Пневматический сенсор для непрерывного неинвазивного измерения артериального давления

Аннотация

В работе обсуждается разработанный авторами новый метод неинвазивного непрерывного измерения артериального давления, использующий принцип локальной компенсации давления. Практическая реализация этого метода стала возможной благодаря эффективному использованию современной радиоэлектронной элементной базы, ориентированной на малое энергопотребление, миниатюризацию габаритов и встроенные вычислительные и коммуникационные компоненты (микроконтроллеры). Использование миниатюрных датчиков давления, компоновка их вплотную к рабочей зоне и возможность обработки оцифрованных данных в режиме реального времени позволили осуществить уникальный способ компенсации давления на очень малых площадках (1 мм² и менее) эластичных поверхностей, таких, как поверхностные ткани тела человека. Обсуждению технической реализации метода в виде пневматического сенсора, особенностям режимов измерения артериального давления, полученным результатам и некоторым теоретическим рекомендациям, посвящены соответствующие разделы работы. Детально обсуждается проблема стабильности режимов измерений. Обсуждаются экспериментально обнаруженные причины нарушения стабильности и проведен их теоретический анализ с целью решения означенной проблемы. В заключении резюмированы результаты и намечены пути дальнейших исследований.

• неинвазивное измерение артериального давления
• метод локальной компенсации
• пневматический сенсор
• микроконтроллеры

Abstract (in English)

The authors discuss a new method of noninvasive continuous measurement of arterial blood pressure, based on the principle of local pressure compensation. Practical implementation of this method became possible due to the effective use of modern radio-electronics, characterized by low power consumption, small sizes and built-in computing and communication components (microcontrollers). The use of miniaturized pressure sensors, their arrangement closes to the working area and the possibility of processing measured data in real time, made it possible to implement a unique method of compensating the pressure on very small areas (1 mm² or less) of elastic surfaces, such as the skin of the human body. Discussion of the method technical implementation in the form of a pneumatic sensor, features of blood pressure measurement regimes, obtained results and some theoretical recommendations are devoted to the relevant sections of the work. The problem of stability of measurement regimes is discussed in detail. Experimentally discovered causes of an unstable work are discussed and their theoretical analysis is carried out in order to outline ways of solving the problem. The conclusion summarizes the results and outlines the ways of further research.

Для цитирования

Литература

1. Settels J.J. Non-invasive Arterial Pressure Monitoring. // Monitoring Technologies in Acute Care Environments, ed. Ehrenfeld J.M., Cannesson M. New York, Springer. 2014. pp.87-107.
2. Antsiperov V.E., Mansurov G.K. Arterial Blood Pressure Monitoring by Active Sensors Based on Heart Rate Estimation and Pulse Wave Pattern Prediction. // Pattern Recognition and Image Analysis. 2016. V. 26, N. 3. pp. 533-547.
3. Antsiperov V. E., Mansurov G. K. Continuous Noninvasive Arterial Blood Pressure Monitor with Active Sensor Architecture. // International Journal on Advances in Life Sciences. 2016. V. 8, N 3&4. ISSN 1942-2660. pp. 289-296. URL: http://www.iariajournals.org/life_sciences/.
4. Анциперов В.Е., Мансуров Г.К. и др. Устройство для непрерывного неинвазивного измерения кровяного давления. // Патент на изобретение RU 2626319 C2, приоритет от 22.12.2015 г. Опубликовано 25.07.2017. Бюллетень N 21.
5. Анциперов В.Е., Мансуров Г.К. и др. Пневматический сенсор для непрерывного неинвазивного измерения артериального давления. Заявка на изобретение RU 2016143578 А, приоритет от 07.11.2016 г. Получено решение о выдаче патента 02.11.2017 г.
6. Crosby Pressure Relief Valve Engineering Handbook. // Technical Document N. TP-V300. May 1997. URL: http://www.iceweb.com.au/PressRelief/ CrosbyPSVEngHandbook.pdf.
7. C. J. Hos, A. R. Champneys, etc. Dynamic behavior of direct spring loaded reassure relief valves in gas service: II reduced order modelling. // Journal of Loss Prevention in the Process Industries. 2015. V. 36. pp. 1-12.