RU195935U1 - DEVICE FOR EVALUATING ARTERIAL VASCILITY - Google Patents
DEVICE FOR EVALUATING ARTERIAL VASCILITY Download PDFInfo
- Publication number
- RU195935U1 RU195935U1 RU2019134516U RU2019134516U RU195935U1 RU 195935 U1 RU195935 U1 RU 195935U1 RU 2019134516 U RU2019134516 U RU 2019134516U RU 2019134516 U RU2019134516 U RU 2019134516U RU 195935 U1 RU195935 U1 RU 195935U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- arterial
- microcontroller
- compliance
- blood
- pulsation
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
- A61B5/026—Measuring blood flow
- A61B5/0295—Measuring blood flow using plethysmography, i.e. measuring the variations in the volume of a body part as modified by the circulation of blood therethrough, e.g. impedance plethysmography
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
- A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
- A61B5/145—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue
- A61B5/1455—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters
- A61B5/14551—Measuring characteristics of blood in vivo, e.g. gas concentration, pH value; Measuring characteristics of body fluids or tissues, e.g. interstitial fluid, cerebral tissue using optical sensors, e.g. spectral photometrical oximeters for measuring blood gases
- A61B5/14552—Details of sensors specially adapted therefor
Abstract
Устройство относится к медицинской диагностической технике, а именно к устройствам регистрации артериальной пульсации крови на основе метода фотоплетизмографии. Данное устройство может найти применение в кардиологических системах для скрининг-диагностики атеросклероза, оценки податливости периферических артериальных сосудов, измерения частоты сердечных сокращений. Устройство для оценки податливости артериальных сосудов содержит генератор импульсов, источник света, фотоприемник, преобразователь ток/напряжение, усилитель переменного напряжения, синхронный демодулятор, полосовой фильтр, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, пальцевую компрессионную манжету, клапан декомпрессии, компрессор и датчик давления. Устройство позволяет определить коэффициент неинвазивной оценки податливости артериальных сосудов на основе вычисления относительного изменения размаха пальцевой артериальной пульсации крови во время проведения компрессионной пробы. 1 ил.The device relates to a medical diagnostic technique, namely, devices for registering arterial pulsation of blood based on the photoplethysmography method. This device can be used in cardiology systems for screening diagnosis of atherosclerosis, assessing the compliance of peripheral arterial vessels, and measuring heart rate. The device for assessing arterial vascular compliance includes a pulse generator, a light source, a photodetector, a current / voltage converter, an alternating voltage amplifier, a synchronous demodulator, a bandpass filter, an analog-to-digital converter, a microcontroller, a finger compression cuff, a decompression valve, a compressor, and a pressure sensor. The device allows you to determine the coefficient of non-invasive assessment of compliance of arterial vessels based on the calculation of the relative changes in the magnitude of the finger arterial pulsation of the blood during the compression test. 1 ill.
Description
Устройство относится к медицинской диагностической технике, а именно к устройствам регистрации артериальной пульсации крови на основе метода фотоплетизмографии. Данное устройство может найти применение в кардиологических системах для скрининг-диагностики атеросклероза, оценки податливости периферических артериальных сосудов, измерения частоты сердечных сокращений.The device relates to a medical diagnostic technique, namely to devices for registering arterial pulsation of blood based on the photoplethysmography method. This device can be used in cardiology systems for screening diagnostics of atherosclerosis, evaluating the compliance of peripheral arterial vessels, and measuring heart rate.
Регистрация и обработка периферических артериальных пульсаций крови находит широкое применение в инструментальных системах кардиологической диагностики для мониторинга частоты сердечных сокращений и не-инвазивного исследования функционального состояния артериального русла человека. Одним из наиболее клинически эффективных и универсальных методов регистрации артериальной пульсации крови является пальцевая фотоплетизмография, позволяющая помимо измерения частоты сердечных сокращений, неинвазивно оценивать эластичность и податливость артериальных сосудов, например, на основе контурного анализа артериальных пульсаций крови. Предлагаемое устройство позволяет неинвазивно оценивать податливость артериальных сосудов человека на основе определения величины относительного изменения размаха пальцевой артериальной пульсации крови во время проведения компрессионной пробы.Registration and processing of peripheral arterial pulsations of blood finds wide application in instrumental systems of cardiological diagnostics for monitoring heart rate and non-invasive studies of the functional state of the human arterial bed. One of the most clinically effective and universal methods for recording arterial blood pulsation is digital photoplethysmography, which, in addition to measuring heart rate, non-invasively assesses the elasticity and compliance of arterial vessels, for example, based on the contour analysis of arterial blood pulsations. The proposed device allows you to non-invasively assess the compliance of human arterial vessels based on determining the magnitude of the relative change in the magnitude of the finger arterial pulsation of the blood during the compression test.
Известно устройство для фотоплетизмографии (фотоплетизмограф) (Патент RU 2354290, А61В 5/0295, А61В 5/1455 опубликовано 10.05.2009), включающее генератор импульсов, источник света, синхронный селективный усилитель, фильтр нижних частот, фотоприемник, синхронный демодулятор, полосовой фильтр, управляемый преобразователь напряжение/ток и распределитель импульсов.A device for photoplethysmography (photoplethysmograph) is known (Patent RU 2354290, АВВ 5/0295, АВВ 5/1455 published May 10, 2009), including a pulse generator, a light source, a synchronous selective amplifier, a low-pass filter, a photodetector, a synchronous demodulator, a band-pass filter, controlled voltage / current converter and pulse distributor.
Недостатком известного устройства является невозможность оценки податливости периферических артериальных сосудов в силу отсутствия дополнительных специализированных блоков реализации компрессионной пробы и обработки биосигнала артериальной пульсации крови.A disadvantage of the known device is the inability to assess the compliance of peripheral arterial vessels due to the lack of additional specialized units for the implementation of the compression test and the processing of the biosignal of arterial pulsation of blood.
Наиболее близким к предлагаемому устройству является устройство для регистрации артериальной пульсации крови (Патент RU 2536282, А61В 5/0295, А61В 5/1455 опубликовано 20.12.2014), включающее генератор импульсов, источник света, фотоприемник, преобразователь ток/напряжение, усилитель переменного напряжения, синхронный демодулятор, полосовой фильтр, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, блок вычитания, адаптивный фильтр, акселерометр.Closest to the proposed device is a device for recording arterial pulsation of blood (Patent RU 2536282,
Недостатком известного устройства является отсутствие функциональных возможностей по оценке податливости периферических артериальных сосудов, что приводит к снижению эффективности использования устройства в кардиологической диагностике.A disadvantage of the known device is the lack of functionality for evaluating the compliance of peripheral arterial vessels, which leads to a decrease in the efficiency of using the device in cardiology diagnostics.
В основу полезной модели поставлена задача - разработать устройство для оценки податливости артериальных сосудов на основе определения относительного изменения размаха пальцевой артериальной пульсации крови во время проведения компрессионной пробы.The utility model is based on the task of developing a device for assessing the compliance of arterial vessels based on determining the relative change in the magnitude of the digital arterial pulsation of the blood during the compression test.
Техническим результатом разработки является повышение эффективности диагностики состояния артериальных сосудов человека и расширение функциональных возможностей устройств регистрации периферических артериальных пульсаций крови.The technical result of the development is to increase the efficiency of diagnosing the state of human arterial vessels and expand the functionality of devices for recording peripheral arterial pulsations of the blood.
Поставленная задача решается за счет того, что в устройство для оценки податливости артериальных сосудов, содержащее генератор импульсов, источник света, фотоприемник, преобразователь ток/напряжение, усилитель переменного напряжения, синхронный демодулятор, полосовой фильтр, аналого-цифровой преобразователь, микроконтроллер, согласно полезной модели, в устройство дополнительно введены, пальцевая компрессионная манжета, компрессор, клапан декомпрессии, датчик давления, причем первый выход микроконтроллера подключен к входу управления клапаном декомпрессии, второй выход микроконтроллера подключен к входу управления компрессором, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу микроконтроллера, а датчик давления подключен ко второму входу микроконтроллера.The problem is solved due to the fact that the device for assessing the compliance of arterial vessels, containing a pulse generator, a light source, a photodetector, a current / voltage converter, an alternating voltage amplifier, a synchronous demodulator, a bandpass filter, an analog-to-digital converter, a microcontroller, according to a utility model , a finger compression sleeve, a compressor, a decompression valve, a pressure sensor are additionally introduced into the device, the first output of the microcontroller connected to the input being controlled decompression valve I, the second output of the microcontroller is connected to a compressor control input, output of the analog-digital converter connected to the first input of the microcontroller, and the pressure sensor is connected to the second input of the microcontroller.
Благодаря описанным выше изменениям и дополнениям становится возможным реализовать неинвазивную оценку податливости артериальных сосудов человека на основе вычисления относительного изменения размаха пальцевой артериальной пульсации крови во время проведения компрессионной пробы:Thanks to the changes and additions described above, it becomes possible to implement a non-invasive assessment of the compliance of a person’s arterial blood vessels based on the calculation of the relative change in the magnitude of the digital arterial pulsation of the blood during the compression test:
где: С - коэффициент неинвазивной оценки податливости артериальных сосудов человека, VP=0 - размах артериальной пульсации крови при нулевом давлении в компрессионной манжете, VP=Pm - размах артериальной пульсации крови при величине давления в компрессионной манжете Р, равной среднему артериальному давлению крови в сосуде (Рm).where: C is the coefficient of non-invasive assessment of compliance of human arterial vessels, V P = 0 is the range of arterial blood pulsation at zero pressure in the compression cuff, V P = Pm is the range of arterial pulsation of blood with a pressure value in the compression cuff P equal to the average arterial blood pressure in the vessel (Pm).
Размах артериальной пульсации крови вычисляется микроконтроллером на основе встроенных алгоритмов цифровой обработки регистрируемых биосигналов. Среднее артериальное давление крови определяется на основе анализа изменения амплитуды артериальной пульсации крови во время плавной компрессии как давление в компрессионной манжете, соответствующее максимальной амплитуде регистрируемой артериальной пульсации крови.The magnitude of the arterial pulsation of blood is calculated by the microcontroller based on built-in algorithms for digital processing of recorded biosignals. The mean arterial blood pressure is determined based on the analysis of changes in the amplitude of arterial blood pulsation during smooth compression as the pressure in the compression cuff corresponding to the maximum amplitude of the recorded arterial blood pulsation.
Полезная модель поясняется чертежами, где на чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства для оценки податливости артериальных сосудов.The utility model is illustrated by drawings, where the drawing shows a structural diagram of the proposed device for assessing the compliance of arterial vessels.
Устройство для оценки податливости артериальных сосудов содержит следующие блоки: генератор импульсов 1, источник света 2 и фотоприемник 3, выполненные в виде фотоплетизмографического датчика, встроенного в компрессионную пальцевую манжету 4, располагающуюся на фаланге указательного пальца руки обследуемого, преобразователь ток/напряжение 5, усилитель переменного напряжения 6, синхронный демодулятор 7, полосовой фильтр 8, аналого-цифровой преобразователь 9, микроконтроллер 10, клапан декомпрессии 11, компрессор 12, датчик давления 13.The device for assessing the compliance of arterial vessels contains the following blocks: a
В схеме источник света 2, представляющий собой инфракрасный светодиод, управляется импульсами тока, формируемыми в генераторе импульсов 1, излучение с источника света 2 попадает на участок биологической ткани, содержащей артериальный сосуд. Излучение, прошедшее сквозь биологические ткани, поступает на фотоприемник 3, выход фотоприемника 3 подключен к входу преобразователя ток-напряжение 5, выход преобразователя ток-напряжение 5 подключен к входу усилителя переменного напряжения 6, выход усилителя переменного напряжения 6 подключен к входу синхронного демодулятора 7, выход синхронного демодулятора 7 подключен к входу полосового фильтра 8, выход полосового фильтра 8 подключен к входу аналого-цифрового преобразователя 9, выход аналого-цифрового преобразователя 9 подключен к первому входу микроконтроллера 10, первый выход микроконтроллера 10 подключен к входу управления клапаном декомпрессии 11, второй выход микроконтроллера 10 подключен к входу управления компрессором 12, датчик давления 13 подключен к второму входу микроконтроллера 10. Воздушная магистраль устройства связывает компрессионную пальцевую манжету 4 с клапаном декомпрессии 11, компрессором 12 и датчиком давления 13.In the scheme, the
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
Источник света 2 управляется прямоугольными импульсами тока, формируемыми в генераторе импульсов 1, излучение с источника света 2 попадает на участок биологической ткани, содержащей артериальный сосуд. Прошедшее сквозь биологические ткани излучение поступает на фотоприемник 3. Фотоприемник 3 преобразует ослабленное биологическими тканями излучение в фототок, который далее преобразуется в напряжение с помощью преобразователя ток/напряжение 5, полученное напряжение поступает на усилитель переменного напряжения 6, с выхода которого усиленный сигнал поступает на вход синхронного демодулятора 7, где происходит выделение огибающей сигнала артериальной пульсации крови, с выхода синхронного демодулятора 7 сигнал поступает на полосовой фильтр 8 для выделения переменной составляющей артериальной пульсации крови, а также для фильтрации присутствующих шумов и помех. Затем переменный сигнал артериальной пульсации крови поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 9, где происходит квантование и дискретизация регистрируемого биосигнала. Данные с выхода аналого-цифрового преобразователя 9 поступают на первый вход микроконтроллера 10, где происходит вычисление размаха артериальной пульсации крови VP=0 при нулевом давлении в компрессионной пальцевой манжете 4.The
Далее осуществляется плавная компрессия пальцевой манжеты 4, посредством подачи импульса со второго выхода микроконтроллера 10 на вход управления компрессором 12, при этом происходит непрерывное измерение микроконтроллером 10 амплитуды регистрируемой артериальной пульсации крови и измерение величины давления в компрессионной пальцевой манжете 4 с помощью датчика давления 13. Среднее артериальное давление крови Рm определяется на основе анализа изменения амплитуды артериальной пульсации крови во время плавной компрессии, как измеренное датчиком 13 давление в компрессионной манжете 4, соответствующее максимальной амплитуде регистрируемой артериальной пульсации крови. В момент равенства величины среднего артериального давления крови в сосуде Рm и давления Р в компрессионной манжете 4 происходит измерение микроконтроллером 10 величины размаха артериальной пульсации крови VP=Pm. Далее в микроконтроллере 10 вычисляется коэффициент неинвазивной оценки податливости артериальных сосудов человека С, согласно следующей формуле:Then, the
, ,
где С - коэффициент неинвазивной оценки податливости артериальных сосудов человека, VP=0 - размах артериальной пульсации крови, определенный до компрессии при нулевом давлении в компрессионной манжете 4 (Р=0), VP=Pm - размах артериальной пульсации крови при величине давления Р в компрессионной манжете 4 равной среднему артериальному давлению крови в сосуде (Рm).where C is the coefficient of non-invasive assessment of compliance of the arterial vessels of a person, V P = 0 is the amplitude of the arterial blood pulsation determined before compression at zero pressure in the compression cuff 4 (P = 0), V P = Pm is the amplitude of the arterial blood pulsation with the pressure value P in the
После вычисления коэффициента неинвазивной оценки податливости артериальных сосудов человека с первого выхода микроконтроллера 10 подается импульс на вход управления клапаном декомпрессии 11 для стравливания воздуха из пальцевой компрессионной манжеты 4.After calculating the coefficient of non-invasive assessment of compliance of human arterial vessels from the first output of the
Коэффициент неинвазивной оценки податливости артериальных сосудов человека может быть использован для скрининг-диагностики атеросклероза и оценки биологического возраста артериальных сосудов человека.The coefficient of non-invasive assessment of compliance of human arterial vessels can be used for screening diagnostics of atherosclerosis and assessing the biological age of human arterial vessels.
Введение новых элементов (пальцевая компрессионная манжета, клапан декомпрессии, компрессор и датчик давления) и их взаимосвязь позволяют определить коэффициент неинвазивной оценки податливости артериальных сосудов на основе вычисления относительного изменения размаха пальцевой артериальной пульсации крови во время проведения компрессионной пробы.The introduction of new elements (finger compression cuff, decompression valve, compressor and pressure sensor) and their relationship allow us to determine the coefficient of non-invasive assessment of the compliance of arterial vessels based on the calculation of the relative change in the magnitude of the finger arterial pulsation of blood during the compression test.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019134516U RU195935U1 (en) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | DEVICE FOR EVALUATING ARTERIAL VASCILITY |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019134516U RU195935U1 (en) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | DEVICE FOR EVALUATING ARTERIAL VASCILITY |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU195935U1 true RU195935U1 (en) | 2020-02-11 |
Family
ID=69626472
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019134516U RU195935U1 (en) | 2019-10-28 | 2019-10-28 | DEVICE FOR EVALUATING ARTERIAL VASCILITY |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU195935U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU220737U1 (en) * | 2023-02-21 | 2023-09-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод микроэлектронных технологий" (ООО "ЗМТ") | Diagnostic device for assessing endothelial function of peripheral arteries and arterial stiffness |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6575912B1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-06-10 | Pacesetter, Inc. | Assessing heart failure status using morphology of a signal representative of arterial pulse pressure |
RU2309668C1 (en) * | 2006-02-20 | 2007-11-10 | Александр Сергеевич Парфенов | Method and device for non-invasive measurement of function of endothelium |
RU2334462C2 (en) * | 2005-06-17 | 2008-09-27 | Фукуда Денси Ко., Лтд. | Method for tracking time changes in indices of blood vessels elasticity and device for bioinformation take-out |
RU2536282C2 (en) * | 2013-03-12 | 2014-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Arterial blood pulsation recorder |
US20190046056A1 (en) * | 2017-08-10 | 2019-02-14 | VVVital Patent Holdings Limited | Multi-Vital Sign Detector in an Electronic Medical Records System |
-
2019
- 2019-10-28 RU RU2019134516U patent/RU195935U1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6575912B1 (en) * | 2001-10-16 | 2003-06-10 | Pacesetter, Inc. | Assessing heart failure status using morphology of a signal representative of arterial pulse pressure |
RU2334462C2 (en) * | 2005-06-17 | 2008-09-27 | Фукуда Денси Ко., Лтд. | Method for tracking time changes in indices of blood vessels elasticity and device for bioinformation take-out |
RU2309668C1 (en) * | 2006-02-20 | 2007-11-10 | Александр Сергеевич Парфенов | Method and device for non-invasive measurement of function of endothelium |
RU2536282C2 (en) * | 2013-03-12 | 2014-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет)" (СГАУ) | Arterial blood pulsation recorder |
US20190046056A1 (en) * | 2017-08-10 | 2019-02-14 | VVVital Patent Holdings Limited | Multi-Vital Sign Detector in an Electronic Medical Records System |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU220737U1 (en) * | 2023-02-21 | 2023-09-29 | Общество с ограниченной ответственностью "Завод микроэлектронных технологий" (ООО "ЗМТ") | Diagnostic device for assessing endothelial function of peripheral arteries and arterial stiffness |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7019611B2 (en) | Methods and devices for determining the subject's respiratory information | |
JP5748160B2 (en) | Portable diagnostic device | |
CN104382571B (en) | A kind of measurement blood pressure method and device based on radial artery pulse wave conduction time | |
US5980463A (en) | Method for respiratory tidal volume measurement | |
CN112040846A (en) | Method for estimating blood pressure and degree of arteriosclerosis based on photoplethysmography (PPG) signal | |
CN107854123B (en) | Sleeveless continuous blood pressure monitoring method and device | |
US8556821B2 (en) | Adaptive frequency domain filtering for improved non-invasive blood pressure estimation | |
CN107233087A (en) | A kind of Woundless blood pressure measuring device based on photoplethysmographic feature | |
US20120157791A1 (en) | Adaptive time domain filtering for improved blood pressure estimation | |
CN110897631B (en) | Real-time pregnancy monitoring device and method | |
Mieloszyk et al. | A comparison of wearable tonometry, photoplethysmography, and electrocardiography for cuffless measurement of blood pressure in an ambulatory setting | |
Deepu et al. | A smart cushion for real-time heart rate monitoring | |
CN102197998B (en) | Use of the frequency spectrum of artifact in oscillometry | |
RU182802U1 (en) | PULSE WAVE CONTOUR ANALYSIS DEVICE | |
Campbell et al. | Near-real-time detection of pulse oximeter PPG peaks using wavelet decomposition | |
RU195935U1 (en) | DEVICE FOR EVALUATING ARTERIAL VASCILITY | |
Reguig | Photoplethysmogram signal analysis for detecting vital physiological parameters: An evaluating study | |
US20180055427A1 (en) | Method and Apparatus to Enhance Peripheral Venous Oxygen Measurements | |
Prabhu et al. | A novel approach for non-invasive measurement of mean arterial pressure using pulse transit time | |
Alqudah et al. | Multiple time and spectral analysis techniques for comparing the PhotoPlethysmography to PiezoelectricPlethysmography with electrocardiography | |
CN210095711U (en) | Noninvasive continuous blood pressure measuring equipment | |
JP2000217796A (en) | Circulatory function diagnostic device | |
RU168518U1 (en) | Acceleration photoplethysmography device | |
US20200297225A1 (en) | Vital sign measurement device | |
Khan et al. | A highly integrated computing platform for continuous, non-invasive bp estimation |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20200220 |