrót odbitej (skurczowej) fali do serca. Pomiar ten określa zwiększone ryzyko trzech potencjalnych zdarzeń sercowo-naczyniowych.

1. Zwiększone centralne ciśnienie tętna
Centralne ciśnienie skurczowe wzrasta i obciąża naczynia krwionośne mózgu. Może to prowadzić do udaru. Ważne: Ta zmiana może nastąpić bez zauważalnej zmiany ciśnienia skurczowego w mankiecie uciskowym.

2. Zwiększa się obciążenie lewej komory (obciążenie LV)
Wraz ze wzrostem obciążenia lewej komory (obciążenie LV) wzrasta masa LV i przerost LV. Ten wzrost obciążenia LV jest oznaczony obszarem z czarnymi strzałkami.

3. Zmniejszone ciśnienie perfuzji w tętnicy wieńcowej w rozkurczu
Spadek obserwuje się podczas krytycznego rozkurczu z powodu ciśnienia rozprzestrzeniającego się w tętnicach wieńcowych. Zwiększa to ryzyko niedokrwienia serca.

Analiza i ćwiczenia PWV

Badania pokazują, że ćwiczenia poprawiają elastyczność i zmniejszają sztywność tętnic. Ćwiczenia nie tylko mają ogromny wpływ na tętnice w dłuższej perspektywie, ale pewne pozytywne rezultaty są zauważalne i można je zmierzyć niemal natychmiast. Po uprawianiu sportu czas potrzebny na powrót odbitej fali tętna do serca ulega skróceniu, co zmniejsza obciążenie serca i korzystnie wpływa na ogólny stan układu sercowo-naczyniowego. Wykazano, że w dłuższej perspektywie połączenie ćwiczeń aerobowych i ćwiczeń zwiększających elastyczność, takich jak joga i pilates, jeszcze bardziej poprawia elastyczność tętnic.

Analiza PWV dostarcza cennych informacji na temat wpływu ćwiczeń na sztywność tętnic. Ocena stanu tętnic przed, w trakcie, po i po dłuższym czasie pozwala w łatwy sposób śledzić, monitorować i analizować stan układu naczyniowego pacjenta. Dane zebrane podczas analizy PWV są przydatne na następujących etapach:

Rozgrzewka
o Określenie tempa rozszerzania się tętnic w odpowiedzi na wysiłek i zarejestrowanie czasu, w którym ciało jest odpowiednio rozgrzane i gotowe do przejścia na wyższy poziom

Efekt natychmiastowy
o Ocenić reakcję organizmu na zwiększoną aktywność fizyczną i monitorować reakcję tętnic, aby zmierzyć wydajność i produktywność przepływu krwi

Regeneracja po sporcie
o Ustalenie czasu potrzebnego tętnicom na powrót do stanu spoczynku po zaprzestaniu ćwiczeń

Długotrwały efekt
o Śledź poprawę wieku naczyń krwionośnych na przestrzeni czasu w oparciu o zalecany schemat treningowy, zmiany stylu życia itp.

Typowa reakcja na wysiłek

Ćwiczenia sportowe mają fizjologiczny wpływ na ciśnienie krwi, które można zmierzyć za pomocą wskaźnika budowy. Podczas aktywności fizycznej zwiększa się tętno, a wskaźnik budowy maleje. Jednocześnie podczas ćwiczeń obserwuje się minimalne zmiany ciśnienia krwi. Po zakończeniu aktywności fizycznej zarówno wskaźnik przyrostu, jak i tętno wracają do wartości spoczynkowych.

Poniższa tabela ilustruje typową reakcję na wysiłek mierzoną na podstawie częstości akcji serca, ciśnienia rozkurczowego i ciśnienia skurczowego. Wyświetla także zmiany przed, w trakcie i po ćwiczeniach.

Efekt rozgrzewki

Zwiększona aktywność fizyczna zmusza serce do pompowania większej ilości krwi, aby zapewnić odżywienie wszystkich narządów. Na początku uprawiania sportu tętnice jeszcze się nie rozwinęły. W związku z tym ciśnienie krwi wzrasta, a krew napływa do narządów w celu zaopatrzenia. Ta początkowa nierównowaga zwiększa obciążenie serca. Ten wzrost aktywności fizycznej i gwałtowny wzrost ciśnienia krwi powodują w odpowiedzi rozszerzenie tętnic. Rozszerzenie tętnic ułatwia efektywny przepływ krwi i pozwala sercu skutecznie dostarczać krew do całego organizmu. Rozszerzenie tętnic zmniejsza również obciążenie serca, powodując normalizację ciśnienia krwi, podczas gdy częstość akcji serca pozostaje podwyższona.

Efekt sportu

Aktywność fizyczna pociąga za sobą istotne zmiany w ruchu i krążeniu krwi. Te zmiany fizjologiczne obejmują:

Przyspieszone tętno
Zmiany ciśnienia krwi
Rozszerzenie naczyń krwionośnych

Jeśli ćwiczenia nie są regularną częścią codziennego życia pacjenta, pomiary PWV należy wykonywać, gdy pacjent jest zrelaksowany i spokojny. Pozwoli to uzyskać dokładniejsze wyniki.

Przed uprawianiem sportu:

Po sporcie:

Przegląd prac naukowych na temat nadciśnienia tętniczego

Poniższe artykuły i publikacje dostarczają dalszych badań i danych na temat roli zdrowia tętnic w ogólnym zdrowiu układu sercowo-naczyniowego.

„Ponowne otwarcie tętnic”

John R. Cockroft i Iain B Wilkinson (2002) doszli do wniosku, że analiza sztywności tętnic może pomóc w leczeniu chorób sercowo-naczyniowych. Kwestię zbadania takich zastosowań w przyszłych badaniach podnieśli Laurent i wsp. (2002), a metody pomiaru sztywności tętniczej zaproponowali MacKenzie i wsp. (2002).

Technologie pomiaru sztywności tętnic były dalej badane przez Oliver i Webb (2003), wraz z ich praktycznym zastosowaniem i interakcjami z lekami na układ sercowo-naczyniowy. Te wczesne przeglądy wykazały znaczenie stanu zdrowia tętnic i jego roli w określaniu ciśnienia krwi.

„Nadciśnienie jako objaw tętniczy”

Izzo (2004) przedstawił związek między izolowanym nadciśnieniem skurczowym a sztywnością tętnic, a Kass (2005) badał związek między sztywnością tętnic a funkcją komór. Temat ten był dalej badany przez Nicholsa (2005), a później przez Zimana i wsp. (2005).

Te ważne badania doprowadziły do ​​wydania konsensusu ekspertów (Laurent i wsp. 2006) w sprawie metod i zastosowań sztywności tętnic. Hirata i wsp. (2006). Na podstawie tych danych Conn (2007) dokonał przeglądu dowodów pomiarowych i potencjalnych korzyści w leczeniu nadciśnienia. Michael F O'Rourke i Hashimoto (2008) opublikowali historyczny przegląd danych dotyczących sztywności tętnic, a Franklin (2008) zidentyfikował sztywność tętnic jako nowy i wiarygodny wskaźnik chorób sercowo-naczyniowych.

„Leczenie tętnic w celu zarządzania ryzykiem sercowo-naczyniowym”

P. Avolio i wsp. (2009) podkreślali różnicę pomiędzy ośrodkowym i obwodowym ciśnieniem krwi, natomiast Nilsson i wsp. (2009) zaproponowali zarządzanie ryzykiem sercowo-naczyniowym w oparciu o wiek naczyń. Połączenie tradycyjnej metody pomiaru ciśnienia krwi za pomocą mankietu uciskowego z nową analizą obwodowej fali tętna zostało opisane jako przyszłość leczenia patologii ciśnienia krwi przez P. Avolio i wsp. (2010).

Problem kliniczny

Według najnowszego wydania Globalnego Atlasu Zapobiegania i Kontroli Chorób Układu Sercowo-Naczyniowego opublikowanego przez Światową Organizację Zdrowia (2011) choroby układu krążenia są głównymi przyczynami zgonów i niepełnosprawności na świecie. Do chorób układu sercowo-naczyniowego, chorób i urazów serca, naczyń krwionośnych serca, układu naczyń krwionośnych (żył i tętnic) w całym ciele i mózgu. Czynniki ryzyka rozwoju patologii sercowo-naczyniowych obejmują historię rodzinną którejkolwiek z następujących chorób:

Patologia układu sercowo-naczyniowego lub śmierć w wyniku patologii układu sercowo-naczyniowego
Otyłość
Cukrzyca
Wysoki poziom cholesterolu we krwi
Wysokie ciśnienie krwi

Oprócz tych dziedzicznych problemów, styl życia odgrywa ważną rolę w rozwoju chorób sercowo-naczyniowych. Znanymi czynnikami prognostycznymi są także palenie tytoniu i siedzący tryb życia. W przypadku braku tych tradycyjnych czynników ryzyka specjaliści mogą ocenić stan tętnic, aby określić potencjał rozwoju patologii sercowo-naczyniowych.

Wysokiemu odsetkowi chorób układu krążenia można zapobiec, jednak należy podjąć działania na wczesnym etapie, aby zapobiec patologiom. Tętnice dostarczają kluczowych, kompleksowych informacji na temat chorób układu krążenia, co pozwala na usprawnienie leczenia. Jednakże, gdy tętnice ulegną poważnemu zatkaniu w wyniku gromadzenia się blaszki miażdżycowej, możliwość oceny ich funkcji i struktury jest ograniczona.

System PWV pozwala specjalistom na wczesną ocenę funkcji tętnic w celu identyfikacji pacjentów z grupy ryzyka. Badania przesiewowe na wczesnym etapie mogą pomóc we wczesnej diagnostyce i/lub leczeniu ukrytych patologii naczyniowych, zanim staną się one poważniejszymi problemami. System PWV umożliwia także specjalistom lokalizowanie problemów, co pozwala na bardziej ukierunkowaną ocenę diagnostyczną. Wreszcie, system PWV pozwala lekarzom monitorować stan tętnic pacjenta na każdym kolejnym etapie, aby mieć pewność, że interwencje przynoszą pożądany skutek.

Jak pomaga analiza układu sercowo-naczyniowego

Tradycyjnie analizę układu sercowo-naczyniowego przeprowadza się głównie przy użyciu metod takich jak elektrokardiogramy (EKG), echokardiogramy i elektrokardiogramy wykonywane podczas wysiłku fizycznego. Chociaż testy te są skuteczne w ocenie czynności serca, ich zakres ogranicza się do serca i jako takie metody te nie dostarczają informacji o tętnicach. Ponieważ powszechnie wiadomo, że stan tętnic jest nierozerwalnie związany z ich funkcją, optymalną miarą jest ocena tętnic.

Chociaż badania przesiewowe tętnic umożliwiają szczegółową ocenę stanu układu krążenia, tradycyjne metody uzyskiwania informacji są dyskredytowane w późniejszych stadiach choroby sercowo-naczyniowej. Dzieje się tak z powodu gromadzenia się blaszki miażdżycowej, która zagraża funkcjonalnej i strukturalnej integralności tętnic. System PWV omija niedrożność tętnic, aby dokładnie i łatwo ocenić czynność tętnic.

Zatem analiza układu sercowo-naczyniowego poprzez ocenę tętnic jest ważna z następujących powodów:

Badania kliniczne elastyczności tętnic z powodzeniem wykazały związek pomiędzy zmniejszoną elastycznością tętnic a późniejszym rozwojem patologii sercowo-naczyniowych.

Sztywność tętnic często występuje nawet przy braku tradycyjnych czynników ryzyka, a dodatkowe dowody skutecznie powiązały utratę sztywności tętnic u pacjentów cierpiących na wysokie ciśnienie krwi, cukrzycę, niewydolność serca lub chorobę wieńcową z ich chorobami.

Badania pokazują, że subtelne zmiany w elastyczności tętnic dostarczają bezcennych informacji na temat ogólnego stanu zdrowia układu sercowo-naczyniowego. Zmiany elastyczności tętnic często poprzedzają choroby, takie jak nadciśnienie i cukrzyca, a zmiany te znajdują odzwierciedlenie w sygnale oscylacyjnym ciśnienia krwi.

Dowody wskazują, że zmiany w układzie naczyniowym o wiele lat poprzedzają typowe i jawne objawy chorób układu krążenia, a także zawały serca i udary mózgu. Co więcej, badania kliniczne wykazały związek pomiędzy utratą elastyczności tętnic a starzeniem się, co oznacza, że ​​sztywność tętnic jest wczesnym biomarkerem chorób układu krążenia.

System PWV umożliwia łatwy, nieinwazyjny pomiar i analizę stanu układu krążenia. Uzyskane informacje zapewniają cenny wgląd w elastyczność, sztywność i zmiany naczyniowe tętnic, które są istotnymi wyznacznikami patologii układu sercowo-naczyniowego. Analiza kliniczna pozwala na wczesną diagnostykę, leczenie i monitorowanie wszelkich istotnych patologii układu sercowo-naczyniowego.

Federalna Agencja Edukacji

Państwowa instytucja edukacyjna wyższej edukacji zawodowej

„Kurski Państwowy Uniwersytet Techniczny”

Katedra Inżynierii Biomedycznej

PROJEKT KURSU

w dyscyplinie „Projektowanie sprzętu diagnostycznego i terapeutycznego”

na temat „Urządzenie do pomiaru prędkości propagacji fali tętna przepływu krwi”

Inżynieria biomedyczna

Grupa BM-85M

Kierownik pracy Kuźmin A.A.

Kursk, 2009

Wstęp

Analiza problemu

1 Wyznaczanie prędkości propagacji fali impulsowej

2 Badanie cech sfigmogramu i prędkości propagacji fali tętna wzdłuż dużych naczyń tętniczych

3 Analiza istniejących urządzeń do rejestracji i pomiaru parametrów fali tętna

Uzasadnienie schematu blokowego urządzenia

Dobór podstawy elementu oraz obliczenia głównych elementów i zespołów

Obliczanie zasilania i poboru mocy

Wniosek

Bibliografia

Wstęp

Jednym z głównych celów współczesnej kardiologii jest zmniejszenie zachorowalności i śmiertelności z przyczyn sercowo-naczyniowych. Strategie mające na celu rozwiązanie tego problemu obejmują identyfikację grup wysokiego ryzyka w celu podjęcia profilaktycznych interwencji antynarkotykowych i nienarkotykowych. Różne skale (SCORE, skala Framingham itp.) są szeroko stosowane jako narzędzie oceny ryzyka rozwoju chorób układu krążenia (CVD). Jednak prawie wszystkie z nich są przeznaczone dla ogółu populacji i nie można ich stosować u pacjentów z już ujawnioną CVD.

Umiejętność przewidywania rozwoju nawracających powikłań sercowo-naczyniowych (CVC) u pacjentów z chorobą wieńcową (CHD) może przyczynić się do opracowania skutecznej strategii postępowania w tej grupie pacjentów. Trwają poszukiwania wiarygodnych metod oceny rokowania. Badanie w Rotterdamie wykazało wysoki związek zwiększonej prędkości fali tętna (PWV) – jako markera sztywności tętnic – z obecnością miażdżycy. Stało się to warunkiem wstępnym zbadania tego parametru jako predyktora rokowania u pacjentów z chorobą wieńcową.

1. Analiza problemu

.1 Wyznaczanie prędkości propagacji fali impulsowej

W momencie skurczu pewna objętość krwi dostaje się do aorty, ciśnienie w jej początkowej części wzrasta, a ściany się rozciągają. Następnie fala ciśnienia i towarzyszące jej rozciąganie ściany naczynia rozprzestrzeniają się dalej na obwód i określane są jako fala tętna. Tak więc, wraz z rytmicznym wyrzucaniem krwi przez serce, w naczyniach tętniczych pojawiają się sekwencyjnie rozprzestrzeniające się fale tętna. Fale tętna rozchodzą się w naczyniach z określoną prędkością, która jednak wcale nie odzwierciedla liniowej prędkości ruchu krwi. Procesy te są zasadniczo różne. Sali (N. Sahli) charakteryzuje tętno tętnic obwodowych jako „ruch przypominający falę, powstający w wyniku propagacji fali pierwotnej powstałej w aorcie w kierunku obwodu”.

Określenie prędkości propagacji fali tętna jest zdaniem wielu autorów najpewniejszą metodą badania stanu lepkosprężystego naczyń krwionośnych.

Do określenia prędkości wykorzystuje się sfigmogramy tętna obwodowego propagacja fali impulsowej. W tym celu synchronicznie rejestruje się sfigmogramy tętnic szyjnych, udowych i promieniowych oraz określa czas opóźnienia tętna obwodowego w stosunku do tętna centralnego (Dt) (ryc. 1).

Ryż. 1. Wyznaczanie prędkości propagacji fali tętna w odcinkach: „tętnica szyjna – udowa” i „tętnica szyjna – promieniowa”. Delta-t1 i delta-t2 - opóźnienie fali tętna odpowiednio na poziomie tętnicy udowej i promieniowej

Aby określić prędkość propagacji fali tętna, wykonuje się jednoczesną rejestrację sfigmogramów z tętnic szyjnych, udowych i promieniowych (ryc. 2). Odbiorniki impulsów (czujniki) instaluje się: na tętnicy szyjnej – na poziomie górnego brzegu chrząstki tarczowatej, na tętnicy udowej – w miejscu jej wyjścia spod więzadła Puparta, na tętnicy promieniowej – w miejscu palpacji tętna. Prawidłowe zastosowanie czujników tętna kontrolowane jest poprzez położenie i odchylenia „króliczków” na ekranie wizualnym urządzenia.

Jeżeli ze względów technicznych nie jest możliwe jednoczesne zarejestrowanie wszystkich trzech krzywych tętna, należy jednocześnie zarejestrować tętno tętnicy szyjnej i udowej, a następnie szyjnej i promieniowej. Aby obliczyć prędkość propagacji fali tętna, należy znać długość odcinka tętnicy pomiędzy odbiornikami impulsów. Pomiary długości odcinka, po którym rozchodzi się fala tętna w naczyniach elastycznych (Le) (tętnicy aortalno-biodrowej), wykonuje się w następującej kolejności (ryc. 2):

Ryż. 5. Wyznaczanie odległości między odbiornikami impulsów - „czujnikami” (wg V.P. Nikitina).

Symbole w tekście:

a - odległość od górnego brzegu chrząstki tarczowatej (umiejscowienie odbiornika impulsów na tętnicy szyjnej) do wcięcia szyjnego, gdzie rzutuje się górny brzeg łuku aorty; odległość od wcięcia szyjnego do środka linia łącząca oba kręgosłup biodrowy przedni (rzut podziału aorty na tętnice biodrowe, których normalna wielkość i prawidłowy kształt brzucha dokładnie odpowiada pępkowi);

c to odległość od pępka do lokalizacji odbiornika impulsów na tętnicy udowej.

Otrzymane wymiary b i c są dodawane, a odległość a jest odejmowana od ich sumy:

b+c-a = LE.

Odejmowanie odległości a jest konieczne ze względu na fakt, że fala tętna w tętnicy szyjnej rozchodzi się w kierunku przeciwnym do aorty. Błąd w określeniu długości odcinka naczyń elastycznych nie przekracza 2,5-5,5 cm i uważa się go za nieistotny. Aby określić długość drogi fali tętna rozchodzącej się w naczyniach mięśniowych (LM), należy zmierzyć następujące odległości:

od środka wcięcia szyjnego do przedniej powierzchni głowy kości ramiennej (61);

od głowy kości ramiennej do miejsca umieszczenia odbiornika impulsów na tętnicy promieniowej (a. radialis) - c1.

Dokładniej, odległość tę mierzy się przy ramieniu odwiedzionym pod kątem prostym – od środka wcięcia szyjnego do miejsca umiejscowienia czujnika tętna na tętnicy promieniowej – d(b1+c1).

Podobnie jak w pierwszym przypadku należy od tej odległości odjąć odcinek a. Stąd:

C1 - a - Li, ale b + c1 = d

Ryc.3. Wyznaczanie czasu opóźnienia fali tętna od początku narastania ramienia wstępującego krzywych (wg V. P. Nikitina)

Oznaczenia:

a - krzywa tętnicy udowej;

b- krzywa tętnicy szyjnej;

c - krzywa tętnicy promieniowej, e - czas opóźnienia w tętnicach elastycznych, m - czas opóźnienia w tętnicach mięśniowych, incisura

Drugą wielkością, którą należy znać, aby określić prędkość propagacji fali tętna, jest czas opóźnienia impulsu na dystalnym odcinku tętnicy w stosunku do tętna centralnego (ryc. 3). Czas opóźnienia (r) jest zwykle określany przez odległość między początkami wznoszenia się centralnej i obwodowej krzywej tętna lub przez odległość między punktami zagięcia w rosnącej części sfigmogramów.

Czas opóźnienia od początku wzniesienia krzywej tętna centralnego (tętnica szyjna - a. carotis) do początku wzniesienia krzywej sfigmograficznej tętnicy udowej (a. femoralis) - czas opóźnienia propagacji fala tętna wzdłuż tętnic elastycznych (te) - czas opóźnienia od początku narastania krzywej a. carotis przed rozpoczęciem wzrostu sfigmogramu z tętnicy promieniowej (a.radialis) - czas opóźnienia w naczyniach typu mięśniowego (tM). Rejestrację sfigmogramu w celu określenia czasu opóźnienia należy przeprowadzić przy prędkości ruchu papieru fotograficznego wynoszącej 100 mm/s.

Dla większej dokładności obliczenia czasu opóźnienia fali impulsowej rejestruje się 3-5 oscylacji impulsu i z wartości uzyskanych podczas pomiaru (t) pobiera się średnią wartość.W celu obliczenia prędkości propagacji fali impulsowej (C), droga (L) przebyta przez falę impulsową (odległość między odbiornikami) jest teraz niezbędnym impulsem), podzielona przez czas opóźnienia impulsu (t)

С=L(cm)/t(c).

Zatem dla tętnic typu elastycznego:

E=LE/TE,

dla tętnic mięśniowych:

SM=LM/tM.

Przykładowo, odległość między czujnikami impulsów wynosi 40 cm, a czas opóźnienia wynosi 0,05 s, wówczas prędkość propagacji fali impulsowej: = 40/0,05 = 800 cm/s

Zwykle u osób zdrowych prędkość propagacji fali tętna przez naczynia elastyczne wynosi 500-700 cm/s, a przez naczynia mięśniowe 500-800 cm/s.

Opór sprężysty, a w konsekwencji prędkość propagacji fali tętna, zależy przede wszystkim od cech indywidualnych, budowy morfologicznej tętnic i wieku badanych.

Wielu autorów zauważa, że ​​prędkość propagacji fali tętna wzrasta wraz z wiekiem, nieco bardziej w naczyniach elastycznych niż mięśniowych. Ten kierunek zmian związanych z wiekiem może polegać na zmniejszeniu rozciągliwości ścian naczyń mięśniowych, co w pewnym stopniu można kompensować zmianą stanu funkcjonalnego ich elementów mięśniowych. Zatem N. N. Savitsky przytacza, według Ludwiga (1936), następujące normy dotyczące prędkości propagacji fali tętna w zależności od wieku.

Normy wiekowe dotyczące prędkości propagacji fali tętna przez naczynia typu elastycznego (Se) i mięśniowego (Sm):

Porównując średnie wartości Se i Sm uzyskane przez V.P. Nikitin (1959) i K.A. Morozowa (1960), z danymi Ludwiga (Ludwig, 1936), należy zauważyć, że pokrywają się one dość ściśle.

E.B. Babsky i V.L. Karpman zaproponował wzory na określenie indywidualnie odpowiednich wartości prędkości propagacji fali tętna w zależności lub z uwzględnieniem wieku:

Se = 0,1*B2 + 4B + 380;

cm = 8*B + 425.

W równaniach tych występuje jedna zmienna B – wiek, współczynniki są stałymi empirycznymi.

Szybkość propagacji fali tętna w naczyniach sprężystych zależy również od poziomu średniego ciśnienia dynamicznego. Wraz ze wzrostem średniego ciśnienia wzrasta prędkość propagacji fali tętna, charakteryzując się zwiększonym „napięciem” naczynia w wyniku biernego rozciągania go od wewnątrz przez wysokie ciśnienie krwi. Badając stan sprężysty dużych naczyń, stale pojawia się potrzeba określenia nie tylko prędkości propagacji fali tętna, ale także poziomu średniego ciśnienia.

Rozbieżność pomiędzy zmianami średniego ciśnienia a szybkością propagacji fali tętna jest w pewnym stopniu związana ze zmianami skurczu tonicznego mięśni gładkich tętnic. Tę rozbieżność obserwuje się podczas badania stanu funkcjonalnego tętnic głównie typu mięśniowego. Napięcie toniczne elementów mięśniowych w tych naczyniach zmienia się dość szybko.

Aby zidentyfikować „aktywny czynnik” napięcia mięśniowego ściany naczyń, V.P. Nikitin zaproponował definicję zależności pomiędzy prędkością propagacji fali tętna w naczyniach mięśniowych (Sm) a prędkością w naczyniach elastycznych (E). Zwykle ten stosunek (CM/C9) waha się od 1,11 do 1,32. Przy zwiększonym napięciu mięśni gładkich wzrasta do 1,40-2,4; zmniejszając się, spada do 0,9-0,5. W miażdżycy obserwuje się spadek SM/SE na skutek wzrostu prędkości propagacji fali tętna wzdłuż tętnic elastycznych. W nadciśnieniu wartości te w zależności od stopnia zaawansowania są różne.

Zatem wraz ze wzrostem oporu sprężystego prędkość transmisji oscylacji impulsowych wzrasta i czasami osiąga duże wartości. Duża prędkość propagacji fali tętna jest bezwarunkową oznaką wzrostu oporu sprężystego ścian tętnic i zmniejszenia ich rozciągliwości.

Zwykle obliczona w ten sposób prędkość propagacji fali impulsowej wynosi 450-800 cm.s-1. Należy pamiętać, że jest ona kilkakrotnie większa niż prędkość przepływu krwi, czyli prędkość, z jaką porcja krwi przepływa przez układ tętniczy.

Na podstawie szybkości propagacji fali tętna można ocenić elastyczność tętnic i wielkość ich napięcia mięśniowego. Szybkość propagacji fali tętna wzrasta w przypadku miażdżycy aorty, nadciśnienia tętniczego i nadciśnienia objawowego, a maleje w przypadku niewydolności aorty, przetrwałego przewodu tętniczego, zmniejszenia napięcia mięśni naczyniowych, a także zarostu tętnic obwodowych, ich zwężenia i zmniejszenie objętości wyrzutowej i ciśnienia krwi.

Szybkość propagacji fali tętna wzrasta wraz z organicznym uszkodzeniem tętnic (zwiększony poziom Se w miażdżycy, syfilityczne zapalenie mezoaorty) lub ze zwiększonym oporem elastycznym tętnic na skutek zwiększonego napięcia ich mięśni gładkich, rozciągania ścian naczyń pod wpływem wysokiego ciśnienia krwi (wzrost Se w nadciśnieniu, dystonia neurokrążeniowa typu nadciśnieniowego) . W dystonii neurokrążeniowej typu hipotonicznego zmniejszenie prędkości propagacji fali tętna wzdłuż tętnic elastycznych wiąże się głównie z niskim poziomem średniego ciśnienia dynamicznego.

Na powstałym polisfigmogramie krzywa tętna centralnego (a. carotis) określa również czas wyrzutu (5) - odległość od początku wzrostu krzywej tętna tętnicy szyjnej do początku opadania jej głównej część skurczowa.

N.N. Aby dokładniej określić czas wydalenia, Savitsky zaleca zastosowanie następującej techniki (ryc. 4). Rysujemy linię styczną przez piętę incisura a. carotis w górę katakroty, od punktu jej oddzielenia od krzywej katakroty obniżamy prostopadłą. Odległość od początku wznoszenia się krzywej impulsu do tej prostopadłej będzie czasem wyrzutu.

Ryc.4. Metoda ustalania czasu wydalenia (według N.N. Savitsky'ego).

Rysujemy linię AB, która pokrywa się z kolanem zstępującym katakroty.W miejscu jej odjścia od katakroty rysujemy linię CD, równoległą do zera. Od punktu przecięcia obniżamy prostopadłą do linii zerowej. Czas wyrzutu jest określony przez odległość od początku narastania krzywej impulsu do przecięcia prostopadłej z linią zerową. Linia przerywana pokazuje określenie czasu wydalenia w zależności od lokalizacji siekacza.

Ryc.6. Określenie czasu wyrzutu (5) i czasu całkowitej inwolucji serca (T) według centralnej krzywej tętna (według V.P. Nikitina).

Czas całkowitej inwolucji serca (czas trwania cyklu sercowego) T jest określony przez odległość od początku wzniesienia centralnej krzywej tętna (a. carotis) jednego cyklu serca do początku wzniesienia krzywej następnego cyklu, tj. odległość między wznoszącymi się ramionami dwóch fal tętna (ryc. 6).

2 Badanie cech sfigmogramu i prędkości propagacji fali tętna wzdłuż dużych naczyń tętniczych

Charakterystycznym i wczesnym objawem zwężenia podaortalnego jest szmer skurczowy, słyszalny wzdłuż lewego brzegu mostka, w punkcie Botkina, rozciągający się do naczyń szyi, oddzielony od pierwszego tonu, czasami składa się z dwóch faz i mogą towarzyszyć skurczowe drżenie klatki piersiowej. Często nad wierzchołkiem słychać szmer skurczowy, który przenosi się do okolicy pachowej (szmer niedomykalności). W EKG widoczne są cechy przerostu lewej komory i przedsionków, ujemne załamki T oraz przesunięcie w dół odstępu ST w lewych odprowadzeniach przedsercowych. Czasami w odprowadzeniach klasycznych pojawiają się głębokie załamki Q, będące odzwierciedleniem przerostu przegrody międzykomorowej. I. Heublein i wsp. (1971) uważają, że charakterystycznym elektrokardiograficznym objawem zwężenia podaortalnego są zespoły typu qrS w połączeniu z dodatnim załamkiem T w lewych odprowadzeniach przedsercowych. Zdjęcie rentgenowskie ujawnia umiarkowane powiększenie lewej komory i lewego przedsionka, wzrost wzorca płuc z powodu zastoju, a czasami poszerzenie aorty wstępującej.

W diagnostyce różnicowej istotne są zmiany w sfigmogramie: jego podwójny kontur charakteryzuje się szybkim pierwszym opadaniem anakroty na skutek coraz większego zwężenia drogi odpływu. Rosnące ciśnienie w lewej komorze wypycha krew do aorty; pojawia się drugi wzrost krzywej, mniej stromy niż pierwszy, po którym następuje długie opadanie i dodatkowe oscylacje o niskiej amplitudzie (W. H. Carter i in., 1971).

U 88 dzieci przeprowadzono badanie sfigmograficzne z synchroniczną rejestracją tętna na tętnicy szyjnej, promieniowej i udowej. Badanie sfigmograficzne dziecka przeprowadzono w pozycji poziomej przy użyciu tego samego trójkanałowego urządzenia elektronicznego „Vizocard-Multivector”, z wykorzystaniem piezoelektrycznych odbiorników impulsów, jednocześnie z elektrokardiogramem w odprowadzeniu standardowym II. Rejestrację prowadzono najpierw z tętnicy szyjnej i promieniowej, następnie z tętnicy szyjnej i udowej po 10-minutowym odpoczynku, jednocześnie z dwóch lub więcej punktów, co jest niezbędne do określenia prędkości fali tętna, a także synchronicznie z inne krzywe odzwierciedlające różne przejawy czynności serca (elektrokardiogram, fonokardiogram ).

Aby zbadać stan funkcjonalny dużych naczyń tętniczych, czujniki tętna zainstalowano w trzech różnych punktach: na tętnicy szyjnej (przedni rowek szyjny - na poziomie górnej krawędzi chrząstki tarczowatej), promieniowo (w zwykłym miejscu palpacji tętna ) i na tętnicy udowej (środek więzadła Pouparta). Rejestrację krzywych tętna przeprowadzono dopiero po odpowiednim optymalnym dostosowaniu czujnika, po osiągnięciu maksymalnej amplitudy sfigmogramu przy danym wzmocnieniu.

Na podstawie czasu opóźnienia krzywych tętna oraz odległości pomiędzy punktami, z których rejestrowane są krzywe tętna, określa się prędkość propagacji fali tętna przez naczynia mięśniowe (w obszarze tętnica szyjna – tętnica promieniowa) oraz przez naczynia elastyczne (w obszarze tętnicy szyjnej - tętnicy udowej). Opóźnienie fali tętna mierzy się odległością pomiędzy początkiem narastania każdego z sfigmogramów.

Aby określić długość drogi pomiędzy tętnicą szyjną i promieniową, mierzy się odległość za pomocą taśmy mierniczej od górnej krawędzi chrząstki tarczowatej (miejsce pierwszego odbiornika impulsów) do dołu szyjnego (rzut górnej krawędzi łuk aorty). Następnie na ramieniu odwiedzionym, tworząc kąt prosty z tułowiem, mierzy się odległość od dołu szyjnego do miejsca rejestracji tętna na tętnicy promieniowej. Od całkowitej odległości między czujnikami odejmuje się dwukrotną odległość między chrząstką tarczowatą a dołem szyjnym (ponieważ fala tętna w tętnicach promieniowych i szyjnych rozchodzi się w przeciwnych kierunkach).

W celu określenia długości odcinka „tętnica szyjna – tętnica udowa” mierzy się odległość od górnego brzegu chrząstki tarczowatej do dołu szyjnego, następnie od dołu szyjnego do pępka (rzut podziału aorty na tętnice biodrowe) oraz od pępka do środka więzadła lędźwiowego (miejsce przyłożenia trzeciego czujnika tętna). Wszystkie powstałe wymiary są sumowane, a od otrzymanej sumy odejmuje się podwojoną odległość między chrząstką tarczowatą a dołem szyjnym (N.N. Savitsky, 1956; V.N. Nikitin, 1958 itd.).

Badanie kształtu krzywych tętna u dzieci z reumatoidalnym zapaleniem stawów stawowo-trzewnych (grupa I) wykazało, że krzywe tętna tętniczego, choć mają cechy wspólne, wyróżniają się dużą różnorodnością cech indywidualnych. Warto zauważyć, że u wielu dzieci w ostrym okresie choroby krzywe tętna tętniczego, zwłaszcza z tętnicy szyjnej, charakteryzowały się niestabilnością kształtu i amplitudy, ich zmiennością nawet w różnych następujących po sobie cyklach serca. Oczywiście przyczyną takiej zmienności jest niestabilność hemodynamiczna, nierówna siła skurczów serca, zmieniająca się wartość objętości wyrzutowej serca, niestabilność napięcia naczyniowego u pacjentów z reumatoidalnym zapaleniem stawów z ciężkim zespołem toksyczno-alergicznym.

Częściej niż u dzieci zdrowych obserwuje się także brak oscylacji przedskurczowej na krzywej tętna szyjnego, co stwierdzono jedynie u 55% dzieci chorych (wg M.K. Oskolkovej u 80% dzieci zdrowych). Badając dzieci chore na reumatyzm, M.K. Oskolkova (1967) również zauważyła brak wahań przedskurczowych na krzywej tętna tętnicy szyjnej. Cecha ta wynika z jednej strony z osłabienia funkcji kurczliwej przedsionków, z drugiej zaś ze zmian w objętości skurczowej serca i napięciu naczyniowym, biorąc pod uwagę, że geneza fali przedskurczowej jest związana wymienione czynniki.

Wzrost fali preskurczowej zaobserwowano jedynie u 5 dzieci, u 3 z nich, zgodnie z metodami badań klinicznych i instrumentalnych, przyjęto założenie o powstaniu wady mitralnej i aortalnej, a u 2 dominowały objawy zapalenia mięśnia sercowego.

Siekanie na krzywej tętna tętnicy szyjnej u 84% dzieci było wyraźnie wyrażone w górnej lub środkowej jednej trzeciej gałęzi zstępującej sfigmogramu, u 11% dzieci było zapisane w dolnej jednej trzeciej krzywej, a u 5% było słabo wyrażone lub nieobecne. Fala dykrotyczna na tętnie katakrotycznym z tętnicy promieniowej u większości dzieci z grupy I zlokalizowana była w jej dolnej 1/3 części, w przeciwieństwie do dzieci zdrowych, u których rejestrowana jest zwykle w środkowej 1/3 części katakrotycznej (M. K. Oskolkova, 1967). ) i często ulegał zwiększeniu. Zmiany takie uważa się za oznakę obniżonego napięcia naczyń tętniczych. W dynamice obserwacji, gdy proces główny ustąpił, wraz ze spadkiem zatrucia, odnotowano przesunięcie fali dykrotycznej bliżej szczytu krzywej i zmniejszenie jej amplitudy. Znak ten można wytłumaczyć wzrostem napięcia (tonu) ścian naczyń tętniczych, gdy poprawia się stan dzieci (V. P. Nikitin, 1950; M. K. Oskolkova, 1957). L.P. Pressman (1964), badając stan układu sercowo-naczyniowego w chorobach zakaźnych u dorosłych, doszedł do wniosku, że wielkość fali dykrotycznej w nich zależy bezpośrednio od stopnia zatrucia. Porównanie kształtu krzywych tętna z charakterem zmiany w sercu nie wykazało dość typowych zmian w sfigmogramie. W przypadku zapalenia serca u niektórych dzieci zaobserwowano jedynie nieznaczne zmniejszenie amplitudy krzywych tętna, czasami zmienność ich kształtu i wielkości w różnych cyklach pracy serca. W trakcie choroby często zmienia się kształt krzywych tętna z tętnic centralnych i obwodowych.

Charakterystycznym objawem niewydolności zastawki aortalnej na FG tętnicy szyjnej jest gwałtowny wzrost krzywizny, słabe nasilenie lub brak siekacza. Zjawisko zaniku lub zmniejszenia nasilenia siekacza jest ważną oznaką zaangażowania aorty w proces patologiczny (M. N. Abrikosova, 1963; M. K. Oskolkova, 1967 i in.).

Blumberger (1958), M. A. Abrikosova (1963), M. K. Oskolkova (1967) uważają, że większe lub mniejsze nasilenie incisury na sfigmogramie tętnicy szyjnej z uszkodzeniem aorty zależy od stopnia deformacji aparatu zastawkowego: przy mniejszym uszkodzenie - wyrażone incisura, przy większym - znika.

Oprócz badania cech morfologicznych sfigmogramu obliczono prędkość propagacji fal tętna. Badanie szybkości propagacji fali tętna przez naczynia sprężyste i mięśniowe pacjentów z postacią stawowo-trzewną reumatoidalnego zapalenia stawów wykazało wyraźne zmniejszenie tego wskaźnika w porównaniu do wartości prawidłowych zarówno w okresie ostrym, w trakcie leczenia, jak i w okresie leczenia. okres zanikania.

Z tabeli wynika, że ​​u dzieci w wieku od 3 do 6 lat z postacią stawowo-trzewną choroby średnie wartości początkowe w ostrym okresie choroby dla naczyń elastycznych wynosiły 456,8 ± 13,5 cm/s, a dla typu naczyń mięśniowych - 484,0±24,8 cm/s, nie osiągając wartości prawidłowych nawet w okresie osiadania.

U dzieci w wieku od 7 do 11 lat średnia prędkość propagacji fali tętna przez naczynia typu elastycznego wynosiła 470,0±±22,0 cm/s, a przez naczynia typu mięśniowego – 588,0±±15,8 cm/s, czyli wskaźniki te były niższe niż u zdrowych dzieci i pozostawały zmniejszone nawet po ustąpieniu procesu, z różnicą istotną statystycznie (P<0,05).

Największe zmniejszenie szybkości propagacji fali tętna zaobserwowano u dzieci w wieku 12–15 lat. Jego średnie wskaźniki dla naczyń typu sprężystego w ostrym okresie choroby wynosiły 504,7+10,5 cm/sek., a dla naczyń typu mięśniowego 645,0-27,6 cm/sek. Wartości te są statystycznie istotnie obniżone w porównaniu z danymi dotyczącymi dzieci zdrowych (P< 0,005).

W okresie poprawy stanu ogólnego zaobserwowano nieznaczny wzrost prędkości propagacji fali tętna przez naczynia typu sprężystego, natomiast przez naczynia mięśniowe prędkość ta pozostawała znacząco obniżona (odpowiednio 508,0 ± 10,0 cm/s, i 528,7 ± 10,7 cm/s; R<0,01). Столь стойкое нарушение функционального состояния крупных артериальных сосудов очевидно можно объяснить высокой степенью аллергизации, продолжающейся активностью ревматоидного артрита и большой длительностью заболевания.

U dorosłych pacjentów V.I. Trukhlyaev (1968) zauważył wzrost prędkości propagacji fali tętna przez duże naczynia tętnicze. Różnica ta w porównaniu z danymi uzyskanymi od dzieci po raz kolejny podkreśla wyjątkowość reaktywności organizmu dziecka. B. A. Gaigalienė (1970) stwierdziła asymetrię napięcia naczyń i zmianę ich reakcji na zimno u dorosłych.

Badanie charakteru krzywych tętna centralnego i obwodowego u chorych na stawową postać reumatoidalnego zapalenia stawów (grupa II) wykazało brak fali przedskurczowej na sfigmogramie tętna tętnicy szyjnej u 8 (z 31) dzieci. U tych pacjentów występowała tachykardia, najwyraźniej związana ze stanem toksyczno-alergicznym w ostrym okresie choroby. U pozostałych 23 dzieci zarejestrowano falę przedskurczową, różniącą się jedynie amplitudą. U 20 dzieci wierzchołek krzywej tętna miał zarys zaokrąglony, u 5 – spiczasty, a u 6 – „plateau skurczowego”. Szczyt typu „plateau skurczowego” M.K. Oskolkova częściej obserwował u dzieci chorych na reumatyzm. I. M. Rudnev (1962) uważa, że ​​krzywe typu plateau o wysokim wskaźniku oscylometrycznym wskazują na zmniejszenie napięcia naczyniowego i obecność oporu przepływu krwi na obwodzie. Jeśli weźmiemy pod uwagę, że u tych dzieci kapilaroskopia ujawniła stan spastyczno-atoniczny naczyń włosowatych z przewagą składnika spastycznego i wykryto radiologiczne objawy obniżenia napięcia mięśnia sercowego, to być może ta postać Sfigmogram odzwierciedlał opóźnienie wzrostu i spadku ciśnienia w centralnych naczyniach tętniczych.

Siekacz na krzywej tętna tętnicy szyjnej u 64,5% dzieci znajdował się w górnej lub środkowej jednej trzeciej gałęzi zstępującej sfigmogramu, a u 35,5% dzieci w jej dolnej jednej trzeciej. U większości dzieci ząb sieczny i początkowa fala rozkurczowa były dobrze wyrażone.

U 36% dzieci fala dykrotyczna na sfigmogramie tętnicy promieniowej zlokalizowana była w środkowej jednej trzeciej katakroty. Na sfigmogramie tętnicy udowej falę dykrotyczną częściej rejestrowano w dolnej jednej trzeciej katakroty, a u 8% dzieci nie rejestrowano jej. W ostrym okresie choroby amplituda krzywych tętna tętnic promieniowych i udowych u 19 dzieci z grupy II uległa zwiększeniu. Fakt ten można wiązać z nadczynnością kompensacyjną mięśnia sercowego i spadkiem napięcia dużych naczyń.

Analiza uzyskanych danych dotyczących prędkości propagacji fali tętna przez naczynia typu sprężystego i mięśniowego u dzieci z postacią stawową reumatoidalnego zapalenia stawów oraz u dzieci z grupy I wykazała zmniejszenie szybkości propagacji fali tętna. fala tętna we wszystkich grupach wiekowych. Jednakże spadek ten był nieco mniej wyraźny niż w przypadku stawowo-trzewnej postaci choroby.

U dzieci w wieku przedszkolnym (od 3 do 6 lat) prędkość propagacji fali tętna w ostrym okresie choroby wynosiła 512,0 ± 19,9 cm/s w naczyniach elastycznych i 514,6 ± 12,9 cm/s w naczyniach typ muskularny.

U dzieci w wieku szkolnym (od 7 do 11 lat) średnia prędkość propagacji fali tętna była równa dla naczyń typu sprężystego – 531,5 ± 17,2 i mięśniowego – 611,8 ± 24,0 cm/sek. W okresie osiadania zaobserwowano nieznaczny wzrost prędkości propagacji fali tętna przez naczynia sprężyste i mięśniowe.

U dzieci w wieku szkolnym (od 12 do 15 lat) w ostrym okresie choroby prędkość propagacji fali tętna przez naczynia elastyczne wynosiła 517,7 ± 11,0 cm/s, a przez naczynia mięśniowe - 665,7 ± 25,7 cm/sek. W okresie poprawy nastąpił nieznaczny wzrost tych wskaźników zarówno dla naczyń sprężystych, jak i mięśniowych (odpowiednio 567,5±26,7 cm/s i 776,8±50,4 cm/s). Według literatury zmniejszenie prędkości propagacji fali tętna przez naczynia elastyczne i mięśniowe wskazuje na zmniejszenie napięcia ściany tętnicy (N. N. Savitsky, 1963; V. P. Nikitin, 1959 i in.). U dzieci chorych na reumatoidalne zapalenie stawów może się to wiązać ze zmianami patomorfologicznymi i histochemicznymi w ścianie naczyń w wyniku przewlekłego układowego zapalenia naczyń (A.I. Strukov, A.G. Beglaryan, 1963 i in.), a także z działaniem toksyczno-alergicznym na układ nerwowy aparat regulacji hormonalnej.

Dalsze zmniejszenie szybkości propagacji fali tętna przez naczynia sprężyste i mięśniowe, obserwowane u niektórych dzieci w fazie zanikania procesu reumatoidalnego pod koniec leczenia, może wynikać ze swoistej śladowej reakcji układu nerwowego i sercowo-naczyniowego. systemu do procesu patologicznego. Być może pewne znaczenie miało stosowanie różnych leków, w tym piramidonu, który według obserwacji I.M. Rudniewa (1960) powoduje zmniejszenie napięcia naczyniowego. Powyższe badania potwierdzają dużą wartość kliniczną sfigmografii w ocenie stanu funkcjonalnego dużych naczyń tętniczych podczas ich dynamicznego badania w różnych fazach procesu patologicznego.

.3 Analiza istniejących urządzeń do rejestracji i pomiaru parametrów fali tętna

Istnieje szereg nieinwazyjnych metod, urządzeń i systemów badania aktywności organizmu człowieka, bazujących na różnych mechanizmach fizycznych związanych z powstawaniem i propagacją fali tętna. Główne metody badań fizycznych związane są z pomiarem zmian w czasie następujących wielkości fizycznych: elektrycznych, na przykład prądu (napięcia) za pomocą elektrokardiogramu (EKG); mechaniczne, na przykład ciśnienie za pomocą manometru lub czujnika piezoelektrycznego; optyczne, na przykład oświetlenie za pomocą przetworników optoelektronicznych. Rejestracja fali tętna za pomocą czujników EKG lub ciśnienia zwykle wymaga stałego podłączenia specjalnych czujników do kilku miejsc na ciele pacjenta, co ogranicza możliwe zastosowania tych urządzeń do zastosowań czysto medycznych, uniemożliwiając integrację tych urządzeń z innymi elektronicznymi urządzeniami gospodarstwa domowego i systemy.

Znane jednoelementowe urządzenia i sposoby optycznej rejestracji fali tętna w wielu przypadkach umożliwiają rejestrację impulsu obwodowego, np. gdy użytkownik lekko dotyka przetwornika optoelektronicznego. Jednak w niektórych przypadkach, np. gdy użytkownik ma zimne dłonie lub zbyt słaby (silny) nacisk palca na fotodetektor, nie jest możliwe spójne zarejestrowanie fali tętna u wszystkich 100% pacjentów.

Znany jest sposób i urządzenie do rejestracji fali tętna, które umożliwia stabilną detekcję impulsu za pomocą dwukanałowego przetwornika optoelektronicznego.

W tej metodzie rejestracji fali tętna sekwencje impulsów proporcjonalne do gęstości optycznej rozpraszania światła w tkance krwionośnej tworzone są przez dwukanałowy przetwornik optoelektroniczny o długości fali podczerwieni, natomiast sekwencja impulsów impulsu centralnego zapewnia ścisłą synchronizację trybach pomiaru, a wynik pomiaru na wskaźniku jest liniowo powiązany z różnicą fazową dwóch sekwencji impulsów.

Urządzenie zawiera pierwszy przetwornik optoelektroniczny, którego wyjście jest połączone z wejściem pierwszego generatora sekwencji impulsów, którego wyjście jest połączone z pierwszym wejściem układu logicznego klucza NAND i pierwszym wejściem generatora poleceń sterujących. Wyjście drugiego przetwornika optoelektronicznego jest połączone z wejściem drugiego generatora sekwencji impulsów, którego wyjście jest połączone z drugim wejściem układu logicznego klucza NAND. Pierwsze wyjście generatora poleceń sterujących jest podłączone do trzeciego wejścia obwodu logicznego klucza AND-NOT, a drugie i trzecie wyjście są podłączone odpowiednio do wejść pierwszego i drugiego przetwornika optoelektronicznego. Do czwartego wejścia obwodu logicznego klucza AND-NOT podłączony jest generator częstotliwości pomiarowej. Przycisk start podłączony jest do drugiego i trzeciego wejścia generatora poleceń sterujących. Wyjście układu logicznego klucza AND-NOT jest podłączone do wejścia licznika częstotliwości, którego wyjście jest podłączone do wejścia rejestru pamięci. Odpowiednio wyjście rejestru pamięci jest podłączone do wskaźnika.

Urządzenie składa się z dwóch czujników oraz jednostki przetwarzającej i sterującej. Czujniki są instalowane w pewnej odległości od siebie nad badaną tętnicą, a informacje z czujników trafiają do jednostki przetwarzającej i sterującej. Jednostka przetwarzająca składa się z detektora wartości szczytowych, komparatora fazy, regulatora odległości między czujnikami, przełącznika analogowego, przetwornika analogowo-cyfrowego, mikrokomputera, programowalnego timera, urządzenia wskaźnikowego i przetwornika cyfrowo-analogowego. Otrzymując informacje z czujników o momentach przejścia fali tętna i amplitudzie fali tętna, a także od urządzenia ustalającego odległość, jaką przebywa fala pomiędzy czujnikami, jednostka przetwarzająca oblicza prędkość propagacji impulsu fali i ciśnienia krwi, a wyniki zapisuje na nośniku (papier, klisza magnetyczna). Brak mechanizmu zaciskowego w proponowanym urządzeniu umożliwi długoterminowe automatyczne badanie ciśnienia tętniczego u pacjenta z automatyczną rejestracją wyników badania. Urządzenie dobrze współpracuje z systemami telemetrii radiowej i zapewni zdalny monitoring ciśnienia krwi dla kierowców różnego rodzaju transportu, operatorów itp., co pozwoli na szybkie zapobiegnięcie sytuacjom awaryjnym.

Znany jest czujnik podczerwieni używany do monitorowania tętna człowieka. Układ włączania czujnika podczerwieni i przetwarzania jego sygnałów elektrycznych realizowany jest bezpośrednio na bazie ręcznego zegarka elektronicznego. Aby zapewnić stabilną pracę obwodu przetwarzającego, sygnał z czujnika podczerwieni jest wzmacniany przez wzmacniacz. Czujnik podczerwieni składa się z diody LED podczerwieni i fotodetektora podczerwieni, które są strukturalnie umieszczone obok siebie, ale oddzielone optycznie nieprzezroczystą strefą/obszarem. W przypadku braku sygnału sondującego IR odbitego od tkanki biologicznej, nie ma bezpośredniego wzajemnego oddziaływania diody IR na fotodiodę IR. Przepis ten ma charakter zasadniczy. Powierzchnia takiego czujnika IR zabezpieczona jest przed ewentualnymi zanieczyszczeniami podczas pracy szkłem ochronnym. Jeśli położymy palec na szkle ochronnym, wówczas taki czujnik IR rejestruje stopień zmiany nasycenia tkanki biologicznej krwią (poziom naczyń włosowatych) w fazie z pracą serca. Czujnik podczerwieni jest bezpośrednio podłączony do wzmacniacza liniowego. Dalszy schemat przeliczeń pozwala pośrednio określić żądaną częstotliwość impulsów na podstawie sygnału takiego czujnika IR.

Wady urządzenia:

Czujnik IR działa dość niestabilnie przy dużej aktywności słonecznej, co „oślepia czujnik IR”;

stopień dociśnięcia tkanki palca do powierzchni styku czujnika podczerwieni wpływa na stopień odbitego sygnału, co może mieć wpływ na dokładność konwersji przy określaniu częstości tętna;

wibracje (drżenie rąk) również wpływają na zniekształcenie wyników czujnika IR;

Zasadniczo niemożliwe jest kontrolowanie poziomu przepływu krwi żylnej ze względu na poziom naczyń włosowatych w tle.

Najbliższą konstrukcją temu urządzeniu jest konstrukcja czujnika podczerwieni, która służy również do monitorowania tętna człowieka. Czujnik podczerwieni konstrukcyjnie (rys. 7) wykonany jest w prostokątnej ramce (1) wykonanej z optycznie nieprzezroczystego materiału stałego, np. tekstolitu, w którym po jednej linii pod kątem ostrym α względem siebie utworzone są dwa cylindryczne kanały (2, 3). W pierwszym kanale zamontowana jest dioda IR (5), a w drugim fotodioda IR (6). Kąt wzajemnie ostry kanałów a jest taki, że optycznie nieprzezroczysta przegroda wyklucza bezpośredni wpływ diody IR (5) na fotodiodę IR (6). Zewnętrzna powierzchnia czujnika podczerwieni jest zabezpieczona przed możliwym zanieczyszczeniem płytką ochronną (4), która jest optycznie przezroczysta dla długości fal podczerwieni, na przykład wykonaną z polistyrenu. Realizację możliwości czujnika podczerwieni (E) uzyskuje się poprzez podłączenie go do wzmacniacza liniowego (A).

Rys. 7. Konstrukcja czujnika IR do pomiaru tętna.

Wady tego urządzenia (prototypu) są dokładnie takie same jak w analogu.

Znane są metody i urządzenia do pomiaru fal tętna, w których analizuje się falę tętna pod kątem jej charakterystyk amplitudowo-częstotliwościowych, gdy w celu postawienia diagnozy porównuje się takie charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowe z odpowiadającymi im charakterystykami przyjętymi jako norma [przykładowo: wzór użytkowy RU 9577, wyd. 16.04.1999; Patenty amerykańskie: US 5381797, wyd. 17.01.1995; US 5961467, wyd. 05.10.1999; US 6767329, wyd. 27.07.2004]. Jednak przy takim podejściu interpretacja porównywanych cech ma w dużej mierze charakter empiryczny, co utrudnia ustalenie rzeczywistego związku między parametrami tętna a kondycją człowieka, na przykład zgodnie z ustaleniami tradycyjnej medycyny chińskiej.

Znane są metody i urządzenia do pomiaru fali tętna w celach diagnostycznych, w których zmierzona fala tętna jest analizowana poprzez jej rozkład na składowe.

Znana jest metoda diagnostyki różnicowej chorób płuc poprzez rejestrację i rejestrację sygnału sfigmograficznego z tętnicy promieniowej pacjenta [patent RU 2100009, wyd. 27.12.1997]. W sygnale identyfikuje się charakterystyczne punkty pojedynczych oscylacji, wyznacza się parametry amplitudowe i czasowe tych punktów fali impulsowej, tworzy się szeregi dynamiczne odzwierciedlające zależność znalezionych parametrów od numeru okresu, analizę widmową utworzonych szeregów przeprowadza się i oblicza kryterium, na podstawie którego przeprowadzana jest diagnostyka. Znana metoda jest wysoce specjalistyczna.

Znany sposób i urządzenie do diagnozowania i monitorowania krążenia krwi [patent US 5730138, wyd. 24.03.1998], zgodnie z którym mierzony jest kształt fali ciśnienia krwi (fali tętna) w tętnicy pacjenta, analizowane są składowe częstotliwościowe fali tętna i porównywane są próbki każdej składowej rezonansowej fali tętna z próbkę normalnej fali tętna w celu określenia możliwego braku równowagi w dystrybucji krwi pacjenta.

W oparciu o tę nierównowagę diagnozę można postawić w oparciu o zasady tradycyjnej medycyny chińskiej, zgodnie z którą każda harmoniczna fali tętna odpowiada konkretnemu meridianowi, w skład którego wchodzą określone narządy.

Urządzenie składa się z komputerowego urządzenia do analizy amplitudy i fazy częstotliwości rezonansowych oraz czujnika umieszczonego na tętnicy. Jednak koncepcja „normalnej” fali tętna jest względna, dlatego diagnoza jest zawodna. To rozwiązanie techniczne nie obejmuje również sposobu prawidłowej identyfikacji składników fali tętna.

Urządzenie działa w następujący sposób.

Czujniki piezoelektryczne instaluje się nad badaną tętnicą w pewnej odległości L. Fala tętna powoduje drgania poprzeczne ścianek tętnicy, drgania te ściskają i rozluźniają płytki sensoryczne.

Sygnał odbierany z czujników jest wzmacniany i filtrowany w celu kompensacji zakłóceń. Element stykowy zapewnia ściślejsze połączenie ze ścianą tętnicy płytki czujnikowej, co zwiększa czułość czujników na drgania ściany tętnicy.

Ponieważ sygnał odbierany z czujników jest dość złożony, przetwornik ADC mikrokontrolera nie ma wystarczającej częstotliwości próbkowania, aby go przetworzyć. Dlatego obwód wykorzystuje przetwornik ADC MAX-1241.

Zdigitalizowane sygnały trafiają do mikrokontrolera, gdzie są przetwarzane zgodnie z wybranym trybem pracy i obliczana jest różnica faz. Różnica faz pomiędzy oscylacjami fali impulsowej jest dokładnie równa czasowi propagacji fali impulsowej pomiędzy czujnikami. Obliczona wartość prędkości propagacji fali impulsowej wyświetlana jest na wyświetlaczu LCD.

Urządzenie posiada klawiaturę umożliwiającą wybór trybu pracy w zależności od badanej części ciała oraz odległości pomiędzy czujnikami.

Zasilacz zasila napięciem zasilającym wszystkie jednostki funkcjonalne.

Schemat blokowy urządzenia pokazano na rysunku 8.

Rys.8 Schemat blokowy urządzenia

3. Dobór podstawy elementu oraz obliczenia głównych elementów i zespołów

Sfigmogram przepływu krwi w postaci fali tętna

Wzmacniacz

Pokazane na ryc. Obwód 9 to najprostszy i najtańszy wzmacniacz instrumentalny. Rezystory R2 i R6 pełnią funkcję dzielnika napięcia dla nieodwracającego wejścia wzmacniacza operacyjnego (wzmacniacza operacyjnego). Sprzężenie zwrotne poprzez rezystory R1 i R5 oraz bardzo duże wzmocnienie wewnętrzne wzmacniacza operacyjnego utrzymują napięcie na wejściu odwracającym wzmacniacza na poziomie napięcia na wejściu nieodwracającym. Stosunek Kz/M G określa wzmocnienie wzmacniacza. Gdy R1/R5=R2/R6, wzmocnienie sygnału różnicowego jest znacznie większe niż wzmocnienie sygnału trybu wspólnego, a współczynnik tłumienia napięcia w trybie wspólnym (CMRR) będzie maksymalny.

Ryż. 9 obwód wzmacniacza

Wzmocnienie różnicowe:

gdzie Av jest wzmocnieniem wzmacniacza operacyjnego, Av → ∞

Wzmocnienie w trybie wspólnym spowodowane niedopasowaniem rezystorów wynosi:

Wzmocnienie w trybie wspólnym ze względu na końcową wartość wzmacniacza operacyjnego CMRR (CMRR) jest równe:

Należy pamiętać, że KOSSow wyraża się jako stosunek, a nie w decybelach. Współczynnik sygnału wspólnego całego obwodu:

Różnicowa impedancja wejściowa:

Rindiff = R1+R3

Impedancja wejściowa dla sygnału trybu wspólnego (przy CMRR = ∞) wynosi:

Wyjściowe napięcie polaryzacji (przy R1=R2 i R5=R6) w naszym przypadku wynosi:

Aby zrealizować wzmocnienie równe 10, wybiera się następujące wartości rezystancji: R1=R2=10kOhm R5=R6=100kOhm

Filtr pasmowy

Rysunek 10 przedstawia filtr środkowoprzepustowy zastosowany w urządzeniu

Rys. 10 Obwód filtra pasmowo-przepustowego

Funkcja transmisji

Opcje schematu

-3dB przepustowość

Pomimo obecności pięciu rezystorów i dwóch kondensatorów obliczenie elementów za pomocą podanych wzorów okazuje się dość proste. Konfiguracja obwodu sprowadza się do operacji instalacyjnych

współczynnik transmisji - rezystor R14,

częstotliwość rezonansowa ω0 - rezystor R19,

współczynnik jakości Qf - rezystor R21

Obwód ten szczególnie dobrze nadaje się do konstruowania filtrów o wysokim współczynniku jakości Qf, ponieważ nie jest krytyczny w przypadku odchyleń wartości elementów od wartości nominalnych, jest łatwy w konfiguracji i nie wymaga stosowania elementów o dużym zakresie wartości znamionowych . Zalety te osiągnięto dzięki zastosowaniu dwóch wzmacniaczy operacyjnych.

Zgodnie z wartościami tętna, pasmo przenoszenia tego filtra wynosi 0,5-5 Hz.W tym celu obliczane są następujące parametry: R13=R14=10kOhm, R17= R17=100kOhm, R17=20kOhm, C7=0.4 µF C9=0.1 µF

Do rejestracji fali tętna służy akcelerometr ADXL320

Ryc. 11 schemat akcelerometru

JCP to dwuwymiarowy czujnik przyspieszenia o niskiej cenie i niskim zużyciu paliwa. Mierzy przyspieszenie, wibracje i grawitację ± 5G.

Właściwości techniczne:

rozdzielczość 2 mg przy 60 Hz;

napięcie zasilania w zakresie 2,4...5,25 V;

pobór prądu 350 mA przy napięciu zasilania 2,4 V;

stabilny poziom zerowego przyspieszenia;

wysoka czułość;

ustawienie osiowe z dokładnością do 0,1 stopnia;

Korekta BW przy użyciu jednego kondensatora;

działanie jednobiegunowe;

Schemat blokowy pokazano na rysunku 12.

Ryc. 12 schemat akcelerometru

Zastosowania: wzorce ruchu i orientacji, inteligentne urządzenia podręczne, telefony komórkowe, urządzenia medyczne i sportowe, urządzenia zabezpieczające.

Do digitalizacji sygnałów wykorzystywany jest przetwornik ADC MAX-1241

Rys. 13 Schemat filtra pasmowo-przepustowego

Do przetwarzania otrzymanych informacji wykorzystywany jest mikrokontroler PIC16F877. Do wyświetlania informacji służy monitor LCD LM016L.

Domowe urządzenia radioelektroniczne zasilane są najczęściej z sieci prądu przemiennego lub autonomicznych źródeł zasilania (ogniwa i akumulatory). Niektóre urządzenia pobierają niewielką ilość prądu elektrycznego i w tym przypadku można sobie poradzić z bateriami, w innych przypadkach pojemność baterii nie wystarcza do długotrwałej pracy i trzeba korzystać z zasilaczy z sieci.

Schemat obwodu elektrycznego zasilacza pokazano na rysunku 13.

Rysunek 13 Schemat ideowy zasilacza

Napięcie znamionowe wzmacniacza operacyjnego wynosi ± 5 V. Pobór prądu jednego wzmacniacza operacyjnego wynosi 4 mA. Uwzględniając zużycie mikrokontrolera i LCD, obliczamy zasilanie dla prądu 100 mA z każdego źródła. Pobór mocy wyniesie 1200 mW.

Wybieramy standardowy transformator TPP248 ShLM20 ´ 20 o mocy 14,5 W z dwoma uzwojeniami o napięciu wyjściowym 20 V i dopuszczalnym prądzie 165 mA. Maksymalny prąd uzwojenia pierwotnego wynosi 100 mA.

Jako prostownik stosujemy mostek prostowniczy KTs422V o następujących parametrach:

Uobr=200V; Ipr maks.=0,5A; Irev max = 50 µA, fmax = 1 kHz.

Obliczamy pojemność filtra jednofazowego prostownika mostkowego za pomocą wzoru

Moc na wyjściu prostownika, - maksymalny zakres tętnienia prostowanego napięcia, - częstotliwość sieci.

Ze standardowego asortymentu wybieramy kondensator K50-3B 50V 390 µF.

Jako stabilizatory stosujemy stabilizator napięcia dodatniego IC 7815 o napięciu wyjściowym 5 ± 0,45V, Uinmax=35V, Iinmax=1,5A oraz stabilizator napięcia ujemnego IC 7815 o napięciu wyjściowym -5 ± 0,3 V, -Uinmax=35V, Iinmax=1,5A.

Wniosek

W trakcie realizacji pracy opracowano schemat ideowy urządzenia umożliwiającego pomiar prędkości propagacji fali tętna przepływu krwi. Urządzenie może pracować w czterech trybach, w zależności od warunków pomiaru.

Bibliografia

1.Levshina E.S., Novitskaya P.V. Pomiary elektryczne wielkości fizycznych: (Przetworniki pomiarowe). Podręcznik podręcznik dla uniwersytetów. - L.: Energoatomizdat. Leningrad. wydział, 1983.-320 s.

.Peyton A.J., Walsh V. Elektronika analogowa wykorzystująca wzmacniacze operacyjne. - M.: BINOM, 1994.

.Mekhantsev E.B., Łysenko I.E. Fizyczne podstawy technologii mikrosystemów. Podręcznik - Taganrog: Wydawnictwo TRTU, 2004. - 54 s.

.Protopopow A.S. Wzmacniacze ze sprzężeniem zwrotnym, wzmacniacze różnicowe i operacyjne oraz ich zastosowanie - M.: SCIENCE PRESS, 2003. - 64 s.

.J. Frieden Nowoczesne czujniki. Katalog.- M.: Teknosfera, 2005.- 592 s.

Poklepać. 2336810 Federacja Rosyjska, A61B 5/024 „Optoelektroniczny czujnik fali impulsowej IR” [Tekst]/ Us N.A.; zgłaszający i właściciel patentu USA N.A. - nr 2007112233/14; aplikacja 2007.04.02; pub. 27.10.2008.

Poklepać. 2040207 Federacja Rosyjska, A61B5/022 „Urządzenie do pomiaru ciśnienia krwi i czujnik pojemnościowy” [Tekst]/ Sivolapov A.A.; Brovkovich ED; zgłaszający i właściciel patentu A.A. Sivolapow; Brovkovich E.D.;- nr 93009423/14; aplikacja 18.02.1993; pub. 1995.07.25.

Poklepać. 2199943 Federacja Rosyjska, A61B5/02, „Sposób i urządzenie do rejestracji fal tętna i system biometryczny” [Tekst]/ Minkin V.A.; Shtam AI; zgłaszający i właściciel patentu V.A. Minkin; Shtam AI - nr 2001105097/14; aplikacja 2001.02.16; pub. 2003.03.10.

Poklepać. 93009423 Federacja Rosyjska, A61B5/02 „Urządzenie do pomiaru prędkości propagacji fali tętna i średniego ciśnienia tętniczego” [Tekst], Sivolapov A.A.; Brovkovich ED; zgłaszający i właściciel patentu A.A. Sivolapow; Brovkovich E.D.;.- nr 2003122269/14; aplikacja 18.02.1993; pub. 1996.04.20.

Poklepać. 2281686 Federacja Rosyjska, A61B 5/021 „Metoda diagnozowania stanu łożyska tętniczego za pomocą sfigmografii komputerowej” [Tekst], Germanov A.V.; Ryabov A.E.; Fatenkov V.N.;; zgłaszający i właściciel patentu Germanov A.V.; Ryabov A.E.; Fatenkov V.N.;- nr 2004113716/14; aplikacja 2004.05.05; pub. 2006.08.20.

Poklepać. 2038039 Federacja Rosyjska, A61B5/0205 „Czujnik fali impulsowej” [Tekst], Romanovskaya A.M.; Romanowski V.F. ; zgłaszający i właściciel patentu Romanovskaya A.M.; Romanowski V.F. - nr 4784700/14; aplikacja 19.12.1989; pub. 1995.06.27

M. K. Oskolkova, Yu. D. Sakharova. „Serce i naczynia krwionośne w reumatoidalnym zapaleniu stawów u dzieci” Wydawnictwo „Medycyna”, Taszkent, 1974.

Instrumentalne metody badania układu sercowo-naczyniowego: Podręcznik. M.: Medycyna, 1986. 416 s.

Poedintsev G.M. O sposobie przepływu krwi w naczyniach krwionośnych // Rozwój nowych nieinwazyjnych metod badawczych w kardiologii. Woroneż, 1983. s. 16.

Poedintsev G.M. Niektóre zasady modelowania matematycznego układów biologicznych i kryteria oceny ich adekwatności // Systemy informacji medycznej: Międzywydziałowe, tematyczne zbiory naukowe. Taganrog: TRTI, 1988. tom. 1(VIII). s. 113.

Strumskite O.K. Matematyczne metody wyznaczania objętości minutowej, udarowej i fazowej serca na podstawie czasów trwania faz cyklu sercowego // Rozwój nowych nieinwazyjnych metod badawczych w kardiologii. Woroneż, 1983. s. 16.

Tsydypov Ch.Ts., Boronoev V.V., Pupyshev V.N., Trubacheev E.A. Problemy obiektywizacji diagnostyki pulsacyjnej medycyny tybetańskiej // Int. seminarium na temat wykorzystania komputerów w medycynie tybetańskiej Medycyna tybetańska (historia, metodologia badań i perspektywy stosowania) . Ułan-Ude, 1989. s. 24.

Valtneris A.D., Yauya J.A. Sfigmografia jako metoda oceny zmian hemodynamiki pod wpływem wysiłku fizycznego. Ryga: Zinatne, 1988. 132 s.

Azargaev L.N., Boronoev V.V., Shabanova E.V. Analiza porównawcza sfigmogramów tętnic szyjnych i promieniowych // Fizjologia człowieka. 1997. T. 23. nr 5. s. 67.

Liszczuk V.A. Matematyczna teoria krążenia krwi. M.: Medycyna, 1991. 256 s.

Avetikyan Sh.T. Czas trwania przerw wzrost-nacięcie tętno tętnicze w centralnej i obwodowej części układu naczyniowego w różnych pozycjach człowieka // Fizjologia człowieka. 1984. T. 10. nr 2. s. 24.

Boronoev V.V., Rinchinov O.S. Metody aproksymacji sklejanej w problemie analizy amplitudy i czasu fali tętna // Izv. Uniwersytety. Radiofizyka. 1998. T.XLI. nr 8. s. 1043.

Kulikov Yu.A. Parametry wolumetryczne hemodynamiki centralnej na podstawie analizy struktury fazowej cyklu serca // Rozwój nowych nieinwazyjnych metod badawczych w kardiologii. Woroneż, 1983. s. 49.

Milyagin V.A., Milyagina I.V., Grekova M.V. itp. Nowa zautomatyzowana metoda wyznaczania prędkości propagacji fali pulsacyjnej. Funkcjonalny diagnostyka. 2004; 1:33-9.

Ageev F.T., Orlova Ya.A., Kulev B.D. i inne Kliniczne i naczyniowe działanie betaksololu u pacjentów z nadciśnieniem tętniczym. Kardiologia. 2006; 11:38-43.

Aplikacja

Podobne prace do - Urządzenie do pomiaru prędkości propagacji fali tętna przepływu krwi

Prędkość propagacji fali impulsowej

wskaźnik hemodynamiczny: prędkość ruchu fali ciśnienia spowodowanej skurczem serca wzdłuż aorty i dużych tętnic.

1. Mała encyklopedia medyczna. - M.: Encyklopedia medyczna. 1991-96 2. Pierwsza pomoc. - M.: Wielka encyklopedia rosyjska. 1994 3. Encyklopedyczny słownik terminów medycznych. - M .: Encyklopedia radziecka. - 1982-1984.

Zobacz, co oznacza „Prędkość propagacji fali impulsowej” w innych słownikach:

Wskaźnik hemodynamiczny: prędkość ruchu fali ciśnienia spowodowanej skurczem serca wzdłuż aorty i dużych tętnic ... Duży słownik medyczny

Prędkość rozprzestrzeniania się- fala tętna - prędkość ruchu fali ciśnienia wzdłuż aorty i dużych tętnic, spowodowana skurczem serca ...

PULS- IMPULS, impulsy^iaT. pchnięcie), rytmiczne przemieszczenia ścian naczyń krwionośnych w kształcie deptania spowodowane ruchem krwi wyrzucanej z serca. Historia nauczania o P. rozpoczyna się 2 6 39 lat p.n.e., kiedy chiński cesarz Hoam Tu ze swoim nadwornym wrogiem Li ... ... Wielka encyklopedia medyczna

Hemodynamika - ruch krwi w naczyniach, wynikający z różnicy ciśnień hydrostatycznych w różnych częściach układu krążenia (krew przemieszcza się z obszaru o wysokim ciśnieniu do obszaru o niskim ciśnieniu). Zależy od oporu przepływu krwi... Wikipedia

I Sfigmografia (grecki puls sfigmos, pulsacja + graphō napisz, zobrazuj) metoda badania hemodynamiki i diagnozowania niektórych form patologii układu sercowo-naczyniowego, oparta na graficznym zapisie oscylacji tętna ściany... ... Encyklopedia medyczna

- (od łac. pulsus cios, pchnięcie) okresowe rozszerzanie naczyń krwionośnych, synchroniczne ze skurczem serca, widoczne gołym okiem i wyczuwalne dotykiem. Wyczucie (obmacywanie) tętnic pozwala określić częstotliwość, rytm, napięcie itp.

- (z greckiego sphygmós puls i...grafia) bezkrwawa metoda badania krążenia krwi ludzi i zwierząt, polegająca na graficznym zapisie tętna oscylacji ścian tętnic podczas przejścia fali tętna. Aby zarejestrować przebiegi tętna... ... Wielka encyklopedia radziecka

Starość, starzenie się. Starość jest naturalnie występującym okresem rozwoju związanego z wiekiem, końcowym etapem ontogenezy. Starzenie się jest nieuniknionym, biologicznym procesem destrukcyjnym prowadzącym do stopniowego zmniejszania się zdolności adaptacyjnych organizmu;… … Encyklopedia medyczna

- (J.G. Mönckeberg, niemiecki patolog, 1877-1925; synonim stwardnienia wapiennego Mönckeberga) makroangiopatia, która rozwija się w cukrzycy i wiąże się z uszkodzeniem dużych tętnic kończyn dolnych. Patomorfologicznie reprezentuje... ... Encyklopedia medyczna

Fala pulsacyjna- – fala deformacji ścian aorty, tętnic, powstająca podczas wyrzutu krwi z serca, rozprzestrzeniająca się przez naczynia tętnicze, tłumiąca w obszarze tętniczek i naczyń włosowatych; prędkość propagacji fali impulsowej wynosi 8,13 m/s, przekraczając średnią liniową... ... Słowniczek terminów z zakresu fizjologii zwierząt gospodarskich

Niemieccy naukowcy, bracia: 1) Ernst Heinrich (1795–1878), anatom i fizjolog, zagraniczny członek korespondent petersburskiej Akademii Nauk (1869). Jeden z twórców psychologii eksperymentalnej. Badania fizjologii narządów zmysłów (słuch, wzrok, skóra... Wielki słownik encyklopedyczny