Wielofunkcyjny czujnik ciśnienia krwi

pol Article in Polish DOI: 10.14313/PAR_228/5

Mirosław Werszko *, Krzysztof Tomczuk *, send Radosław Werszko ** * Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczno-Energetyczny, Katedra Inżynierii Kriogenicznej, Lotniczej i Procesowej (W9/K1), Wybrzeże Wyspiańskiego 27, 50-370 Wrocław ** Politechnika Wrocławska, Wydział Mechaniczny, Katedra Podstaw Konstrukcji Maszyn i Tribologii (W10/K7), ul. Łukasiewicza 7/9, 50-371 Wrocław

Download Article

Streszczenie

Przedstawiono nową konstrukcję pneumatycznego czujnika do bezinwazyjnego pomiaru fali tętna oraz ciśnienia skurczowego, rozkurczowego i średniego krwi, którego konstrukcja umożliwia wzorcowanie czujnika bezpośrednio na ciele pacjenta. Konstrukcję czujnika stanowi pneumatyczny wzmacniacz typu dysza-przysłona z elastyczną membraną w roli przysłony, która przejmuje mierzone ciśnienie lub siłę. Nowością jest wyposażenie czujnika w dwa, zamiast jednego, dławiki pneumatyczne: jeden na wlocie, drugi na wylocie. Ponadto podczas pomiaru ciśnień niezbędnych do wzorcowania, na wejście czujnika podawane jest powietrze o liniowo narastającym ciśnieniu od 0 do 50 kPa. Czujnik jest połączony z komputerem za pośrednictwem modułu zawierającego oprócz karty pomiarowej także miniaturową sprężarkę i przetworniki pomiarowe. Wyniki wstępnych badań czujnika przeprowadzonych na wolontariuszach są obiecujące.

Słowa kluczowe

komparacyjna metoda pomiaru, oscylometryczna metoda pomiaru, pneumatyczny czujnik ciśnienia krwi, pomiar ciśnienia krwi, wzmacniacz typu dysza-przysłona

Multifunctional Blood Pressure Sensor

Abstract

A novel design of pneumatic sensor that non-invasively can measure arterial waveform and additionaly – systolic, diastolic and mean blood pressure is presented. These last ones enable autocalibration of the sensor directly on a patient body. The sensor design is based on the traditional nozzle – flapper amplifier with an elastic membrane as the flapper that takes over measured pressure or force. Novelty is there equipment of the sensor with two, instead of the one, pneumatic restrictors: one on its input – second on the output. Moreover, during auto-calibration the sensor is supplied with a linearly increasing air pressure in the range of 0–50 kPa. The sensor is destined for cooperation with a personal computer through an interface including air minicompressor and micro controller – based conversion module. Results of preliminary sensor tests on volunteers are promising.

Keywords

blood pressure measurement, blood pressure pneumatic sensor, comparative method of measurement, nozzle-flapper amplifier, oscillometric method of measurement

Bibliography

  1. Arterial Tonometry CBM – 7000. Karta katalogowa f-my Colin Medical Instruments Corporation
  2. Dasrom M.S. i inni: Diagnostic Blood Pressure Wave Analysis and Ambulatory Monitoring Using a Novel Non-invasive Portable Device. Doniesienie internetowe Uniwersytetu w Singapurze, dmsajeev@msn.com.
  3. Ding X.R., Zhang Y.T., Liu J., Dai W.X., Tsang H.K., Continuous Cuffless Blood Pressure Estimation Using Pulse Transit Time and Photoplethysmogram Intensity Ratio. “IEEE Transactions on Biomedical Engineering”, Vol. 63, Iss. 5, May 2016, 964–972, DOI: 10.1109/TBME.2015.2480679.
  4. Gao M. i inni, Estimation of Pulse Transit Time as a Function of BP Using Nonlineare Arterial Tube-Load Model. “IEEE Transactions on Biomedical Engineering”, Vol. 64, Iss. 7, July 2017, 1524–1534, DOI: 10.1109/TBME.2016.2612639.
  5. Instrukcja obsługi czujnika SphygmoCor f-my AtCor Medical Pty Ltd.
  6. Kachuee M. i inni, Cuffless Blood Pressure Estimation Algorithmus for Continous Health-Care Monitoring. “IEEE Transactions on Biomedical Engineering”, Vol. 64, Iss. 4, April 2017, 859–869, DOI: 10.1109/TBME.2016.2580904.
  7. Mukkamala R. i inni, Toward Ubiquitous Blood Pressure Monitoring via Pulse Transit Time: Theory and Practice. “IEEE Transactions on Biomedical Engineering”, Vol. 62, Iss. 8, August 2015, 1879–1901, DOI: 10.1109/TBME.2015.2441951.
  8. O Rurke M.F. i inni, Pulse wave analysis, “British Journal of Clinical Pharmacology”, Vol. 51, 2001, 507–522, DOI: 10.1046/j.0306-5251.2001.01400.x.
  9. Polska Norma, Metrologia PN-71/N-02050: Nazwy i określenia.
  10. Siebert J., Molisz A., Centralne ciśnienie tętnicze – tonometria aplanacyjna. Forum Medycyny Rodzinnej, Vol. 4, Nr 2, 2010, 141–148.
  11. Taylor J.R., Wstęp do analizy błędu pomiarowego. PWN Warszawa 1999.
  12. Tomczuk K., Werszko M., Sąsiadek J.Z., Kosek J., Berny W., Weiser A., Feder-Kubis J., Development of a tonometric sensor for measurement and recording of arterial pressure waveform, “Review of Scientific Instruments”, 84/2013, 1–7, DOI: 10.1063/1.4821122.
  13. Tomczuk K., Werszko R., Pneumatyczne wzmacniacze typu dysza-przysłona do pomiaru ciśnień w organizmie człowieka. „Aparatura Badawcza i Dydaktyczna”, T. 18, Nr 1, 2013, 49–54.
  14. Werszko M., Werszko R., Zasada kompensacji ciśnień w pomiarach medycznych. IV Sympozjum pt. Modelowanie i pomiary w medycynie. Krynica 2002, 227–234.
  15. Werszko M. i inni: Nowe konstrukcje pneumatycznego czujnika ciśnienia krwi, „Pomiary Automatyka Kontrola”, nr 5 bis, 2006.
  16. Werszko M. i inni, Wielofunkcyjny czujnik ciśnienia krwi. Zgłoszenie patentowe nr P424640, luty 2018.