Приборы для измерения артериального давления

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ И ДОСТИЖЕНИЯ В ИЗМЕРЕНИИ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ

Уровень АД является одним из основных показателей центральной и регионарной гемодинамики, отражающей кровоснабжение жизненно важных органов. Повышение АД отмечается уже в детском и подростковом возрасте (у 1-14% детей). В дальнейшем у трети таких детей развивается стойкая артериальная гипертония. Распространенность артериальной гипертонии в Российской Федерации среди взрослых достигает 40%, а в старших возрастных категориях превышает 80%. Наличие артериальной гипертонии обусловливает высокий риск развития ишемической болезни сердца, сердечной недостаточности и цереброваскулярной болезни и повышает общую смертность и смертность от сердечно-сосудистых заболеваний в 2-8 раз. Артериальная гипертония приводит к формированию почечной недостаточности, способствует поражению периферических артерий, сосудов сетчатки, развитию патологии у беременных и новорожденных. При этом отмечается неудовлетворительная осведомленность населения о наличии заболевания, низкий процент больных, получающих лечение, недостаточный эффект антигипертензивной терапии. В то же время данные многочисленных клинических исследований (ELSA, EWPHE, FACET, HOT, LIFE, MRC, PROGRESS, SHEP, UKPDS и др.) убедительно доказали, что достижение в процессе лечения оптимального уровня артериального давления и воздействие на другие факторы риска улучшает качество жизни, снижает смертность от осложнений артериальной гипертонии.

В настоящее время разработаны международные и национальные рекомендации по профилактике и лечению больных артериальной гипертонией. В зависимости от уровня артериального давления меняются подходы к обследованию и ведению таких пациентов, течение и исход заболевания. Неотложные состояния в клинике внутренних болезней (кардиогенный шок, кома, синкопальное состояние, гипертонический криз, эклампсия беременных), гемодинамический контроль при анестезии и реанимации, проведение функциональных проб требуют точной оценки величины систолического (САД) и диастолического (ДАД) артериального давления. Таким образом, определение артериального давления должно быть жестко регламентировано, что предъявляет определенные требования как к условиям его измерения, так и к самим регистрирующим приборам.

Согласно рекомендациям ВОЗ/МОГ (1999 г.) и ВНОК (2001 г.) при измерении АД необходимо соблюдать следующие условия: пациент должен находиться в положении сидя, в удобной позе, измерение проводится в покое после 5-минутного отдыха. Желательно исключить употребление кофе и крепкого чая (в течение часа перед исследованием), курение (в течение 30 мин.), применение симпатомиметиков (включая назальные и глазные капли). Манжету следует накладывать на плечо на уровне сердца так, чтобы ее нижний край располагался на 2 см выше локтевого сгиба. Резиновая часть манжеты должна составлять не менее 2/3 длины предплечья и не менее 3/4 окружности руки. Измерение АД на каждой руке следует проводить не менее 3 раз с интервалом не менее минуты, при этом за конечное АД принимается среднее из двух последних измерений. Воздух в манжету перед измерением быстро нагнетается до величины, превышающей систолическое АД на 30 мм рт.ст. (по исчезновению пульса), а скорость декомпрессии составляет 2 мм рт.ст. в секунду. При первичном осмотре давление определяется на обеих руках, в дальнейшем измерение производится на руке с более высоким АД. У пожилых пациентов (старше 65 лет), больных сахарным диабетом и получающих гипотензивную терапию также следует производить измерение АД в положении стоя - для исключения ортостатической гипотензии.

Методы измерения АД

Инвазивный (прямой) метод измерения АД применяется только в стационарных условиях при хирургических вмешательствах, когда введение в артерию пациента зонда с датчиком давления необходимо для контроля уровня давления. Преимуществом этого метода является то, что давление измеряется постоянно, отображаясь в виде кривой давление/время. Однако пациенты с инвазивным мониторингом АД требуют постоянного наблюдения из-за опасности развития тяжелого кровотечения в случае отсоединения зонда, образования гематомы или тромбоза в месте пункции, присоединения инфекционных осложнений.

Инвазивный

Большее распространение в клинической практике получили неинвазивные методы определения АД. В зависимости от принципа, положенного в основу их работы, различают пальпаторный, аускультативный и осциллометрический методы.

Пальпаторный метод предполагает постепенную компрессию или декомпрессию конечности в области артерии и пальпацию ее дистальнее места окклюзии. Один из первых аппаратов, предложенный в 1876 г. S. Basch, позволял определять систолическое АД. В 1896 г. S. Riva-Rocci предложил использовать охватывающую компрессионную манжету и вертикальный ртутный манометр для пальпаторного метода. Однако узкая манжета (шириной всего 4-5 см) приводила к завышению полученных значений АД до 30 мм рт.ст. Через 5 лет F. Recklinghausen увеличил ширину манжеты до 12 см и в таком виде этот метод существует до настоящего времени. Давление в манжете поднимается до полного прекращения пульса, а затем постепенно снижается. Систолическое АД определяется при давлении в манжете, при котором появляется пульс, а диастолическое - по моментам, когда наполнение пульса заметно снижается либо возникает кажущееся ускорение пульса (pulsus celer).

Аускультативный метод измерения АД был предложен в 1905 г. Н.С. Коротковым. Типичный прибор для определения давления по методу Короткова (сфигмоманометр или тонометр) состоит из окклюзионной пневмоманжеты, груши для нагнетания воздуха с регулируемым клапаном для стравливания и устройства, измеряющего давление в манжете. В качестве подобного устройства используются либо ртутные манометры, либо стрелочные манометры анероидного типа, либо электронные манометры. Аускультация производится стетоскопом либо мембранным фонендоскопом, с расположением чувствительной головки у нижнего края манжеты над проекцией плечевой артерии без значительного давления на кожу. САД определяют при декомпрессии манжеты в момент появления первой фазы тонов Короткова, а ДАД - по моменту их исчезновения (пятая фаза). Аускультативная методика в настоящее время признана ВОЗ, как референтный метод неинвазивного определения АД, несмотря на несколько заниженные значения для САД и завышенные - для ДАД по сравнению с цифрами, получаемыми при инвазивном измерении. Важными преимуществами метода является более высокая устойчивость к нарушениям ритма сердца и движениям руки во время измерения. Однако у метода есть и ряд существенных недостатков, связанных с высокой чувствительностью к шумам в помещении, помехам, возникающим при трении манжеты об одежду, а также необходимости точного расположения микрофона над артерией. Точность регистрации АД существенно снижается при низкой интенсивности тонов, наличии «аускультативного провала» или «бесконечного тона». Сложности возникают при обучении больного выслушиванию тонов, снижении слуха у пациентов. Погрешность измерения АД этим методом складывается из погрешности самого метода, манометра и точности определения момента считывания показателей, составляя 7-14 мм рт.ст.

Осциллометрическая методика определения АД, предложенная E. Marey еще в 1876 г., основана на определении пульсовых изменений объема конечности. Долгое время она не получала широкого распространения из-за технической сложности. Лишь в 1976 г. корпорацией OMRON (Япония) был изобретен первый прикроватный измеритель АД, работавший по модифицированному осциллометрическому методу. По этой методике снижение давления в окклюзионной манжете осуществляется ступенчато (скорость и величина стравливания определяется алгоритмом прибора) и на каждой ступени анализируется амплитуда микропульсаций давления в манжете, возникающая при передаче на нее пульсации артерий. Наиболее резкое увеличение амплитуды пульсации соответствует систолическому АД, максимальные пульсации - среднему давлению, а резкое ослабление пульсаций - диастолическому. В настоящее время осциллометрическая методика используется примерно в 80% всех автоматических и полуавтоматических приборов, измеряющих АД. По сравнению с аускультативным осциллометрический метод более устойчив к шумовому воздействию и перемещению манжеты по руке, позволяет проводить измерение через тонкую одежду, а также при наличии выраженного «аускультативного провала» и слабых тонах Короткова. Положительным моментом является регистрация уровня АД в фазе компрессии, когда отсутствуют местные нарушения кровообращения, появляющиеся в период стравливания воздуха. Осциллометрический метод в меньшей степени, чем аускультативный, зависит от эластичности стенки сосудов, что снижает частоту выявления псевдорезистентной гипертонии у больных с выраженным атеросклеротическим поражением периферических артерий. Методика оказалась более надежной и при суточном мониторировании АД. Использование осциллометрического принципа позволяет оценить уровень давления не только на уровне плечевой и подколенной артерий, но и на других артериях конечностей. Это послужило причиной создания целой серии профессиональных и бытовых измерительных приборов с их фиксацией на плече, запястье (аппараты типа Omron серии R; М, соответствующих требованиям протокола BHS) и упростило измерение уровня АД в амбулаторных условиях, в дороге, и т.п.

Применение осциллометрического метода дает возможность уменьшить влияние человеческого фактора на процесс регистрации давления, что позволяет снизить погрешность измерения.

Ультразвуковой метод регистрации АД основан на фиксации появления минимального кровотока в артерии после того, как создаваемое манжетой давление становится ниже артериального давления в месте сжатия сосуда. С помощью ультразвуковой допплерографии определяется только систолический уровень регионарного артериального давления.

ГЛАВА 2. ТИПЫ ПРИБОРОВ, ИЗМЕРЯЮЩИХ АД

В настоящее время манометры должны соответствовать условиям протоколов AAMI/ANSI и/или BHS, требующих сопоставления данных, полученных с помощью ртутного тонометра двумя экспертами и тестируемого измерительного прибора. По протоколу Американской ассоциации внедрения медицинской техники среднее значение отличий в абсолютных величинах АД, зарегистрированных экспертами и тестируемым прибором, не должно превышать 5 мм рт.ст. Протокол Британского гипертонического общества оценивает процент совпадений и отличий АД, измеренного прибором и экспертами, и разрешает к применению аппараты с классом точности А, В или С. Типы измерительных приборов и их основные преимущества и недостатки представлены в таблицах 1 и 2.

Различают ручной, полуавтоматический и автоматический типы приборов, измеряющих АД. В полуавтоматических приборах накачка манжеты происходит путем нагнетания воздуха резиновой грушей, а регулировка скорости стравливания воздуха из манжеты производится автоматически. Полуавтоматические приборы отличаются компактностью, низкой ценой и большим сроком действия элемента питания.

Автоматические приборы характеризуются наличием встроенного компрессора, обеспечивающего автоматическую накачку манжеты; электронного клапана сброса воздуха, позволяющего поддерживать скорость спуска воздуха из манжеты во время измерения и сбрасывать воздух из манжеты после окончания измерения. Отличаются высокой надежностью и точностью показаний. Комплектуются батарейками, также по желанию пациента возможна покупка сетевого адаптера.

Корпорация Omron, профессионально занимающаяся разработкой и внедрением осциллометрических приборов, имеет в своем ассортименте автоматические измерители АД с функцией Intellisense, а также модели приборов, измеряющие давление в фазе компрессии, что является новейшей, эксклюзивной разработкой корпорации. Intellisense - передовая технология корпорации Omron, которая дает пользователю следующие преимущества:

· определение уровня компрессии с учетом систолического давления каждого пациента, что позволяет сделать процесс измерения более комфортным, а также сократить время измерения, не допуская длительного избыточного давления на подлежащие ткани;

· скорость стравливания воздуха автоматически изменяется, при этом анализируется частота сердечных сокращений, что снижает вероятность ошибки при измерении АД у пациентов с тяжелыми нарушениями ритма сердца (частая экстрасистолия, тахиаритмии). Также в последнее время удалось снизить ошибку во время измерения АД при нарушениях ритма сердца за счет использования усовершенствованных методов анализа осциллограмм;

· приборы с данной функцией позволяют использовать 3 вида манжет (детская, стандартная, взрослая), автоматически определяя скорость стравливания в зависимости от подключенной манжеты;

· за счет функции Intellisense снижается потребление энергии, что увеличивает срок службы элементов питания.

Многолетние клинические исследования корпорации Omron способствовали созданию уникального алгоритма измерения АД. Данный алгоритм с одинаковой точностью позволяет измерять АД как у молодых, так и пожилых людей, а также у тех, кто имеет заболевания сердечно-сосудистой системы.

Приборы Omron проходят процедуру клинической оценки в соответствии со строгими профессиональными требованиями предъявляемыми протоколами AAMI и BHS, подтверждающую точность измерения и эксплутационные характеристики алгоритма. Клинические испытания проводятся на базе авторитетных клиник Европы, США, Японии. Всемирная лига гипертонии (WHL) рекомендует регулярно измерять артериальное давление клинически апробированными приборами.

Преимуществами автоматических приборов являются высокая точность, простота применения, надежность, максимальный комфорт, скорость определения АД. В отличие от полуавтоматических и механических моделей отсутствие физического усилия при нагнетании воздуха грушей позволяет повысить точность полученных значений. Практически ценной стала возможность регистрации точной даты и времени измерения АД, частоты сердечных сокращений, индикации ошибок, допущенных в ходе измерения, а также возможности совмещения осциллометрического способа измерения с аускультативным (Omron 907). Сохранение в памяти приборов от 14 до 350 измерений, возможность распечатки или переноса полученных данных в компьютер привели к созданию метода суточного мониторирования АД, появлению бытовых измерителей АД, которые нашли свое применение в развивающемся направлении медицинской науки - телемедицине.

К недостаткам автоматических аппаратов можно отнести относительно высокую стоимость прибора, потребность в замене элементов питания.

Суточное мониторирование АД

Однократное измерение артериального давления сфигмоманометром, чаще всего применяющееся в повседневной клинической практике, не всегда точно отражает величину АД, не дает представление о его суточной динамике, что затрудняет как диагностику артериальной гипертензии, так и оценку эффективности подобранной терапии. В связи с этим целесообразным представляется применение многократного автоматического измерения (мониторирования) артериального давления в течение суток, позволяющего получить информацию об уровне и колебаниях АД, выявить больных с ночной гипертонией и аномальной вариабельностью АД, оценить адекватность снижения АД на фоне приема гипотензивных препаратов.

Согласно рекомендациям ВОЗ и Международного общества по артериальной гипертензии (1999 г.) показаниями к проведению суточного мониторирования артериального давления (СМАД) являются:

- уточнение диагноза артериальной гипертензии у пациентов с необычными колебаниями АД во время одного или нескольких визитов;

- симптомы, позволяющие заподозрить наличие эпизодов гипотонии;

- выявление реакции «белого халата» у больных с высоким риском сердечно-сосудистых заболеваний;

- подозрение на симптоматический характер артериальной гипертензии;

- контроль эффективности гипотензивной терапии;

- артериальная гипертония, резистентная к проводимой терапии по данным традиционных измерений АД.

Впервые инвазивное (прямое) суточное мониторирование АД было применено в середине 60-х годов D. Shaw и соавт. Однако эта методика не получила широкого применения в клинической практике из-за невозможности ее использования в амбулаторных условиях, риска развития осложнений и технической сложности. В начале 70-х годов появились аппараты для неинвазивного суточного мониторирования артериального давления. В основу их работы положены аускультативный или осциллографический способы измерения АД. Оба способа определения АД дают большую погрешность при наличии нарушений ритма сердца (прежде всего, мерцательной аритмии), поэтому наиболее перспективным представляется применение систем мониторирования АД, сочетающих в себе и осциллометрический, и аускультативный методы.

При анализе суточного профиля АД, получаемого при мониторировании, используются четыре основных группы показателей.

К средним показателям относятся средние значения систолического и диастолического АД за сутки, а также отдельно для дневного и ночного времени.

Для количественной оценки величины «нагрузки давлением» используются показатели индекса времени (процент измерений с повышенным уровнем АД) и индекс площади (площадь фигуры, ограниченной кривой повышенного и линией нормального АД).

Показатели суточного ритма АД оцениваются по степени ночного снижения АД или по суточному индексу.

Кратковременная вариабельность артериального АД определяется по величине стандартного отклонения от средней величины, рассчитанной автоматически.

Дополнительно могут оцениваться такие показатели суточного мониторирования, как утренняя динамика АД и индекс времени гипотонии.

В настоящее время рынок насыщен различными модификациями тонометров отечественных и импортных фирм, что затрудняет выбор для больного или медицинского работника. Опыт, накопленный сначала нашими сотрудниками, а затем и пациентами, по использованию полу- и автоматических измерителей АД фирмы Omron позволяет нам рекомендовать тонометры данной фирмы для применения в клинической практике и самостоятельного контроля уровня артериального давления.

Для самоконтроля предпочтительнее использовать следующие приборы: с манжетой на плечо Omron М4-I, универсальная манжета (22-42 см) - Omron 773; c возможностью подключения к компьютеру - Omron-705-IT; с манжетой на запястье - Omron R5-I, Omron-637-IT.

В заключение необходимо отметить, что требования, предъявляемые к любой измерительной аппаратуре, в целом универсальны. Это точность измерения, воспроизводимость, простота и удобство в обслуживании, удобная форма регистрации полученных данных, оптимальное соотношение цена - качество, экологическая безопасность. Что касается аппаратов, измеряющих уровень АД, то в перспективе предполагается отказ от использования ртутных тонометров, возрастание процента использования автоматических аппаратов, действующих по принципу «нажатия одной кнопки», и, конечно же, разработка новых методов контроля АД.

Глава 3. СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ

Изобретение относится к медицине, кардиологии. Регистрация истинно объемных осцилляторных сигналов, полностью отражающая закономерность процессов, происходящих в отрезке артериального сосуда под действием нарастающего давления в манжете, приводит к возможности применения объективного контурного анализа осциллограмм. Сущность: регистрируют осциллограммы (ОСГ) артериальных сосудов в процессе нарастания давления в пережимной измерительной манжете. Компрессию манжеты осуществляют до появления волн ОСГ с максимальной амплитудой при выходе на плато диастолической части кривой ОСГ. В этот момент определяют величину среднего динамического артериального давления (Pср) по величине давления в манжете. Величину диастолического давления (PД) определяют в момент начала отклонения вниз диастолической части кривой ОСГ по давлению в манжете. Боковое систолическое давление (Pc) вычисляют по формуле

Pс = Pд + A2/A1 (Pср - Pд),

где A1 - среднее арифметическое амплитуд, составляющих цикл осциллограммы, A2 - максимальная амплитуда ОСГ в этом цикле. Способ позволяет точно измерять величины Pс, Pд и Pср с минимальной методической и инструментальной погрешностью. 6 ил., 2 табл. Изобретение относится к медицине, в частности к физиологии и кардиологии, может быть использовано как в клинических, так и в экспериментальных исследованиях.

Известен способ определения артериального давления (АД) методом Короткова, по которому измеряют диастолическое и систолическое артериальное давления. Известен также тахоосциллографический метод (ТО) измерения АД, предложенный Н.Н. Савицким. В основе ТО метода лежит принцип измерения изменения объема конечности, которое происходит под действием пульсирующего тока крови в магистральных сосудах. Этот метод позволяет измерять диастолическое (Pмин), среднее динамическое (Pср), боковое систолическое (Pбс) и конечное (Pмакс) систолические давления в магистральном артериальном сосуде конечности, на которую наложена пережимная измерительная манжета. По указанным выше значениям АД рассчитывают величины пульсового (dP Pбс Pмин) и ударного (Pуд Pмакс Pбс) АД. Погрешность измерения первых четырех показателей АД по данным автора составляет 5 мм рт. ст. при скорости подъема давления в пережимной манжете 4 5 мм рт.ст./с. (Савицкий Н.Н. Некоторые методы исследования и функциональной оценки системы кровообращения, Медгиз, 1956.) Изложенное показывает то, что применение ТО метода по сравнению с методом Короткова значительно расширяет информацию о состоянии кровообращения человека, а это особенно важно при диспансерном, клиническом обследовании, при проведении исследовательских работ. Вместе с тем ТО метод имеет ряд инструментальных и методических недоработок, которые резко увеличивают погрешность измерений. Основная инструментальная погрешность проявляется в результате линейного преобразования низкочастотной части спектра (от 0 до 1,5 5 Гц) объемного осцилляторного сигнала, воспринимаемого измерительной манжетой с магистрального артериального сосуда конечности, в скоростные сигналы. Это приводит к фазовому (временному) сдвигу при формировании кривых и, следовательно, к ошибкам в измерении показателей. Наши исследования показали, что суммарная инструментальная погрешность измерения Pмин и Pбс может достигать 15 мм рт.ст.

Основная методическая погрешность ТО метода заключается в субъективности подхода исследователя к расшифровке данных при определении признаков давления. Величину суммарной методической погрешности в абсолютных величинах оценить не представляется возможным, однако наша длительная практика показывает, что расхождение данных измерения величин АД при расшифровке тахоосциллограмм разными людьми, знающими методику, часто составляет 10 15 мм рт.ст. Существенным недостатком всех указанных способов является необходимость создания высоких уровней давления в пережимной манжете, превышающих величину систолического давления в артерии. Это создает дискомфорт при проведении измерения давлений, особенно если мониторирование осуществляется во время сна обследуемых. В результате истинной динамики давления, характерной для спящего человека, получить не удается, т.к. каждая компрессия манжеты до высоких величин давления нарушает его сон и у многих пациентов вызывает бессонницу.

Другой существенный недостаток всех известных неинвазивных способов определения артериального давления с использованием пережимных манжет связан с тем, что между измерением диастолического и систолического давления проходит время не менее 15 20 с. Таким образом, измеряемые величины давления относятся к сердечным циклам, отстоящим далеко друг от друга. При нестабильной гемодинамике, выраженных дыхательных волнах давления это ведет к значительным ошибкам измерения и искажениям истинных величин пульсового давления. Сущностью изобретения является повышение точности и комфортности измерения показателей АД путем сведения к минимуму инструментальной и методической погрешностей и ограничения степени компрессии пережимной измерительной манжеты величиной среднего динамического давления. Для этого необходимо регистрировать истинные объемные осцилляторные сигналы, которые полностью отражают закономерность процессов, протекающих при формировании осциллограмм артериальных сосудов под действием нарастающего давления в пережимной измерительной манжете, и сохранят неискаженными амплитудно-временные соотношения, что приводит к тому, что осциллограмма приобретает вид контура, который можно обвести прямыми линиями и объективно измерить величины диастолического и среднего динамического артериального давлений. При этом также появляется возможность не доводить величину давления в пережимной измерительной манжете до величины, превышающей систолическое артериальное давление обследуемого, как это необходимо в ТО методе, а увеличивать его только до уровня среднего динамического давления, которое значительно ниже и поэтому вызывает существенно меньший дискомфорт, связанный с компрессией конечности обследуемого. На фиг.1 изображена реальная объемная осциллограмма обследуемого, где указаны величины давлений, определенных по известным методикам (линии 1, 2, 3) и величина бокового систолического давления, определенная с помощью данной методики (пунктирная линия 4); на фиг.2 пульсограмма обследуемого, измеренная прямым методом без воздействия пережимной манжеты с обозначением соответствующих давлений; на фиг.3 представлен цикл объемной осциллограммы, зарегистрированной до момента деформации сосудов под влиянием давления в пережимной манжете, т.е. до величины диастолического давления. Боковое систолическое давление Pс определяется исходя из измеренных амплитуды цикла объемной осциллограммы (А2) и среднего значения объемной осциллограммы в этом же цикле (A1) в соответствии с пропорцией:

артериальное давление тонометр

A2/A1 (Pс Pд)/(Pср Pд)

таким образом,

Pс Pд + A2 / A1 (Pср Pд)

где Pд и Pср диастолическое и среднее динамическое артериальные давления соответственно.

Основными требованиями к системе измерения являются: линейная горизонтальная амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) канала асциллографических сигналов по всему сквозному тракту преобразования и усиления до видимой регистрации аналогового сигнала в диапазоне частот:

нижняя граничная частота Fнг 0 0,1 Гц,

верхняя граничная частота Fвг 40 60 Гц.

линейная амплитудная характеристика преобразования по всему тракту осциллографического канала, обеспечение регистрации и калибровки линейного набора давления в пережимной измерительной манжете 0 200 мм рт.ст. с погрешностью не более 2 мм рт.ст.

время линейного набора давления в пережимной измерительной манжете от 0 200 мм рт.ст. определяется скоростью набора давления 4 5 мм рт.ст./с. каналы осциллографический и отметки давления в пережимной измерительной манжете должны быть синхронизированы во времени. Указанные выше характеристики измерительной системы, кроме первой, используются и в способе прототипе.

При использовании современных технических средств выполнение указанных требований, в том числе и границ частотного диапазона, не представляет сложности.

Система регистрации объемных артериальных осциллограмм состоит из пневматических и электронных узлов:

компрессионное устройство с системой управления набором и сбросом давлений в пережимной измерительной манжете, преобразователь пневматических сигналов в электрические, канал усиления осциллографических сигналов, канал измерения величины давления в пережимной манжете, регистратор.

Принцип измерения показателей АД основан на сравнении мгновенных значений давления в сосуде и нарастающего давления в пережимной измерительной манжете, абсолютные значения которого регистрируются одновременно с объемной артериальной осциллограммой. Появляющиеся на осциллограмме признаки того или иного АД сравниваются с текущим давлением в пережимной измерительной манжете и определяются их величины. Сам смысл объемной артериальной осциллограммы заключается в природе регистрируемых сигналов, так как пульсовая кривая ни что иное, как величина приращения просвета сосуда во время систолы, умноженная на длину сосуда, находящегося под пережимной измерительной манжетой, то есть объем.

В начале набора давления в пневматической измерительной системе происходит обжатие исследуемого участка конечности, в результате чего осцилляции на осциллограмме несколько увеличиваются. Когда давление в манжете (Pм) достигнет или несколько превысит диастолическое давление в сосуде (Pм > Pмин), просвет сосуда в диастоле начинает уменьшаться, так как Pм препятствует полному открытию сосуда в диастоле. При условии линейного изменения давления в манжете, окончания диастолических отрезков осциллограммы отклоняются вниз по закону нарастающего давления в манжете.

Когда давление в манжете достигнет величины среднего динамического давления (Pм > Pср), просвет сосуда в конце диастолического периода станет равен нулю, сосуд под манжетой в этот момент закрыт. Однако следующий за этим систолический выброс крови, создающий давление на стенки сосуда Pбс, которое выше Рср, раскрывает сосуд до прежней величины. Этому моменту соответствует первая максимальная осцилляция на осциллограмме (пропорциональная просвету dS+S), у которой часто наблюдается "волна закрытия" уплощение у основания. Это уплощение растет по мере увеличения давления в манжете, а диастолическая часть осциллограммы стабилизируется на этом уровне.

Максимальная амплитуда осцилляций сохраняется до того времени, пока давление в манжете не превысит величины бокового систолического давления в сосуде (Pм > Pбc).

Практически с начала измерения и до достижения давления в манжете, равного величине бокового систолического артериального давления в сосуде, экстремальные точки осцилляций, соответствующие значению бокового систолического давления, лежат на одной линии, так как Pм <P, а в момент, когда Pм > Pбс сосуд во время систолы полностью уже не раскрывается, на осциллограмме начинается снижение амплитуды осцилляций.

После достижения давления в манжете, равного конечному (максимальному) систолическому давлению в сосуде, кротовок по сосуду прекращается. Амплитуда осцилляций на осциллограмме, обусловленная ударами крови в проксимальный край манжеты, с ростом давления в последней, уменьшается незначительно.

В результате такой регистрации, артериальную осциллограмму можно очертить контуром, точки перегиба которого являются признаками показателей артериального давления: для Pмин точка 1, Pср точка 2 (в диастолической части осциллограммы); для Pбс точка 4, Pмакс - точка 5 (в анакротической части). По такому же принципу определяется давление дикротической волны в точке 3 пересечения линий внутри контура. На фиг. 5 представлена осциллограмма обследуемого P, где указаны точки измерения показателей АД. При анализе осциллограмм необходимо провести следующие операции: обвести осциллограмму прямыми контурными линиями по низу в диастолической и по вершинам по систолической частях, обозначить точки перегиба контура, снести их на текущие значения давления в пережимной измерительной манжете и определить их абсолютные величины. (В данном примере: диастолическое давление 1 точка 75 мм рт.ст. среднее динамическое точка 2 95 мм рт. ст. боковое систолическое точка 4 120 мм рт.ст. конечное систолическое точка 5 135 мм рт.ст. и давление дикротической волны точка 3 90 мм рт.ст.).

В зависимости от индивидуальных особенностей обследуемого или какой-либо патологии, осциллограммы могут иметь различный вид, но закономерность их развития сохраняется во всех случаях. Знание этой закономерности позволяет аппроксимировать контуром любую осциллограмму и получить информацию.

Для определения погрешности измерения величин АД предлагаемым способом нами проводилась одновременная регистрация артериальной осциллограммы и прямой манометрией той же артерии дистальнее манжеты.

Наилучшим решением поставленной задачи явилось бы сравнение всех четырех показателей АД (Pмин, Pср, Pбс, Pмакс), измеренных осциллографическим способом, с величинами, полученными прямой монометрией. Однако прямой метод измерения АД для этой цели не является идеальным, так как при его использовании также есть методические и инструментальные погрешности, влияние которых может существенно отразиться на оценке результатов измерения АД косвенным методом. Как указывалось выше, в артериальных сосудах различают четыре основные величины АД. Прямой метод с применением одной иглы или катетера позволяет измерить три величины: диастолическое, среднее динамическое и систолическое давление. Возникновение методической погрешности связано с положением, которое может принимать игла в артерии. Если игла направлена строго навстречу потоку крови, то максимальная величина пульсограммы прямого давления в абсолютных значениях будет соответствовать максимальному систолическому давлению; когда срез иглы направлен к стенке сосуда, эта величина будет соответствовать боковому систолическому давлению. Таким образом максимальная амплитуда кривой прямого давления, в зависимости от расположения среза иглы, может отличаться в абсолютных значениях на величину гидродинамического удара крови. На фиг. 6 показан процесс формирования пульсограммы прямого давления под действием нарастающего давления в пережимной измерительной манжете и объемной артериальной осциллограммы. В верхней части рисунка показан процесс формирования пульсограммы прямого давления, где K калибровочный сигнал, равный 100 мм рт.ст. В середине рисунка объемная артериальная осциллограмма и внизу отметка давления в манжете. Влияние нарастающего давления в манжете на величину давления в дистальной части артериального сосуда начинает проявляться только при Pм > Pср. После этого на пульсограмме прямого давления, как и на осциллограмме, появляется незначительное уплощение, вызванное началом коллапса артериального сосуда под манжетой в диастолическом периоде. Это уплощение увеличивается с ростом Pм с каждым следующим сердечным сокращением. Одновременно с этим вся пульсограмма начинает отклоняться вверх по линейному закону, что обусловлено отсутствием или уменьшением ретроградного кровотока в конце диастолических периодов и плетизмографическим эффектом в дистальной части пережимаемой артерии. Вместе с тем пульсовое давление (максимальные амплитуды осцилляций) остается постоянным, что свидетельствует о сохранении параметров АД в проксимальной от манжеты части сосуда и полным его раскрытии под манжетой в момент систолы.

Когда Pм > Pбс анакротическая часть пульсограммы прямого давления также по линейному закону начинает снижаться, так как давление в манжете препятствует полному раскрытию сосуда в период систолического выброса. При Pм > Pмакс на пульсограмме прямого давления пульсации прекращаются в результате полного коллапса артериального сосуда, а на осциллограмме осцилляции стабилизируются по амплитуде, присутствие же их связано с ударами пульсовых волн в проксимальный край манжеты. Таким образом на пульсограмме прямого давления, зарегистрированной с дистального участка лоцируемой артерии, формируются признаки Pбс и Pмакс, которые и использовались нами для сравнения с данными предлагаемого косвенного метода измерения АД. Величины диастолического и среднего-динамического давления в абсолютных значениях данной прямой монометрии измерялись нами на участке 1-2 пульсограммы, где влиянием манжеты можно пренебречь. На этом же участке измерялась величина пульсового давления.

Проведенный сравнительный анализ показал "работоспособность" предложенного способа и, следовательно, возможность использования его для клинических и физиологических исследований.

Нами проводились также исследования с целью сравнения степени совпадения величины бокового систолического давления, измеренной по приводимой методике путем анализа контура объемной осциллограммы, и величины бокового систолического давления, получаемой путем расчета по приводимой методике, при наборе давления в манжете свыше конечного систолического давления.

По приводимому способу нами проводились измерения показателей АД более чем у 100 обследуемых.

По статистическим данным коэффициент корреляции между измеренным и рассчитанным по предлагаемой методике боковым систолическим давлением при выборке 41 составляет 0.96 и достоверности менее 0.0001.

У пациента в процессе компрессии измерительной манжеты до величины среднего динамического давления измерены величины диастолического Pд и среднего динамического Pср давления. Затем для зарегистрированного до момента деформации сосудов (т.е. до диастолического давления Pд) одного из сердечных циклов объемной осциллограммы, определяются амплитуда (A2) и среднее значение (A1) объемной осциллограммы, после чего, исходя из соотношения амплитуды и среднего значения и величин измеренных давлений, определяется боковое систолическое давление.

В данном примере Pд=60 мм.рт.ст. Pср=92 мм.рт.ст. отношение A2/A1=1,8. Технический результат, достигаемый от предложенного способа, заключается в том, что преобразованные, усиленные и зарегистрированные осциллографические сигналы практически не отличаются по форме от истинных объемных, что повышает точность измерения показателей АД и создает возможность существенно сократить время и повысить комфортность измерения (чего нет в способе прототипе, где объемные сигналы преобразуются в сигналы близкие к скоростным, а увеличение давления в пережимной измерительной манжете производится до величины, превышающей систолическое артериальное давление обследуемого).

ГЛАВА 4. СОВРЕМЕННЫЕ ПРИБОРЫ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ

Приборы для бескровного (неинвазивного) измерения артериального давления (АД) появились почти два столетия назад. Первым же прибором, внедренным в клиническую практику (около 100 лет назад), стал аппарат Riva_Rocci с методикой измерения Н.С. Короткова. Он действительно достаточно точно позволял определять АД и был вполне приемлем. Можно задаться вопросами: “Как далеко мы ушли в совершенствовании приборов для измерения АД в начале третьего тысячелетия? Не пора ли переходить на новые приборы и методы измерения АД?” При этом полезно вспомнить, что даже при появлении прибора Riva_Rocci нашлись скептики, утверждавшие, что эта инновация не столь нужна опытным врачам, оценивающим уровень давления пальпаторно или стетоскопом. Однако спустя столетие мы понимаем, что вклад этого относительно простого прибора и метода в кардиологическую науку и практику трудно переоценить.

Классификация приборов для неинвазивного измерения артериального давления.

В англоязычной литературе подобные приборы называются сфигмоманометрами. В Советском Союзе и России до последнего времени приборы для измерения АД назывались тонометрами. В настоящее время подготовлен новый российский стандарт, в котором, по-видимому, будет принята иная терминология. В данной публикации мы будем использовать аббревиатуру ПИАД (приборы для неинвазивного измерения артериального давления). Перечислим основные типы приборов.

Тип 1. ПИАД на основе метода Н.С. Короткова.

1.1. Классические аппараты с ручной системой накачки воздуха в манжету, регулировкой скорости декомпрессии, выслушиванием тонов Короткова с помощью стетоскопа/фонендоскопа, измерением давления в манжете с помощью ртутных манометров или анероидов (стрелочных приборов).

1.2. Приборы с элементами, облегчающими проведение измерения. С этой целью используют пневмокомпрессоры, клапаны управления скоростью выпуска воздуха из манжеты, электронные фонендоскопы.

1.3. Приборы с частичной или полной автоматизацией процесса распознавания тонов Короткова и других этапов измерения.

С помощью приборов 1_го типа проводят измерение с расположением манжеты на плече, а в специальных случаях - на бедре.

Тип 2. ПИАД на основе осциллометрического метода.

2.1. Приборы с ручной системой накачки воздуха, механическим клапаном выпуска воздуха, автоматической обработкой сигналов и индикацией величин АД.

2.2. Приборы с автоматической системой накачки воздуха, механическим клапаном регуляции выпуска воздуха, автоматической обработкой сигналов и индикацией величин АД. Все измерение выполняется при нажатии “одной кнопки”.

2.3. Приборы с автоматической системой накачки воздуха, управляемым электромеханическим клапаном регуляции выпуска воздуха, автоматической обработкой сигналов и индикацией величин АД. Все измерение выполняется при нажатии “одной кнопки”.

2.4. Полностью автоматизированные приборы, проводящие циклические измерения согласно введенным программам или по командам управляющих систем. С помощью приборов 2_го типа проводят измерения с расположением манжеты на плече, бедре, запястье, пальце. Приборы типов 2.2 и 2.3 дополнительно различаются: по возможностям ручного или втоматического определения оптимального уровня компрессии манжеты в ходе измерения; по возможности сохранять в памяти то или иное число измерений АД и частоты сокращений сердца, а также по вариантам передачи данных в компьютер и обеспечения телемедицинских проектов. В последние годы появляются приборы новых типов, основанные на альтернативных методах измерения АД (см. “Атмосфера. Кардиология”. 2001. № 1. С. 20-24). Однако они пока должны рассматриваться как поисковые. Выпускаются также приборы комбинированных типов. Они чаще всего применяются для суточного мониторирования АД.

Принципы выбора ПИАД

При выборе ПИАД прежде всего необходимо руководствоваться его основным назначением. Зарубежные классификаторы (и каталоги фирм) четко разделяют ПИАД клинического (профессионального медицинского) и бытового (домашнего) назначения, а также приборы обеспечения массового контроля АД (в магазинах, аптеках, учебных заведениях). Российские классификаторы и ГОСТы такого подразделения не предполагают, что, несомненно, затрудняет правильный выбор прибора.

ПИАД клинического назначения

Эти приборы могут быть предназначены для использования в качестве:

- индивидуального инструмента медицинского специалиста;

- средств оснащения постов измерения АД (кабинеты доврачебного контроля, посты медсестер, кабинеты, где проводятся нагрузочные тесты и т.д.);

- мониторных систем (операционные, палаты интенсивной терапии, суточное мониторирование АД свободно передвигающегося человека и т.д.). В настоящее время как индивидуальный инструмент медицинского специалиста могут быть использованы только приборы типов 1.1 и 1.2. При этом многие зарубежные специалисты по-прежнему считают ПИАД типа 1.1 с ртутным манометром “золотым стандартом”. Их доводы очень серьезны - эти приборы действительно превосходят механические и электронные по надежности измерения давления в манжете. Их работоспособность легко проверяется специалистами исходя из простых правил - “чистая ртуть” + “чистая измерительная трубка” + “уровень ртути на нуле” + + “вертикально расположенная измерительная трубка”. В то же время анероидные манометры требуют регулярной проверки, а при потере точности таким прибором между проверками врач может допускать серьезные ошибки в определении АД. Однако высокая токсичность ртути постепенно приводит к распространению запрета на использование ртутных манометров в медицинских учреждениях. Эти правила уже введены в скандинавских странах и Нидерландах, соответствующие запреты готовятся в других странах Европы. В России производство ртутных манометров было прекращено ранее.

Каков же выход из данной ситуации? Возможно, его помогут найти следующие рекомендации.

1. В качестве индивидуального инструмента медицинского специалиста необходимо использовать приборы типа 1.1 с высокой надежностью анероидного манометра. При покупке зарубежных моделей необходимо обращать внимание на сопроводительную документацию.

Ключевые моменты:

- регистрация в МЗ РФ,

- назначение прибора (“клинический” лучше, чем “бытовой” или “универсальный”),

- соответствие стандартам (предпочтительно европейским),

- наличие у производителя сертификата качества,

- указание мест гарантийного ремонта и периодической проверки (особенно если медицинское учреждение не обеспечивает ее на регулярной основе),

- интервал между проверками (“год” лучше, чем “6 мес”).

Необходимо отметить, что интервал между проверками оценивается производителем исходя из ряда факторов, но одним из главных является число циклов измерения АД. По европейскому стандарту оно составляет 10000 (т.е. 30-40 измерений в день в течение года).

В последние годы широкое распространение получают удобные приборы с совмещением манометра, груши и стравливающего клапана в одном блоке, однако они не всегда удобны при проведении нагрузочных проб. В этом отношении предпочтительны приборы в классическом исполнении c фиксатором типа “прищепка”. Приборы со встроенной в манжету головкой фонендоскопа не могут быть рекомендованы как универсальное средство контроля АД, так как при компрессии головка оказывает существенное дополнительное давление на кожу над местом прохождения плечевой артерии. Эти приборы ориентированы преимущественно на мониторирование АД при проведении нагрузочных тестов. Отечественные производители анероидных манометров проводят серьезную работу по повышению их надежности. Производство анометров налажено в Москве, Санкт_Петербурге, Ульяновске, Саранске. Наша практика показывает, что лучшие модели отечественных манометров не уступают зарубежным образцам. В ближайшее время будет введен новый ГОСТ на приборы данного класса, соответствующий требованиям европейских стандартов. Перед производителями поставлен вопрос о производстве отечественного профессионального ПИАД, который должны отличать повышенный ресурс всех составляющих, комплектация профессиональным фонендоскопом/стетоскопом (в настоящее время в комплект входит фонендоскоп, предназначенный только для выслушивания тонов Короткова) и набором манжет различных типоразмеров.

Возможность комплектации прибора манжетами двух-трех размеров чрезвычайно важна для обеспечения точности измерения АД. Зарубежные коллеги считают ошибки, связанные с использованием слишком узких и/или широких манжет, наиболее существенными. Для облегчения подбора манжеты предложен даже ее новый вариант с переменной шириной. Наличие отдельных комплектов манжет для измерения на правой и левой руках не столь существенно. Обычно для переноса манжеты с одной руки на другую достаточно изменить направление пневмотрубок - если на левой руке они были направлены вниз, то на правой будут идти вверх. Конструкция манжеты должна обеспечивать возможность ее периодической чистки и дезинфекции. Предпочтение должно отдаваться манжетам из синтетических тканей, допускающих обработку спиртом. Наличие скобы на манжете несколько сокращает время ее фиксации на плече, но может приводить к затруднениям при высоких цифрах давления.

1. Помимо официальных проверок приборов с периодичностью не более 6 мес. целесообразно не реже одного раза в месяц сравнивать показания манометра с другим прибором, также проходящим периодическую проверку, или с показаниями ртутного манометра.

2. Медицинским учреждениям желательно иметь 2-3 ПИАД с ртутными манометрами для измерения АД в “трудных” случаях и при возникновении сомнений в точности анероидного манометра. К сожалению, ПИАД типа 1.2 в качестве индивидуального инструмента медицинского специалиста в России не выпускаются. Зарубежные варианты, комплектуемые электронными фонендоскопами, также мало представлены на нашем рынке.

ПИАД для оснащения постов измерения АД (кабинеты доврачебного контроля, посты медсестер, кабинеты нагрузочных тестов и т.д.) должны быть типов 1.1 и 1.2. Отечественные приборы, учитывающие специфику этого варианта измерения АД, не производятся. Зарубежные производители предлагают удобные приборы с большими шкалами стрелочных манометров, автоматическими компрессорами, электронными фонендоскопами с микрофонами и динамиками. ПИАД для обеспечения мониторных систем мы обсудим в одном из следующих номеров журнала.

ПИАД бытового назначения

В домашних условиях возможно использование приборов всех упомянутых выше типов, однако остановимся на тех вариантах, которые реально могут быть рекомендованы пациентам в России.

Тип 1.1 наиболее популярен в настоящее время. Однако необходимо обучение пациента навыкам корректного измерения АД. Для пациентов, использующих традиционные приборы контроля АД, дополнительно необходимо ознакомление с правилами измерения по Короткову и характерными ошибками. Желательно снабжать пациентов соответствующими методическими рекомендациями и проводить контрольные измерения АД в присутствии медицинских специалистов.

Тип 1.3 представлен в основном отечественными аппаратами типа “ИАД”, выпускавшимися в 80-х годах большими сериями. Необходимо напоминать пациентам, что анероидные манометры этих приборов требуют проверки каждые 6 мес. Желательно также разъяснить пользователям этих приборов, что появление и исчезновение звукового и светового сигналов не всегда совпадает с тонами Короткова, т.е. у некоторой категории больных измерения АД с помощью приборов данного типа могут быть несколько неточными. Проблемы обеспечения точности измерений для этих приборов такие же, как и для других автоматических приборов, о которых пойдет речь далее.

Приборы 2_го типа (осциллометрические). Поскольку в этих приборах процесс обработки сигналов полностью автоматизирован, то возможны ошибки и отклонения не только на этапе измерения давления в манжете и его осцилляций, но и на уровне алгоритмов программ цифровой микропроцессорной обработки информации. Поэтому вопрос о степени доверия к получаемым значениям АД стоит более остро, чем в случае ПИАД типа 1.2. Кроме того, возможны отклонения от “врачебных” измерений АД по Короткову из-за коренных отличий в биофизических принципах методов. В настоящее время развиты три “линии защиты” от ошибок при измерении АД автоматическими приборами.

1. Прибор должен быть изготовлен по технологии, гарантирующей его надежную и стабильную работу в пределах заявленного срока эксплуатации.

2. Как средство измерения прибор должен пройти контроль на работоспособность и точность. Последняя, как правило, определяет точность измерения давления в манжете в заявленных диапазонах температур и влажности и приводится в технических характеристиках прибора.

3. Прибор должен пройти проверку правильности примененного в нем алгоритма определения АД. Тестирование прибора по п. 1 и 2 проводится в соответствии с национальными или международными стандартами и является обязательным элементом контроля перед началом его клинического применения. Так как технические средства проверки по п. 3 появились только в последние годы, в ряде стран были разработаны национальные стандарты (протоколы, рекомендации) для клинической верификации точности автоматических измерителей АД. Широкое распространение получили протоколы, разработанные в США (AAMI/ANSI) и Великобритании (BHS). Европейское общество по изучению гипертонии провело анализ результатов испытания автоматических ПИАД по этим протоколам. Результаты, приведенные в статье O'Brien et al. (BMJ. 2001. V. 322. P. 531), оказались достаточно тревожными - из 24 приборов различных фирм и моделей только 5 продемонстрировали точность, позволяющую рекомендовать их использование для самоконтроля АД. Приборы для измерения АД на запястье и в артериях пальца менее точны, чем их аналоги, использующие плечевую манжету. Даже при строгом соблюдении инструкции и достаточном опыте работы с ними получаемые с их помощью значения АД отличает большой разброс от одного измерения к другому. В целом эти приборы не рекомендованы Всемирной организацией здравоохранения в качестве средств самоконтроля АД. При использовании автоматических ПИАД бытового назначения необходимо учитывать следующее: