Многоточечный датчик пульсовой волны

Внедрение: 2019 г.

В статье [1] предлагается метод измерения пульсовой волны (ПВ) на запястье на основе многоточечного датчика с волоконно-оптическим преобразователем-зондом. Авторы отмечают, что одноточечные датчики довольно сложны в использовании и требуют специальных навыков, которые могут отсутствовать у медсестер: одноточечный датчик необходимо переустановить в режиме мониторинга для поиска верхушки артерии.

В данной работе авторы предлагают оптимизированную конструкцию многоточечного датчика с волоконно-оптическим преобразователем-зондом. Датчик выполнен в виде матрицы из трех контактных площадок, покрывающих дугообразную область длиной 6 мм с датчиками (рисунок 1).

Рисунок 1. Трехточечный датчик пульсовой волны.

Предварительная схема вторичного оптоэлектронного тракта с проводной передачей сигналов на цифровое считывающее и управляющее устройство представлена на рисунке 2. Особенностью этой схемы является то, что она питается от стандартной шины USB 2.0 (напряжение +5 В). Такая реализация датчика не была рассчитана на энергосбережение: ток нулевой эмиссии диодов L34F3C HL1‑HL3, задаваемый резисторами R7‑R9, довольно велик (8 мА).

Приемные оптоэлектронные транзисторы Kingbright L‑32P3C имеют общий коллектор для максимальной скорости работы. Полезный сигнал снимается с их эмиттеров и через разделительные конденсаторы C1‑C3 и резисторы R4‑R6 поступает на вход сертифицированного АЦП E14‑140.

Рисунок 2. Схема подключения трехканального оптоэлектронного преобразователя.

Прямые измерения проводились путем переустановки трехточечного датчика на левом запястье в области лучевой артерии (рисунок 3). Для проверки изменений сигнала датчик перемещали слева от верхушки лучевой артерии (рисунок 4, слева), затем над верхушкой артерии (рисунок 4, в центре) и, наконец, справа от верхушки (рисунок 4, справа). Из рисунка 4 следует, что во всех случаях надежно измерить сигнал ПВ остается возможным. Записи позволяют отслеживать изменения амплитуды в измерительных каналах, соответствующие смещению верхушки лучевой артерии относительно датчика.

Рисунок 3. Установка датчика пульсовой волны на левом запястье.

Рисунок 4. Запись сигнала с матричного датчика, установленного в разных точках дугообразной линии, пересекающей верхушку лучевой артерии.

Описанные в работе эксперименты показали, что мобильное медицинское устройство, реализующее предложенный метод, может обеспечить комфортное измерение ПВ без специального контроля показаний. Метод не требует от медицинского персонала специальных навыков по установке датчиков. Метод защищен патентом РФ [2] и является авторским продуктом.
 

Источник:

1. Явелов И.С., Степанян И.В., Рочагов А.В., Жолобов А.В., Явелов Р.И., Явелов О.И. Чувствительность датчика пульсовой волны к изменению точки измерения // Медицинская техника. – 2019 . – Т. 53, № 2. – С. 41‑43.

2. Патент РФ № RU 2685470 C2, 18.04.2019.

Разработчик: Явелов И.С., Степанян И.В., Рочагов А.В., Жолобов А.В., Явелов О.И. (ИМАШ РАН, М.) , Явелов Р.И. (ГК «Восток-Сервис», М.)