Здравствуйте!!! Сегодня я расскажу все, что знаю о технологии автоматических тонометров и постараюсь ответить на 2 вопроса: Как приборы осуществляют измерение? И почему одни приборы измеряют в конкретных случаях, а другие нет?
Очень часто покупатели тонометров думают что все приборы одинаковые, а мои рассказы о разных технических возможностях расценивается лишь как способ продать подороже. Пришло время развеять этот суждение, потому что тонометры внутри разные.
1) Для ответа га первый вопрос давайте представим прямую на плоскости
Сначала тонометр нагнетает воздух в манжету до уровня, когда датчик прекратит "слышать" пульсовую волну в плечевой артерии плюс 30-40 мм. рт. ст. выше.
и здесь есть 2 типа накачки воздуха:
- Качает по уровню пульсовой волны (интеллектуальная система нечеткой логики) и в этом случае порог нагнетания индивидуален где, например, гипотонику нет необходимости качать высоко, чтобы излишне не сдавливать руку при измерении и не спазмировать артерию.
- Система четкой логики, где есть структура нагнетания, через пороги накачки
I порог - до 190 мм. рт. ст
II порог - до 220 мм. рт. ст
III порог - выше 220 мм.рт.ст
Это более устаревшая система нагнетания - Fuszy logic, где всегда высокий порог нагнетания воздуха, плюс вероятность подкачки.
Далее идет стравливание воздуха. И здесь тоже есть свои нюансы.
- Есть клапан медленного сброса давления. Такие клапаны стравливают воздух с постоянной скоростью (2-4 мм. рт. ст).
- Есть электро-магнитный клапан сброса. Электро-магнитный клапан может регулировать сброс давления в манжете. Может стравливать воздух быстрее, может медленнее, в зависимости от частоты импульса (редкий пульс - скорость снижается, учащенное сердцебиение - скорость повышается).
Электро-магнитный клапан позволяет стравливать воздух из манжеты по импульсу и не пропустить сокращения стенки артерии, когда пульс у человека не стабилен и тем самым повышать вероятность измерения. Также электро-магнитный клапан позволяет приборам работать с детскими манжетами. Клапан медленного сброса давления резко снижает давление в детской манжете и датчик давления не успевает зафиксировать осцилляции и выдает ошибку. Электро-магнитный клапан способен уменьшить скорость стравливания воздуха в такой манжете, чтобы прибор смог выполнить свою работу.
Стравливая воздух прибор начинает регистрировать пульсовую волну, возникающую в плечевой артерии (пульсовая волна - это синхронное с сердцем сокращение стенки артерии).
Пульсацию в артерии считывает точка передачи импульса (уплотнение в манжете в месте где выходит соединительная трубка) и передает информацию на датчик давления в приборе.
Датчики давления, которые применяются сейчас в автоматических тонометрах подразделяются на 2 вида:
- Емкостные датчики давления в его современном варианте представляют собой конденсатор, помещенной внутри прочного металлического корпуса, измерительными электродами, выполняющими функцию обкладок конденсатора, и упругой металлической или керамической мембраной. Пространство между мембраной и электродами заполнено силиконовым маслом, служащим для передачи давления на мембрану. При подаче разности давлений на сенсор мембрана деформируется, и емкость между обкладками изменяется. Измерение емкости производится электронным модулем датчика, подключенным к обкладкам сенсора.
- Пьезорезистивные датчики давления. В датчиках давления применяются пьезорезистивные чувствительные элементы. Давление вызывает деформацию керамической мембраны, на которой нанесены толстопленочные резисторы. В результате изменяется величина сопротивления этих резисторов, это изменение сопротивления с помощью электронной схемы преобразуется в ток, пропорциональный величине давления. Этот тип датчика имеет очень быстрое время отклика на постоянные изменения давления. Подобно емкостному датчику давления, пьезорезистивный элемент очень чувствителен, но реагирует гораздо быстрее. Таким образом, если время имеет существенное значение, пьезорезистивный датчик будет приоритетный к использованию.
Мне не удалось найти какие-либо подтвержденные факты преимущества одного датчика над другим. Например, компания Omron - мировой лидер в производстве автоматических тонометров давно перешла на использование только пьезорезистивных датчиков, доверяя только им. Другие компании используют как емкостные, так и пьезорезистивные датчики - емкостные применяя в бюджетных моделях, а пьезорезистивные в более дорогих.
Далее информация от датчика давления, посредством электрического импульса передается на микроконтроллер, который анализирует данные и выдает результат на экран.
Теперь перейдем снова к нашей воображаемой прямой. Чтобы измерить артериальное давление тонометру необходимо зафиксировать две точки.
- Точка появления пульса (т. А) и точка затухания пульса (т. Б)
Если ваша пульсовая волна стабильна, без аускультативных провалов, без перебоев, сосуды хорошо тонизированы, то прибор ее четко "услышит" и зарегистрирует. Поэтому для людей без патологий достаточно базовых технических возможностей прибора.
А вот, если между точками А и Б пульсовая волна прерывается, меняет свою скорость (то учащается, то урежается). В этом случае, алгоритм измерения должен уметь распознавать такую пульсовую волну и обладать большими техническими возможностями. В таких случаях, при калибровке, в микроконтроллер закладывают больше различных вариаций поведения пульсовой волны, чтобы адаптировать прибор к учащениям, урежениям, преждевременным сокращениям, не синхронной работы желудочков и предсердий - мерцаниям. Более "умный" контроллер "видит" эти отклонения, способен учитывать их при измерении.
Рассмотрим теперь, как выглядят разные тонометры технологически:
1) Базовые модели - работают с людьми без серьезных патологий или с начальными формами аритмии.
- Датчики давления емкостной или пьезорезистивный.
- Количество осцилляций (сокращение стенки артерии синхронное с сердцем) необходимое зарегистрировать за цикл измерения не меньше 12 сокращений.
- Клапан медленного сброса давления, стравливающий с постоянной скоростью.
- Уровень накачки воздуха зачастую имеют ступенчатую логику, кроме приборов Omron, которые всегда накачивают индивидуально.
I порог - до 190 мм. рт. ст
II порог - до 220 мм. рт. ст
III порог - выше 220 мм.рт.ст
- Микроконтроллер без возможностей оценки вариативного поведения и минимально откалиброван к помехам.
Вот почему, когда пульсовая волна сильно отличается от нормы (при аритмиях), то такой микроконтроллер просто не считывает ее и работает с искажением результата или вообще не выдает результат. Не откалиброван к движению и другим помехам.
Например, техники любят проводить эксперимент на бутылке - надевают манжету на пластиковую баклажку и проводят измерение давления. Баклажка сжимается, потом разжимается и щелчки пластика при стравливании воспринимаются базовой моделью микроконтроллера, как пульсовая волна и поэтому такой тонометр выдает результат даже на бутылке. Более умный и калиброванный микроконтроллер поймет, что это всего лишь помехи и не выдает результат на пластиковой бутылке.
2) Более адаптированные к аритмиям приборы.
- Датчик чаще всего пьезорезистивного типа.
- Клапан медленного сброса давления, реже электро-магнитный клапан.
- Нагнетание индивидуально по импульсу
- Более вариативный микроконтроллер, который способен распознавать больше различных вариаций пульсовой волны, возникающих при аритмиях.
Вариативность микроконтроллера подтверждается не только тестом на бутылке, но и функциональными возможностями прибора, например, определять и учитывать фактор движения при измерении (так называемый индикатор движения). Такой микроконтроллер способен распознавать риск факторы способные повлиять на точность измерения, отграничивать движение как помеху.
3) Приборы способные измерять при мерцательной аритмии.
- Датчик пьезорезистивного типа.
- Электро-магнитный клапан стравливания воздуха по импульсу.
- Нагнетание воздуха в манжете по импульсу.
- Технология ускоренного измерения артериального давления. Такому тонометру для определения результата необходимо не 12 стабильных ударов (осциляций) за цикл измерения, а 6-8 ударов. У людей с серьезными аритмиями, вероятность, что прибор обнаружит 6-8 стабильных ударов сердца выше, чем 12 и соответственно шанс на измерение, а не на ошибку выше.
В данной статье мы заглянули внутрь тонометра и рассмотрели технологию его работы, чтобы вы всегда понимали почему вы покупаете прибор дороже или дешевле. В мире автоматических тонометров цена технологически оправдана и технические возможности приборов тоже разные. Выбирая прибор для покупки, вы выбираете технологию измерения артериального давления, а она должна соответствовать вашему уровню здоровья.
