Инвазивный метод измерения давления. Мониторинг инвазивного артериального давления: практические аспекты Инвазивный мониторинг ад

Инвазивный метод измерения давления

Важным видом мониторинга здоровья человека является измерение артериального давления. Эта процедура осуществляется инвазивным методом в стационарных условиях под пристальным наблюдением квалифицированного медицинского персонала, при острой необходимости проведения именно такого вида диагностического исследования. Показатели артериального давления можно узнать и в домашних условиях, самостоятельно используя аускультативный (при помощи стетоскопа), пальпаторный (прощупывание пальцами) или осциллометрический (тонометром) методы.

Показания

Состояние артериального давления определяется 3-мя показателями, которые указаны в таблице:

Регулярно мониторить параметры АД и следить за его динамикой самостоятельно позволяет тонометр. Если нужно непрерывно наблюдать за показателями пациента, тогда используют инвазивный метод, который помогает:

• беспрерывно контролировать состояние больного с неустойчивой гемодинамикой;
• следить за изменениями работы сердца и сосудов в режиме нон-стоп;
• постоянно анализировать результативность проводимой терапии.

Показания для инвазивного исследования артериального давления:

• искусственная гипотония, преднамеренная гипотензия;
• кардиохирургические операции;
• инфузия вазоактивных средств;
• реанимационный период;
• болезни, при которых необходимо получать постоянные и точные параметры артериального давления для продуктивного регулирования гемодинамикой;
• значительная вероятность сильных скачков систолических, диастолических и пульсовых показателей во время проведения хирургического вмешательства;
• интенсивная искусcтвенная вентиляция легких;
• потребность в частой диагностике кислотно-основного состояния и газового состава крови в артериях;
• нестабильное артериальное давление;
• шок.

Вернуться к оглавлению

Важность процедуры

Постоянный мониторинг артериального давления поможет своевременно обнаружить смертельно опасные патологии почек, сердца и сосудов. Особое значение инвазивное измерение имеет для гипертоников и гипотоников, которые находятся в повышенной группе риска. Вовремя диагностированное заболевание позволяет уменьшить потенциальные негативные последствия, а в критических ситуациях — спасти жизнь больного.

Очень высокие показатели артериального давления могут стать причиной:

• сердечной и почечной недостаточности;
• инфаркта миокарда;
• инсульта;
• ишемической болезни.

Слишком низкие систолические и диастолические параметры значительно увеличивают риск:

• инсульта;
• патологических изменений периферического кровообращения;
• остановки сердца;
• кардиогенного шока.

Вернуться к оглавлению

Как все проходит?

Инвазивный метод измерения артериального давления характеризуется высокой точностью. Для выполнения процедуры проводится ряд манипуляций:

1. Стерилизуются все инструменты и приборы.
2. В сердце или в просвет одной из артерий вводится катетер либо специальная игла — канюля, к которой при помощи трубки прикреплен манометр.
3. Через микроинфузатор в иглу подается средство, не дающее крови сворачиваться — гепаринизированный солевой раствор.
4. Манометр постоянно фиксирует все параметры магнитной ленте.

Установка для определения артериального давления инвазивным методом состоит из таких элементов:

• трансдюсер;
• осциллоскоп;
• канюля (или катетер);
• гидравлическая система;
• мони­тор;
• краники;
• жидкостно-механический интерфейс;
• записывающий прибор;
• соединительная трубка.

Вернуться к оглавлению

Где нужно мерить?

Исследовать артериальное давление инвазивным способом можно при помощи разных артерий:

• Лучевой. Ее используют наиболее часто из-за поверхностного расположения и коллатерали.
• Бедренной. Вторая по популярности артерия для катетеризации из-за доступности, несмотря на значительную вероятность возникновения атером и псевдоаневризм.
• Подмышечной. Проведение процедуры с ее помощью характеризуется высоким риском травмирования нервов канюлей из-за близкого расположения подмышечных сплетений.
• Локтевой. Проходит глубоко и отличается извилистостью.
• Задней большеберцовой и тыльностоповой. Мониторинг через нее отличается значительным искажением формы пульсовой волны из-за отдаленности от артериального дерева.
• Плечевой. Катетеризация артерии характеризуется легким изменением волновой конфигурации, есть вероятность перегибание катетера.

Перед тем как определить через какую артерию будет осуществляться диагностика, врач учитывает различные параметры. Основные из них:

• делается проба Аллена перед проникновением в лучевую артерию;
• определяется соотношение диаметров канюли и артерии;
• проверяется необходимый коллатеральный кровоток конечности, на которой осуществляется диагностика;
• учитывается доступность артерии;
• определяется удаленность от мест свободного проникновения секретов.

Вернуться к оглавлению

Противопоказания

Нельзя проводить инвазивное измерение давления если присутствует:

• сосудистая недостаточность;
• нарушение сохранности коллатерального кровотока;
• синдром Рейно.

Вернуться к оглавлению

Возможные осложнения при инвазивном методе измерения артериального давления

После проведения инвазивного измерения артериального давления возможны неприятные и опасные последствия:

• асептический некроз;
• случайное введение внутриартериально медикаментозных средств;
• гематомы;
• кровотечения;
• повреждение нервов;
• тромбоэмболия, воздушная эмболия;
• ишемический некроз;
• тромбоз, окклюзии, спазм артерии;
• нарушение кровообращения в конечностях;
• присоединение инфекций;
• потеря пальцев;
• псевдоаневризмы, атеромы.

Подобные патологические осложнения мониторинга артериального давления инвазивным способом чаще всего возникают у женщин. Дополнительными факторами риска считаются гиперлипидемия, применение вазопрессоров, многоразовые попытки провести катетеризацию, использование экстракорпорального кровообращения, а также слишком длинный беспрерывный мониторинг. Снизить вероятность возникновения и развития побочных эффектов врач, может внимательно изучив историю болезни пациента и индивидуальные особенности. Правильная подготовка к процедуре — залог успеха.

ИНВАЗИВНЫЙ МОНИТОРИНГ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ

2. ИНВАЗИВНЫЙ МОНИТОРИНГ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ

Показания к инвазивному мониторингу артериального давления путем катетеризации: управляемая гипотония; высокий риск значительных сдвигов артериального давления во время операции; заболевания, требующие точной и непрерывной информации об артериальном давлении для эффективного управления гемодинамикой; необходимость частого исследования газов артериальной крови.

Следует по возможности воздерживаться от катетеризации, если отсутствует документальное подтверждение сохранности коллатерального кровотока, а также при подозрении на сосудистую недостаточность (например, синдром Рейно).

Методика и осложнения

А. Выбор артерии для катетеризации. Для чрескожной катетеризации доступен ряд артерий.

1. Лучевую артерию катетеризируют чаще всего, так как она располагается поверхностно и имеет коллатерали. Тем не менее, у 5 % людей артериальные ладонные дуги оказываются незамкнутыми, что делает коллатеральный кровоток неадекватным. Проба Аллена — простой, хотя и не вполне достоверный способ определения адекватности коллатерального кровообращения по локтевой артерии при тромбозах лучевой артерии. Вначале больной несколько раз энергично сжимает и разжимает кулак, пока кисть не побледнеет; кулак остается сжатым. Анестезиолог пережимает лучевую и локтевую артерии, после чего больной разжимает кулак. Коллатеральный кровоток через артериальные ладонные дуги считается полноценным, если большой палец кисти приобретает первоначальную окраску не позже чем через 5 с после прекращения давления на локтевую артерию. Если восстановление первоначального цвета занимает 5-10 с, то результаты теста нельзя трактовать однозначно (иначе говоря, коллатеральный кровоток “сомнителен”), если больше 10 с — то существует недостаточность коллатерального кровотока. Альтернативными методами определения артериального кровотока дистальнее места окклюзии лучевой артерии могут быть пальпация, допплеровское исследование, плетизмография или пульсоксиметрия. В отличие от пробы Аллена, для этих способов оценки коллатерального кровотока не требуется содействие самого больного.

2. Катетеризацию локтевой артерии технически сложнее проводить, так как она залегает глубже и более извита, чем лучевая. Из-за риска нарушения кровотока в кисти не следует катетеризировать локтевую артерию, если ипсилатеральная лучевая артерия была пунктирована, но катетеризация не состоялась.

3. Плечевая артерия крупная и достаточно легко идентифицируется в локтевой ямке. Так как по ходу артериального дерева она расположена недалеко от аорты, то конфигурация волны искажается лишь незначительно (по сравнению с формой пульсовой волны в аорте). Близость локтевого сгиба способствует перегибанию катетера.

4. При катетеризации бедренной артерии высок риск формирования псевдоаневризм и атером, но часто только эта артерия остается доступной при обширных ожогах и тяжелой травме. Асептический некроз головки бедренной кости — редкое, но трагическое осложнение при катетеризации бедренной артерии у детей.

5. Тыльная артерия стопы и задняя больше-берцовая артерия находятся на значительном удалении от аорты по ходу артериального дерева, поэтому форма пульсовой волны существенно искажается. Модифицированная проба Аллена позволяет оценить адекватность коллатерального кровотока перед катетеризацией этих артерий.

6. Подмышечная артерия окружена подмышечным сплетением, поэтому существует риск повреждения нервов иглой или в результате сдавления гематомой. При промывании катетера, установленного в левой подмышечной артерии, воздух и тромбы будут быстро попадать в сосуды головного мозга.

Б. Методика катетеризации лучевой артерии.

Супинация и разгибание кисти обеспечивают оптимальный доступ к лучевой артерии. Предварительно следует собрать систему катетер-магистраль-преобразователь и заполнить ее гепаринизированным раствором (примерно 0,5-1 ЕД гепарина на каждый мл раствора), т. е. подготовить систему для быстрого подключения после катетеризации артерии.

Путем поверхностной пальпации кончиками указательного и среднего пальцев недоминантной руки анестезиолог определяет пульс на лучевой артерии и ее расположение, ориентируясь на ощущение максимальной пульсации. Кожу обрабатывают йодоформом и раствором спирта и через иглу 25-27-го размера инфильтрируют 0,5 мл лидокаина в проекции артерии. Тефлоновым катетером на игле 20-22-го размера прокалывают кожу под углом 45°, после чего продвигают его по направлению к точке пульсации. При появлении крови в павильоне угол вкола иглы уменьшают до 30° и для надежности продвигают вперед еще на 2 мм в просвет артерии. Катетер вводят в артерию по игле, которую затем удаляют. Во время подсоединения магистрали артерию пережимают средним и безымянным пальцами проксимальнее катетера, чтобы предотвратить выброс крови. Катетер фиксируют к коже водоустойчивым лейкопластырем или швами.

В. Осложнения. К осложнениям интраартериального мониторинга относятся гематома, спазм артерии, тромбоз артерии, воздушная эмболия и тромбоэмболия, некроз кожи над катетером, повреждение нервов, инфекция, потеря пальцев (вследствие ишемического некроза), непреднамеренное внутриартериальное введение препаратов. Факторами риска являются длительная катетеризация, гиперлипидемия, многократные попытки катетеризации, принадлежность к женскому полу, применение экстракорпорального кровообращения, использование вазопрессоров. Риск развития осложнений снижают такие меры, как уменьшение диаметра катетера по отношению к просвету артерии, постоянная поддерживающая инфузия раствора гепарина со скоростью 2-3 мл/ч, уменьшение частоты струйных промываний катетера и тщательная асептика. Адекватность перфузии при катетеризации лучевой артерии можно непрерывно контролировать путем пульсоксиметрии, размещая датчик на указательном пальце ипсилатеральной кисти.

Поскольку внутриартериальная катетеризация обеспечивает длительное и непрерывное измерение давления в просвете артерии, эта методика считается “золотым стандартом” мониторинга артериального давления. Вместе с тем качество преобразования пульсовой волны зависит от динамических характеристик системы катетер-магистраль-преобразователь. Ошибка в результатах измерения артериального давления чревата назначением неправильного лечения.

Пульсовая волна в математическом отношении является сложной, ее можно представить как сумму простых синусоидных и косинусоидных волн. Методика преобразования сложной волны в несколько простых называется анализом Фурье. Чтобы результаты преобразования были достоверными, система катетер-магистраль-преобразователь должна адекватно реагировать на самые высокочастотные колебания артериальной пульсовой волны. Иными словами, естественная частота колебаний измеряющей системы должна превышать частоту колебаний артериального пульса (приблизительно 16-24 Гц).

Кроме того, система катетер-магистраль-преобразователь должна предотвращать гиперрезонансный эффект, возникающий в результате реверберации волн в просвете трубок системы. Оптимальный демпинговый коэффициент (β) составляет 0,6-0,7. Демпинговый коэффициент и естественную частоту колебаний системы катетер-магистраль-преобразователь можно рассчитать при анализе кривых осцилляции, полученных при промывании системы под высоким давлением.

Уменьшение длины и растяжимости трубок, удаление лишних запорных кранов, предотвращение появления воздушных пузырьков — все эти мероприятия улучшают динамические свойства системы. Хотя внутрисосудистые катетеры малого диаметра снижают естественную частоту колебаний, они позволяют улучшить функционирование системы с низким демпинговым коэффициентом и уменьшают риск возникновения сосудистых осложнений. Если катетер большого диаметра окклюзирует артерию полностью, то отражение волн приводит к ошибкам в измерении артериального давления.

Преобразователи давления эволюционировали от громоздких приспособлений многократного использования к миниатюрным одноразовым датчикам. Преобразователь превращает механическую энергию волн давления в электрический сигнал. Большинство преобразователей основано на принципе измерения напряжения: растяжение проволоки или силиконового кристалла изменяет их электрическое сопротивление. Чувствительные элементы расположены как контур мостика сопротивления, поэтому вольтаж на выходе пропорционален давлению, воздействующему на диафрагму.

От правильной калибровки и процедуры установки нулевого значения зависит точность измерения артериального давления. Преобразователь устанавливают на желаемом уровне — обычно это среднеподмышечная линия, открывают запорный кран, и на включенном мониторе высвечивается нулевое значение артериального давления. Если во время операции положение больного изменяют (при изменении высоты операционного стола), то преобразователь необходимо переместить одновременно с больным или переустановить нулевое значение на новом уровне среднеподмышечной линии. В положении сидя артериальное давление в сосудах головного мозга, существенно отличается от давления в левом желудочке сердца. Поэтому в положении сидя артериальное давление в сосудах мозга определяют, установив нулевое значение на уровне наружного слухового прохода, что приблизительно соответствует уровню виллизиева круга (артериального круга большого мозга). Преобразователь следует регулярно проверять на предмет “дрейфа” нуля — отклонения, обусловленного изменением температуры.

Наружное калибрование заключается в сравнении значений давления преобразователя с данными ртутного манометра. Ошибка измерения должна находиться в пределах 5 %; если ошибка больше, то следует отрегулировать усилитель монитора. Современные преобразователи редко нуждаются в наружном калибровании.

Цифровые значения АДсист. и АДдиаст. являются средними значениями соответственно наиболее высоких и наиболее низких показателей артериального давления за определенный период времени. Так как случайное движение или работа электрокаутера могут искажать значения артериального давления, то необходим мониторинг конфигурации пульсовой волны. Конфигурация пульсовой волны предоставляет ценную информацию о гемодинамике. Так, крутизна подъема восходящего колена пульсовой волны характеризует сократимость миокарда, крутизна спуска нисходящего колена пульсовой волны определяется общим периферическим сосудистым сопротивлением, значительная вариабельность размеров пульсовой волны в зависимости от фазы дыхания указывает на гиповолемию. Значение АДср. рассчитывают с помощью интегрирования площади под кривой.

Внутриартериальные катетеры обеспечивают возможность частого анализа газов артериальной крови.

В последнее время появилась новая разработка — волоконно-оптический датчик, вводимый в артерию через катетер 20-го размера и предназначенный для длительного непрерывного мониторинга газов крови. Через оптический датчик, кончик которого имеет флюоресцентное покрытие, передается свет высокой энергии. В результате флюоресцентный краситель испускает свет, волновые характеристики которого (длина и интенсивность волны) зависят от рН, PCO₂ и PO₂ (оптическая флюоресценция). Монитор определяет изменения флюоресценции и отражает на дисплее соответствующие значения газового состава крови. К сожалению, стоимость этих датчиков высока.

1. «Неотложная медицинская помощь», под ред. Дж. Э. Тинтиналли, Рл. Кроума, Э. Руиза, Перевод с английского д-ра мед. наук В.И.Кандрора, д. м. н. М.В.Неверовой, д-ра мед. наук А.В.Сучкова, к. м. н. А.В.Низового, Ю.Л.Амченкова; под ред. Д.м.н. В.Т. Ивашкина, Д.М.Н. П.Г. Брюсова; Москва «Медицина» 2001

2. Интенсивная терапия. Реанимация. Первая помощь: Учебное пособие / Под ред. В.Д. Малышева. — М.: Медицина.— 2000.— 464 с.: ил.— Учеб. лит. Для слушателей системы последипломного образования.— ISBN 5-225-04560-Х

Инвазивный метод измерения давления. Мониторинг инвазивного артериального давления: практические аспекты Инвазивный мониторинг ад

Измерение артериального давления инвазивным методом представляет собой один из наиболее точных видов мониторинга системной гемодинамики, которые позволяет в режиме реального времени отслеживать колебания как непосредственно АД, так и состояние периферического кровообращения. Благодаря появлению и распространению современных мониторов, измерение иАД постепенно входит в рутинную клиническую практику в странах СНГ, а в странах Западной Европы и США уже давно не является чем-то из ряда вон выходящим. Широкое использование современных одноразовых расходных материалов позволяет сделать процесс катетеризации артерии и настройку мониторинга иАД удобным для врача и пациента.

Общая схема измерения инвазивного АД выглядит так: колебания пульсовой волны передаются через артериальный катетер на трансдьюссер, который соединен непосредственно с датчиком иАД. Датчик передает показания на монитор, отображающий кривую иАД, непосредственно числовое значение данного показателя, а также частоту пульса. Величина иАД зависит не только от давления в артерии, а также и от расположения датчика относительно уровня правого предсердия пациента. Аналогично в режиме реального времени можно отслеживать и центральное венозное давление; при этом система присоединяется к катетеру, расположенному в верхней или нижней полой вене.

Показания для использования мониторинга инвазивного АД в клинической практике достаточно многообразны, но чаще всего включают в себя:

• Оперативные вмешательства, сопровождающиеся значительными колебаниями системной гемодинамики (кардиохирургия, сосудистая хирургия, трансплантология, нейрохирургия и т.д.);
• Оперативные вмешательства у пациентов с высоким риском дестабилизации системной гемодинамики (пороки сердца, выраженная гиповолемия, пациенты после общирного инфаркта миокарда и т.д.);
• Отдельные вмешательства, при которых отслеживание АД в режиме реального времени очень важно (каротидная эндартериэктомия, операции по поводу внутричерепных аневризм);
• Использование длительной моно- и поликомпонентной вазопрессорной и инотропной поддержки в отделении реанимации;
• Ведение пациенток с пре- и эклампсией в акушерской практике.

Местом выбора для установки катетера для измерения инвазивного АД, как правило, служит лучевая артерия. Использование локтевых или бедренных артерий влечет за собой опасность некроза дистального отдела конечности, поэтому их использование рекомендуется только в крайних случаях и на непродолжительное время. В настоящее время не рекомендовано рутинное использование теста Аллена перед катетеризаций артерии ввиду его низкой прогностической ценности. Лучше всего для катетеризации артерий подходят специальные артериальные катетеры с замком, имеющие оптимальную жесткость, но также возможно использование стандартных внутривенных катетеров. Может быть использована как методика «катетер на игле», так и методика Сельдингера. Место пункции тщательно обрабатывается, катетер заполняется раствором гепарина. Вкол лучше всего производить под углом 45 градусов по отношению к оси артерии, меняя затем направление на более пологое после попадания в артерию. После катетеризации следует немедленно подключить промывную систему с гепарином (2500 ЕД нефракционированного гепарина на 500 мл изотонического р-ра натрия хлорида), чтобы исключить тромбирование катетера, которое происходит очень быстро. Промывная система обычно включает в себя емкость с промывным раствором, который может вводиться как болюсно, так и в виде непрерывной инфузии при помощи шприцевого насоса. Трансдьюссер подсоединяют к датчику инвазивного АД, подключенного к монитору.

Далее проводится так называемая установка нуля — точки отсчета для регистрации показателей. Для этого артериальную линию перекрывают, систему «датчик-трансдьюссер» размещают на уровне правого предсердия пациента и нажимают на мониторе соответствующий пункт. После этого происходит обновление показателей. Затем артериальную линию открывают и начинают регистрацию артериального давления.

В процессе измерения необходимо следить за тем, чтобы не происходил значительный заброс крови из артерии в соединительную трубку, отходящую от катетера. В этом случае необходимо сразу промыть катетер болюсом промывного раствора. Также необходимо следить за уровнем расположения трансдьюссера; чаще всего его закрепляют на специальной стойке при помощи планшета.

Учитывая опасность тромбоэмболических осложнений, катетер должен находиться в артерии только то время, в течение которого мониторинг иАД необходим. По окончании измерения артериальный катетер удаляют и накладывают давящую повязку.

Неинвазивное непрерывное измерение артериального давления Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

Аннотация научной статьи по медицинским технологиям, автор научной работы — Кишов Расул Магомедович

В медицинской практике часто применяются так называемые суточные мониторы артериального давления (СМАД). В статье описывается СМАД, предполагающий параллельное применение фотоплетизмографии и осциллометрического метода измерения артериального давления, и способный непрерывно измерять артериальное давление

Похожие темы научных работ по медицинским технологиям , автор научной работы — Кишов Расул Магомедович

Текст научной работы на тему «Неинвазивное непрерывное измерение артериального давления»

Неинвазивное непрерывное измерение артериального давления

Кишов Расул Магомедович / Kishov Rasul Magomedovich – старший преподаватель, кафедра теоретической и общей электротехники, факультет компьютерных технологий, вычислительной техники и энергетики,

Дагестанский государственный технический университет, г. Махачкала

Аннотация: в медицинской практике часто применяются так называемые суточные мониторы артериального давления (СМАД). В статье описывается СМАД, предполагающий параллельное применение фотоплетизмографии и осциллометрического метода измерения артериального давления, и способный непрерывно измерять артериальное давление.

Abstract: in medical practice it is often used continuous blood pressure measurement system. In this article discussed a device for continuous blood pressure measurement, which concurrently use photoplethysmography and oscillometric method of blood pressure measurement.

Ключевые слова: измерение артериального давления, осциллометрический метод измерения.

Keywords: blood pressure measurement, oscillometric method.

Артериальным давлением называют давление, которое оказывает кровь на стенки артерии. Его принято измерять в мм. рт. ст относительно атмосферного. Поскольку давление в кровеносной системе человека нагнетается сердцем, которое периодически сокращается, артериальное давление не является постоянной величиной. В момент сокращения сердечной мышцы уровень давления максимален и его называют систолическим артериальным давлением (САД), в момент расслабления минимален – диастолическое артериальное давление (ДАД) (см. рис. 1). Кроме того, стремление организма поддерживать свой гомеостаз и чуткое реагирование на внешние раздражители и стресс приводят к колебаниям САД и ДАД во времени. Так, стрессовые ситуации и физические нагрузки провоцируют увеличение артериального давления. Причиной повышения артериального давления могут быть также различные заболевания, такие как: атеросклероз, артериальная гипертензия, воспаление почек, ожирение и многое другое.

Рис.1. Типовая диаграмма изменения артериального давления [2]

Стойкое повышенное кровяное давление подвергает организм различным рискам: повышает риск возникновения инфаркта миокарда, инсульта, развитие почечной или сердечной недостаточности. По официальным данным Всемирной организации здравоохранения около миллиарда людей страдают от высокого кровяного давления, и в год умирает более девяти миллионов человек от последствий этого заболевания [1].

Сегодня по данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) в экономически развитых странах доля взрослых людей, страдающих от повышенного артериального давления, достигает 25 %. Только 5 % из них знают о своем заболевании, в свою очередь 40 % получают соответствующее лечение, и только у 10- 20 % отмечается устойчивая нормализация артериального давления.

В США высокое артериальное давление является причиной смертности приблизительно 60 000 человек в год. Лица с повышенным артериальным давлением живут в среднем на 10 лет меньше, чем люди, не страдающие гипертонической болезнью.

Методы измерения АД принято делить на две категории: инвазивные и неинвазивные. К неинвазивным относятся методы, основанные на аускультации артерии методом тонов Короткова и осциллографическом методе регистрации, в то время как инвазивные методы применяются при обследовании тяжелобольных в условиях стационара, так как предполагают осуществление измерения посредством введения датчика давления непосредственно в артерию. Наиболее широко распространен метод тонов Короткова, применяемый для ручного измерения АД с помощью сфигмоманометра. Для проведения автоматического

измерения, как правило, применяется осциллометрический метод, основанный на анализе пульсаций давления, в основном благодаря большей помехоустойчивости по отношению к внешним шумам [4].

Для обследования пациентов врачи могут применять устройства с различными методами измерения, однако примерно в 10-20 % случаев измерения оказываются завышенными из-за страха и волнения пациента во время процедуры измерения. Этот эффект называют «эффектом белого халата». Кроме того, поскольку АД может значительно меняться у человека в течение суток, характер измерения может представлять для врача значительную ценность. С целью избежать проявления эффекта «белого халата» и получить картину измерения АД в течение длительного периода времени, врачи устанавливают пациенту суточный монитор артериального давления. При этом и здесь не обходится без трудностей – СМАД измеряют АД в запрограммированные заранее промежутки времени. При этом частота измерения не может быть высокой, поскольку лежащий в основе метода измерения осциллометрический метод предполагает полное пережатие плечевой артерии до полного подавления пульсаций крови, и это приводит к значительному дискомфорту обследуемого. Испытываемые неудобства сказываются на уровне кровяного давления, что вносит искажение в результаты измерений. В то же время слишком большие интервалы между измерениями могут привести к пропуску важной информации об уровне АД обследуемого.

Предпринимаются различные попытки решить данную проблему. Например, в работах [3, 4] описывается датчик кровяного давления, который встраивается в существующую платформу MEMSWEAR. Измерения АД проводятся с использованием фотоплетизмографии, и они частично непрерывные.

Авторы в [5] оценивают кровяное давление, опираясь на предположение, что есть соответствие между длительностью распространения пульсовой волны и кровяным давлением. Параметр, который используется для измерения – время распространения пульсовой волны.

Чтобы решить данную проблему, предлагается прибор, объединяющий в себе медицинский тонометр, работающий на основе осциллометрического метода, со структурной схемой, представленной в работе [3], и фотоплетизмограф со структурной схемой, изображенной на рисунке 2.

Рис. 2. Структурная схема фотоплетизмографа

В основе фотоплетизмографа лежит датчик (на Рис. 2. устройство съема данных), устройство которого схематично изображено на рисунке 3. Здесь LED – светодиод, установленный с одной стороны пальца, PD (photo diod) – фотодиод, установленный на противоположной стороне. Светодиод излучает свет, пропускаемый через палец. Свет частично поглощается кровью, мускулами, кожей, костью и попадает на фоточувствительный элемент. С изменением объема крови в пальце изменяется и интенсивность света, проходящего через палец. Увеличение давления приводит к увеличению объема крови в пальце и, соответственно, уменьшает поток света, проходящий через палец. Таким образом, сопротивление фотодиода можно считать обратно пропорциональным уровню кровяного давления человека. Можно также утверждать, что в момент, когда сопротивление фотодиода максимально, кардиоваскулярная система человека находится в фазе систолы, а в момент, когда минимальна, находится в фазе диастолы. Однако сама по себе интенсивность света, проходящего через палец, не позволяет однозначно оценить уровни САД и ДАД, поскольку является очень индивидуальным показателем, зависящим от анатомических особенностей организма человека, и может значительно меняться в течение дня.

Рис. 3. Иллюстрация фотоплетизмографии на пальце

Слабый сигнал, снимаемый с фотодиода, имеет постоянную составляющую, от которой можно избавиться с помощью блока фильтрации. После чего сигнал усиливается по амплитуде с помощью блока усиления. Как правило, эта схема реализуется с помощью операционных усилителей. Поскольку амплитуда сигнала отличается от человека к человеку, необходимо гибко подбирать коэффициент усиления так, чтобы эффективно использовать динамический диапазон АЦП на следующем этапе. Данный функционал реализуется с помощью блока с регулировкой коэффициента усиления, управляемого микроконтроллером. Кроме данной функции на микроконтроллер также возложена задача расчета САД, ДАД и функция управления процедурой измерения.

Тот факт, что объем кровенаполнения пальцев для каждого пользователя значение индивидуальное и способное меняться с течением времени, приводит к необходимости индивидуальной калибровки усилителя для каждого пользователя. Кроме того, данный метод предполагает для достижения эффективного непрерывного мониторинга одновременное постоянное применение фотоплетизмографии и периодическое применение осциллометрического метода измерения АД, что является ограничением разработанной системы.

Тем не менее, применение системы и описанного алгоритма позволяет осуществлять непрерывный и неинвазивный мониторинг АД в течение длительного периода времени с достаточно высокой точностью, значительно уменьшив при этом дискомфорт пользователя, связанный с пережатием артерии при применении осциллометрического метода.

1. Носова Н. С. Конкурентная стратегия компании. М.: Юрайт, 2009. 256 с.

2. Вcемирный день здоровья: Сократите риск инфаркта и инсульта — следите за своим кровяным давлением

[Электронный ресурс]. // Центр СМИ ВОЗ – 03.04.2013 г. – URL:

3. Кишов Р. М. Автоматический медицинский тонометр с применением алгоритмов цифровой фильтрации. Вестник Дагестанского государственного технического университета. – 2013. – № 31. С. 13-20.

4. Современные неинвазивные методы измерения артериального давления для диагностики артериальной гипертонии и оценки эффективности антигипертензивной терапии. / А. Н. Рогоза [и др.]. – М.: Медика, 2007.

5. Wei C. K. «Photoplethysmography blood pressure measurement», M. Sc. Engg. Thesis, Department of Mechanical Engineering, National University of Singapore, 2009.

6. Teng X. F. and Zhang Y. T. «Continuous and Noninvasive Estimation of Arterial Blood pressure using a photoplethysmographic Approach», Proceedings of the 25th Annual International Conference of the IEEE EMBS, vol. 4, pp. 3153-3156, Cancun Mexico, September, 2003.

7. Lopez G., Ushida H., Hidaka K., Shuzo M., Yamada I. «Continuous Blood pressure measurement in daily activities», The University of Tokyo, IEEE SENSOR 2009 conference.