XV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Методы измерения артериального давления
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение:
Артериальное давление является важнейшим показателем работы сердечно-сосудистой системы. Приборы для его измерения (тонометры) являются одними из самых распространенных бытовых приборов медицинского назначения. Кроме того, данные тонометры, как правило, имеют невысокую точность, особенно это относится к недорогим моделям.
Также известно, что значения АД не являются величиной постоянной, а колеблются с течением времени. Соответственно для диагностики отклонений АД от нормы может понадобиться отслеживание динамики изменения АД в течение некоторого временного промежутка. Зачастую для подобного мониторинга используют приборы, построенные на тех же принципах, что тонометры. Однако существуют приборы, позволяющие фиксировать все изменения АД в полном объеме .
Цель: изучить основные методы, инструментальные средства измерения артериального давления крови, а также приборы и понять, что лучше подходит для измерения артериального давления.
Задачи:
Изучить причины нарушения АД
Изучить методы измерения АД
Изучить приборы измерения АД
Актуальность:
По оценке специалистов разных стран мира, 20-25% взрослых жителей индустриально развитых стран страдают артериальной гипертензией. До 500 тыс. ежегодно выявляется около 300 тыс. больных, которые не знают о своем заболевании. АГ – это основная причина возникновения сердечно-сосудистой и цереброваскулярной патологии. К сожалению, многие пациенты даже не догадываются о том, что у них повышено давление; другие же догадываются об этом, но относятся к этому несерьезно и не считают нужным лечиться. К счастью, сегодня с помощью современного лечения можно избежать указанных выше осложнений и обеспечить себе хорошее качество здоровья.
Что такое артериальное давление?
Артериальное давление (АД) - один из важнейших показателей работы сердечно-сосудистой системы. Оно непостоянно и колеблется в зависимости от фазы работы сердца. Давление создаёт условия, позволяющие крови достигать органов и питать их кислородом и полезными веществами, которые она транспортирует.
Систолическое артериальное давление — это уровень давления крови в момент максимального сокращения сердца.
Диастолическое артериальное давление — это уровень давления крови в момент максимального расслабления сердца.
Пульсовое давление - разница между систолическим и диастолическим давление, оно служит важным показателем нормальной работы сердца.
Среднее динамическое давление определяется интегрированием текущего значения АД за время сердечного цикла. Ориентировочно величину среднего давления Рm можно определить по формуле Вецлера и Богера:
Рm=0,42·Рs+0,58·Рd
или по формуле Хикема:
Pm=Pd+(Ps−Pd)/3
где: Рs – систолическое (максимальное) давление, Рd – диастолическое (минимальное) давление.
Артериальное давление измеряется в миллиметрах ртутного столба. Значение величины артериального давления 120/80 означает, что величина систолического (верхнего) артериального давления равна 120 мм рт. ст., а величина нижнего (диастолического) артериального давления равна 80 мм рт. ст. Это нормальный диапазон. Небольшие отклонения от этих показателей существенного значения не имеют.
Причины нарушения АД
Артериальное давление может изменяться под влиянием множества факторов:
В случае, когда организм не получает воду длительное время, то происходит его обезвоживание. Кровь начинает сгущаться, изменяется плотность крови, что заставляет сердце работать в напряженном режиме. При этом скорость кровотока замедляется, и чтобы ускорить движение крови мозг передает сигнал о сужении сосудов. Результат – повышение показателей АД.
Повышенный уровень адреналина в крови также ведет к сужению сосудов и, как следствие, увеличению нагрузки на сердце и повышению артериального давления.
Физические и психологические нагрузки.
Злоупотребление сигаретами и алкоголем.
Избыточный вес.
Сахарный диабет.
Артериальное давление растет постепенно с возрастом.
Показатели по возрастам можно представить в виде следующей таблице:
Правила измерения АД
Для измерения АД нужно придерживаться несколько правил, для более точных показателей:
Измерение нужно проводить в комфортной, спокойной обстановке, в помещении должна быть комнатная температура.
При этом примерно за 30-60 минут до определения АД следует исключить курение, употребление тонизирующих напитков, алкоголя, кофеина, а также физическую нагрузку.
Измерять АД можно только после как минимум пятиминутного отдыха пациента. Если перед процедурой имела место значительная эмоциональная или физическая нагрузка, чтобы добиться правильных показателей артериального давления нужно увеличить период отдыха до 15-30 минут.
Измерение нужно проводить сидя (опираясь на спинку стула, с расслабленными и не скрещенными ногами, рука лежит на столе, на уровне сердца). Ноги должны быть распрямлены и находиться на полу, а руки нужно разогнуть и свободно расположить на уровне сердца. Следует помнить, что плечо не должно сдавливаться одеждой, тем более неверно измерять АД через одежду. Во время измерения не следует двигаться и разговаривать.
Методы измерения артериального давления
Существуют два способа измерения АД:
Прямой – это высокоточный инвазивный метод, применяемый в кардиохирургии. Тонкая игла, присоединенная к манометру гибкой трубкой, вводится в кровеносный сосуд либо полость сердца через катетер. Показатели фиксируются преобразователем.
Непрямые – косвенные способы контроля АД на сосудах верхних конечностей простыми методами с помощью портативных приборов.
Косвенные:
Метод Короткова (Аускультативный метод):
Метод основан на нагнетании давления воздуха в манжете, надетой вокруг руки человека и сжимающей артерию до тех пор, пока артерия не окажется сдавленной. После этого воздух из манжеты медленно выпускается с помощью клапана и давление в манжете уменьшается со скоростью 2-4 мм рт. ст. в секунду. Когда кровь начинает проходить через частично сдавленную артерию, она вызывает вибрации стенок артерии. Звуки, соответствующие этим вибрациям, принято называть тонами Короткова, которые могут прослушиваться с помощью стетоскопа, накладываемого на артерию ниже манжеты. Систолическим артериальным давлением принято считать давление воздуха в
манжете, соответствующее моменту резкого нарастания интенсивности тонов
Короткова, прослушиваемых с помощью стетоскопа. По мере дальнейшего уменьшения давления в манжете восстанавливается беспрепятственный ток крови в артерии, что ведет к резкому снижению интенсивности прослушиваемых тонов Короткова. Считается, что момент приглушения или исчезновение тонов соответствует равенству давления воздуха в манжетке минимальному динамическому давлению крови, то есть диастолической величине АД.
Однако метод зависит от индивидуальных особенностей человека, производящего измерение (хорошее зрение, слух). Чувствителен к шумам в помещении. Требует непосредственного контакта манжеты и головки микрофона с кожей пациента.
Осциллометрический метод:
Метод, при котором используются электронные приборы. Он основан на регистрации прибором пульсаций давления воздуха, возникающих в манжете при прохождении крови через сдавленный участок артерии. Для регистрации осцилляций в воздушную магистраль манжетки вводят датчик давления с необходимыми динамическими характеристиками.
В случае использования осциллометрического метода сигнал регистрируется у всех пациентов без исключения. Однако точность определения АД существенно зависит от алгоритма обработки сигнала.
Пальпаторный метод ( метод Рива-Роччи):
Этим способом определяют только систолическое давление.
Метод основан на использовании окклюзионной манжетки, накладываемой на плечо, создании в ней давления воздуха, сжимающего артерию, и определении значения давления в характерные моменты изменения пульса, контролируемого на дистальном участке артерии (в простейшем случае путем пальпации) при плавной компрессии (декомпрессии) воздуха в манжетке.
Значение давления воздуха в манжетке, при котором появляется пульс, принимается за систолическое АД .
4. Суточный мониторинг АД (СМАД):
СМАД представляет собой непрерывное аппаратное исследование артериального давления (АД) в течение 24 часов.
Специальное устройство измеряет систолическое и диастолическое артериальное давление и пульс пациента посредством анализа пульсовых явлений в манжете или регистрации звуков через микрофон с плечевой артерии. Для нагнетания воздуха в манжету и записи результатов исследования используют регистратор (его закрепляют на поясе ремнем), к нему с помощью гибкой трубки прикрепляется манжета, наподобие той, что используется в электронных тонометрах. Регистратор, использующийся в медицинской практике, отличается от обычного автоматического тонометра более высоким классом точности. Для снятия и расшифровки данных прибор подключают к компьютеру.
Преимущество методики СМАД состоит в том, что прибор с высокой точностью регистрирует малейшие колебания артериального давления, поэтому с помощью данного исследования врач получает гораздо более точное представление об АД пациента, чем от самостоятельного измерения АД. Также к преимуществам методики СМАД можно отнести частое измерение АД во время сна, что позволяет точно судить об артериальной гипертонии и выявлять повышение АД во время сна.
Прямые:
Наиболее распространенными доступами для введения артериального катетера являются лучевая и бедренная артерии, в основном из-за доступности, возможностей обеспечения кровотока в конечности, большого накопленного экспериментального материала и достаточной безопасности.
Внутрисосудистое измерение параметров давления крови с отображением кривой давления на графическом дисплее и цифровых данных на табло монитора является наиболее удобным, точным и достоверным способом непрерывного мониторинга показателей сердечно-сосудистой системы.
Использование артериального катетера позволяет дополнительно к мониторингу АД проводить отбор проб крови для биохимического анализа.
Датчик давления, используемый для внутрисосудистых измерений в мониторных системах, содержит чувствительный элемент, на который воздействует давление крови. Датчик включает катетер, фиксируемый в исследуемом сосуде. Чувствительный элемент, преобразующий величину давления в электрический сигнал, может конструктивно размещаться вне катетера. В этом случае катетер заполняется жидкостью, передающей давление на чувствительный элемент. В современных конструкциях датчиков давления чувствительный элемент располагается на кончике катетера и отделен от крови тонкой мембраной.
Точность измерения давления при использовании катетерных датчиков определяется рядом физических факторов. При оценке динамических погрешностей измерений чувствительный элемент датчика, воспринимающий колебания давления, можно рассматривать как гармонический осциллятор под действием внешних сил.
Снижение динамической погрешности из-за близости частот спектра пульсации и частоты собственных колебаний датчика может быть достигнуто введением корректирующих цепей в усилитель сигналов датчика, выравнивающих частотную характеристику системы в области возможных искажений.
Катетер датчика имеет просвет на рабочем конце для отбора проб крови и введения жидкостей.
Показания жидкозаполненных датчиков зависят от положения чувствительного элемента датчика относительно тела пациента. Для исключения ошибок измерения чувствительный элемент должен находиться на уровне правого предсердия, в противном случае необходимо ввести поправку на вес столбика жидкости высотой, равной разности уровней положения датчика и сердца. Особенно это важно учитывать при измерении низких значений давления, например, центрального венозного давления.
При измерении АД необходимо учитывать погрешности физиологической природы. Пульсации давления, регистрируемые в периферических артериях, определяются тонусом гладкой мускулатуры, поэтому, например, в лучевой артерии систолическое давление оказывается обычно больше, а диастолическое меньше, чем эти значения в центральной аорте.
Приборы для измерения артериального давления
Механические аппараты:
Механический прибор для измерения артериального давления носит это название, ведь позволяет мерить давление, независимо от внешних факторов. Главное, чтобы человек был в силах накачать манжету и оценить результат. Данное оборудование состоит из манжеты для измерения артериального давления, манометра (для измерения давления воздуха внутри манжеты) и груши.
Чтобы узнать точные внутрисосудистые результаты, потребуется положить манометр для измерения перед собой, и накачивать грушу, пока пульс не перестанет прослушиваться фонендоскопом. Затем следует нащупать на груше небольшое колесико и провернуть его. В результате, манжета для измерения будет медленно сдуваться, а человеку потребуется хорошо прислушиваться к фонендоскопу. В момент, когда прибор для измерения кровяного давления начнет громко пульсировать в ушах – он будет свидетельствовать о результатах систолических показателей, а на каких значениях затихнет – говорит о диастолических.
Ртутный механический тонометр:
Также существует тонометр, осуществляющий измерение артериального давления при помощи ртути. Он имеет вместо манометра ртутный экран, которым и измеряют давление человека. По сути, этот измеритель давления на руку (ртутный тонометр) тоже имеет манжет. Работает аналогично современному механическому сфигмоманометру, но для его применения человеку потребуется сидеть за столом и смотреть на ртутный датчик. Во время оценки результата, ртутный столб будет находиться перед глазами, поэтому считывание информации не затруднит больного.
Полуавтоматические устройства:
Для использования данного аппарата потребуется:
Надеть манжет для измерения, немного выше локтя (ближе к плечу), зафиксировать его. Затем нажать кнопку на оборудовании. Накачать манжет для измерения давления воздуха вручную, используя грушу. В итоге, измерение давления у человека становится намного проще, ведь полуавтоматический измеритель артериального давления сам спускает манжет, и показывает уже готовые результаты. Недостаток этого измерителя артериального давления заключается в потребности использования батареек или подключения к электросети (в зависимости от выбранного вами производителя и модели тонометра).
Автоматические приборы:
Данный аппарат имеет манжеты для измерения артериального давления и электрический монитор, позволяющий измерить давление, нажимая всего одну кнопку. Этот тип тонометров разделяется на несколько разновидностей:
Плечевой.
Пальцевой.
Запястной.
Любой автоматический электронный прибор, измеряющий давление самостоятельно, накачивает манжету для измерения давления воздуха.Далее устройство спускает манжету, и показывает больному готовый результат.
Плечевой тонометр
При гипертонии и гипотонии, других болезнях сосудисто-сердечной системы, характеризующихся повышением внутрисосудистого давления, лучше использовать аппараты для измерения давления плечевого типа. При этом подвергаются измерению крупные артерии, что позволяет узнать самый точный результат среди всех видов автоматических измерителей.
Запястной тонометр
Аппарат для измерения давления на запястье чаще всего применяется для контроля функциональности сосудистой системы у спортсменов. Такой прибор от давления называется браслет от гипертонии (или гипотонии, в зависимости от проблем больного). Также измеритель давления на запястье позволяет проводить суточное измерение, чтобы проверить, как себя ведет сосудистая система на протяжении всего дня (при выполнении физических нагрузок и отдыха). Рекомендуется дополнительно измерять давление плечевым тонометром, ведь при исследовании может быть небольшая погрешность.
Пальцевой тонометр
Пальцевые тонометры мало востребованы, ведь даже первое измерение данным устройством может показывать большую погрешность. Когда меряют давление у человека этим способом, подвергаются исследованию тонкие сосуды пальца. В итоге может быть недостаточно интенсивности кровотока в исследуемой области, и результаты будут ошибочными. Автоматический или полуавтоматический аппарат для измерения давления на запястье, пальце или плече имеет адаптер для подключения к электричеству. Поэтому пациент может самостоятельно мерить давление и дожидаться определения внутрисосудистых показателей, получая уже готовый результат.
Заключение:
Изучив указанную в списке литературу можно сделать вывод, что более эффективным методом измерения будет суточный мониторинг АД, так как прибор с высокой точностью регистрирует малейшие колебания артериального давления и врач получает гораздо более точное представление об АД пациента. Также эта методика позволяет точно судить об артериальной гипертонии и выявлять повышение АД во время сна.
Более эффективным прибором для измерения артериального давления служит плечевой тонометр, так как измерению подвергаются крупные артерии, что позволяет узнать самый точный результат среди всех видов автоматических измерителей, а также удобен в использовании.
Список литературы:
А.Н. Рогоза, Е.В. Ощепкова: «Современные неинвазивные методы измерения артериального давления для диагностики артериальной гипертонии и оценки эффективности лечения».
Чащин А. В., Попечителев Е. П.: « Реализация компрессионно-осциллометрического метода измерения артериального давления в комплексном исследовании состояния организма».
https://meduniver.com/Medical/Xirurgia/2209.html
А. Н. Рогоза: «Методы неинвазивного измерения артериального давления».
Абросимова Олеся Валерьевна, Тычков Александр Юрьевич : «Обзор устройств и методов регистрации артериального давления. Разработка макета манжеты с автоматическим запястным контуром».