Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СИСТЕМА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО НЕИНВАЗИВНОГО КОНТРОЛЯ КРОВЯНОГО ДАВЛЕНИЯ - Патент РФ 2140187
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СИСТЕМА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО НЕИНВАЗИВНОГО КОНТРОЛЯ КРОВЯНОГО ДАВЛЕНИЯ
СИСТЕМА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО НЕИНВАЗИВНОГО КОНТРОЛЯ КРОВЯНОГО ДАВЛЕНИЯ

СИСТЕМА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО НЕИНВАЗИВНОГО КОНТРОЛЯ КРОВЯНОГО ДАВЛЕНИЯ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к медицинской технике и предназначено для контроля кровяного давления. Датчик, имеющий чувствительную поверхность для восприятия кровяного давления в нижерасположенной артерии пациента, содержит преобразователь, боковую стенку, гибкую диафрагму и текучую соединительную среду. Боковая стенка расположена на некотором расстоянии от преобразователя и поддерживает его над ниже расположенной артерией. Текучая соединительная среда соединяет между собой чувствительную поверхность преобразователя и гибкую диафрагму и передает пульсовые колебания кровяного давления в нижерасположенной артерии от гибкой диафрагмы к чувствительной поверхности преобразователя. В одном примере осуществления изобретения текучая соединительная среда изолирована от боковой стенки. Изобретение позволяет увеличить точность измерения давления. 3 с. и 22 з.п. ф-лы, 5 ил.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2140187
Класс(ы) патента: A61B5/022, A61B5/02
Номер заявки: 96112188/14
Дата подачи заявки: 07.11.1994
Дата публикации: 27.10.1999
Заявитель(и): Медвэйв, Инк. (US)
Автор(ы): Дж.Кент Арчибальд (US); Тимоти Дж.Карран (US); Орланд Х.Дэниэльсон (US); Мариус О.Полиак (US); Роджер С.Тид (US)
Патентообладатель(и): Медвэйв, Инк. (US)
Описание изобретения: Настоящее изобретение относится к системам для измерения артериального кровяного давления. В частности, изобретение относится к чувствительному устройству для относительно непрерывного и неинвазивного измерения артериального кровяного давления.
Кровяное давление обычно измеряют с помощью одного из четырех основных методов: инвазивного, осциллометрического (осцилляторного), аускультативного и тонометрического. Инвазивный метод, известный также как метод артериальной линии (A-линии), включает в себя введение иглы в артерию. Для определения точного артериального давления используется преобразователь, соединенный со столбом жидкости. С помощью надлежащей аппаратуры могут быть определены систолическое, среднее и диастолическое давления. Этот метод является трудным для настройки аппаратуры, дорогим и может привести к риску для здоровья пациента. Настройка аппаратуры при применении инвазивного метода или метода A-линии создает проблемы. Часто возникает резонанс, который вызывает значительные погрешности измерения. Кроме того, если на конце катетера образуется сгусток крови или конец катетера располагается против стенки артерии, это может привести к большой погрешности измерения. Чтобы исключить или уменьшить эти погрешности (ошибки) настройка должна осуществляться часто. Для введения иглы в артерию требуется опытный врач-практик, что увеличивает затраты при применении этого метода. Возможны также осложнения при применении этого метода, такие, как инфекция или повреждение нерва. Другие методы измерения кровяного давления являются неинвазивными (бескровными). При осциллометрическом методе измеряют амплитуду осцилляций давления в накачиваемой манжете. Манжета располагается против соответствующего участка артерии пациента и после этого накачивается воздухом до разных давлений. Среднее кровяное давление определяют посредством снижения давления в манжете и определения среднего давления в ней в момент достижения пиковой амплитуды. Систолическое и диастолическое давления определяют на основе давления в манжете, когда осцилляция давлений находится в некотором заданном соотношении пиковых амплитуд.
Аускультативный метод также заключается в накачивании манжеты, расположенной вокруг соответствующего участка артерии пациента. После накачивания манжеты из нее выпускают воздух. Систолическое давление определяют, когда появляются тона (звуки) Короткова при выпуске воздуха из манжеты. Диастолическое давление определяют, когда приглушаются или исчезают тона Короткова. Аускультативный метод может быть использован только для определения систолического и диастолического давлений.
Поскольку как осциллометрический так и аускультативный методы требуют накачивания манжеты, то трудно осуществлять частые измерения. Частота измерения ограничивается временем, требуемым для накачивания манжеты, и временем, требуемым для выпуска воздуха (декомпрессии) манжеты, когда проводят измерения. Поскольку манжета накачивается вокруг сравнительно большой площади, охватывающей артерию, накачивание манжеты и выпуск воздуха из нее вызывают чувство дискомфорта у пациента. Поэтому осциллометрический и аускультативный методы не применяют для длительных периодов повторного использования.
Недостатком как осциллометрического, так и аускультативного методов является неточность и изменчивость измерения значений систолического и диастолического давлений. При применении осциллометрического метода используется произвольное соотношение для определения значений систолического и диастолического давления. Аналогично, аускультативный метод требует оценки того, когда появляются и прекращаются тона (звуки) Короткова. Это обнаружение делают, когда тон Короткова является очень низким. Поэтому аускультативный метод является неточным вследствие низкого отношения сигнала к шуму.
Четвертый метод, используемый для определения артериального кровяного давления, является тонометрическим. При тонометрическом методе обычно используется преобразователь, содержащий несколько элементов, чувствительных к давлению, которые располагаются над поверхностной артерией. К преобразователю прикладываются прижимающие силы, чтобы сдавить стенку нижерасположенной артерии без ее окклюзии. Чувствительные элементы обычно имеют по меньшей мере один размер меньший, чем просвет нижерасположенной артерии, в которой измеряется кровяное давление. Преобразователь располагается так, что по меньшей мере один чувствительный элемент находится по меньшей мере над частью нижерасположенной артерии. Для контроля кровяного давления выбирается выходной сигнал, вырабатываемый одним из элементов, чувствительных к давлению. Давление, измеряемое выбранным чувствительным элементом, зависит от величины прижимающей силы (давления), под действием которой преобразователь прижимается к коже пациента. Эти тонометрические устройства (системы) измеряют опорное давление (силу) непосредственно на запястье и коррелируют его с артериальным давлением. Однако, если пациент перемещается, требуется повторная калибровка тонометрического устройства, поскольку могут изменяться его коэффициенты усиления. Поскольку точность этих тонометрических устройств зависит от точного расположения индивидуального чувствительного элемента над нижележащей артерией, расположение преобразователя является критическим. Следовательно, расположение преобразователя в этих тонометрических устройствах требует затрат времени и может быть неточным.
При осциллометрическом, аускультативном и тонометрическом методах измеряют и обнаруживают кровяное давление посредством восприятия силы или смещения, создаваемого пульсовыми колебаниями кровяного давления, когда нижерасположенная артерия сжимается или сдавливается. Кровяное давление определяется посредством измерения сил, создаваемых пульсовыми колебаниями кровяного давления в направлении, перпендикулярном нижерасположенной артерии. Однако при этих методах пульсовые колебания кровяного давления создают также силы, параллельные нижерасположенной артерии, когда они (пульсовые колебания) пересекают кромки датчика, который прижимается к коже над нижерасположенной артерией пациента. В частности, при осциллометрическом и аускультативном методах параллельные силы воздействуют на края или боковые стороны манжеты. При тонометрическом методе параллельные силы воздействуют на кромки преобразователя. Параллельные силы, прикладываемые к датчику, создают градиент давления поперек элементов, чувствительных к давлению. Этот неодинаковый градиент давления создает по меньшей мере два разных давления (силы), одно у кромки чувствительного элемента, а другое непосредственно под чувствительным элементом. Как следствие, осциллометрический, аускультативный и тонометрический методы приводят к неточным и изменчивым измерениям кровяного давления.
Краткое изложение сущности изобретения.
Датчик, имеющий чувствительную поверхность, воспринимающую кровяное давление в нижерасположенной артерии пациента, содержит преобразователь, сжимаемую боковую стенку, гибкую диафрагму и жидкую связующую среду. Боковая стенка отделена от преобразователя и поддерживает его над нижерасположенной артерией. Гибкая диафрагма расположена на некотором расстоянии от чувствительной поверхности преобразователя. Жидкая связующая среда соединяет между собой чувствительную поверхность преобразователя и гибкую диафрагму и передает пульсовые колебания кровяного давления в нижерасположенной артерии от гибкой диафрагмы к чувствительной поверхности преобразователя. В одном примере осуществления изобретения жидкая связующая (соединительная) среда изолирована от боковой стенки, так что силы не передаются через нее от боковой стенки к преобразователю.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 показан перспективный вид системы контроля кровяного давления, имеющий чувствительное устройство, закрепленное на запястье пациента.
На фиг. 2 - блок-схема системы контроля кровяного давления, показанной на фиг. 1.
На фиг. 3 - поперечный разрез чувствительного устройства на фиг. 1, закрепленного на запястье пациента.
На фиг. 4 - поперечный разрез чувствительного устройства на фиг. 1, имеющего датчик.
На фиг. 5 - поперечный разрез другого примера выполнения датчика, показанного на фиг. 4.
Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
На фиг. 1 показана система контроля 10 для измерения и отображения (индикации) кровяного давления в нижерасположенной артерии (не показана) внутри запястья 12 пациента. Система контроля 10 содержит крепежное (поддерживающее) приспособление 13, располагаемое на запястье, чувствительное устройство 14, кабель 15 и монитор 16.
Крепежное приспособление 13 содержит опору 18 и ремешок 20. Опора 18 располагается на запястье 12 над артерией (не показана) и поддерживает чувствительное устройство 14 над последней. Опора 18 предпочтительно является жесткой.
Ремешок 20 представляет собой гибкую ленту, предпочтительно выполненную из нейлона. Ремешок 20 прикреплен к опоре 18 и проходит вокруг запястья 12, чтобы удерживать на нем чувствительное устройство 14.
Чувствительное устройство 14 электрически соединяется с монитором 16 посредством кабеля 15 и содержит приводной узел 22 и датчик 24. Приводной узел 22 прикреплен к опоре 18 и механически соединен с датчиком 24. Приводной узел 22 прикладывает переменную прижимающую силу (давление) к датчику 24, так что кровяное давление может быть воспринято и измерено, когда изменяющиеся прижимные силы прикладываются к нижерасположенной артерии с помощью чувствительного устройства 14.
Датчик 24 соединен с приводным узлом 22. Когда чувствительное устройство закрепляется на запястье, датчик 24 располагается над нижележащей артерией. Датчик 24 воспринимает и измеряет пульсовые колебания кровяного давления в нижерасположенной артерии.
Монитор 16 соединен с приводным узлом 22 и датчиком 24 посредством кабеля 15. Монитор 16 имеет контрольные переключатели или разные вводы 25а-25h, цифровые индикаторы 26а-26с и экран 28 для отображения информации о кровяном давлении. Монитор 16 управляется и калибруется с помощью вводов 25a-25h. Вводами 25а-25с являются кнопки управления монитором 16. Вводами 25d-25h являются программируемые функциональные кнопки для выполнения различных функций. Цифровые индикаторы 26а-26с непрерывно показывают соответственно систолическое, диастолическое и среднее кровяное давление. На экране 28 отображаются пульсовые волны и формы пульсовых волн. Экран помогает оператору в работе. Монитор 16 принимает сигналы, пропорциональные пульсовым колебаниям кровяного давления, которые воспринимаются датчиком 24, и вычисляет систолическое, диастолическое и среднее кровяные давления. Как только определяются эти значения, монитор 16 отображает соответствующие величины в аналоговой и цифровой формах. Монитор 16 управляет также приводным узлом 22.
При работе датчик 24 закрепляется на запястье 12 над радиальной артерией. Приводной узел 22 перемещает датчик 24, чтобы изменить давление (силу), прикладываемое к запястью 12 над радиальной артерией. Когда это давление изменяется, воспринимается пульсовая волна артериального давления. Пульсовая волна артериального давления или ее форма определяется посредством измерения амплитуды давления в функции времени индивидуального сердечного цикла. Форма пульсовой волны является функцией приложенного давления (силы) и используется схемой монитора 16 для цифровой обработки сигналов, чтобы вычислить систолическое, диастолическое и среднее кровяные давления. Вычисленные кровяные давления показываются индикаторами 26а-26с и на экране 28.
На фиг. 2 показана блок-схема системы контроля кровяного давления 10. Как лучше видно на фиг. 2, монитор 16 содержит процессор 30 для обработки входных сигналов, преобразователь из аналоговой формы в цифровую 32, микропроцессор 34, вводы 25а-25h, схему запуска 38, индикаторы 26а-26с и 28 и источник питания 42. При работе на микропроцессор 34 поступают сигналы от вводов 25а-25h. В качестве вводов 25а-25h может быть использована клавиатура или другие устройства ввода. С помощью вводов 25а-25h обеспечивается калибровка микропроцессора 34.
Микропроцессор 34 управляет схемой запуска 38, чтобы изменить прижимающую силу (давление), прикладываемую с помощью приводного узла 22 к датчику 24. Прижимающая сила прикладывается к телу пациента непосредственно над артерией с помощью датчика 24. Прижимающая сила, прикладываемая к датчику 24 с помощью приводного узла 22, увеличивается в течение времени. Когда сила или прижимающее давление, прикладываемое датчиком 24, увеличивается, амплитуда пульсовой волны (пульсовых колебаний) кровяного давления также увеличивается, при этом она увеличивается до тех пор, пока не достигнет максимального значения. При достижении максимальной амплитуды или при переносе максимальной энергии амплитуда пульсовой волны кровяного давления начинает уменьшаться, когда артерия сдавливается за точку переноса максимальной энергии.
Датчик 24 воспринимает и определяет амплитуду и форму пульсовых волн кровяного давления в нижерасположенной артерии. Датчик вырабатывает электрические сигналы, характеризующие амплитуду воспринятых пульсовых волн (колебаний) кровяного давления. Сигналы датчика подаются на вход процессора 30 монитора 16. Процессор 30 обрабатывает сигналы датчика и отфильтровывает любой нежелательный шум и другие эффекты. Обработанные сигналы датчика подаются от процессора 30 на преобразователь из аналоговой формы в цифровую 32. Преобразователь 32 преобразует сигнал датчика в цифровую форму. Цифровой сигнал, характеризующий амплитуду воспринятых пульсовых волн кровяного давления, подается на микропроцессор 34.
На основе цифровых сигналов, характеризующих воспринятую амплитуду и форму пульсовых волн кровяного давления, микропроцессор 34 определяет информацию о форме волны посредством измерения амплитуды и формы в функции времени индивидуальных сердечных циклов. Информация о форме артериальной волны определяется посредством выборки артериальных волн с частотой, значительно превышающей частоту сердечных сокращений, чем достигается точное определение артериальной волны. На основе этой информации микропроцессор 34 вычисляет систолическое, диастолическое и среднее кровяные давления. Когда на поверхности датчика 24 нет градиента давления, прижимающее давление, соответствующее сердечному циклу, имеющему пиковую амплитуду давления или перенос максимальной энергии, в основном равно среднему артериальному давлению. На основе среднего артериального давления микропроцессор 34 вычисляет систолическое и диастолическое кровяное давление.
Как вариант микропроцессор 34 вычисляет кровяное давление на основе взаимосвязи между амплитудой давления индивидуальной сердечной пульсовой волны и приложенным с помощью датчика 24 прижимающим давлением (силой). Эти данные могут быть получены на основе пульсовых волн как перед, так и после пульсовой волны, переносящей максимальную энергию.
Кроме того, микропроцессор 34 может вычислять кровяное давление на основе формы индивидуальных сердечных пульсовых волн. Эти данные основываются на площади под частью пульсовых волн или они могут основываться на форме (кривой) времени нарастания множества параметров. Вычисленные кровяные давления показываются индикаторами 26а-26с. Источник питания 42 питает электроэнергией монитор 16 и приводной узел 22.
На фиг. 3 изображен поперечный разрез по линии 3-3 на фиг. 1, показывающий крепежное приспособление 13 и чувствительное устройство 14, расположенные на запястье 12 пациента, имеющем артерию 44. На фиг. 3 более подробно показаны опора 18 и ремешок 20 крепежного приспособления 13 и датчик 24 чувствительного устройства 14. Опора содержит рамку 46, распорную деталь 48, защелку 50, стабилизирующий элемент 52 и винт 54. Рамкой 46 является металлическая рамка, частично изогнутая, чтобы охватывать запястье 12. Рамка 46 имеет отверстия 56а, 56b для ремешка, расположенные в ее нижнем конце, и регулировочный паз 58. Ремешок 20 имеет концевую петлю 20а, которая закреплена в отверстии 56b рамки 46. Свободный конец 20b ремешка 20 пропускается через отверстие 56а, отводится назад и крепится к защелке 50. Регулировочный паз 58 проходит от отверстия 56b к верхнему концу рамки 46 и позволяет перемещать стабилизирующий элемент 52 вверх и вниз внутри паза 58, так что чувствительное устройство 14 может быть закреплено на запястье разных размеров. Рамка 46 поддерживает приводной узел 22 и датчик 24 над нижерасположенной артерией 44 запястья 12. Рамка 46 поддерживает также ремешок 20 под запястьем 12. Вследствие этого датчик 24 устойчиво располагается на запястье 12, когда воспринимаются и измеряются пульсовые колебания кровяного давления.
Распорная деталь 48 прикреплена к верхней горизонтальной части рамки 46 и расположена между ней и чувствительным устройством 14. С помощью распорной детали 48 чувствительное устройство 14 удерживается на некотором расстоянии от рамки 46.
Защелка 50 жестко соединена с рамкой 46 и расположена между отверстием 56b и регулировочным пазом 58. С помощью защелки 50 свободный конец 20b ремешка 20 съемно крепится к рамке 46, так что запястье 12 располагается между рамкой 46, датчиком 24 и ремешком 20.
Стабилизирующий элемент 52 представляет собой V-образную планку, имеющую первую полку 52а, проходящую параллельно регулировочному пазу 58 рамки 46, и вторую полку 52b, которая опирается на запястье 12. Стабилизирующий элемент 52 подвижно прикреплен к рамке 46 с помощью винта 54, который проходит через первую полку 52а и регулировочный паз 58. Винт 54 и паз 58 обеспечивают вертикальное перемещение стабилизирующего элемента 52 относительно запястья 12, так что вторая полка 52b стабилизирующего элемента 52 прижимает запястье 12 к ремешку 20, чтобы ограничить его перемещение во время восприятия и измерения пульсовых колебаний кровяного давления в артерии 44.
Ремешком 20 является гибкая лента, имеющая первый конец, который пропущен через отверстие 56b и прикреплен к ней, так что он образует концевую петлю 20а, и второй свободный конец 20в, который пропускается через отверстие 56а и отводится назад под запястьем 12 к защелке 50, с помощью которой он съемно крепится к рамке 46. Ремешок 20 удерживает запястье 12 под рамкой 46 и датчиком 24.
Как хорошо видно на фиг. 3, датчик 24 соединен с кабелем 15 и имеет поворотную цапфу 62, поворотную пяту 64, преобразователь 66, фланец 68, боковую стенку 70, ограничительное кольцо 72, диафрагму 74, жидкую соединительную (связующую) среду 76 и патрубок 78 для жидкого геля. Поворотная цапфа 62 имеет первый конец, соединенный с поворотной пятой 64, и второй конец, соединенный с приводным узлом 22. Поворотная цапфа 62 соединяет датчик 24 с приводным узлом 22.
В поворотной пяте 64 расположен первый конец цапфы 62, при этом нижний конец пяты соединен с преобразователем 66. Поворотная пята 64 соединяет датчик 24 с приводным узлом 22.
Преобразователь 66 имеет дискообразную форму и расположен между поворотной пятой 64 и фланцем 68. Преобразователь 66 содержит элемент, чувствительный к давлению, такой, как пьезорезистивный мост (не показан) для восприятия пульсовых колебаний кровяного давления в артерии 44.
Фланец 68 является кольцеобразным и слегка вогнутым, чтобы датчик 24 лучше соответствовал форме запястья 12. Фланец 68 жестко соединен с преобразователем 66 и поддерживает боковую стенку 70, так что последняя также соединена с преобразователем 66. Боковая стенка 70 имеет кольцевую форму, является сжимаемой и прикреплена к нижней поверхности фланца 68. Боковая стенка 70 отстоит от чувствительных элементов (не показаны) преобразователя 66 и взаимодействует с тканью вокруг артерии 44, так что она поддерживает преобразователь 66 над последней. Поэтому не требуется точное расположение преобразователя 66 над артерией 44. В то же время боковая стенка 70 отстоит от чувствительных элементов преобразователя на таком расстоянии, что она охватывает не очень большую площадь ткани вокруг артерии 44, чтобы пациент не чувствовал дискомфорта. Поскольку боковая стенка 70 удерживает преобразователь 66 на некотором расстоянии от ткани вокруг артерии 44, уменьшаются ошибки при измерении кровяного давления, которые создаются при случайном перемещении пациента.
Кроме того, боковая стенка 70 создает по существу нулевой градиент давления поперек датчика 24, так что последний более точно измеряет кровяное давление. Боковая стенка 70 ограничивается от расширения наружу в направлении от наружного периметра преобразователя 66. Поскольку боковая стенка 70 является сжимаемой, она гасит и поглощает силы или давление, создаваемое пульсовыми волнами кровяного давления, когда эти волны пересекают ее или кромку датчика 24. Боковая стенка 70 прикладывает также силу к ткани вокруг артерии 44. Сила, прикладываемая боковой стенкой 70, по существу равна силе, создаваемой тканью вокруг артерии 44, так что она нейтрализует силу, создаваемую тканью. Поэтому сила, прикладываемая боковой стенкой 70, удерживает ткань в нейтральном положении, вследствие чего кровяное давление в артерии 44 может быть измерено более точно. Сила боковой стенки 70, которая прикладывается к ткани вокруг артерии 44, передается на фланец 68. Фланец соединен с преобразователем 66, но не с его чувствительными элементами (не показаны). Следовательно, сила, которая прикладывается боковой стенкой 70 и удерживает ткань в нейтральном положении, не воспринимается чувствительными элементами преобразователя 66. Этот нейтрализующий эффект датчика 24 позволяет системе контроля 10 более точно измерять кровяное давление в артерии 44 без погрешностей, вызываемых силами, которые создает окружающая ткань. Следовательно, боковая стенка 70 уменьшает или исключает неодинаковые градиенты давления в жидкой соединительной среде 76, так что создается по существу нулевой градиент давления поперек датчика 24. Как следствие, датчик 24 обеспечивает более неизменчиваемые и более точные измерения кровяного давления. Предпочтительно боковая стенка 70 выполняется из пенопласта с закрытыми ячейками. Как вариант боковая стенка 70 может быть выполнена из пенопласта с открытыми ячейками или других сжимаемых материалов, или из других конструктивных элементов.
Поскольку боковая стенка 70 является сжимаемой и гибкой, она лучше приспосабливается к телу или форме запястья 12 и не сдавливает нижерасположенную артерию, когда датчик прижимается к телу пациента. Кроме того, поскольку боковая стенка 70 ограничивается от расширения наружу, она не растягивает диафрагму 74, когда прижимается к запястью 12. Вследствие предотвращения натяжения диафрагмы 74 исключаются градиенты давления поперек преобразователя 66, чем достигаются более точные и более неизменчивые показания кровяного давления.
Ограничительным кольцом 72 обычно является гибкое кольцо, выполненное из волокнистого или другого аналогичного материала. Ограничительное кольцо 72 охватывает боковую стенку 70 и предотвращает ее расширение наружу в направлении от наружного периметра преобразователя 66. Диафрагма 74 предпочтительно выполняется из тонкого гибкого полимера или резины. Диафрагма 74 проходит поперек боковой стенки 70 и образует с ней камеру 79, расположенную перед преобразователем 66. Диафрагма 74 располагается поперек боковой стенки 70 в ненатянутом состоянии. Диафрагма 74 передает пульсовые колебания кровяного давления от первой стороны 80 к второй стороне 82 внутри камеры 79.
Текучей соединительной средой 76 предпочтительно является гель, хотя этой средой может быть любая текучая среда или жидкость, которая передает давление от диафрагмы 74 к преобразователю 66. Текучая соединительная среда 76 расположена в камере 79 между диафрагмой 74, боковой стенкой 70, фланцем 68 и преобразователем 66. Текучая соединительная среда 76 соединяет между собой диафрагму 74 и преобразователь 66 и передает пульсовые колебания кровяного давления от поверхности 82 диафрагмы 74 к преобразователю 66.
Датчик 24 непрерывно и точно воспринимает пульсовые колебания кровяного давления в нижерасположенной артерии. Поскольку боковая стенка 70 является сжимаемой, датчик 24 гасит силы, параллельные артерии, которые создаются пульсовыми волнами кровяного давления, пересекающими его кромку. Кроме того, датчик 24 лучше приспосабливается к запястью 12. Поскольку боковая стенка 70 и диафрагма 74 ограничиваются от расширения или растягивания наружу, исключаются градиенты давления поперек преобразователя 66. Более того, датчик 24 нейтрализует ткань вокруг артерии 44. Следовательно, снимаются более точные и неизменчивые показания кровяного давления. Кроме того, боковая стенка 70, диафрагма 74 и жидкая соединительная среда 76 образуют большую зону чувствительности, через которую пульсовые колебания кровяного давления могут быть переданы к преобразователю 66. Как следствие, датчик 24 не так зависит от точного расположения преобразователя 66 над нижерасположенной артерией. Датчик 24 быстро и точно обеспечивает непрерывное измерение кровяного давления в течение длительных периодов его использования без дискомфорта для пациента.
Патрубок 78 проходит через фланец 68 и сообщается с камерой 79, так что последняя может быть заполнена через него текучей соединительной средой 76.
Кабель 15 электрически соединяет датчик 24 с монитором 16. Кабель 15 имеет выводы 83, заземляющие ответвление 84, соединитель 86, ветвь 88 и зажим 90. Выводами 83 являются провода, электрически соединенные с преобразователем 66. Сигналы преобразователя 66, характеризующие воспринятые пульсовые колебания кровяного давления, передаются через выводы 83.
Заземляющее ответвление 84 содержит провод, имеющий заземляющий зажим 92 на конце. Зажим 92 надевается на патрубок 78. Противоположный конец заземляющего провода 84 электрически соединен с ветвью 88. Провод 84 электрически заземляет датчик 24.
Соединитель 86 электрически соединяет выводы 83 с ветвью 88. Ветвь 88 имеет первый конец, соединенный с соединителем 86, и второй конец, который соединен с монитором 16 (см. фиг. 1). Сигналы датчика 24, характеризующие воспринятые пульсовые колебания кровяного давления, передаются по ветви 88 к монитору 16, где они измеряются. С помощью зажима 90 ветвь 88 крепится к рамке 46 и устраняется натяжение ветви 88.
На фиг. 4 показан поперечный разрез чувствительного устройства 14 и опоры 18 крепежного приспособления 13 по линии 4-4 на фиг. 1. На фиг. 4 более подробно показаны датчик 24 и приводной узел 22. Части опоры 18 на чертеже не показаны для его упрощения. На фиг. 4 лучше видны поворотная цапфа 62 и поворотная пята 64 датчика 24. Как показано на фиг. 4, верхний конец 62а цапфы 62 является раздвоенным или вилкообразным и фрикционно соединен с приводным узлом 22. Поскольку поворотная цапфа 62 является вилкообразной, ее диаметр может быть увеличен или уменьшен. Поэтому поворотная цапфа 62 и датчик 24 могут быть отделены от приводного узла 22 без использования инструментов посредством сжатия цапфы 62, чтобы уменьшить ее диаметр. Поворотная пята 64 имеет углубление, в котором располагается нижний конец 62b цапфы 62. Пята 64 поворачивается или наклоняется вокруг нижнего конца 62b цапфы, чтобы обеспечить точное расположение датчика 24. Как лучше видно на фиг. 4, преобразователь 66 является дискообразным и содержит держатель 94 и преобразующий элемент 96. В нижней поверхности держателя 94 выполнено центральное углубление 98. На верхней поверхности держателя 94 закреплена пята 64. Нижний конец держателя 94 прочно крепится к фланцу 68. Преобразующий элемент 96 расположен в углублении 98 держателя 94.
Преобразующий элемент 96, хорошо известный в технике, имеет чувствительную поверхность 100. Поверхность 100 чувствительна к изменению давления в камере 79, которое передается через текучую соединительную среду 76. Преобразующий элемент 96 расположен в центральном углублении 98 держателя 94 так, что его чувствительная поверхность 100 обращена вниз. Преобразующим элементом 96 предпочтительно является пьезорезистивный мост. Преобразующий элемент 96 воспринимает пульсовые колебания кровяного давления в артерии пациента.
Приводной узел 22 прижимает датчик 24 к коже над артерией, так что амплитуды пульсовых колебаний кровяного давления могут быть восприняты при разных прижимающих силах (давлениях). Как лучше видно на фиг. 4, приводной узел 22 содержит несущую плиту 106, наружную втулку 108, верхнее 110а и нижнее 110b наружные кольца подшипников, шарики 112а и 112b подшипников, верхнее 114а и нижнее 114b внутренние кольца подшипников, внутреннюю втулку 116, резьбовую ось 118, стопорный рычаг 120, стопорную ось 122, приводной шкив 124, электродвигатель 126, приводной вал 128, шкив 130, закрепленный на приводном валу 128, приводной ремень 132 и шаровую пару, содержащую шар 134 и сухарь 136.
Несущая плита 106 выполнена удлиненной, плоской и жесткой и имеет отверстие втулки 138, 140 и 142. Отверстие втулки 138 имеет диаметр, достаточный для прохождения через него наружной втулки 108, внутренней втулки 116 и резьбовой оси 118. Отверстие 140 имеет диаметр, достаточный для прохождения через него стопорной оси 122. Через отверстие 142 проходит приводной вал 128 электродвигателя 126, на котором закреплен шкив 130.
Наружная втулка 108 является по существу цилиндрической и имеет осевое отверстие 144, верхний внутренний буртик 146, нижний внутренний буртик 148 и нижний наружный буртик 150. Осевое отверстие 144 в верхнем и нижнем концах наружной втулки 108 имеет больший диаметр, чтобы образовать соответственно верхний 146 и нижний 148 внутренние буртики. Нижний конец наружной втулки 108 имеет меньший наружный диаметр, чтобы образовать нижний наружный буртик 150. Нижний наружный буртик 150 зацепляется с отверстием втулки несущей плиты 106 и жестко соединяет с ней наружную втулку 108. Наружные кольца 110 подшипников опираются на верхний 146 и нижний 148 внутренние буртики. Внутренние кольца 114 подшипников соединены с внутренней втулкой 116. Шарики 112 расположены между внутренними 114, наружными 110 кольцами подшипников. Таким образом, внутренняя втулка 116 расположена в наружной втулке 108 с возможностью вращения.
Внутренняя втулка 116 является цилиндрической и имеет верхний наружный буртик 152, нижний наружный буртик 154 и резьбовое осевое отверстие 156. Верхний и нижний концы внутренней втулки 116 имеют меньший наружный диаметр, чтобы образовать соответственно верхний 152 и нижний 154 наружные буртики. Внутренние кольца 114а и 114b упираются соответственно в буртики 152 и 154. Резьбовая ось 118 проходит через резьбовое осевое отверстие 156 внутренней втулки 116.
В нижний конец резьбовой оси 118 входит верхний конец поворотной цапфы 62. Следовательно, резьбовая ось 118 соединена с датчиком 24 и поддерживает его. Резьбовая ось 118 соединена также со стопорным рычагом 120.
Стопорный рычаг 120 имеет первый конец, который жестко соединен с нижним концом резьбовой оси 118, и второй конец, который жестко соединен со стопорной осью 122. Стопорная ось 122 проходит вверх от стопорного рычага 120 через отверстие 140 в несущей плите 106. Стопорный рычаг 120 и стопорная ось 122 предотвращают вращение резьбовой оси 118, но обеспечивают ее перемещение вверх и вниз. Поэтому при вращении внутренней втулки 116 относительно резьбовой оси 118 последняя перемещается вверх и вниз, т.к. ее резьба находится в зацеплении с резьбой отверстия внутренней втулки 116. Поскольку датчик 24 соединен с резьбовой осью 118, перемещение последней вверх и вниз приводит к изменению давления, которое датчик 24 прикладывает к коже над артерией пациента. При изменении этого давления создается пульсовая волна артериального давления, которое измеряется преобразователем 66 датчика 24.
Приводной шкив 124 имеет желоб, проходящий по его окружности, в котором расположен приводной ремень 132. Приводной шкив 124 жестко закреплен на нижнем конце внутренней втулки 116 и расположен под несущей плитой 106. Вращение приводного шкива 124 в том или ином направлении вызывает вращение внутренней втулки 116, вследствие чего резьбовая ось 118 поднимается или опускается.
Электродвигатель 126 жестко закреплен на несущей плите 106. Электродвигатель 126 имеет приводной вал 128, который проходит через отверстие 142. На конце вала 128 закреплен шкив 130, расположенный под несущей плитой 106. Шкив 130 выполнен кольцевым и имеет желоб, проходящий по его окружности, в котором расположен приводной ремень 132. Приводной ремень 132, предпочтительно, состоит из ленты или ремня. Таким образом, приводной ремень 132 расположен как в желобе шкива 124, так и в желобе шкива 130. Приводной ремень 132 частично охватывает шкивы 124 и 130 и обеспечивает их совместное вращение.
При работе электродвигатель 126 вращает шкив 130, который в свою очередь вращает шкив 124 и внутреннюю втулку 116. Таким образом, вращение шкива 130 с помощью электродвигателя 126 приводит к перемещению резьбовой оси 118 вверх или вниз в зависимости от направления вращения шкива 130 и внутренней втулки 116. Посредством подъема и опускания резьбовой оси 118 и датчика 24 электродвигатель 126 управляет и непрерывно изменяет прижимающую силу, прикладываемую к коже над артерией с помощью датчика 24. Это взаимодействие между датчиком 24 и нижерасположенной артерией позволяет системе контроля 10 лучше измерять кровяное давление.
Шар 134 шаровой пары имеет центральное отверстие 158 и выпуклую наружную поверхность 160. Центральное отверстие 158 проходит от верхнего конца шара 134 до его нижнего конца. Центральное отверстие 158 обеспечивает прессовую посадку наружной втулки 108 внутри шара 134. Выпуклая наружная поверхность 160 фрикционно взаимодействует с сухарем 136, чтобы удержать чувствительное устройство 14 на месте. Выпуклая наружная поверхность 160 шара 134 обеспечивает также ориентацию чувствительного устройства 14 в надлежащее положение для обеспечения точной работы.
Сухарь 136 имеет в основном прямоугольную форму и соединен с рамкой 46 опоры 18. Сухарь 136 имеет отверстие 162 с вогнутой стенкой, с которой взаимодействует выпуклая наружная поверхность 160 шара 134 для расположения последнего внутри сухаря 136 таким образом, чтобы чувствительное устройство 14 могло быть надлежаще ориентировано во время работы.
Датчик 24 обеспечивает непрерывные наружные измерения кровяного давления в нижерасположенной артерии. Поскольку датчик 24 вычисляет кровяное давление неинвазивно, затраты на измерение кровяного давления являются более низкими, при этом измерение осуществляется без риска для здоровья пациента. К тому же датчик 24 обеспечивает непрерывные измерения кровяного давления. Поскольку датчик 24 является относительно небольшим по сравнению с манжетами, которые используются при осциллометрическом и аускультативном методах, он прикладывает прижимающую силу только к сравнительно небольшой площади ткани над артерией пациента. Следовательно, измерения кровяного давления могут быть осуществлены с меньшим дискомфортом для пациента. Поскольку датчик 24 не требует накачивания или выпуска воздуха, могут быть осуществлены непрерывные более частые измерения кровяного давления. В то же время, датчик 24 обеспечивает точное вычисление кровяного давления. Поскольку боковая стенка, диафрагма и текучая соединительная среда датчика 24 образуют большую чувствительную зону, через которую пульсовые колебания кровяного давления могут быть переданы к преобразователю 66, датчик 24 не так зависит от точного расположения преобразователя 66 над артерией. Поэтому датчик 24 более толерантен к движению пациента, когда проводят измерения кровяного давления. Более того, поскольку боковая стенка датчика 24 гасит и поглощает силы, которые создаются пульсовыми колебаниями кровяного давления и которые параллельны артерии, исключаются неодинаковые градиенты давления поперек преобразователя 66. Боковая стенка датчика 24 прижимает также ткань вокруг артерии, чтобы нейтрализовать или сместить силы, создаваемые тканью. Следовательно, датчик 24 воспринимает кровяное давление более последовательно и более точно.
На фиг. 5 показан поперечный разрез другого датчика 180, который видоизменяется по сравнению с датчиком 24, показанным на фиг. 4. Для упрощения иллюстрации элементы датчика 180, которые аналогичны элементам датчика 24, обозначаются теми же позициями. Датчик 180 содержит преобразователь 66, фланец 182, боковую стенку 184, диафрагму 186 и текучую соединительную среду 188. Как упоминалось выше, преобразователь 66 прикреплен к поворотной цапфе 62 и содержит держатель 94 и преобразующий элемент 96. Держатель 94 прикреплен к фланцу 182 и поддерживает преобразующий элемент 96.
Преобразующий элемент 96 хорошо известен в технике и имеет чувствительную поверхность 100. Поверхность 100 чувствительна к изменениям давления, которое передается через текучую соединительную среду 188. Преобразующим элементом 96 предпочтительно является пьезорезистивный мост. Преобразующий элемент 96 воспринимает пульсовые колебания кровяного давления в артерии пациента и передает их по кабелю 15 к монитору 16 (не показан) для измерения и анализов.
Фланец 182 расположен между преобразователем 66 и боковой стенкой 184 и содержит плиту 190, верхнюю поверхность 192, наружное кольцо 194, верхнюю вставку 196 и нижнюю вставку 198. Плитой 190 является плоское кольцо, которое жестко закреплено вокруг нижней части держателя 94 преобразователя 66. Плита 190 образует опорную поверхность для крепления преобразователя 66 к верхней поверхности 92.
Верхней поверхностью 192 является плоская кольцевая площадка, основание или опора. Верхняя поверхность 192 имеет углубление 200, отверстие 202 и буртик (заплечик) 204. Форма и размер углубления 200 почти соответствуют форме и размеру плиты 190. В углублении 200 жестко закреплены плита 190 и преобразователь 66.
Сквозное отверстие 202 в верхней поверхности 192 расположено коаксиально с чувствительной поверхностью 100 преобразующего элемента 96 и имеет диаметр, достаточный для расположения в нем верхней вставки 196.
Буртик 204 образован закраинами, проходящими наружу от наружного периметра верхней поверхности 192. Буртик 204 и наружный периметр верхней поверхности 192 имеет размер, соответствующий размеру наружного кольца 194. Буртик 204 ограничивает перемещение наружного кольца 194 вверх и образует дополнительную поверхность, к которой крепится это кольцо.
Наружное кольцо 194 имеет внутренний диаметр, достаточный для расположения его на верхней поверхности 192 под буртиком 204. Кольцо 194 охватывает наружный периметр верхней поверхности 192 ниже буртика 204 и частично поддерживает боковую стенку 184, зажатую между ними. Наружное кольцо 194 крепится к верхней поверхности 192 и боковой стенке 184 предпочтительно с помощью адгезива. Как вариант, наружное кольцо 194 может быть закреплено посредством прессовой посадки вокруг верхней поверхности 192 и боковой стенки 184.
Верхней вставкой 196 является цилиндрический элемент, имеющий уступ или полку 206 и отверстие 208. Полка 206 взаимодействует с нижней стороной верхней поверхности 192 и частично поддерживает боковую стенку 184, которая частично зажата между верхней поверхностью 192 и полкой 206. В предпочтительном примере выполнения для закрепления части боковой стенки 184 между нижней стороной верхней поверхности 192 и полкой 206 используется адгезив. Как вариант, часть боковой стенки 184 может быть зажата между полкой 206 и нижней стороной верхней поверхности 192 посредством прессовой посадки вставки 196. Полка 206 разделяет вставку 196 на верхнюю часть 210 и нижнюю часть 212. Верхняя часть 210 расположена в отверстии 202 в верхней поверхности 192. Высота верхней части 210 приблизительно равна толщине верхней поверхности 192 от ее нижней стороны до дна углубления 200, так что вставка 196 взаимодействует с нижней поверхностью держателя 94.
Верхняя часть 210 закрепляется в отверстии 202 верхней поверхности 192 предпочтительно с помощью адгезива. Нижняя часть 212 расположена под полкой 206. Нижняя часть 212, полка 206 и боковая стенка 184 образуют полость расширения 214. Полость расширения 214 позволяет диафрагме 186 изменять свою форму при незначительном изменении объема полости. Отверстие 208 проходит через вставку 196 и частично заполнено текучей соединительной средой 188. Отверстие 208 имеет диаметр, достаточный для расположения в нем нижней вставки 198.
Нижней вставкой 198 является тонкое, вытянутое кольцо, имеющее отверстие 216 и нижний фланец 218. Отверстие 216 проходит через нижнюю вставку 198 и частично заполнено текучей соединительной средой 188. Фланец 218 проходит наружу от нижнего конца вставки 198. Нижняя вставка 198 вставляется в отверстие 208 верхней вставки 196 до упора фланца 218 в нижний торец последней. Нижняя вставка 198 крепится к верхней вставке 196 предпочтительно с помощью адгезива. Как вариант, нижняя вставка 198 может быть закреплена в верхней вставке 196 с использованием прессовой посадки. Фланец 218 нижней вставки 198 взаимодействует с верхней вставкой 196, чтобы зажать диафрагму 186 между ними.
Фланец 182 служит основанием или опорой, к которой крепятся преобразователь 66, боковая стенка 184 и диафрагма 186. Поскольку для закрепления или монтажа преобразователя 66 все элементы фланца 182, такие, как плита 190, верхняя поверхность 192, наружное кольцо 194, верхняя вставка 196 и нижняя вставка 198, взаимодействуют и располагаются один в другом, стоимость и затраты времени на изготовление и сборку датчика 180 снижаются.
Боковая стенка 184 поддерживает преобразователь 66 над нижерасположенной артерией и имеет верхнюю часть или кольцо 220 и нижнюю часть или кольцо 222. Верхнее кольцо 220 является сжимаемым кольцом и расположено между верхней поверхностью 192 фланца 182 и нижним кольцом 222. Кольцо 220 предпочтительно выполняется из круглого листа 221 гибкого материала, такого, как винил, и частично заполняется жидкостью 225. Лист 221 имеет отверстие, охватывающее верхнюю часть 210 верхней вставки 196, наружную закраину (краевую часть) 224 и внутреннюю закраину (краевую часть) 226. Наружная закраина 224 зажимается и удерживается между наружным кольцом 194 и верхней поверхностью 192. Внутренняя закраина 226 зажимается и удерживается между верхней поверхностью 192 и полкой 206 верхней вставки 196. Вследствие этого кольцо 220 образует замкнутую кольцевую камеру, частично заполненную жидкостью 225. Поскольку верхнее кольцо 220 выполнено из гибкого материала и только частично заполнено жидкостью 225, оно может сжиматься, чтобы соответствовать телу пациента вокруг нижерасположенной артерии. Благодаря этому расстояние между верхней поверхностью 192 и телом пациента может изменяться по периферии боковой стенки 184 в соответствии с формой тела пациента. Кроме того, вследствие перетекания жидкости 225 внутри кольца 220 выравнивается давление вокруг участка тела пациента.
Нижней частью 222 боковой стенки 184 является гибкое, сжимаемое кольцо, выполненное предпочтительно из пенорезины или другого материала, гасящего колебания, такого, как пенопласт с открытыми или закрытыми ячейками. Кольцо 222 расположено между верхним кольцом 220 и диафрагмой 186 соосно с ними. Кольцо 222 изолировано от жидкой соединительной среды 188. Поскольку кольцо 222 выполнено из сжимаемого материала, оно поглощает и гасит силы, параллельные артерии, которые создаются пульсовыми волнами (колебаниями) кровяного давления и действуют на датчик 180, когда пульсовые волны пересекают его. Вследствие того, что нижнее кольцо 222 изолировано от текучей соединительной среды 188, силы, поглощаемые им, не передаются к последней. Эти силы передаются через кольцо 222 и кольцо 220 к верхней поверхности 192, минуя текучую соединительную среду 188. Кроме того, нижнее кольцо 222 прижимает также ткань вокруг артерии, чтобы нейтрализовать или сместить силы, создаваемые тканью. Как можно понять, нижнее кольцо 222 может частично охватывать активную часть 240.
Диафрагмой 186 является мешочек с одной плоской поверхностью, предпочтительно образованный верхним листом 230 и нижним листом 232. Верхним листом 230 является кольцеобразный лист из гибкого материала, имеющий внутреннюю часть 234, промежуточную часть 235, наружную часть 236 и отверстие, охватывающее нижнюю вставку 198. Внутренняя часть 234 зажимается между фланцем 218 нижней вставки 198 и нижним торцем верхней вставки 196 и поддерживает диафрагму 186 на некотором расстоянии от фланца 182. Внутренняя часть 234 закрепляется между фланцем 218 и верхней вставкой 196 предпочтительно с помощью адгезива.
Промежуточная часть 235 расположена между внутренней частью 234 и наружной частью 236 рядом с полостью расширения (расширительной полостью) 214 и отделена от колец 220 и 222 боковой стенки 184. Поскольку промежуточная часть 235 расположена рядом с полостью расширения 214, она сначала перемещается вверх в полость расширения, когда боковая стенка 184 и диафрагма 186 прижимаются к ткани вокруг нижерасположенной артерии пациента, при этом происходит только незначительное изменение объема камеры, содержащей текучую соединительную среду 188. Когда нижнее кольцо 222 прижимается к ткани вокруг артерии пациента, чтобы нейтрализовать или сместить силы, создаваемые тканью, диафрагма 186 также сжимается. Однако, поскольку промежуточная часть 235 перемещается в полость расширения 214, объем камеры, содержащей текучую соединительную среду 188, уменьшается незначительно, при этом незначительно увеличивается и давление в ней. Поэтому датчик 180 может прикладывать большую силу к телу пациента через боковую стенку 184, чтобы нейтрализовать ткань вокруг артерии без значительного изменения давления в камере, содержащей текучую соединительную среду 188, когда высота боковой стенки 184 изменяется. Как следствие, датчик 180 обеспечивает более неизменчивые и более точные измерения кровяного давления.
Наружной частью 236 является наружная кромка верхнего листа 230 диафрагмы. Наружная часть 236 проходит внутри и под кольцом 222 боковой стенки 184 за его наружный диаметр и предпочтительно не сцепляется или не соединяется с его нижней поверхностью. Наружная часть 236 верхнего листа 230 соединяется с нижним листом 232 диафрагмы в пределах внутреннего диаметра кольца 222 боковой стенки 184, так что промежуточная часть 235 не контактирует с кольцом 222 боковой стенки 184. Чтобы дополнительно предотвратить контакт промежуточной части 235 с кольцом 222, она выполняется предпочтительно из гибкого материала, имеющего достаточную жесткость, предотвращающую ее изгиб наружу в контакт с кольцом 222.
Нижним листом 232 диафрагмы является круглый лист из гибкого материала, способного передавать силы от наружной поверхности к внутренней поверхности листа 232. Лист 232 соединен с верхним листом 230 диафрагмы и контактирует с тканью над артерией пациента. Нижний лист 232 имеет неактивную часть или юбку 238 и активную часть 240. Юбка 238 образует ту часть листа 232, с которой верхний лист 230, а именно его наружная часть 236, сцепляется или соединяется с нижним листом 232 диафрагмы. Поскольку юбка 238 и наружная часть 236 представляют собой два соединенных между собой листа из гибкого материала, силы, параллельные артерии, передаются через юбку 238 и наружную часть 236 и гасятся сжимаемым материалом, из которого выполнено кольцо 222. Кроме того, поскольку юбка 238 и наружная часть 236 проходят наружу за кольцо 222 боковой стенки 184 и не прикреплены к нему, они и активная часть 240 прогибаются внутрь, чтобы лучше соответствовать телу пациента вокруг нижерасположенной артерии.
Активная часть 240 образует ту часть нижнего листа 232 диафрагмы, которая не соединена с верхним листом 230 диафрагмы. Активная часть 240 расположена под кольцом 222 боковой стенки 184 в пределах его внутреннего диаметра. Активная часть 240 диафрагмы 186 является активной зоной датчика 180, которая принимает и передает пульсовое артериальное давление к преобразователю 66. Активная часть 240 диафрагмы 186, промежуточная часть 235 верхнего листа 230 диафрагмы, отверстие 216 нижней вставки 198 и отверстие 208 верхней вставки 196 образуют камеру сопряжения 242.
Камера сопряжения 242 представляет собой вытянутый канал или полость, проходящую от активной части 240 диафрагмы 186 через отверстия 208 и 216 к чувствительной поверхности 100 преобразующего элемента 96. Камера сопряжения 242 изолирована от боковой стенки 184 и заполнена текучей соединительной средой 188. Текучей соединительной средой 188 предпочтительно является гель, хотя ею может быть и любая текучая среда или жидкость, способная передавать давление от диафрагмы 186 к преобразователю 66. Текучая соединительная среда 188 соединяет (сопрягает) между собой активную часть 240 диафрагмы 186 и преобразователь 66 и передает пульсовые колебания кровяного давления от активной части 240 к чувствительной поверхности 100 преобразующего элемента 96. Поскольку текучая соединительная среда 188 расположена в камере сопряжения 242, которая изолирована от боковой стенки 184, она не передает пульсовые колебания кровяного давления, параллельные нижерасположенной артерии, силы, создаваемые тканью вокруг артерии, и другие силы, поглощаемые боковой стенкой 184, к преобразователю 66. Вследствие этого датчик 180 более точно измеряет и воспринимает артериальное кровяное давление.
Как и датчик 24, датчик 180 обеспечивает непрерывные наружные измерения кровяного давления в нижерасположенной артерии. Поскольку датчик 180 вычисляет кровяное давление неинвазивно, затраты на измерение кровяного давления являются более низкими, при этом измерения осуществляются без риска для здоровья пациента. К тому же датчик 180 обеспечивает непрерывные измерения кровяного давления. Поскольку датчик 180 является относительно небольшим по сравнению с манжетами, которые используются при осциллометрическом и аускультативном методах, он прикладывает прижимающую силу только к сравнительно небольшой площади ткани над нижерасположенной артерией пациента. Следовательно, измерения кровяного давления могут проводиться с меньшим дискомфортом для пациента. Поскольку датчик 180 не требует накачивания или выпуска воздуха из манжет, могут проводиться непрерывные, более частые измерения.
Кроме того, датчик 180 лучше приспосабливается к телу пациента, что более комфортно для пациента и обеспечивает более неизменчивые и точные показания кровяного давления. Поскольку кольцо 220 является сжимаемым и частично заполнено текучей средой, оно лучше соответствует телу пациента и выравнивает давление, прикладываемое к телу пациента. Помимо этого, поскольку нижнее кольцо 222 является сжимаемым, а диафрагма гибкой и может прогибаться или деформироваться внутрь, нижнее кольцо 222 и диафрагма 186 также лучше соответствуют телу пациента. В то же время в камере сопряжения 242 датчика 180 не происходит резкое повышение давления, когда нижнее кольцо 222 и диафрагма 186 прижимаются к телу пациента. Верхнее 220 и нижнее 222 кольца прикладывают к телу пациента силу, чтобы нейтрализовать силы, создаваемые тканью вокруг нижерасположенной артерии. Поскольку кольца 220 и 222 могут сжиматься, высота боковой стенки 184 уменьшается, когда она прижимается к коже пациента, при этом сжимается также диафрагма 186. Однако, поскольку промежуточная часть 235 верхнего листа 230 диафрагмы при этом перемещается вверх в полость расширения 214, объем камеры сопряжения 242, частично образованной диафрагмой 186, сильно не уменьшается, при этом и давление в ней сильно не увеличивается. Поэтому боковая стенка 184 может прикладывать большую силу к телу пациента, не вызывая при этом значительного увеличения давления в камере сопряжения 242 (и, следовательно, погрешности измерения кровяного давления) вследствие изменения высоты боковой стенки 184 и изменения формы диафрагмы 186.
В то же время датчик 180 обеспечивает точное вычисление кровяного давления. Поскольку боковая стенка 184, диафрагма 186 и текучая соединительная среда 188 датчика 180 образуют большую чувствительную зону, через которую пульсовые колебания (импульсы) кровяного давления могут быть переданы к преобразователю 66, датчик 180 не так зависит от точного расположения последнего над артерией. Поэтому датчик 180 более толерантен к движению пациента при измерениях кровяного давления.
Более того, датчик 180 обеспечивает получение нулевого градиента давления поперек активной части 240 и между преобразователем и нижерасположенной артерией, уменьшает или гасит пульсовые колебания, которые параллельны чувствительной поверхности преобразователя, и нейтрализует силы, создаваемые тканью вокруг нижерасположенной артерии. Датчик 180 контактирует и прикладывает силу к телу пациента через юбку 238 и активную часть 240. При этом, однако, давление в камере сопряжения 242 по существу равно давлению (силе), прикладываемому через активную часть 240. Сила, приложенная датчиком 180 через юбку 238, которая нейтрализует или смещает силы, создаваемые тканью вокруг нижерасположенной артерии, передается через боковую стенку 184 к верхней поверхности 192. Как следствие, геометрия и конструкция датчика 180 обеспечивает получение надлежащего соотношения давлений между юбкой 238 и активной частью 240, чтобы нейтрализовать ткань вокруг нижерасположенной артерии и точно измерить кровяное давление. К тому же, поскольку жидкая соединительная среда 188 в камере сопряжения 242 изолирована от боковой стенки 184, пульсовые колебания, параллельные артерии, силы, создаваемые тканью вокруг артерии, и другие силы, поглощаемые боковой стенкой 184, не передаются через текучую соединительную среду 188 к преобразователю 66. Следовательно, с помощью датчика 180 также достигается нулевой градиент давления между преобразователем 66 и артерией.
Понятно, что преобразователь 66 может быть расположен в корпусе отдельно от фланца 182, боковой стенки 184 и диафрагмы 186. В этом случае камера сопряжения 242 будет проходить от активной части 240 через полый элемент, такой, как трубка, к чувствительной поверхности 100 преобразующего элемента 96. Текучая соединительная среда 188 в камере сопряжения 242 будет передавать давление от диафрагмы 232 к отдельно расположенному в корпусе преобразующему элементу 96.
Хотя настоящее изобретение было описано со ссылкой на предпочтительные примеры его осуществления, специалистам в данной области техники будет понятно, что возможны различные изменения, касающиеся формы и расположения элементов, в пределах существа и объема изобретения.
Формула изобретения: 1. Датчик для измерения пульсовых колебаний кровяного давления в нижерасположенной артерии пациента, содержащий чувствительное средство для восприятия кровяного давления каждого пульсового колебания, когда оно проходит под датчиком, отличающийся тем, что содержит боковую стенку изменяемой высоты, отстоящую от чувствительного средства для взаимодействия с тканью вблизи нижерасположенной артерии и способную соответствовать участку тела пациента.
2. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что чувствительное средство содержит преобразователь давления для восприятия пульсовых колебаний кровяного давления нижерасположенной артерии, имеющий чувствительную поверхность, гибкую диафрагму, расположенную на расстоянии от чувствительной поверхности, имеющую активную часть для восприятия сил, создаваемых пульсовыми колебаниями кровяного давления, и средство сопряжения, соединенное и расположенное между чувствительной поверхностью преобразователя и гибкой диафрагмой для передачи пульсовых колебаний кровяного давления внутри нижерасположенной артерии от гибкой диафрагмы к чувствительной поверхности преобразователя.
3. Датчик по п. 2, отличающийся тем, что средство сопряжения содержит текучую соединительную среду.
4. Датчик по п. 2, отличающийся тем, что гибкая диафрагма, по меньшей мере, частично образует камеру сопряжения, сообщающуюся с преобразователем, тем, что средство сопряжения содержит текучую соединительную среду внутри камеры сопряжения, и тем, что поддерживающее средство образует полость расширения, расположенную рядом с гибкой диафрагмой, так что камера сопряжения, содержащая текучую соединительную среду, может изменять свою форму без соответствующего изменения объема и давления в ней.
5. Датчик по п. 2, отличающийся тем, что боковая стенка изменяемой высоты изолирована от средства сопряжения.
6. Датчик по п. 2, отличающийся тем, что включает в себя средство для выравнивания давления вокруг активной части.
7. Датчик по п. 6, отличающийся тем, что средство для выравнивания давления включает в себя сжимаемое кольцо, которое охватывает активную часть и имеет верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, причем кольцо частично заполнено текучей средой, так что расстояние между верхней поверхностью и нижней поверхностью изменяется вдоль кольца в соответствии с участком тела пациента вокруг нижерасположенной артерии.
8. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что включает в себя средство, по меньшей мере, частично охватывающее активную часть, для демпфирования сил в направлении, параллельном нижерасположенной артерии, создаваемых пульсовыми колебаниями кровяного давления и действующих на датчик.
9. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что ткань вокруг нижерасположенной артерии создает силу при сжатии нижерасположенной артерии, и тем, что боковая стенка изменяемой высоты включает в себя средство для нейтрализации силы, создаваемой тканью вокруг нижерасположенной артерии.
10. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что чувствительное средство содержит преобразователь давления для восприятия пульсовых колебаний кровяного давления нижерасположенной артерии, имеющий чувствительную поверхность, гибкую диафрагму, расположенную на расстоянии от чувствительной поверхности, причем гибкая диафрагма, по меньшей мере частично, образует камеру сопряжения, сообщающуюся с чувствительной поверхностью преобразователя давления, текучую соединительную среду внутри камеры сопряжения для передачи пульсовых колебаний кровяного давления внутри нижерасположенной артерии от гибкой диафрагмы к чувствительной поверхности преобразователя.
11. Датчик по п. 10, отличающийся тем, что дополнительно содержит полость расширения, расположенную рядом с гибкой диафрагмой, так что камера сопряжения, содержащая текучую соединительную среду, может изменять свою форму без соответствующего изменения объема, и давления в ней.
12. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит средство для приложения изменяемого прижимающего давления к чувствительному средству и средство для вычисления кровяного давления на основании воспринятых пульсовых колебаний давления внутри нижерасположенной артерии.
13. Датчик по п. 12, отличающийся тем, что средство для вычисления кровяного давления на основании воспринятых пульсовых колебаний давления содержит микропроцессор для приема данных, отображающих воспринятые пульсовые колебания давления и прижимающие давления, приложенные к нижерасположенной артерии, и для вычисления кровяного давления на основании принятых данных, отображающих пульсовые колебания давления и прижимающие давления.
14. Датчик по п. 12, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя средство для установки чувствительного средства над нижерасположенной артерией.
15. Датчик по п. 14, отличающийся тем, что средство для установки содержит рамку, соединенную с датчиком и включающую в себя стабилизирующий элемент, выступающий из рамки и поддерживающий рамку над нижерасположенной артерией, и гибкий ремешок, соединенный с рамкой и проходящий под нижерасположенной артерией, так что нижерасположенная артерия находится между гибким ремешком и стабилизирующим элементом рамки.
16. Датчик по п. 15, отличающийся тем, что дополнительно включает в себя сухарь, соединенный с рамкой, и шар, соединенный с наружной втулкой и фрикционно установленный внутри сухаря для надлежащей ориентации чувствительного средства относительно нижерасположенной артерии.
17. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно содержит средство для обеспечения сжатия нижерасположенной артерии во время измерения пульсовых колебаний кровяного давления.
18. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что содержит боковую стенку изменяемой высоты, которая изолирована от средства сопряжения и, по меньшей мере частично, охватывает активную часть для соответствия участку тела человека вблизи нижерасположенной артерии.
19. Датчик по п. 18, отличающийся тем, что включает в себя средство для выравнивания давления, по меньшей мере частично, вокруг активной части.
20. Датчик по п. 19, отличающийся тем, что средство для выравнивания давления включает в себя сжимаемый элемент, который, по меньшей мере частично, охватывает активную часть и имеет верхнюю поверхность и нижнюю поверхность, причем сжимаемый элемент частично заполнен текучей средой, так что расстояние между верхней поверхностью и нижней поверхностью изменяется вдоль сжимаемого элемента в соответствии с участком тела пациента вблизи нижерасположенной артерии.
21. Датчик по п. 1, отличающийся тем, что чувствительное средство содержит заполненную текучей средой чувствительную камеру, имеющую диафрагму, преобразователь, гидравлически сообщающийся с заполненной текучей средой чувствительной камерой, при этом преобразователь воспринимает давление текучей среды внутри камеры, и тем, что боковая стенка изменяемой высоты расположена вблизи чувствительной камеры и изолирована от чувствительной камеры путем приложения силы к артерии с одновременным предотвращением приложения давления в направлении, в основном параллельном артерии, к чувствительной камере.
22. Датчик для непрерывных наружных измерений кровяного давления в нижерасположенной артерии, окруженной тканью пациента, причем система содержит чувствительное средство для восприятия пульсовых колебаний кровяного давления в нижерасположенной артерии, отличающийся тем, что содержит средство для приложения изменяемого прижимающего давления к чувствительному средству, средство для вычисления кровяного давления на основании воспринятых пульсовых колебаний давления внутри нижерасположенной артерии и средство для нейтрализации сил, создаваемых тканью вблизи нижерасположенной артерии, с одновременным обеспечением соответствия участку тела пациента.
23. Датчик по п. 22, отличающийся тем, что чувствительное средство включает в себя преобразователь, имеющий чувствительную поверхность, гибкую диафрагму для расположения над нижерасположенной артерией, и средство сопряжения между гибкой диафрагмой и чувствительной поверхностью преобразователя для передачи пульсовых колебаний давления от диафрагмы к преобразователю.
24. Датчик для непрерывных наружных измерений кровяного давления в нижерасположенной артерии, окруженной тканью пациента, причем система содержит чувствительное средство для восприятия пульсовых колебаний кровяного давления в нижерасположенной артерии, отличающийся тем, что содержит средство для приложения изменяемого прижимающего давления к чувствительному средству и средство для вычисления кровяного давления на основании прижимающего давления при максимальной энергопередаче и форме воспринятых пульсовых колебаний давления внутри нижерасположенной артерии.
25. Датчик по п. 24, отличающийся тем, что чувствительное средство включает в себя преобразователь, имеющий чувствительную поверхность, гибкую диафрагму для расположения над нижерасположенной артерией и средство сопряжения между гибкой диафрагмой и чувствительной поверхностью преобразователя для передачи пульсовых колебаний давления от диафрагмы к преобразователю.