Устройство для оценки потенциальной опасности коллапсоидных осложнений при физических нагрузках

Авторы патента:

A61B5/02 - измерение пульса, частоты сердечных сокращений, давления или тока крови; одновременное определение пульса (частоты сердечных сокращений) и кровяного давления; оценка состояния сердечно-сосудистой системы, не отнесенная к другим рубрикам, например использование способов и устройств, рассматриваемых в этой группе в сочетании с электрокардиографией; сердечные катетеры для измерения кровяного давления

Полезная модель относится к медицине, а именно к физиологии, клинической медицине, и может быть использована для прогнозирования кризисных состояний здоровья, в производственных условиях и в быту - для контроля нагрузок при спортивных тренировках, а также для оценки психоэмоциональных перегрузок.

Задачей настоящего решения является создание устройства для оценки потенциальной опасности коллапсоидных осложнений при физических нагрузках.

Технический результат заключается в повышении достоверности оценки за счет обеспечения возможности определения совокупности параметров формы пульсовой волны и вариабельности ритма сердца, при которых существует потенциальная опасность коллапсоидных осложнений при физических нагрузках.

Поставленная задача решается тем, что устройство для оценки потенциальной опасности коллапсоидных осложнений при физических нагрузках, включает последовательно соединенные датчик давления с манжеткой для измерения артериального давления, операционный усилитель с двумя входами, аналого-цифровой преобразователь, контроллер с двумя выходами, преобразователь USB и компьютер, а также цифро-аналоговый преобразователь, при этом цифро-аналоговый преобразователь входом подключен к другому выходу контроллера, а выходом к другому входу операционного усилителя.

Известно устройство для неинвазивного выявления медицинских состояний за счет текущего контроля периферического артериального тонуса. Устройство включает в себя датчик для наложения на палец руки или ноги пациента, предназначенный для измерения периферического артериального тонуса в пальце, в результате чего производят индикацию физиологического статуса или медицинского состояния пациента (см. патент на изобретение РФ 2220653, МПК А61В 5/02).

Недостатком устройства является низкая достоверность результатов.

Известно устройство неинвазивного экспресс-контроля функционального состояния кровеносных сосудов, которое содержит сфигмоманометр для измерения артериального давления и создания постоянной окклюзии, частотомер с датчиком для измерения частоты тонов Короткова и электронный блок регистрации эффективного модуля упругости сосудистой стенки (см. патент на изобретение РФ 2141784, МПК А61В 5/025).

К недостаткам следует отнести возможные субъективные ошибки, связанные с возможным недостоверной регистрацией тонов Короткова, а также невозможность выделить испытуемых, для которых существует потенциальная опасность коллапсоидных осложнений при физических нагрузках.

Известно электронное устройство для измерения артериального давления, способное осуществлять сохранение результатов измерения (см. патент на изобретение РФ 2345707, МПК А61В 5/022). В электронном устройстве получают ввод информации, точно определяющей условие измерения, для определения условия измерения при измерении артериального давления из множества условий измерения, такой как ввод временной информации. На основании полученной информации, точно определяющей условие измерения, определяют, по меньшей мере, одно условие измерения пациента при измерении артериального давления. Вычисленное значение артериального давления регистрируют посредством связывания с условием измерения, определенным как таковое.

К недостаткам устройства следует отнести невозможность оценки потенциальной опасности коллапсоидных осложнений при физических нагрузках.

Известен прибор для оценки потенциальной опасности коллапсоидных осложнений, содержащий электроды, подключенные к аппарату ЭКГ, который через USB-порт подключен к компьютеру. Пневматическая манжетка для измерения артериального давления, с пневматическим нагнетателем через манометр подключена к датчику давления, соединенному с усилителем и аналого-цифровым преобразователем (см. патент РФ 2306851, МПК А61В 5/04).

Однако данный прибор не позволяет учитывать ряд параметров, влияющих на достоверность результатов оценки потенциальной опасности коллапсоидных осложнений.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором приведена блок-схема прибора, где

1 - датчик давления с манжеткой для измерения артериального давления;

2 - операционный усилитель;

3 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

4 - контроллер;

5 - цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП);

6 - преобразователь USB;

7 - компьютер.

Устройство для оценки потенциальной опасности коллапсоидных осложнений при физических нагрузках состоит из последовательно соединенных датчика давления 1 марки MPX2050DP с манжеткой для измерения артериального давления, подключенного к одному из входов операционного усилителя 2 UM324, аналого-цифрового преобразователя 3 AD7896, контроллера 4 PIC16F876, преобразователя USB 6 FT245B и компьютера 7. Устройство содержит также цифро-аналоговый преобразователь 5 AD8512, который входом подключен к выходу контроллера 4, а выходом к другому входу операционного усилителя 2.

Устройство работает следующим образом.

Перед началом эксплуатации устройства необходимо до подключения устройства к компьютеру 7 установить на компьютер драйвер USB_245_FTDI1 и запустить программу для оценки параметров формы пульсовой волны и вариабельности ритма сердца (например, ElMeter). После появления на экране основной формы программы ElMeter следует подключить выход USB преобразователя 6 к компьютеру 7. Для этого сначала нажать клавишу «Подключить USB», затем, после появления на экране списка подключенных USB устройств, выбрать устройство Device 1, и потом нажать клавишу "Open". После чего на основной форме появится надпись «Датчик подключен». Далее следует надеть манжету на предплечье испытуемого, и с помощью груши накачать давление в манжете, ориентируясь по стрелочному манометру, до давления, равного примерно середине диапазона нормального артериального давления человека (около 90 мм.рт.ст.) так, чтобы давление оставалось постоянным. Затем в программе нажать клавишу «Измерение». Пульсовая волна, ударяясь о борт пневматической манжетки, вызывает осцилляции, которые улавливаются датчиком давления, например тензодатчиком. Операционный усилитель 2 усиливает аналоговый электрический сигнал, соответствующий давлению в манжетке и подает его на вход АЦП - преобразователя 3. Затем цифровой сигнал поступает в контроллер 4, где алгоритм вычитает из сложного сигнала ту его часть, которая не меняется. Затем с одного выхода контроллера 4 сигнал поступает на вход ЦАП 5 и опять в операционный усилитель 2, где формируется постоянное напряжение смещения, соответствующее постоянной величине давления, и подается на датчик давления с манжеткой для измерения артериального давления 1. Устройство датчика 1 позволяет скомпенсировать постоянное давление и тем самым выделить на выходе только переменный сигнал. Со второго выхода контроллера 4 через микросхему USB-порта данные подготавливаются для передачи на компьютер 7 и представляют собой массив данных, содержащий только переменную величину, соответствующую пульсовой волне. Во время измерения в окошке рядом с надписью будут отображаться мгновенные значения измеряемого давления. По истечении времени около 10 секунд измерение закончится, и на графике отобразится кривая с результатами анализа. Программа анализирует размах и частоту повторений аномалий пульсовой волны, и делает вывод о наличии патологии. Таким образом, программно анализируется: наличие ваготонического типа нервной регуляции сердечно-сосудистой системы испытуемого, параметры формы пульсовой волны (наличие высокочастотных осцилляций, степень остроконечности основного всплеска, амплитуду дополнительного всплеска соотнесенную к основному). Дополнительно определяют артериальное давление и частоту пульса, программа автоматически по окончании регистрации нескольких кардиоциклов формирует заключение о возможности или не желательности физических нагрузок.

Оригинальность предлагаемого решения заключается в использовании новых элементов и схемных решений для усиления сигнала пульсовой волны кровотока.

Устройство для оценки потенциальной опасности коллапсоидных осложнений при физических нагрузках, включающее последовательно соединенные датчик давления с манжеткой для измерения артериального давления, операционный усилитель с двумя входами, аналого-цифровой преобразователь, контроллер с двумя выходами, преобразователь USB и компьютер, а также цифроаналоговый преобразователь, при этом цифроаналоговый преобразователь входом подключен к другому выходу контроллера, а выходом - к другому входу операционного усилителя.