Способ определения сократительной способности сердца и устройство для его осуществления

Способ определения сократительной способности сердца и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Респу6лик (ii>874027

Ф ( е ва г

1 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 28.12.79 (2I) 2881006/28 13 с присоединением заявки № (23) Приоритет (5l )M. Кд.

А 61 В 5/02//

А 6) В S/0S

)оеударстеенный комитет ио делам изобретений и отнрытнй -.

Опубликовано 23.10.81. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 25. 10.8 1 (53) УДК615. .471(088.8) Н.М. Иухарлямов, Ю.Т. Пушкарь, Г.И. Хеймец, А.А. Цветков, К).А. Пономарев и Г.С. Одинец (72) Авторы изобретения

Всесоюзный кардиологический научный центр AMH СССР, и Московский городской ордена Ленина и ордена, Трудового

Красного Знамени научно-исследовательский-.институт скорой помощи им. Н.В. Склифосовского (7l ) Заявители (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОКРАТИТЕЛЬНОЙ СПОСОБНОСТИ

СЕРДЦА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ пии и реанимации.

Изобретение относится к медицине, а именно к функциональнсй диагностике заболеваний сердечно-сосудистой системы и может быть использовано в палатах интенсивной тераИзвестен способ определения сократительной способности сердца, который заключается в наложении элекl0 тродов на область грудной клетки и регистрации тетраполярной грудной реограммы. Одновременно проводят катетеризацию аорты, измеряют и регистрируют пульсовую кривую давле15 ния крови в ней. Далее, через каждые

10 м в течение всего времени изгнания, одновременно определяют произведение значения давления (Ра) в аорте на величину основной реограммы (ЬЕ), а также величину первой производной (» ). Путем экстраполяции зависимости — = f(Pa.ЬЕ)на ось

dz. сй ординат определяют значение показателя Ч, г.,г сократительной способности сердца ГГ3 .

Известно также устройство для исследования сократительной способности сердца, которое содержит четырехэлектродный реограф с блоком вычисления первой производной, измеритель артериального давления, блок обработки и регистрирующий прибор (21.

Недостатком известного способа является то, что для его осуществления необходима катетеризация аорты, что не позволяет длительно и безопасно для пациента измерять показатели сократительной способности сердца.

Недостатком известного способа является низкая точность определения количественного показателя сократительной способности сердца. Перечисленные недостатки известных способа и устройства затрудняют процесс диагностирования, ограничивают область их использования, 87402

Цель изобретения — проведение атравматичного исследования без катетеризации артериальной системы, а также повышение точности определения количес венного показателя сократительной способности сердца при атравматичных

i исследованиях.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу определения сократи4ельной способности сердца пу- IO тем проведения тетраполярной реографии грудного отдела и измерения давления крови в артериальной системе, с пос.ледующим вычислением первой производной реограммы и количественного показателя сократительной способности сердца в период изгнания крови, одновременно с реографней грудного отдела проводят сихронную реографию дуги аорты, а измерение давления крови прово ят бескровным измерением плечевого артериального давления, приравнивают полученные значения систоли ского ! и диастолическогс давления крови максимальному и минимальному значению реограммы дуги аорты и вычисляют количественный показатель сократительной способности сердца.

При эчом в устройстве для исследования сократительной способности сердца, содержащем четырехэлектродный реограф с блоком вычисления первой производной, измеритель артериального давления, блок обработки и регистрирующий прибор, имеются последовательно соединенные двухэлектродный реограф, блок тарировки, схема задержки и первый измеритель амплитуды, выход которого соединен со входом блока обработки, последовательно соединенные блок формирования

40 синхроимпульсов и параллельно включенные второй и третий измеритель амплитуды, вторые входы которых соединены с выходами четырехэлектродного реографа, а выходы с блоком обра- 4э ботки, причем вход блока формирования синхроимпульсов соединен с выходом четырехэлектродного реографа, и блок ввода. значений давления, вход которого соединен с выходом измери- Ю теля артериального давления, а sb>ход со вторым входом блока тарировки., При этом блок тарировки выполнен в виде усилителя, охваченного схемой ss управляемой обратной связи.

Кроме того, блох ввода значений давления выполнен в виде двух парал7 4 лелььых каналов, включающих в себя последовательно соединенные схему установки напряжения, аналого-цифровой преобразователь и цифровой индикатор и суммирующий усилитель, входы которого соединены с выходами схем установки напряжения, а выход с управляющим входом схемы управляемой обратной связи блока тарировки.

При этом, блок формирования синхроимпульсов выполнен в виде последовательно соединенных схемы нормирования, первого порогового компаратора, схемы выделения максимума и второго порогового компаратора, причем вторые входы схемы нормирования, схемы выделения максимума и второго порогового компаратора соединены параллельно и соединены с выходом четырехэлектродного реографа.

При этом, электроды двухэлектродного реографа выполнены в виде концентрических плоских электродов — центральноГо дискового и наружного кольцевого, разделенных зазором, заполненным эластичным изоляционным материалом,. причем площади центрального н кольцевого электрода и зазора между ними относятся как 1:20:1.

На фиг. l изображена структурная схема устройства для исследования сократительной способности сердца; на фиг. 2 — структурные схемы блока тарировки и блока ввода значений давления; иа фиг. 3 — электроды двухэлектродного реографа, вид сверху; на фиг. 4— то же, вид сбоку в сечении; на фиг. 5кривые тетраполярной грудной реограммы и ее первой производной и фокусирующая реограмма аорты, калиброванная значениями систолического и диастолического давления.

Устройство содержит четырехэлектродный реограф с блоком вычисления первой производной, который включает в себя систему четырех электродов ), преобразователь 2 "импеданс-напряжение", блох 3 задержки и дифференциатор 4. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные двухэлек- тродный реограф, включающий в себя систему фокусирующих электродов 5 и фокусируюв,N преобразователь 6 "импеданс-напряжение", блок 7 тарировки, схему 9 задержки и первый измеритель

9 амплитуды, выход которого соединен сЬ входом блока 10 обработки. К выходаи четырехэлектродиого реографа подключен .блок формирбвания синхроимпуль25

5 8740 сов, выполненный в виде последовательно соединенных схемы 11 нормирования, первого порогового компаратора 12, схемы 13 выделения максимума и второго порогового компаратора 14. Причем вторые входы схемы 11 нормирования, схемы 13 выделения максимума и второго порогового компаратора 14 соединены параллельно и подключены к выходу четырехэлектродного реографа. Блок формирования синхроимпульсов последова-. ./тельно соединен с параллельно включенными вторым и третьим измерителями

15 и 16 амплитуды, вторые входы которых соединены с выходами четырехэлектродного реографа. Выходы измерителей

15 и 16 амплитуды соединены с блоком

10 обработки, выход которого подключен к регистрирующему прибору 17.

Кроме того, устройство содержит блок 18 ввода значений давлений, вход которого соединен с выходом измерителя 19 артериального давления, а выход — со вторым входом блока 7 тарировки.

Блок 18 ввода значений давления (фиг. 2) выполнен в виде двух параллельных каналов, включающих в себя последовательно соединенные схему

20 и 21 установки давления, аналогоцифровой преобразователь 22 и 23, цифровой индикатор 24 и 25 и суммирующий усилитель 26. Блок 7 тарировки выполнен в виде усилителя 27, охваченного схемой 28 управляемой обратной связи. Выходы суммирующего усилителя

26. соединены с выходами схем 20 и

21 установки напряжения, а выход— с управляющим входом схемы управляемой обратной связи.

Электроды 5 двухэлектродного реографа выполнены в виде концентрических плоских электродов — центрального дискового электрода 29 и наружного коль- цевого электрода 30, разделенных зазором 31, заполненным эластичным изоляционным материалом. Причем площади центрального и колъцевого электродов.

29 и 30 и зазора между ними относятся как 1:20:l.

Способ осуществляют следующим образом.

При определении сократительной способности сердца на область дуги аорты накладывают дополнительные фокусирующие электроды и регистрируют реограмму аорты, измеряют систолическое и диастолическое давление крови и калибруют реограмму аорты измеренным давлени-.

27 6 ем. После проведенных измерений расчитывают реографический показатель сократительной способности сердца.

По: результатам регистрации трех кривых, показанных на фиг. 5 определяется реографический показатель сократительной способности сердца Ч „ <ИХ

Для этого синхронно на трех указанных кривых определяют их текущее значение. Для вычисления показателя V достаточно измерить текущие значения кривых в период медленного изгнания крови, то есть начиная с момента времени, соответствующего максимальному. значению первой производной тетраполярной грудной реограммы (например для кривых ct, 6, В ), измеряются три группы значений (А„„, А А „,"

А12, А2, А, А4, A23 А ). При этом в каждый момент времени определяют две координаты =8 1 (на фиг. 5

6% значения А44, А42, А4 ) и х=ЬЕу42т (произведения А 4 А 1, А2 Аз, А2g Аgg, где .Ь Z т — значение тетраполярной грудной реограммы, Ом ——

М значение первой производной тетрапо-. лярной реограммы, Ом/с (дифференциальная реограмма), Д Z М вЂ” значение фокусирующей реограммы аорты, калиброванное в единицах давления, мм рт. ст, Измерения достаточно производить в трех точках соответствующих, например

0,8; 0,5; 0,2, от величины дифференциальной реограммы. Тогда значения показателя ЧП бХ определяются из уравнения прямой, проходящей через две измеренные точки, при условии

Vrnaw У х х„(У g У1)

Если расчет производить для двух других точек, то .: = У2- УРЧ-(УЭ - У ) (2) .

Хд

По результатам двух измерений Нп сП(.можно определить относительную погрешность определения показателя методом экСтраполяции (у(Обычно эта погрешйость не превьппает .

3-5Х.

Устройство для исследования сократительной способности работает следующим образом.

Электрический сигнал с системыэлектродов 5 поступает на преобразователь 6 "импеданс-напряжение" и даsee на блок тарировки. В этом блоке 7 дроизводится тарировка величины реограммы,ао-. ты значениями систолического и диастолического давлений, ко".орые вводятся в блок 3 из блока (8

87 ввода значений систолического и дна . столического давлений. Значения сис-. толнческого и диастолического давлений вводятся в схемы 20, 21 установ" ки давлений. Эти значения отображаются с помощью аналого-цифровых преобразователей -22 и 23 на цифровых индикаторах 24 и 25. Уровни напряжения на выходах схем 20 и 21, соответствующие измеренным давлениям, подаются одновременно на входы суммирующего усилителя 26, иа выходе которого выделяется сигнал, равный разности, входных сигналов. Полученный сигнал из усилителя 26 подается на управляющий вход схемы 28 обратной связи, тем самым управляя коэффициентом усиления усилителя 27. Тарированный таким образом сигнал реограммы аорты поступает на схему 8 задержки, которая .предназначена для компенсации временных сдвигов между дифференциатором

4 и блбком 7 тарировки. Сигнал с выхода схемы 8 задержки поступает ,на вход измерителя 9 амплитуды, который, например, выполнен в виде пикового детектора. Одновременно электри" ческий сигнал с системы электродов

1 поступает на вход преобразователя

2 "импеданс-напряжение", с выхода которого сигнал грудной реограммы поступает на схему 3 задержки, которая предназначена для компенсации временного сдвига между дифференциатором 4 и преобразователем 2. С выхода схемы 3 задержки сигнал грудной реограммм поступает на второй измеритель 15 амплитуд, который аналогичен первому измерителю 9 амплитуды. Одновременно сигнал с выхода преобразователя 2 поступает на дифференциатор

4, на выходе которого получается сигнал дифференциальной реограммы. С выхода дифференцнатора 4 сигнал дифференциальной реограммы поступает на тре гий измеритель 16 амплитуды, который аналогичен измерителям 9 и 15.

Сигналы с трех измерителей 9, 15, l6 амплитуд поступают в блок 10 обработки, где определяется показатель сократительной способности сердца и далее на регистрирующий прибор 17, в качестве которого может быть исполь зован цифровой индикатор или перьевой самописец и т.п.

Для того чтобы измерения прово,Цились в определенные моменты времени фазы медленного изгнания крови, измерители 9, 15, 16 амплитуд откры4027 8 ваются для измерений специальными синхроимпульсамн, которые вырабаты- . ваются блоком формирования синхроимпульсов, который работает следующим образом.

Сигнал дифференциальной реограммы с выхода дифференциатора 4 подается одновременно на схему 11 нормирования дифференциальной реограммы, S0 затем на схему !3 нормирования поступает на первый компаратор 12, который выдает импульс, когда сигнал нормированной дифференциальной реограммы достигнет 2/3 своей величины. Этот !

5 импульс запускает схему 13 выделения максимума,на выходе которой выделяется импульс, когда дифференциальная реограмма достигает своего максимального значения, Импульс с выхода схем мы 13 выделения максимума открывает второй компаратор 14, на который подается сигнал дифференциальной реограммы. На выходе компаратора t4 вырабатываются синхроимпульсы, которые подаются на измерители 9, 15, 16 амплитуд, открывая нх для измерений.

Таким образом, данный способ и устройство для исследования сократительной способности сердца обеспечи30 вают высокую точность определения количественного показателя сократительной способности сердца и не требуют катетеризацин артериальной системы, иСключая вероятность травми-, рования.

Формула изобретения

1. Способ определения сократитель40 ной способности сердца путем проведения тетраполярной реографии грудного отдела и измерения давления крови в артериальной системе, с последующим вычислением первой производной реограммы и количественного показателя сократительной способности сердца в период изгнания крови, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це.лью проведения атравматичного иссле5О дования без катетеризации артериальной системы, одновременно с реографией грудного отдела проводят синхронную реографию дуги аорты, а измерение давления крови проводят бест.

55 кровным измерением плечевого артериального давления, приравнивают полученные значения систолического и лиастолического давления крови мак9 8 симальному и минимальному значению реограммы дуги аорты и вычисляют количественный показатель сократительной способности сердца. /

2. Устройство для исследования- сократительной способности сердца, со- держащее четырехэлектродный реограф с блоком вычисления первой производной, измеритель артериального дав ления, блок обработки и регистрирующий прибор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности определения количественного показателя сократительной способности сердца при атравматичных исследованиях, в нем имеются последовательно соединенные двухэлектродный реограф, блок тарировки, схема задержки и первый измеритель амплитуды, выход которого соединен со входом блока обработки, последовательно соединенные блок формирования синхроимпульсов и параллельно включенные второй и третий измеритель амплитуды, вторые входы которых соединены с выходами четырехэлектродного реографа, а выходы с блоком обработки, причем вход блока формирования синхроимпульсов соединен с выходом четырехэлектродного реографа, и блок ввода значений давления, вход которого соединен с выходом измерителя артериального давления, а выход со вторым входом блока тарировки.

3. Устройство по п. 2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок тарировки выполнен в виде усилителя, ох-, ваченного схемой управляемой обратной связи

Устройство по и, 2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок ввода значений давления выполнен в виде двух параллельных каналов, включающих в себя последовательно соединенные

74027 l0 схему установки напряжения, аналогоцифровой преобразователь и цифровой индикатор и суммирующий усилитель, входы которого соединены с выходами схем установки напряжения, а выход с управляющим входом схемы управляемой обратной связи блока тарировки.

5. Устройство по п. 2, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок фор1о мирования синхроимпульсов выполнен в виде последовательно соединенных схемы нормирования, первого порогового компаратора,, схемы выделения максимума и второго порогового компаратора, причем вторые входы схемы нормирования, схемы выделения максимума и второго порогового компаратора соединены параллельно и соединены с выходом четырехэлектродного реографа. б. Устройство но п. 2, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что электроды двухэлектродного реографа выполнены в виде концентрических плоских электродов — центрального дискового и наружного кольцевого, разделенных зазором, заполненным эластичным изоляционным материалом, причем площади ценрального и кольцевого электрода и .зазора между ними относятся как 1:20:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Siegel J., Fabian M. Lankau Ch.

Levine М., Соlе А. Nahmad М. С1inical

35 .and experimental use of troracic im° р ° P

pedance plethyxmoqraphy in quantifying myocurdial contractility.. "Surgery", 1970, М 67, 11 б, р. 907-917.

2. В.Ф. Подгорный и др. Автомати40 зация определения сердечного выброса методом 4-х электродной РеокаРдиогра фин. — "Медицинская техника", )979, 0- 2, с. 14-17.