Приборы неинвазивного измерения давления крови с акустическими датчиками
Акустические медицинские приборы, аппараты и системы
Фонография - изучение акустических колебаний, возникающих при функционировании органов и систем биологического организма. Акустические колебания характеризуют: качество работы сердечной мышцы, клапанов сердца, крупных сосудов; свойства потоков крови; работу сухожилий и биологических структур организма.
Приборы для аудиометрических исследований
При аудиометрических исследованиях основными диагностическими показателями являются пороги слышимости (минимальные величины раздражителей, вызывающие ощущение идентифицируемой информации на фоне помех). Различают абсолютный и дифференциальный пороги чувствительности (минимальная разница между двумя раздражителями). Человек воспринимает акустические колебания, интенсивность (дБ) которых находится в диапазоне от порогового до болевого значений.
1 - порог нормального слуха; 2 - порог поврежденного слуха; 3 - диапазон речи; 4 - болевой порог
Аудиометрия - метод исследования абсолютных порогов восприятия пациентом звуковых колебаний. Приборы для исследования характеристик слуха называются аудиометрами. Различают: клинические аудиометры - высокая точность измерений, широкая полоса частот проверочных сигналов, широкий диапазон градаций интенсивности; проверочные аудиометры - простые, переносные, дешевые приборы с более узкими диапазонами f и I. Клинические аудиометры - обычно фиксированные частоты: 125, 250, 500, 1000, 2000, 4000, 8000 Гц со ступенчатым переключением, интенсивность звука в наушниках меняется в пределах 110-120 дБ. Проверочные аудиометры - обычно 3-4 частоты (500, 1000, 2000, 4000 Гц), а интенсивность звука 0...60 дБ.
|
|
|
Структурная схему типового аудиометра
Звуковые колебания создаются генератором (Г), выполняемым обычно по RC-схеме с регулируемой частотой автоколебаний. Для улучшения формы синусоидальных колебаний используются полосовые RC-фильтры (Ф). Амплитуда сигналов на выходе фильтров контролируется индикатором напряжения (ИидН). Интенсивность звука задается аттенюатором (А) - уменьшается уровень выходного сигнала (шкала аттенюатора в дБ). Сумматор (См) позволяет на испытательный сигнал наложить напряжение шумов, генерирующихся генератором шумов (ГШ), интенсивность которых измеряется измерителем интенсивности шумов (ИШ). Подключение или отключение ГШ осуществляется переключателем К1. Шумовые колебания подаются или на один наушник (вместе с колебаниями испытательной частоты), или на оба наушника одновременно. Буферное устройство (БУ) вводится, чтобы наушники не изменяли уровня колебаний. Изначально наушники калибруют (специальная установку с чувствительным элемент выполняющим роль искусственного уха). Модулятор (Мд) периодически (2 раза в секунду) изменяет интенсивности звуковых колебаний.
|
|
|
В современных аппаратах («Simens», «Toschiba»), помимо фиксации порогов слышимости, исследуют также ЭЭГ в результате вызванных ответов на звуковые раздражители (электроды при этом накладываются над проекциями головного мозга, отвечающими за работу зрительного анализатора). Такие компьютерные системы управляют работой каналов аудиометрии и ЭЭГ, проводят математические расчеты параметров о формируют заключения.
Фонокардиографы
Фонокардиография - анализ шумов, создаваемых работой сердца (диапазон f 10...800 Гц) - работа клапанов, сокращение сердечных мышц. Характеристики звуковых колебаний: высота звука (определяется частотой), сила (интенсивность - амплитуда) и тембр (количество и последовательность обертонов). Низкие колебания - основные, остальные - обертоны. НЧ менее громкие при одинаковой интенсивности. Все звуки связанные с ССС - шумы. В норме - короткие по длительности, при патологии - длятся дольше. Фонендоскоп (аускультация) - в простейших случаях. «Шумы в сердце» - тоны больного сердца с большим количеством ВЧ гармоник, в норме тоны близки к музыкальным .
|
|
|
Для ФНГ в качестве датчиков используются микрофоны: 1. Контактные (на грудной клетке) и воздушные (тоны к мембране передаются через слой воздуха - сужение диапазоны и посторонние шумы); 2. Электродинамические (высокая чувствительность, широкий частотный диапазон, хорошая линейность АЧХ, но имеется воздушная прослойка) и пьезоэлектрические (м.б. контактными и воздушными, высокая чувствительность, но худшая линейность). Электрические подразделяют на линейные (используется или частотная фильтрация или обработка сигнала на ЭВМ), стетоскопические (все колебаний кроме НЧ(<10Гц нет), как фонендоскоп, без искажения, оценивают и ВЧ и НЧ) и логарифмические (подобны чел. уху искажают колебания, коэффициент преобразования увеличивается с частотой, близкой к log закону, используются для регистрации ВЧ).
Грудная клетка - ФНЧ с АЧХ уменьшающейся пропорционально квадрату частоты. ФНГ оценивают в привязке к другими сигналам, чаще всего к ЭКГ (рисунок)
ФКГ важное дополнение к результатам ЭКГ. Фонокардиографы выполняют как автономные приборы с микропроцессорами и без них, а также как приборно-компьютерные системы.
|
|
|
|
Фонендоскопа с временной селекцией фаз сердечного ритма без привязки к ЭКГ
|
Структурная схема компьютерного фонокардиографа с двумя каналами (ФКГ и ЭКГ)
Сигнал с микрофона (Мф) усиливается усилителем ФКГ (УФКГ), а сигнал электрической активности сердца - усилителем ЭКГ (УЭКГ). Поочередная коммутация этих сигналов для подачи их на аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) осуществляется коммутатором (Км), управляемым со стороны модуля сопряжения (МСУ). Цифровой код о параметрах ФКГ и ЭКГ поочередно через МСУ передается в ПЭВМ на обработку. Фильтрация сигнала осуществляется в ПЭВМ, которая выполняет роль цифрового фильтра. После обработки сигнала на экране монитора могут быть получены акустические сигналы во всей полосе частот или они рисуются самописцем. Для калибровки используются звуковые сигналы с известной амплитудой и частотой, подводимые к грудной клетке через блок калибровки (БКАЛ).
Приборы неинвазивного измерения давления крови с акустическими датчиками
Изменение артериального давления (АД) за один сердечный цикл состоит из постоянной составляющей давления и пульсового колебания. Наибольший размах пульсовые колебания достигают в крупных артериях (неразличимы в артериолах).
Кривая давления крови в аорте
Диастолическое давление (РД) - минимальное давления крови - конец диастолы (зависит от степени проходимости, величины оттока крови, ЧСС, упругих свойств сосудов). Систолическое давление (РС) - максимальное давление - выброс крови из сердца в аорту. Складывается из бокового систолического (давление на боковую стенку артерии в период систолы) и ударного давлений. Среднее динамическое давление (Рср) определяется интегрированием текущего значения АД за время сердечного цикла. Формула Вецлера и Богера: Рср = 0,42 РС+ 0,58 РД. Рср = const
Измерение параметров давления осуществляют след. методами: прямым (инвазивные датчики давления) или косвенным (определении давления воздуха в манжете, охватывающей участок ткани, которое уравновешивает давление крови в сосуде под манжетой). Известны также методики с применением ультразвуковых методов (оценка движений сосудистых стенок) и эффекта Доплера (скорость кровотока). Прямые методы более объективны, но введение в сосуд катетера изменяет его упругие свойства и создаёт болевой эффект.
Манжета обычно охватывает верхнюю часть руки. Избыточное давление в манжете создается ручным или механическим компрессором. При заполнении манжеты воздухом создаётся внешнее давление (противодавление), сжимающее сосуд под манжетой, что приводит к нарушениям движения крови и по характеру этих нарушений можно судить о величине АД.
Два основных способа определения давления с помощью пережимающей манжеты:
аускультативный метод Короткова (искусственное нарушение кровообращения вплоть до перекрытия русла и по реакции на известную помеху определяют АД) ; осциллометрический (измеряют параметры зависящие от АД и по известной взаимосвязи определяют АД).
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 28; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!