Устройство для измерения артериального давления

 

Изобретение относится к медицине, в частности к диагностическим устройствам для измерения артериального давления. Устройство содержит датчик с гидрорезервуаром, прозрачную трубку, измерительную шкалу и пневморезервуар. Прозрачная трубка первым концом герметично подсоединена к гидрорезервуару датчика, а вторым - к пневморезервуару. Датчик выполнен в виде манжеты с пневмонагнетателем, пневмокамера которой подсоединена к преобразователю давления в изменение объема гидрорезервуара, герметично встроенному в гидрорезервуар. Пневморезервуар представляет собой часть прозрачной трубки со стороны второго конца, на котором плотно укреплен колпачок из упругого материала с отверстием в его эластичной стенке. Технический результат - повышение точности измерения. 7 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к медицине, в частности к диагностическим устройствам для измерения артериального давления.

Уже известно устройство для измерения артериального давления (например, отечественный тонометр ИАДМ-ОП по ТУ-64-1-3878-85), содержащее измеритель и датчик. Измеритель содержит круговую измерительную шкалу, проградуированную, как правило, в миллиметрах ртутного столба (от 20 до 300 мм рт.ст.), и валик с зубчатым колесом и индикаторной стрелкой, которая вращается относительно измерительной шкалы. Датчик выполнен в виде двух последовательных преобразователей: преобразователя измеряемого артериального давления в давление компрессионной среды (воздуха) и преобразователя давления компрессионной среды в линейное перемещение зубчатой рейки. Первый преобразователь датчика выполнен в виде манжеты с пневмонагнетателем. Пневмокамера манжеты подсоединена ко второму преобразователю в виде мембраны с зубчатой рейкой, входящей в зацепление с зубчатым колесом измерителя. Однако точность этого устройства ограничена из-за малого линейного хода плоской мембраны (1,5-2 мм) и из-за потерь на трение в реечно-зубчатом механизме измерителя. При этом появление пульсовой волны по колебаниям индикаторной стрелки визуально почти не различимо.

Известно также устройство для измерения артериального давления, опубликованное в описании изобретения к авторскому свидетельству СССР №1741776 (М.кл. А 61 В 5/02, заявл. 15.06.90, опубл. 23.06.92). Данное устройство содержит датчик с гидрорезервуаром, прозрачную трубку и пневморезервуар, причем прозрачная трубка первым концом герметично подсоединена к гидрорезервуару датчика, а вторым - к пневморезервуару. Прозрачная трубка укреплена на панели с измерительной шкалой. Гидрорезервуар датчика заполнен компрессионной средой (жидкостью) и имеет контактную мембрану и расположенную параллельно ей диафрагму, благодаря чему он является непосредственным преобразователем измеряемого артериального давления в перемещение диафрагмы, вызывающей изменение объема гидрорезервуара.

Однако данное устройство не обеспечивает достаточную точность измерения за счет субъективного давления на измеряемый объект, уменьшения амплитуды пульсовой волны в связи с воздействием противодавления пневморезервуара. Оно громоздко из-за необходимости использования большого объема компрессионной жидкости.

Целью настоящего изобретения является повышение точности измерения.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве для измерения артериального давления (содержащем датчик с гидрорезервуаром, прозрачную трубку и пневморезервуар, причем прозрачная трубка первым концом герметично подсоединена к гидрорезервуару датчика, а вторым - к пневморезервуару) датчик выполнен в виде манжеты с пневмонагнетателем, пневмокамера которой подсоединена к преобразователю давления в изменение объема гидрорезервуара, герметично встроенному в гидрорезервуар, а пневморезервуар представляет собой часть прозрачной трубки со стороны второго конца, на котором плотно укреплен колпачок из упругого материала с отверстием в его эластичной стенке.

В качестве преобразователя импульсов давления в изменение объема гидрорезервуара применен сильфон как механизм, обладающий достаточно высокой чувствительностью. Гидрорезервуар наполнен подкрашенной жидкостью, которая вытесняется из него в прозрачную трубку при уменьшении объема. Для удобства снятия показаний величин давления прозрачная трубка крепится на панель с нанесенной на нее измерительной шкалой.

Длина измерительной шкалы и соответственно прозрачной трубки выбирается следующим образом.

Задается цена деления шкалы, например, пусть Р₁=1 мм рт.ст., что соответствует длине l₁ перемещения жидкости по прозрачной трубке 5 мм. Предел измерения Р₂ задается равным 300 мм рт. ст. Длина прозрачной трубки l₂ составит l₂=Р₂ × l₁=300×5=1500 мм. Задавая внутренний диаметр d прозрачной трубки, определяем необходимый объем V вытесняемой жидкости. Например, если d=1 мм, то V=1177,5 мм³. Соответственно, объем V является максимальным объемом расширения сильфона при заданных параметрах. При длине перемещения жидкости в прозрачной трубке, равной 5 мм и соответствующей давлению в 1 мм рт.ст., легко визуально и безошибочно наблюдать появление и исчезновение пульсовой волны и считывать показания систолического и диастолического давления. Для достижения компактности устройства длинную прозрачную трубку можно изогнуть в виде меандра или в виде спирали, придав соответствующую форму и измерительной шкале. Устройство конструктивно просто и не содержит деталей, сложных в изготовлении.

Воплощение изобретения иллюстрируется чертежом, где

на фиг. 1 изображен общий вид устройства в разрезе с прозрачной трубкой в форме меандра;

на фиг.2 - то же устройство с прозрачной трубкой в форме спирали;

на фиг.3 - фрагмент пневморезервуара в моменты выпуска воздуха в установившемся состоянии и в момент всасывания воздуха, а

на фиг.4 - общий вид тонометра в футляре.

Как видно из фиг.1, устройство для измерения артериального давления содержит датчик, выполненный в виде двух последовательных преобразователей: манжеты 1 с пневмонагнетателем 2 и гидрорезервуара 3, внутри которого размещен преобразователь давления в изменение объема гидрорезервуара 3 в виде сильфона 4, измеритель в виде прозрачной трубки 5, укрепленной на панели 6 с измерительной шкалой, которая проградуирована в миллиметрах ртутного столба (от 20 до 300 мм рт.ст.), и пневморезервуар 7. При этом прозрачная трубка 5 первым концом A герметично подсоединена к гидрорезервуару 3 датчика, а вторым концом Б - к пневморезервуару 7, образуемому частью прозрачной трубки 5 со стороны второго конца Б, на котором плотно укреплен колпачок 8 из упругого материала с отверстием В (фиг.3) в его торцевой эластичной стенке. Манжета 1 имеет пневмокамеру 9 с двумя гибкими патрубками 10 и 11. К входному патрубку 10 подсоединен пневмонагнетатель 2, а к выходному патрубку 11 через сильфон 4 и штуцер 12 подсоединен гидрорезервуар 3. Сильфон 4 представляет собой мембрану в форме стакана с гофрированной цилиндрической оболочкой. При этом один конец штуцера 12 выходит за гидрорезервуар 3 и предназначен для сочленения с выходной трубкой 11 манжеты 1, а другой находится внутри гидрорезервуара 3 и предназначен для сочленения с отверстием сильфона 4. Места сочленения штуцера 12 с сильфоном 4, с корпусом гидрорезервуара 3 и с патрубком 11 надежно загерметизированы. На выходе гидрорезервуара 3 укреплена втулка 13, предназначенная для сочленения с концом А прозрачной трубки 5. Места сочленения втулки 13 с корпусом гидрорезервуара 3 и с прозрачной трубкой 5 надежно загерметизированы. Прозрачная трубка 5 может иметь форму меандра (фиг.1) или спирали (фиг.2). Прозрачная трубка 5 может быть выполнена из стекла с креплением к панели 6 любым известным способом, например скобами. Но она может быть выполнена и формованием желаемого контура в двух прозрачных пластинах, которые при склейке друг с другом образуют прозрачную панель 6 с внутренней полостью, образующей трубку 5.

На чертежах конструкция прозрачной трубки 5 и ее крепление к панели 6 ради упрощения не показаны. В предпочтительном варианте исполнения измерительная шкала выполнена в виде координатной сетки, проградуированной в мм. рт.ст., и нанесена на панель 6. Однако возможен вариант, при котором измерительная шкала может быть нанесена на прозрачную трубку 5. В гидрорезервуар 3 вмонтирован также компенсационный винт 14, имеющий возможность занятия различных положений. Конец его находится внутри гидрорезервуара 3. Как показано на фиг.4, тонометр конструктивно выполнен в виде футляра с шарнирно укрепленной крышкой 15. Полость Г крышки 15 служит для укладки манжеты 1 с пневмонагнетателем 2.

Устройство работает следующим образом.

Для обеспечения работоспособности устройства гидрорезервуар 3 заполняют подкрашенной жидкостью, которая не смачивает материал прозрачной трубки 5. Как правило, жидкость подбирается такой, чтобы ее поверхностное натяжение при заданном диаметре прозрачной трубки 5 предотвращало истечение жидкости под действием гравитационных сил. Для приведения устройства в рабочее положение футляр открывают, поворачивая крышку 15 до положения, показанного на фиг.4. Из полости Г крышки 15 извлекают манжету 1 с пневмонагнетателем 2, и гибкий патрубок 11 манжеты 1 подсоединяют к штуцеру 12 (фиг.4). Если это необходимо, то с помощью компенсирующего винта 14 (фиг.1) изменяют объем жидкости в гидрорезервуаре 3, выставляя уровень жидкости в прозрачной трубке 5 на отметке “0” измерительной шкалы панели 6. При этом устанавливается максимальный объем пневморезервуара 7 - от поверхности жидкости на нулевой отметке до внутренней плоскости колпачка 8, укрепленного на втором конце Б прозрачной трубки 5. Манжету 1 накладывают и фиксируют на плече пациента в соответствии со стандартами измерения артериального давления.

С помощью пневмонагнетателя 2 в пневмокамеру 9 манжеты 1 по гибкому входному патрубку 10 нагнетают компрессионную среду (воздух). По выходному гибкому патрубку 11 сжатый воздух через штуцер 12 подают в полость сильфона 4, который изменяет свой объем пропорционально изменению давления в пневмокамере 9 манжеты 1, изменяя при этом соответственно объем жидкости в гидрорезервуаре 3 и вытесняя подкрашенную жидкость через отверстие втулки 13 в прозрачную трубку 5 через ее первый конец А. Отсчет давления производят по измерительной шкале, проградуированной в мм рт.ст., фиксируя уровень подкрашенной жидкости в прозрачной трубке 5. При этом устанавливается новый объем пневморезервуара 7 - от поверхности жидкости на текущей отметке до внутренней плоскости колпачка 8 на втором конце Б прозрачной трубки 5. Объем воздуха в пневморезервуаре 7 сокращается, оставаясь все время под нормальным давлением благодаря наличию компенсационного отверстия В в колпачке 8. Это отверстие вследствие эластичности стенки, в которой оно выполнено, имеет переменный диаметр, изменяющийся прямо пропорционально абсолютному значению давления воздуха в пневморезервуаре 7.

Размеры компенсационного отверстия В во время выпуска воздуха в исходном и в установившемся состоянии, а также во время всасывания показаны на фиг.3.

При наращивании давления в пневмокамере 9 манжеты 1 происходит постепенное сдавливание просвета артерии и пульсовая волна крови, протекающей по артерии, вызывает колебательные изменения давления компрессионной среды в пневмокамере 9 манжеты 1, а соответственно и колебательные изменения объема сильфона 4 и жидкости в системе (гидрорезервуар - прозрачный трубопровод). Фиксируя отметку начала колебаний по шкале на панели 6, определяют диастолическое артериальное давление. Продолжая нагнетать компрессионную среду в пневмокамеру 9 манжеты 1 до полного сдавливания артерии (при этом пульсация прекращается), фиксируют систолическое давление. Сбрасывая давление из пневмокамеры 9 манжеты 1 с помощью ручного клапана пневмонагнетателя 2, можно произвести аналогичные измерения в обратной последовательности.

Формула изобретения

1. Устройство для измерения артериального давления, содержащее датчик с гидрорезервуаром, прозрачную трубку, измерительную шкалу и пневморезервуар, причем прозрачная трубка первым концом герметично подсоединена к гидрорезервуару датчика, а вторым к пневморезервуару, отличающееся тем, что датчик выполнен в виде манжеты с пневмонагнетателем, пневмокамера которой подсоединена к преобразователю давления в изменение объема гидрорезервуара, герметично встроенному в гидрорезервуар, а пневморезервуар представляет собой часть прозрачной трубки со стороны второго конца, на котором плотно укреплен колпачок из упругого материала с отверстием в его эластичной стенке.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что преобразователь давления в изменение объема гидрорезервуара выполнен в виде сильфона.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прозрачная трубка имеет форму меандра.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прозрачная трубка имеет форму спирали.

5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прозрачная трубка выполнена с креплением к панели, на которую нанесена измерительная шкала.

6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что прозрачная трубка выполнена формированием контура в двух прозрачных пластинах, которые при склейке друг с другом образуют прозрачную панель с внутренней полостью, образующей трубку.

7. Устройство по п.1, отличающееся тем, что измерительная шкала нанесена на прозрачную трубку.

8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в гидрорезервуар вмонтирован компенсирующий винт для изменения объема жидкости.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4