ИЗМЕРЕНИЕ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА БЕЗ ОККЛЮЗИОННОЙ МАНЖЕТЫ

MEASURING A PERSON'S BLOOD PRESSURE WITHOUT AN OCCLUSAL CUFF

Kirill Novikov

master student, Department of KiPRA, Penza State University,

Russia, Penza

Nikita Koshelev

master student, Department of KiPRA, Penza State University,

Russia, Penza

Alexander Tsuprik

master student, Department of KiPRA, Penza State University,

Russia, Penza

Irina Naumova

Associate Professor of the Department of KiPRA, Penza state University,

Russia, Penza

АННОТАЦИЯ

В настоящее время известны прямой и косвенные методы измерения параметров артериального давления АД крови человека, которые позволяют определять конкретные значения данных параметров и давать заключение о состоянии сердечнососудистой системы обследуемого.

Следует отметить основное достоинство прямого метода – возможность точного определения значений параметров АД крови человека, к которым относятся значения систолического («верхнего») и диастолического («нижнего») давления, причем последнее определяется с помощью обычных манометрических средств измерения [2]. Недостатком указанного метода измерения параметров АД является его инвазивность при взятии проб крови человека с применением катетера или шприцевой иглы, что не исключает возможности внесения инфекции, в организм обследуемого и доставляет ему очевидные неудобства при известной сложности процесса измерения.

ABSTRACT

Currently, there are known direct and indirect methods for measuring the parameters of blood pressure in human blood, which allow you to determine the specific values of these parameters and give a conclusion about the state of the cardiovascular system of the subject.

It should be noted that the main advantage of the direct method is the ability to accurately determine the values of human blood pressure parameters, which include the values of systolic ("upper") and diastolic ("lower") pressure, and the latter is determined using conventional monomeric measuring instruments. The disadvantage of this method of measuring blood pressure parameters is its invasiveness when taking human blood samples using a catheter or syringe needle, which does not exclude the possibility of introducing infection into the body of the subject and gives him obvious inconvenience with a known complexity of the measurement process.

Ключевые слова: артериальное давление, измерение, комбинированный метод.

Keywords: blood pressure, measurement, combined method.

Описание предлагаемого метода

Все перечисленные косвенные методы измерения параметров АД крови человека имеют свои достоинства и недостатки. Одни слишком просты при низкой точности определения параметров АД, другие, наоборот, – достигают высокой точности при усложнении процесса измерения и реализации измеряемого устройства. Однако общим недостатком перечисленных методов является применение окклюзионной манжеты, что может привести к застойным явлениям в пережимаемой артерии конечности человека, которая при декомпрессии кровеносного сосуда при полном его пережатии фактически приводит к нежелательному последствию – гемодинамическому удару. На практике сам процесс требует проведения нескольких измерений для уточнения результатов и обращение с манжетой доставляет неудобства и отрицательные ощущения, а в специфических условиях внешней среды, таких, как невесомость, является затруднительным.

Авторы же предлагают производить измерение параметров АД в пальцевой артерии, при этом сам палец человека размещается на флебостатическом уровне. По третьему закону Ньютона известно, что силы взаимодействия двух точек равны по модулю и направлены в противоположные стороны, а в нашем случае – с какой силой манжета давит на артерию, с такой же силой и артерия давит на манжету. Отказавшись от манжеты как таковой, авторы предлагают использовать для указанных целей некоторую поверхность площадью S. Данная поверхность может быть поверхностью подвижной части чувствительного элемента первичного преобразователя датчика силы. При таком варианте фаланга пальца человека размещается над поверхностью данной подвижной части. Человек осуществляет давление пальцем на указанную поверхность датчика силы, изменяя его чувствительность. Для проведения расчета задаваемого давления (силы) необходимо принять во внимание, что максимальное давление обычно не превышает 300 мм рт. ст., а минимальное – 30 мм рт. ст., что соответствует значениям

Если принять диаметр D поверхности подвижной части датчика, контактируемой с пальцевой артерией человека, равным 0,01 м, то площадь

Далее можно определить диапазон изменения силы  в соответствии с диапазоном изменения давления

Следовательно, при изменении давления от 30 до 300 мм рт. ст. сила воздействия фаланги пальца на подвижную часть датчика изменяется в пределах от 32 до 320 г. Одновременно с процессом силового воздействия фаланги пальца на датчик силы с помощью датчика ПВ производится регистрация изменений значений ПВ.

При воздействии на пальцевую артерию датчиком силы в некоторый момент времени  датчик ПВ регистрирует максимальное значение амплитуды ПВ. При дальнейшем силовом воздействии фаланги пальца в расчетом диапазоне  амплитуда ПВ уменьшается до ее полного исчезновения в некоторый момент времени . Первую точку измерения, соответствующую моменту , принимают за точку со значением , а вторую, соответствующую , – за точку со значением .

Заключение

Рассмотренный способ фактически является разновидностью пальпаторного метода, комбинированного с осцилляторным, и осуществляется при компрессии пальцевой артерии без использования традиционной окклюзионной манжеты, достаточно прост в эксплуатации, точен и удобен.

Список литературы:

1. Данилин, А. А. Измерения в радиоэлектронике : учебное пособие / А. А. Данилин, Н. С. Лавренко ; под редакцией А. А. Данилина. — Санкт-Петербург: Лань, 2017. — 408 с. — ISBN 978-5-8114-2238-8. — Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/89927 (дата обращения: 31.12.2020). — Режим доступа: для авториз. пользователей.
2. Шалыгин, М. Г. Автоматизация измерений, контроля и испытаний: учебное пособие / М. Г. Шалыгин, Я. А. Вавилин. — Санкт-Петербург: Лань, 2019. — 172 с. — ISBN 978-5-8114-3531-9. — Текст: электронный // Лань: электронно-библиотечная система. — URL: https://e.lanbook.com/book/115498 (дата обращения: 31.12.2020). — Режим доступа: для авториз. пользователей.