Pulse Wave Velocity Meter

Abstract

As is known, the speed of propagation of the pulse wave is of great importance for the diagnosis of the elastic properties of arteries, especially in atherosclerosis. The speed of the pulse wave is determined by the time delay of the pulse in the distal part of the artery. This task can be solved by comparing sphygmograms or piezograms from two sections of the artery, simultaneously filmed or taken simultaneously with the ECG.

Full Text

Скорости распространения пульсовой волны придается, как известно, большое значение для диагностики упругих свойств артерий, особенно при атеросклерозе. Скорость пульсовой волны определяется по времени запаздывания пульса на дистальном участке артерии. Эта задача может быть решена сопоставлением сфигмограмм или пьезограмм с двух участков артерии, одновременно заснятых или же снятых одновременно с ЭКГ.

Использование сфигмографии затрудняется сложностью аппаратуры (механо кардиографа и др.). Пьезография облегчает задачу, но требует двухканального электрокардиографа. Возможность получения комбинированной электро-кардио-пьезосфигмограммы на одноканальном электрокардиографе делает более доступной методику определения пульсовой волны. Для практического применения этой методики нами сконструирован новый пьезодатчик пульса.

Рис. 1. Пьезодатчик (масштаб 3:1).

Основной частью пьезодатчика является пьезокристалл (размерами 10X15 мм), заключенный в пластмассовую разборную капсулу и покрытый влагонепроницаемым лаком (полистироловым). Кристалл зажат на одном конце между резиновыми полосками, на другой конец его свободно наложен миниатюрный пелот, движения которого ограничены капсулой настоль ко, что не угрожают целости кристалла. Нежные провода кристалла припаяны к медным пластинкам, заложенным в дно капсулы и соединенным с наружными проводами.

Для контакта с артерией устроено приспособление, позволяющее фиксировать датчик к месту пульсации раз личных артерий и повышать давление на артерию пневматически под контролем манометра (см. рис. 2).

Рис. 2. Приспособление для контакта п/датчика с артерией: / — капсула с пьезокристаллом; 2 — пневматическая подушечка; 3— вентиль; 4 — диск, фиксирующий пряжку; 5 — ремень для фиксации датчика; 6 — пряжка для включения проводов.

Соединение датчика с электрокардиографом осуществляется с помощью распределительной коробки, служащей так же футляром прибора, в которую включаются 3 пары проводов: от датчика, от правой и левой руки (или левой ноги) исследуемого и от электрокардиографа. Провода датчика  электрокардиографа соединяются последовательно (рис. 3). Между электродами датчика включен переменный конденсатор емкостью от 200 до 8000 пф. В цепь датчика включен тумблер, позволяющий выключать импульсы датчика.

Рис. 3. Схема соединения п/датчика с электрокардиографом.

Пьезодатчик, все провода и распределительная коробка заэкранизированы, экранировка присоединена к кожуху электрокардиографа. Если провода последнего не экранированы (как в ЭКП-4), то они помещаются внутрь металлической коробки- футляра прибора в свернутом виде. Вышеуказанное соединение проводов и включение конденсатора необходимо для того, чтобы импульсы токов сердца и пьезодатчи ка не искажались взаимным влиянием и отчетливо выделялись на общей кривой.

Электрокардиограф устанавливается в I или II отведении.

Фиксация датчика к различным местам пульсации артерий осуществляется ремнем, как показано на рис. 4.

Рис. 4. Способы фиксации пьезодатчика.

Если требуется записать только пьезосфигмограмму без ЭКГ, то следует при включенном датчике перевести переключатель конденсатора на «О», а при надобности увеличить амплитуду пульсовых колебаний зайчика ЭКГ — следует усилить давление ПД на артерию.

Если нужна только ЭКГ, то выключается пьезодатчик, но присоединяется тот конденсатор, при кото ром ясно выражен зубец R.

Если же нужна комбинированная ЭКГ-пьезосфигмограмма, как для определения скорости пульсовой волны, то при включенном датчике переключают прибор на тот конденсатор, при котором получаются наилучшие, но раздвоенные колебания зайчика электрокардиографа, руководствуясь тем, что при увеличении емкости конденсатора увеличивается зубец R ЭКГ, но уменьшается амплитуда пульсовой волны.

Запись ведется при большой скорости движения фотоленты (100 мм в 1 сек). К прибору прилагается подробная инструкция.

Рис. 5. Общий вид прибора.

Для определения скорости пульсовой волны нужно снять комбинированные пьезограммы с разных точек артерии или с разных артерий (сонной и бедренной, луче вой и подключичной и др.), на каждой пьезограмме сосчитать число делений времени между зубцом R и началом пульсовой волны, и по разнице в количестве делений определить время запаздывания пульса на дистальном участке артерии. Затем нужно измерить сантиметровой лентой расстояние между двумя положениями датчика и раз делить это расстояние на время запаздывания (подробнее см. у Н. Н. Савицкого — «Некоторые, методы исслед. и функц. оценки системы кровообращения». 1956, 73).

Прибор может быть присоединен к любому типовому электрокардиографу.

В настоящее время по заказу Казанского мединститута в СКТБ-МФП (самостоятельное конструкторско-техническое бюро медицинского и физиологического приборостроения в Казани) по приведенным выше и другим нашим описаниям и чертежам, принятым за основу, изготовлена первая серия приборов этой системы для клиник .

Рис. 6. 1 — прибор; 2 — пьезодатчик; 3 — выключатель п/датчика; 4—переключатель конденсаторов; 5 — нагнетательный баллон

Рис. 6 показывает установку прибора на электрокардиографе. Прилагаем образцы пьезограмм, полученных нашим прибором.

Предлагаемый пьезодатчик пульса отличается большой чувствительностью и снабжен пневматическим приспособлением для усиления чувствительности путем на жима на артерию под контролем манометра и установкой для дифференцированного изменения чувствительности датчика с помощью переменного конденсатора, благо даря чему достигается безотказная работа и четкость получаемых электрокардиопье- зосфигмограмм, по которым определяется скорость пульсовой волны. Прибор дает возможность практического приме нения этой методики при одноканальном электрокардиографе.

Рис. 7 Вверху—пьезосфигмограмма лучевой артерии и внизу—электро-кардиосфигмограмма той же артерии, снятые на сетевом электрокардиографе.

Приношу благодарность инженерам Б. Г. Гадасевич, Ю. М. Жлудову за консультацию по радиотехнике и сотрудникам СКТБ: инженеру М. Н. Евдокимову и конструкторам А. М. Пикельникову и М. Г. Ибрагимову — за участие в окончательном оформлении прибора.