История постоянного неинвазивного артериального давления - Википедия - History of continuous noninvasive arterial pressure

Основная статья: Постоянное неинвазивное артериальное давление

В статье рассматривается эволюция постоянное неинвазивное артериальное давление измерение (CNAP). Исторический разрыв между простотой использования, но прерывистый инструменты на предплечье и громоздкие, но сплошные «писатели импульсов» (сфигмографы ) обсуждается, начиная с первых попыток измерения пульса, опубликованных Жюль Харрисон в 1835 году. сфигмографы вела призрачное существование в прошлом, в то время как Рива Роччи Измерение артериального давления на плече начало свой триумфальный успех более 100 лет назад. В последнее время измерение CNAP было введено Ян Пенас в 1973 г. позволил впервые регистрировать неинвазивное измерение артериального давления между сердечными сокращениями, что привело к появлению на рынке таких продуктов, как устройство Finapres ™ и его последователи. Недавно был разработан новый метод мониторинга CNAP для наблюдения за пациентами в периоперационной, неотложной и неотложной помощи, когда артериальное давление необходимо измерять неоднократно или даже непрерывно, чтобы обеспечить наилучший уход за пациентами.

Ранние сфигмографы

До количественного измерения, которое применялось в медицине в 19 веке, диагностические возможности гемодинамической активности ограничивались качественным измерением пульса через пальпация. В некоторых культурах чувствительная пальпация по-прежнему является основной частью медицины, как и пульсовая диагностика в Традиционная китайская медицина (TCM) или идентификация аюрведический доши. Введение стетоскоп и методы аускультация к Рене-Теофиль-Гиацинт Лаэннек в 1816 г. последовательно изменил медицинское поведение и вызвал необходимость в количественных измерениях гемодинамики.[1]

Первый прибор, который мог измерять силу импульса с помощью стеклянной трубки, заполненной ртутью, был разработан Жюлем Харрисоном в 1835 году.[2] Жан Леонар Мари Пуазей изобрел первый ртутный «Hemodynameter», предшественник сфигмоманометра в 1821 году.[3]

Первый сфигмограф (устройство записи импульсов) для непрерывной графической регистрации пульса датируется Карл фон Фирордт в 1854 г.[4] Однако более популярным был улучшенный сфигмограф от французского физиолога и пионера кинематографии. Этьен-Жюль Марей (1863).[5] В своей знаменитой книге «Графический метод» (1878) и его исследованиях с фотографическим ружьем работа Маре была связана с сердечно-сосудистыми движениями сердца и сосудов.[6]

Сфигмограф Марея - обратите внимание на блок регистрации вверху справа, где можно увидеть кривые артериального давления, полученные с помощью рычагов на запястье.

Помимо сфигмографа Марея, устройство, разработанное Австрийский Самуэль фон Баш привлек внимание и был завезен в Европу в 1880 году. Наполненный жидкостью мочевой пузырь, помещенный на запястье, позволял определять пульс; давление, необходимое для исчезновения импульсов, измерялось ртутным манометром. Это позволило впервые измерить систолическое артериальное давление.[7] Несколько других сфигмографов были разработаны в конце 19 века, особенно в Великобритании, Франции и Германии.[8][9][10] Эти инструменты были портативными, достаточно точными и широко доступными, поэтому врачи использовали их даже у постели больного.

Простые и точные тонометры заменяют сфигмографы

В 1896 году итальянский Сципионе Рива-Роччи представил первый ртутный сфигмоманометр размещен на плече.[11] Это позволило измерить абсолютную систолическое артериальное давление. Поскольку нахождение характерных звуков русскими Николай Сергеев Коротков в 1905 г. метод верхнего плеча также позволяет регистрировать абсолютные диастолическое артериальное давление.[12]

Через год после открытия Рива-Роччи, Леонард Эрскин Хилл и Гарольд Барнард сообщил о мониторинге артериального давления во время анестезия в первый раз.[13] Их устройства, изобретенные почти одновременно, состояли из узкой нарукавной повязки, закрывающей плечевую артерию, небольшого металлического насоса велосипедного типа и металлического манометра с градуировкой в ​​мм рт.[14] Кажется удивительным, что в первом отчете о мониторинге артериального давления во время анестезии не упоминалось об использовании сфигмографов, которые в то время уже широко использовались. Одна из причин может заключаться в том, что первая практика полностью полагалась на наблюдение за дыханием как на единственный метод наблюдения; даже пальпация пульса при введении эфира или хлороформа не считалась хорошей практикой. Другая причина может быть найдена непосредственно в названии отчета: «Простая и точная форма сфигмометра или артериального манометра, предназначенная для клинического использования» - подразумевая, что для клинического использования устройство должно быть простым и точным.

Техника ранней разгрузки сосудов

В то время как сфигмоманометр начал свое триумфальное развитие, в 20 веке было изобретено всего несколько устройств для регистрации импульсов. Обычные плетизмографические устройства, такие как пульсоксиметры, конечно, являются исключением, но их нельзя использовать для измерения артериального давления. Если это вообще возможно, они могут измерить изменения объема крови. Эти изменения объема не могут быть легко преобразованы в давление, потому что эластичные компоненты артериальной стенки не являются линейными, а гладкие мышцы также состоят из неэластичных частей.

Цель состоит в том, чтобы разгрузить артериальную стенку, чтобы линеаризовать это явление с помощью противодавления, равного давлению внутри артерии. Объем крови поддерживается постоянным за счет приложения соответствующего давления извне. Постоянно изменяющееся внешнее давление, необходимое для поддержания постоянного объема артериальной крови, напрямую соответствует артериальному давлению. Это мгновенное и непрерывное измерение артериального давления, которое является основным принципом так называемой «техники разгрузки сосудов».

В 1942 году немецкий физиолог Рихард Вагнер представил механическую систему для определения артериального давления в лучевой артерии, используя механическую версию метода разгрузки сосудов, когда противодавление разгружает стенку артерии.[15]

Электропневматическая методика разгрузки сосудов

Чешский физиолог Ян Пеньас ввел в 1973 г. технику разгрузки сосудов на пальце с помощью электропневматического контура управления. Контур управления показан на блок-схеме: на палец надевается манжета, так как это наиболее удобный и легкодоступный участок. Внутри манжеты объем крови в артериях пальцев измеряется с помощью источника инфракрасного света (L) и светочувствительного фотоэлемента (ПК). Плетизмографический сигнал (PG) - световой сигнал по сравнению с постоянным C1 - это электронная мера объема крови в пальце. PG подается в блок управления, имеющий пропорционально-интегрально-дифференциальные характеристики (ПИД). ПИД-сигнал добавляется к постоянной уставке (C2), усиливается и подается на электропневматический преобразователь (EPT). EPT создает давление в манжете, которое, опять же, изменяет объем крови в пальце.[16]

Блок-схема системы Пеляза с одним контуром управления: F - палец, L - лампа, ПК - фотоэлемент, S - сегменты прозрачной манжеты, C1 - среднее значение ПК-сигнала, DA - разностный усилитель, V (PG) - плетизмографический сигнал, PID - корректирующая сеть, C2 - уставка SP, SW - переключение между разомкнутым и замкнутым контуром, PA - усилитель мощности, EPT - электропневматический преобразователь, M (CP) Давление, измеренное манометром. (Построено по оригинальному рисунку Пеньаза).[16]

Состояние контура управления можно описать следующим образом: световой сигнал PG должен стать нулевым путем управления изменяемым давлением в манжете. Во время систолы, когда объем крови в пальце увеличивается, ПИД-регулятор увеличивает контрольную точку. Таким образом, давление в манжете увеличивают до тех пор, пока не будет выдавлен лишний объем крови. С другой стороны, во время диастолы объем крови в пальце уменьшается; в результате ПИД-регулятор снижает контрольную точку. Следовательно, давление в манжете снижается, а общий объем крови остается постоянным. Поскольку объем крови и, следовательно, PG остается постоянным с течением времени, разница между давлением в манжете и внутриартериальным давлением равна нулю. Внутриартериальное давление равно давлению в манжете, которое легко измерить с помощью манометра М.

Пеньаз использовал один электронный контур управления, который отвечал за быстрое отслеживание изменений артериального давления, а также за стабильность системы. Однако изменения диаметра артерии и натяжения стенки из-за сужения сосудов и расширения сосудов делают длительное измерение с помощью этого единого контура управления практически невозможным, поскольку истинная разгрузка стенки артерии легко теряется. [17] Поэтому группы в Нидерландах,[18][19][20][21][22] Япония,[23][24][25][26][27][28][29] Австралия[30] и австрия[31][32][33] усовершенствовали принцип разгрузки сосудов Peňáz.

Finapres и его преемники

Инновационным развитием принципа Пеньяса стал Finapres ™, который был разработан голландской группой под руководством К.Х. Wesseling и выпущен на рынок в 1986 году.[34] Преемниками систем Finapres на медицинском рынке являются Finometer, Portapres, а также Nexfin.

Цифровая CNAP-технология

Начиная с 1996 года австрийская исследовательская группа разработала полностью цифровой подход к методу. В результате эту технологию можно найти в Task Force Monitor и CNAP Monitor 500 (CNSystems), а также в CNAP Smart Pod (Dräger Medical) и в LiDCOrapid (LiDCO Ltd.).[33]

В то время как в других технологиях по-прежнему используется один единственный контур управления, цифровая технология CNAP основана на концентрической блокировке контуров управления. Эти петли позволяют проводить покадровую коррекцию изменений вазомоторного тонуса с помощью алгоритма VERIFI.[33]

Тонометрия

Тонометрия - это возрождение старой технологии сфигмографа, поскольку она снова описывает механизм автоматической неинвазивной пальпации лучевой артерии. Чтобы получить стабильный сигнал артериального давления, тонометрический датчик должен быть защищен от движения и других механических артефактов.[35][36][37]

Время прохождения импульса

Когда сердце выбрасывает ударный объем в артерии, проходит определенное время, пока объем крови не достигнет периферии. Время прохождения импульса (PTT) косвенно зависит от артериального давления. Это обстоятельство может быть использовано для неинвазивного определения изменений артериального давления.[38]

Анализ импульсного разложения

Пульс артериального давления в верхней части тела состоит из пяти составляющих импульсов: пульса выброса левого желудочка, отражения этого пульса, известного как второй систолический пульс, и который возникает из-за несоответствия диаметров грудной / брюшной аорты, еще одно отражение это в подвздошных артериях, которые формируют диастолический пульс, и еще два переотражения, которые возникают между этими местами отражения и которые обычно могут наблюдаться только у субъектов с низкой артериальной жесткостью и длинными сердечными циклами. Используя КПК, профиль давления каждого сердечного импульса анализируется на предмет изменений систолического, диастолического и среднего артериального давления, а также других гемодинамических параметров. Системы КПК обеспечивают очень низкое давление сопряжения с пальцем и долгое время отслеживают артериальное давление. Подобно тонометрам и методам PTT, системы должны быть изначально откалиброваны с использованием абсолютного артериального давления с помощью сфигмоманометра, удаленного осциллометра или с помощью внутреннего осциллометра в системе КПК.http://www.caretakermedical.net/medical-papers/

Рекомендации

  1. ^ Eckert S. 100 Jahre Blutdruckmessung nach Riva-Rocci und Korotkoff: Rückblick und Ausblick. Journal für Hypertonie 2006; 10 (3), 7-13.
  2. ^ Харрисон Дж. Сфигмоманометр, прибор, который делает работу артерий очевидной для глаза с усовершенствованием прибора и предварительными замечаниями переводчика. Лонгман, Лондон, 1835 г.
  3. ^ Гаваган М. «Сосудистая гемодинамика». Журнал АОРН: 08-01-1998.
  4. ^ Vierordt K. Die Lehre vom Arterienpuls in gesunden und kranken Zuständen gegründet auf eine neue Methode der bildlichen Darstellung des menschlichen Pulses. Vieweg und Sohn, Брауншвейг, 1855 г.
  5. ^ Марей Э.Дж.: Исследования по обращению лиц, обращающихся за персонажами, четыре месяца по форме сфигмопрафа. J Physiol homme anim 1869; 3: 241–74.
  6. ^ Marey EJ: La méthode graphique dans les science expérimentales et Principalement en Physiologie et en Médecine, Париж (1878). п. 281
  7. ^ Basch von S. Über die Messung des Blutdrucks am Menschen. Zeitschrift für klinische Medizin 1880; 2: 79–96.
  8. ^ Dudgeon RE: Сфигмограф. Лондон: Байер Тиндалл и Кокс 1882
  9. ^ Ричардсон Б.В.: Стандартные показания пульса. Асклепиада 1885 ii 194
  10. ^ Potain PCE. Сфигмоманометр и измерение артериального давления человека в нормальном и патологическом состоянии. Arch de Physiol 1889 i 556
  11. ^ Рива Роччи С. Ун sfigmomanometro nuovo. Газ Мед Турин 1896 г .; 47: 981–96.
  12. ^ Коротков Н.С. К вопросу о методе исследования кровяново давления. Imperatoor Vorenno JzV Med Akad 1905; 11: 365–7.
  13. ^ Накви, Х.Н. (1998). «Кто первым измерил артериальное давление во время наркоза?». Европейский журнал анестезиологии. 15 (3): 255–259. Дои:10.1097/00003643-199805000-00002.
  14. ^ Hill L, Barnard H: простая и точная форма сфигмометра или артериального манометра, предназначенная для клинического использования. BMJ 1897 II 904
  15. ^ Вагнер Р: Methodik und Ergebnisse fortlaufender Blutdruckschreibung am Menschen, Leipzig, Georg Thieme Verlag (1942).
  16. ^ а б Peňáz J: Фотоэлектрическое измерение артериального давления, объема и кровотока в пальце. Дайджест 10-й международной конференции по медицинской и биологической инженерии - Дрезден (1973).
  17. ^ Wesseling, K. H .; Settels, J. J .; ван дер Хувен Г. М .; Nijboer, J. A .; Butijn, M. W .; Дорлас, Дж. К .: Влияние периферической вазоконстрикции на измерение артериального давления в пальце. Cardiovasc Res. Vol. 19, выпуск 3, стр. 139–145, 1985 г.
  18. ^ Molhoek GP, Wesseling KH, Settels JJ, van Vollenhoeven E, Weeda HWH, de Wit B, Arntzenius AC: оценка сервоплетизманометра Peňáz для непрерывного неинвазивного измерения кровяного давления пальцев. Basic Res Cardiol, 79, 598-609 (1984).
  19. ^ Смит Н.Т., Весселинг К.Х., Де Вит Б. Оценка двух прототипов устройств, обеспечивающих неинвазивное пульсирующее калиброванное измерение артериального давления с помощью пальца. J. Clin Monit, 1, 17–27 (1985).
  20. ^ Wesseling KH, Settels JJ, De Wit B: Измерение непрерывной артерии пальца неинвазивно у неподвижных субъектов. В: Schmidt TH, Dembroski TM, Blümchen G. eds. Биологические и физиологические факторы сердечно-сосудистых заболеваний. Берлин: Springer Verlag, 355-75 (1986).
  21. ^ Wesseling KH: Finapres, непрерывное неинвазивное артериальное давление пальца на основе метода Peáz. В: W. Meyer-Sabellek, M. Anlauf, R. Gotzen, L. Steinfeld (ред.): Измерение артериального давления. Дармштадт: Steinkopff Verlag, 161-72 (1990).
  22. ^ Wesseling KH: Век неинвазивного измерения артериального давления: от Марея до Пеньяса и Финапреса. Гомеостаз, 36, 2-3, 50-66 (1995).
  23. ^ Nakagawara M, Yamakoshi K: портативный прибор для неинвазивного мониторинга параметров сердечно-сосудистой гемодинамики на основе метода компенсации объема и электрического допуска. Med & Biol Eng & Comput, 38 (1), 17-25 (2000).
  24. ^ Ямакоши К., Симадзу Х., Тогава Т.: Непрямое измерение мгновенного артериального давления в пальце человека с помощью метода разгрузки сосудов. IEEE Trans Biomed Eng, 27, 3M, 150-5 (1980).
  25. ^ Ямакоши К., Камия А. Неинвазивное измерение артериального кровяного давления и эластических свойств с использованием техники фотоэлектрической плетизмографии. Медицинский прогресс через технологию, 12, 123-43 (1987).
  26. ^ Ямакоши К.: Неограниченный физиологический мониторинг в повседневной жизни для здравоохранения., Frontiers Med. Биол. Engng., 10, 3, 239-59 (2000).
  27. ^ Tanaka S, Yamakoshi K: Амбулаторный прибор для косвенного мониторинга артериального давления между ударами в поверхностной височной артерии с использованием метода компенсации объема. Med & Biol Eng & Comput, 34, 441-7 (1996).
  28. ^ Каварада А., Симадзу Х., Ито Х., Ямакоши К.: Амбулаторный мониторинг косвенного артериального давления между ударами в пальцах человека с помощью метода компенсации объема. Med & Biol Eng & Comput, 29, 55-62 (1991).
  29. ^ Симадзу Х., Ито Х., Каварада А., Кобаяши Х., Хираива А., Ямакоши К.: Техника вибрации для косвенного измерения диастолического артериального давления в пальцах человека. Med & Biol Eng & Comput, 27, 130-6 (1989).
  30. ^ Kobler H, Cejnar M, Hunyor SN: непрерывный неинвазивный монитор артериального давления. J. Электротехника и электроника Eng Aust - IE Aust & IREE Aust, 11, 2, 102-9 (1991).
  31. ^ Gratze, G., Fortin, J., Holler, A., Grasenick, K., Pfurtscheller, G., Wach, P., Schönegger, J., et al. (1998). Программный пакет для неинвазивного мониторинга в реальном времени ударного объема, артериального давления, общего периферического сопротивления и оценки вегетативной функции. Компьютеры в биологии и медицине, 28 (2), 121–42.
  32. ^ Фортин Дж., Хайчи Дж., Боджич А., Хабенбахер В., Грюлленбергер Р., Хеллер А. и др. Валидация и проверка монитора целевой группы. Результаты клинических исследований для FDA 510 (k) №: K014063, август 2001 г.
  33. ^ а б c Фортин, Дж., Марте, В., Грюлленбергер, Р., Хакер, А., Хабенбахер, В., Хеллер, А., Вагнер, К., и др. (2006). Непрерывный неинвазивный мониторинг артериального давления с использованием концентрически взаимосвязанных контуров управления. Компьютеры в биологии и медицине, 36 (9), 941–57.
  34. ^ Имхольц, Б. П., Вилинг, В., ван Монфранс, Г. А., Весселинг, К. Х. (1998). Пятнадцатилетний опыт пальцевого контроля артериального давления: оценка технологии. Сердечно-сосудистые исследования, 38 (3), 605–16.
  35. ^ «Tensys Medical, домашняя страница». Tensysmedical.com. 2012-09-29. Получено 2012-11-15.
  36. ^ "Приложения дистанционного зондирования от ReSe". Atcor.com. Получено 2012-11-15.
  37. ^ "Hypertension Diagnostics ™ | CVProfilor | Оценка сердечных заболеваний | Тестирование сердечно-сосудистых заболеваний". Hdii.com. Получено 2012-11-15.
  38. ^ Fung, P; Dumont, G; Рис, C; Мотт, C; Ансермино, М (2014). «Непрерывное неинвазивное измерение артериального давления по времени прохождения импульса». Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc. IEEE. 1: 738–41. Дои:10.1109 / IEMBS.2004.1403264. PMID  17271783.

внешняя ссылка