Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2019, № 3 · BIOMEDICAL RADIO ELECTRONICS

Technology of non-invasive monitoring of arterial pressure based on the registration of a pulse wave signal by three-channel sensor of a new type

V.E. Antsiperov1, M.V. Danilychev1, G.K. Mansurov1

1 Kotelnikov IRE RAS, Moscow, Russia
Full text (PDF) DOI: 10.30898/1684-1719.2019.3.1 UDC 004.383.3 EDN RGREKX

Abstract

Cardiovascular and cerebrovascular diseases presented in official statistics as circulatory system diseases (BSC) are the leading causes of mortality in developed countries. In the diagnosis and treatment of these diseases, information is actively used on the state of the circulatory system and its individual organs. Such information, in particular, comes from the analysis of data obtained from measuring blood pressure (BP) in the accessible parts of the human body. A new type of sensor for continuous non-invasive blood pressure measurement is being considered here. Its work is based on the principle of local pressure compensation. The positioning of the sensor is carried out on the basis of the method of differential data processing of a three-channel recording of a pulse wave signal, similar to the method used for radar guidance on the target. This approach, combined with the small size of the sensor, allows high-quality blood pressure measurements on various arteries available for palpation. The article provides examples of the data obtained for the case of the radial and carotid arteries. The developed sensor can serve as the basis for the technology of continuous non-invasive monitoring of the state of the cardiovascular system.

  • артериальное давление
  • неинвазивные методы измерения
  • гемодинамика
  • пульсовая волна
  • пневматический датчик
  • позиционирование
  • blood pressure
  • non-invasive measurement methods
  • hemodynamics
  • pulse wave
  • pneumatic sensor
  • positioning
Аннотация (на русском)

Технология неинвазивного мониторинга артериального давления по данным регистрации сигнала пульсовой волны трехканальным датчиком нового типа

В работе рассматривается новый тип датчика для непрерывного неинвазивного измерения артериального давления. В основу его работы положен принцип локальной компенсации давления. Позиционирование датчика на теле осуществляется на основе метода дифференциальной обработки данных трехканальной регистрации сигнала пульсовой волны, аналогичного применяемому в радиолокации методу наведения на цель. Миниатюрность измерительного элемента датчика и возможность его точного позиционирования непосредственно в зоне измерения на малых и очень малых (1 мм или менее) площадках упругих поверхностей, таких как кожа и прилегающие ткани человеческого тела, позволяет обеспечить повышенное качество измерения артериального давления на выбранных участках человеческого тела, непрерывность измерения параметров и минимизацию уровня сторонних возмущений. В статье приводятся примеры полученных данных для случая лучевой и сонной артерий.

For citation

Antsiperov V.E., Danilychev M.V., Mansurov G.K. Technology of non-invasive monitoring of arterial pressure based on the registration of a pulse wave signal by three-channel sensor of a new type // Journal of Radio Electronics. – 2019. – No. 3. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2019.3.1

References

  1. Чазова И.Е., Ощепкова Е.В., Жернакова Ю.В. Диагностика и лечение артериальной гипертонии. Клинические рекомендации // Кардиологический вестник. 2015. №1. 2015. с.5-30.
  2. Settels J.J. Non-invasive Arterial Pressure Monitoring // in Monitoring Technologies in Acute Care Environments, ed. Ehrenfeld J.M., Cannesson M., Springer, New York, 2014, pp.87-107. Available at: https://link.springer.com/book/10.1007/978-1-4614-8557-5.
  3. 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, Pleiades Publishing, Ltd., Vol. 26, No. 3, 2016, pp. 533-547. Available: https://link.springer.com/article/ 10.1134/S1054661816030019.
  4. Анциперов В.Е., Мансуров Г.К. и др. Пневматический сенсор для непрерывного неинвазивного измерения артериального давления // Патент на изобретение 2638712, приоритет от 07.11.2016 г., опубликовано 15.12.2017, Бюллетень. № 35.
  5. Goldmann, H. Uber Applanationstonometrie / H. Goldmann, T. Schmidt // Ophthalmologica, Vol. 134, 1975, pp. 221-242.
  6. Мансуров Г.К. и др. Монолитный трёхкамерный пневматический сенсор с встроенными дроссельными каналами для непрерывного неинвазивного измерения артериального давления // Заявка на патент № 2018106865 от 26.02.2018.
  7. Анциперов В.Е., Мансуров Г.К., Данилычев М.В. Метод позиционирования пневматического датчика неинвазивного мониторинга артериального давления по данным трехканальной регистрации сигнала пульсовой волны //Акустооптические и радиолокационные методы измерений и обработки информации: Материалы 11-ой Международной научно-технической конференции, 7-10 октября 2018г. /Российское НТОРЭС им. А.С. Попова. Суздаль. Россия. 2018. с.140-144.
  8. Мансуров Г.К., Анциперов В.Е., Данилычев М.В. Технология неинвазивного мониторинга артериального давления по данным трехканальной регистрации сигнала импульсной волны пневматическим датчиком // Сборник трудов ХII Всероссийской научно-технической конференции "Радиолокация и радиосвязь", 26-28 ноября 2018 г. 2018. М.: ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН. с.162-166.