автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.17, диссертация на тему:Комплексные методы исследования гемодинамических процессов в сердечно-сосудистой системе на базе окклюзионных измерений артериального давления

На правах рукописи

Чащин Александр Васильевич

КОМПЛЕКСНЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕМОДИНАМИЧЕС-КИХ ПРОЦЕССОВ В СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЕ НА БАЗЕ ОККЛЮЗИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ

Специальность: 05.11.17- Приборы, системы и изделия

медицинского назначения.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.

Санкт-Петербург -2006

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете "ЛЭТИ" им. В.И. Ульянова (Ленина)

Научный руководитель - Заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Попечителев Е.П.

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Василевский A.M. канд. технических наук, ст.н.с. Орлов В.А.

Ведущая организация - Санкт-Петербургская государственная академия физической культуры им.П.Ф. Лесгафта.

Защита диссертации состоится ' "¿Г « Л<г<<Я 2006 г. в часов на заседании диссертационного совета Д 212.238.06 Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета "ЛЭТИ"имени В.И. Ульянова (Ленина) по адресу: 197376, Санкт-Петербург, ул. Проф. Попова, д. 5.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного совета

Юлдашев З.М.

2х>о£>А 934 А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

Актуальность темы. В практической медицине широко используется контроль состояния сердечно-сосудистой системы (ССС). Для этих целей распространены измерения артериального давления (АД), в силу его особой значимости и интегрального характера. АД сопровождает жизненно важные процессы в организме. Влияние на АД оказывает активность функциональных систем кровообращения, дыхания, терморегуляции и нервной системы, скорость выброса крови из желудочков сердца и ударный объем, ритм сердца, сопротивление стенок артерий растягиванию, суммарная емкость сосудов, объём циркулирующей крови, вязкость крови, гидростатическое давление, обусловленное силой тяжести столба крови и другие факторы. Главными при этом является работа сердца, при каждой систоле и диастоле желудочков которого давление крови в артериях изменяется в широких пределах, а также состояние стенки кровеносных сосудов.

Измерения АД используют во многих обследованиях: в кардиологии, в ходе медикаментозных, или иных терапевтических процедур, в суточных мониторных обследованиях, при скрининговых профилактических осмотрах, для экспресс-анализа функционального состояния системы кровообращения, в условиях чрезвычайных ситуаций, или выполнения ответственной работы оператора. Контроль АД особенно актуален в условиях активных воздействий на организм, например, при тренировках с управляемыми нагрузками на ССС при велоэргометрических, орто-статических и других функциональных пробах.

На практике используется много методов измерения АД, различающихся способом съема биосигналов, их первичного преобразования, алгоритмами обработки информации, уровнем автоматизации исследований. Распространены окклю-зионные измерения АД в кровеносных сосудах верхней конечности. При врачебном контроле, как правило, производят одиночные измерения. Для проведения же диагностических исследований важным является контроль динамики изменений АД, отражающий направление изменения состояния организма.

Однако известные измерители АД, основанные на окклюзионных воздействиях на сосуды, ограничены по номенклатуре измеряемых показателей и производительности измерений. Периодичность измерений ограничена длительностью однократных циклов создания давления в манжете (Рм), и время измерения сопоставимо с продолжительностью нескольких циклов дыхания и нескольких десятков сердечных сокращений (30с и более), оказывающих модулирующее действие на систему регуляции АД и вариабельность его показателей. Результат же однократного измерения - лишь два-три значения показателей АД: систолическое Рс, диа-столическое Рд и среднее Рср.

Непрерывность изменений АД в широком динамическом диапазоне, его подчинение физиологическому регулирующему контролю и существенная вариабельность приводят к тому, что значительный поток информации об АД теряется и не учитывается при диагностике организма. Даже корректные результаты измерений могут приводить к ошибочным диагностическим заключениям.

Кроме того, измерения только показателей Рс и Рд и только на одном участке кровеносного русла недостаточны для изучения состояния целостной системы

сердца и кровеносных сосудов. Они не отражают состояние у|изи0:|рИВД<АЙйН!А#

БИБЛИОТЕКА С.-Петербург ОЭ 200¿акт-ffiY

ханизмов регуляции кровообращения, не создают общей картины распределения крови и динамики её перераспределения между различными отделами кровеносного русла, а также не позволяют судить о сосудистом тонусе.

Вместе с параметрами АД для исследований ССС важной является информация в комплексе с другими физиологическими показателями, отражающими активность организма:

• параметрами, характеризующими упруго-эластичные свойства стенок кровеносных сосудов;

• характеристиками распределения и перераспределения крови в различных участках сосудистой системы;

• показателями вариабельности параметров АД и ЧСС и динамики их изменения;

• оценками состояния физиологических механизмов, отвечающих за регуляцию гемодинамических процессов и АД.

Существенным недостатком всех методов окклюзионных измерений АД является их вмешательство в кровообращение. Они инициируют сосудистые реакции в ответ на окклюзионные воздействия и обусловливают серию последующих гемодинамических сдвигов в сосудистой системе организма. Вмешательство в кровообращение ограничивает венозный возврат и приток артериальной крови, что приводит к перераспределению крови между сосудами разного калибра и внутрисосуди-стого давления, выравниванию кровяного давления, депонированию крови в конечности и застою. Эти явления проявляются по-разному, в зависимости от характера окклюзионных воздействий и состояния ССС. Однако они не учитываются в современных методах окклюзионных измерений АД. В тоже время анализ возникающих процессов расширяет информационные возможности окклюзионных измерений АД, и углубляет исследования состояния ССС.

В решении обозначенных проблем эффективны комплексные окклюзионные измерения АД, производимые одновременно в различных участках сосудистого русла верхней конечности и при целенаправленных функциональных воздействиях на ССС различными функциональными пробами.

Целью диссертационной работы является разработка методов и технических средств для: исследования гемодинамических процессов в сердечнососудистой системе человека, по результатам окклюзионных измерений АД в разных участках сосудистого русла верхней конечности; контроля АД при функциональных пробах, целенаправленно изменяющих состояние ССС.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи.

- Провести анализ процедур окклюзионных измерений АД с позиций вмешательства в кровообращение в верхней конечности.

- Разработать биофизическую и электрическую модели сосудистой системы верхней конечности, позволяющие анализировать гемодинамические процессы в ней при окклюзионных измерениях АД.

- Охарактеризовать объективными показателями гемодинамические процессы, происходящие при окклюзионных измерениях АД.

- Представить процедуры окклзозионных измерений АД как функциональную пробу на сосудистую систему конечности.

- Разработать комплексные методы исследования гемодинамических процессов в конечности на основе методов оюслюзионных измерений АД.

- Проанализировать основные погрешности, сопровождающие измерения показателей АД при исследованиях гемодинамических процессов в конечности.

- Апробировать методы изучения гемодинамических процессов в сосудистой системе верхней конечности по результатам окюпозионных измерений АД.

Методы исследований. В работе использован подход, в основу которого положены взаимосвязанные теоретические и экспериментальные исследования. Теоретические исследования выполнены с учетом данных физиологии кровообращения, использованием теорий упругости, моделирования, автоматического управления, электрических цепей, измерений и методов оценки погрешностей измерений, вероятности, а также теории синтеза биотехнических систем, необходимых для решения конкретных задач, возникавших в разработке темы.

Для подтверждения основных теоретических положений работы выполнены экспериментальные исследования с использованием сопоставительного анализа результатов аускультативного, осциллометрического, ангиотензиотонографического, фотоплетизмографического методов измерений и метода разгруженной стенки сосудов. В обработке результатов применялись методы математической статистики.

Научные результаты, выносимые на защиту:

1. Анализ процедур оюслюзионных измерений АД, рассматриваемых как вмешательство в кровообращение верхней конечности, показал, что окклюзия инициирует реакции организма на внешние воздействия, обусловливая серию гемодинамических процессов. Основные виды оюслюзионных воздействий и происходящих при этом процессов составляют:

- ограничение оттока венозной крови при уровне окклюзии Рм< Рд; оно приводит к депонированию венозной крови в конечности и проявлению плетизмографического эффекта, но не влияет на приток артериальной крови в конечность;

- существенное ограничение притока артериальной крови при уровне окклюзии Рд < Рм < Ро искажающее форму артериальных волн давления в конечности;

- полное прекращение кровоснабжения и кровообращения конечности при Рм>Рс; при этом сохраняется связь её рецепторного аппарата и нейромышечных элементов с центральной нервной системой, что сохраняет действие физиологических механизмов регуляции АД и состоянием кровеносных сосудов;

- перераспределение крови между сосудами разного калибра и внутрисосудистого давления в конечности, изолированно от процессов кровообращения в организме;

- восстановление артериального притока крови и венозного оттока после завершения окклюзионной остановки кровоснабжения.

2. Биофизическая и электрическая модели кровообращения в верхней конечности, подвергаемой окюпозионным воздействиям в двух разнесенных участках сосудистого русла, составленные из аналогов артерий и вен конечности в системе кровообращения и измерителей АД. Модели позволяют качественно анализировать re-

модинамические процессы в сосудистой системе верхних конечностей при окклюзионных измерениях АД Электрическая модель, при условии адекватности и учтенных ограничениях, позволяет изучать закономерности развития исследуемых процессов в сосудах при окклюзионных измерениях.

3. Ход гемодинамических процессов, происходящих при одновременных окклюзионных измерениях АД в удалённых участках сосудистого русла верхней конечности, описывается показателями переходных процессов непрерывно меняющегося АД в пальцевых кровеносных сосудах.

4. Окклюзионные измерения АД могут планироваться как функциональная проба, предназначенная для исследования сосудистых реакций, целенаправленно спровоцированных для изучения гемодинамических процессов.

5. Разработаны комплексные методы исследования гемодинамических процессов в конечности на основе методов окклюзионных измерений АД с остановкой кровообращения в конечности и регистрацией сосудистой реакции, в виде непрерывных изменений АД в кровеносных сосудах пальцевой фаланги. Комплексные методы на основе остановки кровообращения в конечности позволяют измерять, вместе с показателями Рс, Рд и Рср в разных участках сосудистого русла одной конечности, комплекс важных показателей: венозное давление Рв; константы времени Т] - перераспределения крови между артериальным руслом и венозным бассейном, при уравновешивании АД и Р„ в конечности, и времени Т2 - восстановления кровообращения в артериальном русле после возобновления кровотока в конечности; скорость распространения пульсовой волны Урпв в функциональном диапазоне внут-риартериального давления; упругость сосудов в относительных единицах, в зависимости от АД. Достоинством комплексных методов на основе остановки кровообращения является исключение непосредственной связи сосудов конечности из общего круга кровообращения организма. При этом на результат измерений не влияют артефакты из-за дыхательных волн АД, волн третьего и более высокого порядка и двигательной активности человека.

6. Анализ погрешностей, сопровождающих измерения показателей АД методом изучения гемодинамических процессов в конечности, позволяет учитывать их влияние на результаты исследований гемодинамических процессов. Это повышает достоверность результатов комплексных методов исследований гемодинамических процессов методами окклюзионных измерений АД.

Новизна результатов работы.

1. Биофизическая и электрическая модели кровеносной сосудистой системы верхней конечности, подвергаемой окклюзионным воздействиям, позволяют представить и качественно анализировать гемодинамические процессы в процедурах исследований на основе окклюзионных измерений АД. Выделяются процессы: притока артериальной крови в конечность; перераспределения крови между артериями и венами конечности, с исключением влияния процессов в общем круге кровообращения организма и работы сердца; оттока венозной крови из конечности, депонирования венозной крови. Модели позволяют анализировать действие влияющих факторов на динамику процессов, связанных с изменениями АД и уровнем окклюзионных воздействий.

2. Окктозионные измерения можно использовать как функциональные пробы для исследования состояния ССС, по реакциям периферических сосудов и физиологических механизмов регуляции.

3. Комплексные методы изучения гемодинамических процессов на основе оислю-зионных измерений АД расширяют функциональные возможности известных устройств для измерения АД и фотоплетизмографических исследований. Контроль АД в разнесённых участках сосудистого русла одной конечности позволяет исследовать гемодинамические процессы и измерять показатели этих процессов. Неинва-зивные исследования кровеносных сосудов реализуются в функциональном диапазоне изменений АД и изолированно от процессов центральной гемодинамики.

4. Анализ погрешностей измерений окклюзионными методами позволяет выделять факторы, повышающие точность измерения показателей гемодинамики. Его можно использовать при проектировании устройств съема информации, способов обработки данных, и с учётом особенностей окюпозионных воздействий.

Практическую ценность работы представляют:

- биофизическая и электрическая модели кровеносной сосудистой системы верхней конечности, подвергаемой окклюзионным воздействиям, позволяющие анализировать ход гемодинамических процессов при окклюзионных измерениях АД, позволяющие планировать исследования, и составлять алгоритмы проведения исследований методами окклюзионных измерений АД;

- оригинальный метод комплексных исследований АД и кровеносных сосудов для изучения гемодинамических процессов, включая перераспределение крови между артериальным и венозным отделами сосудистого русла верхней конечности; при этом определяется комплекс показателей, характеризующих состояние сердечнососудистой системы: АД, Рв., УРГШ в широком диапазоне АД и константы времени процесса перераспределения крови в сосудист ой системе конечности и восстановления кровообращения в конечности после окклюзии;

- метод изучения гемодинамических процессов в верхней конечности с исключением влияния на них общего кровообращения в организме, но с сохранением связи ее рецепторного аппарата и центральной нервной системы;

- измерение важных для диагностики состояния кровеносных сосудов показателей: ^рпв> Рв- и показателей процесса перераспределения крови между артериальными и венозными сосудами;

- способ сопоставления измерителей АД путём имитации различных функциональных состояний организма и искусственными приёмами сопоставительных исследований, осуществляемых при простых измерениях,

- разработка биотехнической системы для исследований динамики изменений АД и тренировок сердечно-сосудистой системы в условиях двигательной активности пациента, в которой применяются средства, повышающие помехоустойчивость от артефактов и алгоритм, повышающий производительность измерений;

- способ повышения достоверности измерений в присутствии артефактов двигательной активности, из которых выделяются полезные сигналы

Материалы диссертационной работы использованы в завершенных НИР, имеют внедрения в практику и используются в новых разработках.

Внедрение результатов работы

Результаты диссертационной работы использованы в СКТБ "Биофизприбор" (С.-Петербург), ВНИИ Педиатрии АМН СССР (Москва), ИМБП МЗ СССР (Москва), ООО "ИНТОКС" (С.-Петербург), МИПОО (Москва), СПбГМУ им. акад. И.П.Павлова, Детской клинической больнице (С.-Петербург), НПП "НЕО" (С.Петербург).

В Институте Медико-биологических проблем (Москва) внедрен окюпозион-ный плетизмограф с системой контролируемого пережатия, использующей следящий способ управления нормированием давления при окклюзионных пробах на кровеносные сосуды конечностей. Режим слежения повысил воспроизводимость результатов измерений и качество плетизмографических исследований.

"Фотоплетизмоманометр" (СКТБ "Биофизприбор"), предназначенный для непрерывных регистраций динамики изменения АД в кровеносных сосудах пальца методом Я.Пеньяза, использован для исследования гемодинамических процессов перераспределения крови в сосудистой системе верхней конечности. Им определяется комплекс показателей процессов: Рв., Урщз и константы времени перераспределения крови в сосудистой системе верхней конечности. Методика расширила диагностические возможности в педиатрической практике при контроле функционального состояния сосудистой системы новорожденных (ВНИИ Педиатрии).

В ООО "Интокс" производятся комплексы аппаратуры для спироартерио-кардиометрических исследований "САКР". Комплексы обеспечивают непрерывное измерение АД для исследований гемодинамических процессов в верхней конечности и физиологических механизмов регуляции в ССС. Показатели переходных процессов изменения АД и спектральной плотности мощности вариабельности АД, программно вычисляемые по регистрациям непрерывного АД, используются при дифференциации заболеваний и анализа состояния ССС в различных медицинских организациях: в МИПОО (Москва) реализуется программа контроля состояния здоровья школьников г Москвы; в СПбГМУ им. акад. И.П.Павлова (С.-Петербург) разрабатываются методы диагностики бронхо-лёгочных заболеваний; автоматизация исследований и проведение функциональных проб с окюпозинными измерениями - в Детской клинической больнице (С.-Петербург).

В автоматическом тренажерно-диагностическом комплексе аппаратуры с биологической обратной связью КАМУК (СКТБ "Биофизприбор") для тренировки сердечно-сосудистой системы использованы алгоритм измерительного процесса и схемные решения, обеспечивающие измерения АД в условиях двигательной активности пациента. В канале измерения АД реализован новый в отечественной практике метод квазинепрерывного измерения АД; система автоматического управления тренировками с нагрузкой на сосудистую систему, адаптирующаяся к состоянию организма. Это повысило эффективность тренировочных процессов при вело-эргометрии и позволяет измерять показатели АД в условиях его повышенной динамики. Использование артефакгной режекции со средствами частотной фильтрации и двойного временного стробирования тонов Короткова повысило достоверность измерений в присутствии артефактов. Монитор артериального давления МК.АД-01, производимый в НПП "НЕО" позволяет надежно измерять АД в присутствии артефактов двигательной активности во время велоэргометрии.

Апробация работы. Основные положения, результаты и выводы диссертационной работы докладывались на- Областной н.-техн конф. (Ростов-на-Дону, 1986г); II и III Всес. н.-техн. конференциях Проблемы создания техн. средств для диагностики и лечения заболеваний серд.-сосудистой системы (Львов, 1987г и 1990г); Всес. н.-техн. конф. Электроника и спорт-9 (Таллин, 1988г.); IX Всес. конф. Измерения в медицине и их метрологическое обеспечение (Москва, 1989г); Всес. конф. Человеко-машинные системы и комплексы (Таганрог, 1989г); IXX Отраслевой н.-техн. конф. молодых ученых и специалистов (Москва, 1989г.); П Всес. междисциплинарной научно-техн. школе-семинаре Непериодические быстропроте-кающие явления в окружающей среде (Томск, 1990г.); Межд. конф. Механизмы функционирования висцеральных систем (С.-Петербург, 1999г); III научно-практ. конф. Аппаратура и методы медицинского контроля и функциональной диагностики состояния человека в экстремальных условиях (С.-Петербург, 2005г.); 60-й научно-техн. конф. СПбНТОРЭС, (С.-Петербург, 2005г.), V Межд. симпозиуме Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия. Кардиостим, С.Петербург, 9-11 февраля 2006 г.; XII Межд. симпозиуме Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред, 20-22 февраля 2006г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 37 научных работ, в том числе 7 статей, 5 авторских свидетельств на изобретения СССР и РФ и 25 работ в материалах научных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка используемой литературы, включающего 129 наименований, и одного приложения. Основная часть работы изложена на 126 страницах машинописного текста. Работа содержит 42 рисунка и 4 таблицы

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, даётся характеристика работы, приводится краткое содержание.

В первой главе приведены сведения об АД, как интегральном показателе состояния ССС. Дан обзор современных окклюзионных и безокклюзионных методов и приборов для измерения АД, комплексных методов исследований состояния ССС. Особо выделен основной недостаток всех окклюзионных методов измерения АД: окклюзионное вмешательство вносит искажение в кровообращение верхней конечности и инициирует серию взаимосвязанных гемодинамических процессов в сосудистой системе конечности и организма. Это не учитывается при интерпретации и может приводить к методическим ошибкам. Однако гемодинамические процессы как сосудистая реакция представляет интерес для исследований состояния кровеносных сосудов и механизмов их регулирующего контроля. Поэтому измерения АД могут быть представлены функциональной пробой на сосудистую систему конечности, направленной на исследования состояния сосудов. В главе определена перспектива совершенствования приборов, предназначенных для измерения АД и выполненных на основе комплексных методов исследования путём комплексиро-вания известных окклюзионных методов измерений. Обзорный анализ позволил сформулировать основные задачи диссертационных исследований.

Во второй главе разработаны биофизическая и электрическая модели сосудистой системы верхней конечности и кровообращения в ней при окклюзионных

измерениях АД. Модели предназначены для анализа гемодинамических процессов и изменений АД, инициируемых вмешательством в гемодинамику. Также представлено построение управляющих систем для исследований АД, использующих биологическую обратную связь.

Биофизическая модель составлена из пространственно разнесённых участков 1 и 3 сосудистой системы конечности и участка 2 между ними (рис.1). На участках 1 и 3 кровеносные сосуды пережимаются манжетами М1 и М2. Давление в них задается измерителями АД (измеритель ИАД1 реализует метод Короткова, измеритель ИАДг -метод Пенья-за). Участок 2 окклюзии не подвергается и составляет основную часть объёма артерий Va и вен VB предплечья. Кровь перераспределяется между объёмами VA и VB и депонируется в венах.

Давление в плечевой манжете М1 определяет периферические сопротивления RAt и RBi артерий и вен на участке 1 окклюзии. RA] и Rßi создают сопротивления артериальному и венозному кровотоку Qa и Qb- М2 пережимает сосуды пальцевой фаланги той же руки. В качестве сигналов обратной связи в НАД, используются тоны Короткова, снимаемые датчиком ПС на дистальном крае плечевой манжеты. В ИАД2 используется фотоплетизмографический сигнал ФПГ, снимаемый с окюпозируемо-го участка второй фаланги пальца. Сигнал ФПГ отражает кровенаполнение сосудов пальца. Измеряемыми показателями являются показатели АД (Рс и Рд) в плечевой артерии и непрерывный сигнал Pa(t) в пальцевых артериях.

Окклюзия влияет на характер течения крови в сосудах, ограничивает артериальный приток QA(t) и венозный отток QB(t) и отражается на его параметрах. Входные физиологические параметры модели: PA(t) и объемная скорость артериального кровотока QaO), поступающего из аорты. Выходные физиологические параметры: венозное давление PB(t) и возвращаемый из конечности в полую вену венозный кровоток QB(t). Уровни окклюзионных воздействий Pmi(0 и РмгО) задаются измерителями ИАД1 и ИАДг- Они непосредственно задают условия кровообращения в конечности, представляются внешним воздействием на сосуды и вызывают ответную реакцию сосудов.

Биофизическая модель позволяет качественно анализировать явления, объясняя сосудистые реакции и процессы в конечности при окклюзионных измерениях

АД, включая приток и отток крови, процесс перераспределения крови между различными по уровню давления и функции кровеносными сосудами.

Количественные оценки даёт электрический аналог биофизической модели. Электрическая модель составлена из композиции двух взаимосвязанных контуров (рис.2), моделирующих изменения кровяного давления и кровенаполнения сосудов различных участков верхней конечности: кровеносных сосудов плеча и предплечья (контур I) и сосудов пальца той же руки (контур II). В контуры I и II включены электрически замкнутые контуры 1-1,1-2 и 1-3, а также II-1, II-2 и II-3, представляющие модели отдельных участков артерий и вен конечности.

Другая особенность схемы - использование нелинейных сопротивлений Rami. R-вмь Rave и R,m2> моделирующих периферические сопротивления кровотоку в артериях и венах под соответствующей манжетой. Rami и Rbmi - модели периферических сопротивлений кровотоку в плечевых артерие и вене. Они регулируются управляющим сигналом - аналогом давления, действующего на стенки кровеносных сосудов плечевой манжетой Ml. R^ и R^ - аналоги периферических сопротивлений кровотоку в пальцевых артериях и венах Они связаны с действием на стенки кровеносных сосудов манжетой М2.

Емкости С„ и С„ моделируют кровенаполнение, а сопротивления R, и R, эквиваленты сопротивлений кровотоку, обусловленные вязким трением в пальцевых сосудах. Сопротивления Rab и R^ - аналоги периферических сопротивлений переходных участков между артериями и венами: от нижнего края плечевой манжеты до верхнего края пальцевой манжеты; от нижнего края пальцевой манжеты до ногтевого ложа.

Кровоток через венозные клапаны однонаправлен; они вытесняет кровь к сердцу. Это моделируется полупроводниковыми диодами VD1 и VD2, проводящими ток в одном направлении. Диоды моделируют действие клапанов, препятствующих обратному кровотоку, из венозного бассейна в артериальное русло.

Анализ напряжений и токов в контурах схемы при изменениях внешних напряжений Ui(t) и U2(t) позволяет исследовать на модели гемодинамические процессы, происходящие при различных измерительных процедурах, связанных с окклюзией ¡фовеносных сосудов манжетами Ml и М2.

Сигнал U(t) представляет аналог пульсовых изменений АД во времени -PA(t). U(t) преобразуется в разных точках схемы в соответствии с ее структурой и внешними воздействиями. Преобразования отражают изменения внутрисосудисто-го давления и кровенаполнение в сосудах конечности. Они связаны с прохождени-

ем крови по сосудам и с внешними воздействиями на них и моделируются сигналами и 1(1) и ШО). Рост напряжений 111(1) и 112(1) приводит первоначально к повышению сопротивлений ЯвМ1 и И^ш. а в пределе - исключает цепи Г^ш и (Яв+ЯвмО, разряжающие конденсаторы Са и С,. Этим моделируется остановка венозного оттока (превышение давления в соответствующей манжете уровня Рв). Цепи «—ЛП01—>Кав—»Св—►» и «—>\Т)2-+К<и>—>СВ—►» - амплитудные детекторы. В них происходит накопление заряда на конденсаторах Са и С„. Изменения напряжений на конденсаторах моделируют плетизмографический эффект - заполнение вен притекающей кровью, из-за прекращения венозного оттока.

Повышение напряжения до значения, при котором Яамг эквивалентно разрыву электрической цепи, соответствует ситуации полного пережатия пальцевых артерий и прекращению кровообращения в них.

Анализ процессов в схеме можно проводить, решая уравнения Кирхгофа для контуров 1-1, 1-2, 1-3, П-1, П-2, П-3. Выбранные для анализа параметры - иСА(1), иСв(1), иСа(1) и иСв0) - моделируют давление крови Р,^) в соответствующем участке сосудистой системы верхней конечности. В общем виде напряжения находятся из системы уравнений (2):

Щ)= 1^,(1)+ 4^(1)+иСА0)

иСА(0 = иУВ1(0+ икАв(1>+- иСв(1)

Uc.it) = и,ш(1)+иВм,(1) (2)

иСА(1) = иКш2(1>+ иКа(1)+ иСа(1)

Uc.it) = иус2(1)+ и^Н иСв(1)

иСв(1)=иК1и2(1)+иСв(1)

Упрощения, исключающие из рассмотрения элементы Явмь К*мг и Ядм! приводят к схеме рис.3, соответствующей полной окклюзии сосудов и началу перераспределения крови после остановки кровообращения в конечности.

В схеме рис. 3 сохраняются три электрически замкнутых контура с токами 1], ¡2 и 13. Токи представляют модели взаимодействия участков артериального и венозного отделов кровеносных сосудов в конечности. При этом моделируется ситуация, исключающая связь кровеносных сосудов верхней конечности и общего контура кровообращения организма. Отсутствие внешних источников напряжения в схеме

соответствует состоянию периода переходного процесса перераспределения зарядов на конденсаторах СА, Св, Са и С. Перераспределение происходит самостоятельно, без действия внешних источников. Начальные условия переходного процесса сосставляют напряжения на конденсаторах, соответствующие накопленному на них заряду к ~ ~ - моменту отключения источника

РИС'3 Щ): иСА(0), исв(0), ис.(0) и ис.(0).

Напряжение иСА(0) — источник зарядного тока конденсаторов Св, Са и С8. Заряд

конденсаторов происходит по закону экспоненциальной зависимости вида ис = ис(0)ехр(-^Г,), где I - текущее время, 11с(0) - напряжение на соответствующем конденсаторе в начале рассматриваемого процесса, Т, - постоянные времени, определяющие динамику переходных процессов:

Тв= К-авСВ (3),

Т,= + (4),

Т,=(Яам2 + 11,+1^)0, (5).

Переходные процессы на конденсаторах и их константы времени являются аналогами переходных процессов кровенаполнения вен и артерий предплечья и пальцев.

По мере разряда конденсатора СА> за счет заряда конденсаторов Св, С„ и Св> уменьшается исА.

Схема рис.3 анализировалась с ------морЕу ок

использованием средств компьютерной программы Мкго-Сар-7.0, предназначенной для моделирования работы электрических схем. На рис.4 представлены переходные процессы изменения напряжений на конденсаторах СА иС„.

Таким образом, можно моделировать гемодинамические процессы и анализировать состояние сосудистой системы.

В третьей главе представлены методы комплексных исследований ге-модинамических процессов в конечности при окклюзионных измерениях АД в плечевой области и одновременно фотоплетизмографических измерениях АД по Пеньязу. Перспектива комбинированных измерений в различных участках кровеносного русла одной конечности методами окклюзии базируется на результатах анализа модельных представлений гемодинамических процессов, проявляемых при измерениях АД. Она подтверждена установочными экспериментами на разработанном комплексе Фотоплетизмотономаномет-

ра (ФПТМ) (рис.5). Апробирован тест состояния сосудов конечности как окклюзи-онная функциональная проба Комплексом регистрируются исследуемые гемодинамические процессы (рис.6) воспросизводимые при окклюзионных измерениях АД (Условные обозначения рис.5: 1- плечевая манжета; 2- датчик тонов Коротко-ва; 3,7 - электроманометры; 4- блок создания давления; 5- блок обработки и отображения; 6- блок управления; 8- блок регулирования; 9- пальцевая манжета; 10

' тгго

Рис 4

Рис.5

светодиод; 11- фотодиод; 12 -пневморегулятор; рис.6: а - давление в пальцевой

манжете (РМШ1); б — фо-III топлетизмограмма сосу-

дов пальца; в - давление в плечевой манжете; I, II, III — периоды измерительного процесса).

Кроме этого, апробированы разные алгоритмы, совмещающие методы фотоплетизмографии с окюпозионны-ми измерениями. Они позволяют измерять ком-

Рис 6

плекс показателей гемодинамических процессов, расширяющих функциональные возможности медицинских исследований.

Таким образом, метод изучения гемодинамических процессов и состояния кровеносных сосудов по ре-iir зультатам окклюзионных измерений АД позволяет планировать ход исследуемых гемодинамических процессов и определять комплекс их показателей: Рс и Рср. в разнесённых участках сосудистого русла одной конечности, Р„, УРПв в функциональном диапазоне изменения внутриар-териального давления, константы времени перераспределения крови между артериальным и венозным отделами сосудистого русла. На рис.7-9 представлены результаты, полученные в установочных экспериментах. По фотоплетизмо-, грамме пальца (рис.7) вместе с показателями АД, определяется венозное давление Р„ в пальце. На рис.8 представлен процесс восстановления кровообращения в конечности, после окклюзионных воздействий На

рис.9 - результат определения УРПв в широком интервале давлений (от Рв. до Рс). Полученные результаты и выводы совпадают с результатами модельного анализа.

В главе также приведено техническое ^зщярг описание устройств, . 1 Т,. Ж реализующих комплексный метод исследований, включая устройства съема информации, создания давления в оккпюзионных пальцевой и плечевой

манжетах и управления ходом измерительных процессов.

В четвертой главе приведены схемы построения устройств для неинвазив-ных измерений АД в оснащении тренажерного и диагностического велоэргометри-ческих (ВЭМ) комплексов, предназначенных для проведения управляемых воздействий на сосудистую систему и АД в условиях выраженной динамики, и с использованием сигналов биологической обратной связи. Приведены технические решения, сочетающие амплитудно-частотную дискриминацию, двойное временное стробирование, зависимое от появления Я-зубцов ЭКГ и логический анализ последовательностей серий тонов Короткова. Принятые решения повысили достоверность выделения тонов Короткова и точность измерения показателей АД (Рд и Рс) в условиях проявления артефактов двигательной активности пациента. Комплекс обеспечивает слежение за показателями АД на двух руках в режиме адаптивного изменения давления в манжете в каждом кардиоцикле.

На рис.10 приведена блок-схема комплекса (КАМУК) аппаратуры для медицинского управления и контроля состояния ССС при велоэргометрических исследованиях (сокращения на рис.10: КПАУТ - комбинированные и автоматически управляемые тренажеры; ВЭМ - велоэргометр, с автоматическим управлением мощностью нагрузки на ССС оператора; РАУТ- блок ручного и автоматического управления тренажерами; РС

нагрузка

КПАУТ (ВЭМ)

чсс

АД

1_1

ПБС РАУТ СРО

Рис.10

- персональный компьютер; УСИ - устройства съёма информации). В главе также представлено описание монитора МК.АД-01, предназначенного для измерений АД при ВЭМ-пробах в условиях двигательной активности, алгоритм управления которого обеспечивает адаптивный режим измерений.

В пятой главе анализируются источники составляющих погрешностей (методических и инструментальных), сопровождающих окклюзионные измерительные процедуры при исследованиях гемодинамических процессов в сосудистой системе верхней конечности; рассмотрено влияние артефактов двигательной активности

пациента на результаты измерения АД и определяются методические аспекты проведения велоэргометрических функциональных проб, направленных на изменение состояния организма и их влияние на результаты измерений. В главе даётся описание артериокардиоспектрометрических исследований состояния ССС, основанное на схеме модели регуляции кровяного давления в организме с двумя ветвями (симпатического и парасимпатического) регулирующего баланса нервной системы. Приводятся результаты экспериментальных сравнений окктозионных методов измерений с имитацией сбоев в работе сердца, остановкой кровообращения и резких изменениях АД во время измерений. Приведены также результаты клинических испытаний в ортостатических функциональных пробах при исследовании генеза синкопальных состояний, ВЭМ исследованиях, и исследованиях бронхо-лёгочных заболеваний.

Анализ случайной погрешности измерения АД в условиях проявления артефактов двигательной активности пациента и использование двойного временного стробирования сигналов ТК с привязкой к (ЗЯБ-комплексу ЭКГ и информацией о соседних интервалах стробирования показал следующее. Параметры интервалов стробирования определяют доверительный интервал вероятности случайной погрешности измерения АД: Удов =1 - (УТ^р. / ДТ)где Т„р. - продолжительность интервала стробирования, У - вероятность появления за определенное время ДТ артефакта, имеющего признаки ТК, АРДМ - изменение давления Рм, производимое системой создания давления в манжете в каждом кардиоцшсле в процессе измерения; п - число последовательных кардиоциклов, непосредственно предшествующих появлению первого истинного ТК в серии. При этом использование устройств временного стробирования позволяет при одинаковой погрешности (ДУ= п АР„,) измерения АД повысить доверительную вероятность в соответствии с уменьшением продолжительности стробирующих интервалов Т^р.

Представлен алгоритм измерительного процесса, используемого в компьютеризированном комплексе САКР-01. По нему производится исследование спектральных характеристик вариабельности показателей АД. Приведены результаты клинической апробации комплекса САКР-01, применительно к практике исследований состояния ССС при бронхо-легочных заболеваниях и ортостатических пробах. В разделе также представлены экспериментальные результаты сопоставления устройств для окюпозионных измерений АД, применительно к разным имитирующим экстремальным ситуациям нахождения биообъекта, выполненных как функциональные пробы.

Основные итоги диссертационной работы в выводы

1. Проведён анализ методов окюпозионных измерений АД с позиций вмешательства в кровообращение верхней конечности. Установлено, что окклюзия при измерениях инициирует цепь взаимосвязанных гемодинамических процессов в сосудистой системе верхней конечности, являющихся сосудистой реакцией организма на вмешательство в кровообращение.

2. Разработаны биофизическая и электрическая модели кровообращения в верхней конечности при окюпозионных измерениях АД, проводимых одновременно в разнесённых участках сосудистого русла. Они позволяют качественно анализировать и определять закономерности протекания гемодинамических процессов в сосудах конечности при окклюзионных измерениях АД

3. Представлены показатели переходных гемодинамических процессов при окклю-зионных измерениях АД. Их можно использовать для представления результатов функциональных проб с остановкой кровообращения в конечности для анализа состояния ее сосудов.

4. Разработаны методы комплексных исследований гемодинамических процессов на основе методов окюпозионных и ФПГ измерений АД. Они позволяют, вместе с показателями Рс, Рл и Рср в разных участках сосудистого русла одной конечности, измерять комплекс характеризующих гемодинамические процессы показателей: венозное давление Рв; характеристические константы времени Ti - перераспределения крови между артериальным руслом и венозным бассейном, при уравновешивании АД и ВД в конечности, при прекращении кровоснабжения, времени Т2 - восстановления кровообращения в артериальном русле; скорость распространения пульсовой волны VpnB в функциональном диапазоне изменений АД; зависимую от АД упругость сосудов в относительных единицах.

5. Результаты установочных экспериментов подтвердили результаты модельного анализа гемодинамических процессов в оюслюзионных измерениях АД.

6. Экспериментальные исследования подтвердили теоретические выводы о возможности использования оюслюзионных методов измерения в качестве функциональных проб на ССС, с исключением верхней конечности из общего контура кровообращения.

Основные публикации по теме диссертации

1. Ахутин, В.М. Фотоплетизмотономанометр для исследований сосудистой системы и измерения показателей гемодинамики / В.М.Ахутин, С.С.Рвачев, А.В.Чащин, В.М.Щербаков // Медицинская техника. - 1991. № 1. - С.7 -10.

2. Попечителей, Е.П. Методические аспекты мониторирования артериального давления (АД) в процессах управления состоянием сердечно-сосудистой системы при велоэргометрических исследованиях (ВЭМИ) / Е.П.Попечителев, А.В.Чащин // Известия СПбГЭТУ. Биотехнические системы в медицине и экологии. - 2006. - Вып.1. - С. 5-14.

3. Попечителев, Е.П. Исследование процессов периферического кровообращения верхней конечности / Е.П.Попечителев, А.В.Чащин // Вестник новых медицинских технологий. Тула. - Вып.1. - 2006г. - С. 20-24.

4. Попечителев, Е.П. Анализ процессов кровообращения в сосудистой системе верхних конечностей / Е.П.Попечителёв, А.В.Чащин // Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред: Материалы XII Межд. симпозиума, г.Москва, 20-22 февр. 2006г. - Москва, 2006. - С. 5-7.

5. Попечителев, Е.П. Моделирование гемодинамических процессов в верхней конечности при измерениях артериального давления окклюзионными методами / Е.П.Попечителев, А.В.Чащин // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. Воронеж. -№1. - 2006. - С. 16-22.

6. A.c. 1828740 Российская Федерация: МПК7А 61 В5/02. Устройство для измерения показателей гемодинамики / Рвачев С.С., Сердюков A.C., Чащин A.B., Щербаков В.М. - №4672835; заявл. 3.04.89; опубл.23.07.93, Бюл.№ 27 - 18 с.

7. Чащин, A.B. Использование биологической обратной связи в современных методах управления и контроля артериального давления / A.B. Чащин // Известия СПбГЭТУ. Биотехнические системы в медицине и экологии.- 2005. - Вып. 1. -С. 82-84

8. Чащин, A.B. Способ исследования сердечно-сосудистой системы приемами окклюзионных воздействий на сосуды верхней конечности. / A.B. Чащин // Материалы 60-й н.-техн. конф. СПбНТОРЭС. С.-Петербург. - 2005. - С.222-224.

9. Чащин, A.B. Оценка гемодинамических процессов перераспределения крови в сосудистой системе верхней конечности методами измерения артериального давления / A.B. Чащин // Известия СПбГЭТУ. Биотехнические системы в медицине и экологии. - 2005. - Вып. 2: - С.110-116.

10. Чащин, A.B. Комплексное решение вопросов исследования состояния гемодинамики измерителями АД / A.B. Чащин // Материалы III научно-практич. конференции Аппаратура и методы медицинского контроля и функциональной диагностики состояния человека в экстремальных условиях. С.-Петербург. -2005. - С. 88-90.

11. Чащин, A.B. Исследование периферических артерий верхней конечности методом фотоплетизмографии / A.B. Чащин II Материалы III научно-практич. конференции Аппаратура и методы мед. контроля и функциональной диагностики состояния человека в экстремальных условиях. С.-Петербург. - 2005. - С. 85-87.

12. A.c. 1674799 СССР: МПК7А 61 В5/022. Устройство для измерения артериального давления / Чащин A.B. - №4689112; заявл. 3.05.89; опубл. 07.09.91, Бюл.№ 33. - 8 с.

13. A.c. 1657143 Российская Федерация: МПК7А 61 В5/0205. Устройство для определения физиологических показателей человека / Чащин A.B. -№4633174; заявл. 22.02.91; опубл. 23.06.91, Бюл.№ 23. - 8 с.

14. A.c. 1531983 СССР: МПК7А 61 В5/02. Устройство для проверки измерителей АД /Чащин A.B. - №4256458; заявл. 1.09.89; опубл. 30.12.93, Бюл.№ 48. - 6 с.

15. A.c. 1533650 СССР: МПК7А 61 В5/02. Измеритель АД / Чащин A.B. -№4191349; заявл. 09.02.87; опубл. 07.01.90, Бюл.№ 1. - 10 с.

16. Чащин, A.B. Регистрация упругой характеристики кровеносных сосудов в широком диапазоне давлений / А.В.Чащин, В.М. Щербаков // Материалы III Всесоюзной конференции Проблемы создания технических средств для диагностики и лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы. Львов. - 1990. -С.104-105.

17. Чащин, A.B.. Фотоплетизмографический способ определения скорости распространения пульсовой волны / А.В.Чащин, В.М. Щербаков // Материалы III Всесоюзной конференции Проблемы создания технических средств для диагностики и лечения заболеваний сердечно-сосудистой системы. Львов. - 1990. -С.21-22.

18. Чащин, A.B. Сопоставление современных методов измерения артериального давления / А.В.Чащин, В.М. Щербаков // Материалы IX Всесоюзной конференции Измерения в медицине и их метрологическое обеспечение. М. - 1989. - С.34.

Подписано в печать 18.04.06. Формат 60*84 1/16. Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ 23.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательства СПбГЭТУ "ЛЭТИ"

Издательство СПбГЭТУ "ЛЭТИ" 197376, С.-Петербург, ул. Проф. Попова, 5

Сокращения и условные обозначения.

ВВЕДЕНИЕ.

• Глава 1. НЕИНВАЗИВНЫЕ МЕТОДЫ ОККЛЮЗИОННЫХ

ИЗМЕРЕНИЙ ДАВЛЕНИЯ КРОВИ.

1.1. Давление крови как интегральный показатель гемодинамических процессов и состояния сердечно-сосудистой системы организма.

1.2 Методы окклюзионных измерений артериального давления. щ 1.3. Безокклюзионные неинвазивные методы измерений АД.

1.4. Комплексные методы окклюзионных исследований состояния кровеносных сосудов и гемодинамических явлений в конечности. ф 1.5. Автоматизация процессов измерения давления крови.

1.6. Окклюзионные измерения АД как функциональные пробы на сосудистую систему конечности.

Задачи исследования.

Глава 2. МОДЕЛИ СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ВЕРХНЕЙ КОНЕЧНОСТИ ПРИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ОККЛЮЗИОННЫХ ПРОБАХ

ИЗМЕРЕНИЙ АД И МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ И КОНТРОЛЯ АД.

2.1. Биофизическая модель сосудистой системы верхней конечности при функциональных пробах окклюзионными измерениями АД.

Ф 2.2. Электрическая модель сосудистой системы верхней конечности.

2.3. Комплексный метод исследования и показатели гемодинамических процессов в сосудистой системе верхней конечности при окклюзионных измерениях АД.

2.4. Биологическая обратная связь в методах контроля и управления

Выводы.

Глава 3. КОНТРОЛЬ ГЕМОДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ПО РЕ

ЗУЛЬТАТАМ ОККЛЮЗИОННЫХ ИЗМЕРЕНИЙ АД.

3.1. Комплексирование методов измерения АД.

3.2. Фотоплетизмоманометрический метод исследования АД и ф кровенаполнения периферических сосудов.

3.3. Метод исследования упругости стенки кровеносных сосудов.

3.4 Метод неинвазивных исследований артериальных сосудов.

3.5 Фотоплетизмографический способ определения скорости распространения пульсовой волны.

3.6 Метод исследования гемодинамических процессов по функциональной пробе ограничения артериального притока в верхнюю конечность.

• 3.7 Способ исследования физиологических механизмов регуляторного контроля гемодинамических процессов по показателям АД.

Выводы.

Глава 4. КОНТРОЛЬ АД И УПРАВЛЕНИЕ СОСТОЯНИЕМ СЕРДЕЧНОСОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ ПРИ ВЕЛОЭРГОМЕТРИЧЕСКИХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОБАХ.

4.1 Автоматический тренажерно-диагностический комплекс аппаратуры медицинского управления и контроля (АТД КАМУК).

4.2. Устройство для квазинепрерывных измерений АД в оснащении

• АТД КАМУ К.

4.3. Методика двойного временного стробирования тонов Коротко-ва.

4.4. Монитор АД аппаратно-программного комплекса "Валента" для велоэргометрических диагностических исследований. щ Выводы.

Глава 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ • УПРАВЛЕНИЯ И РЕГУЛЯЦИИ АД. МЕТОДИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ.

5.1. Погрешности измерения АД методами окклюзионных исследований.

5.2. Влияние помехозащищенности измерительных каналов при велоэргометрии на точность измерения АД.

5.3. Погрешности измерения АД методом ненагруженной стенки сосудов (методом Я.Пеньяза).

5.4. Методические аспекты исследования АД в процессах управления состоянием сердечно-сосудистой системы при велоэргометрии.

5.5. Приемы экспериментального сравнения неинвазивных методов измерения АД.

5.6. Исследование реакций АД в управляемых ортостатических пробах при диагностике синкопе.

5.7. Результаты исследований артериокардиоритмической вариабельности показателей АД при бронхо-лёгочных заболеаваниях.

Выводы.

Актуальность темы. В практической медицине широко используется контроль состояния сердечно-сосудистой системы (ССС). Для этих целей распространены измерения артериального давления (АД), в силу его особой значимости и интегрального характера. АД сопровождает жизненно важные процессы в организме. Влияние на АД оказывает активность функциональных систем кровообращения, дыхания, терморегуляции и нервной системы, скорость выброса крови из желудочков сердца и ударный объем, ритм сердца, сопротивление стенок артерий растягиванию, суммарная емкость сосудов, объём циркулирующей крови, вязкость крови, гидростатическое давление, обусловленное силой тяжести столба крови и другие факторы. Главными при этом является работа сердца, при каждой систоле и диастоле желудочков которого давление крови в артериях изменяется в широких пределах, а также состояние стенки кровеносных сосудов.

Измерения АД используют во многих обследованиях: в кардиологии, в ходе медикаментозных, или иных терапевтических процедур, в суточных мони-торных обследованиях, при скрининговых профилактических осмотрах, для экспресс-анализа функционального состояния системы кровообращения, в условиях чрезвычайных ситуаций, или выполнения ответственной работы оператора. Контроль АД особенно актуален в условиях активных воздействий на организм, например, при тренировках с управляемыми нагрузками на ССС при велоэргометрических, ортостатических и других функциональных пробах.

На практике используется много методов измерения АД, различающихся способом съема биосигналов, их первичного преобразования, алгоритмами обработки информации, уровнем автоматизации исследований. Распространены окклюзионные измерения АД в кровеносных сосудах верхней конечности. При врачебном контроле, как правило, производят одиночные измерения. Для проведения же диагностических исследований важным является контроль динамики изменений АД, отражающий направление изменения состояния организма.

Однако известные измерители АД, основанные на окклюзионных воздействиях на сосуды, ограничены по номенклатуре измеряемых показателей и производительности измерений. Периодичность измерений ограничена длительностью однократных циклов создания давления в манжете (Рм)> и время измерения сопоставимо с продолжительностью нескольких циклов дыхания и нескольких десятков сердечных сокращений (30с и более), оказывающих модулирующее действие на систему регуляции АД и вариабельность его показателей. Результат же однократного измерения - лишь два-три значения показателей АД: систолическое Рс, диастолическое Рд и среднее Рср.

Непрерывность изменений АД в широком динамическом диапазоне, его подчинение физиологическому регулирующему контролю и существенная вариабельность приводят к тому, что значительный поток информации об АД теряется и не учитывается при диагностике организма. Даже корректные результаты измерений могут приводить к ошибочным диагностическим заключениям.

Кроме того, измерения только показателей Рс и Рд и только на одном участке кровеносного русла недостаточны для изучения состояния целостной системы сердца и кровеносных сосудов. Они не отражают состояние физиологических механизмов регуляции кровообращения, не создают общей картины распределения крови и динамики её перераспределения между различными отделами кровеносного русла, а также не позволяют судить о сосудистом тонусе.

Вместе с параметрами АД для исследований ССС важной является информация в комплексе с другими физиологическими показателями, отражающими активность организма:

• параметрами, характеризующими упруго-эластичные свойства стенок кровеносных сосудов;

• характеристиками распределения и перераспределения крови в различных участках сосудистой системы;

• показателями вариабельности параметров АД и ЧСС и динамики их изменения;

• оценками состояния физиологических механизмов, отвечающих за регуляцию гемодинамических процессов и АД.

Существенным недостатком всех методов окклюзионных измерений АД является их вмешательство в кровообращение. Они инициируют сосудистые реакции в ответ на окклюзионные воздействия и обусловливают серию последующих гемодинамических сдвигов в сосудистой системе организма. Вмешательство в кровообращение ограничивает венозный возврат и приток артериальной крови, что приводит к перераспределению крови между сосудами разного калибра и внутрисосудистого давления, выравниванию кровяного давления, депонированию крови в конечности и застою. Эти явления проявляются по-разному, в зависимости от характера окклюзионных воздействий и состояния ССС. Однако они не учитываются в современных методах окклюзионных измерений АД. В тоже время анализ возникающих процессов расширяет информационные возможности окклюзионных измерений АД, и углубляет исследования состояния ССС.

В решении обозначенных проблем эффективны комплексные окклюзионные измерения АД, производимые одновременно в различных участках сосудистого русла верхней конечности и при целенаправленных функциональных воздействиях на ССС различными функциональными пробами.

Целью диссертационной работы является разработка методов и технических средств для: исследования гемодинамических процессов в сердечнососудистой системе человека, по результатам окклюзионных измерений АД в разных участках сосудистого русла верхней конечности; контроля АД при функциональных пробах, целенаправленно изменяющих состояние ССС.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи.

- Провести анализ процедур окклюзионных измерений АД с позиций вмешательства в кровообращение в верхней конечности.

- Разработать биофизическую и электрическую модели сосудистой системы верхней конечности, позволяющие анализировать гемодинамические процессы в ней при окклюзионных измерениях АД.

- Охарактеризовать объективными показателями гемодинамические процессы, происходящие при окклюзионных измерениях АД.

- Представить процедуры окклюзионных измерений АД как функциональную пробу на сосудистую систему конечности.

- Разработать комплексные методы исследования гемодинамических процессов в конечности на основе методов окклюзионных измерений АД.

- Проанализировать основные погрешности, сопровождающие измерения показателей АД при исследованиях гемодинамических процессов в конечности.

- Апробировать методы изучения гемодинамических процессов в сосудистой системе верхней конечности по результатам окклюзионных измерений АД.

Методы исследований. В работе использован подход, в основу которого положены взаимосвязанные теоретические и экспериментальные исследования. Теоретические исследования выполнены с учетом данных физиологии кровообращения, использованием теорий упругости, моделирования, автоматического управления, электрических цепей, измерений и методов оценки погрешностей измерений, вероятности, а также теории синтеза биотехнических систем, необходимых для решения конкретных задач, возникавших в разработке темы.

Для подтверждения основных теоретических положений работы выполнены экспериментальные исследования с использованием сопоставительного анализа результатов аускультативного, осциллометрического, ангиотензиото-нографического, фотоплетизмографического методов измерений и метода разгруженной стенки сосудов. В обработке результатов применялись методы математической статистики.

Научные результаты, выносимые на защиту:

1. Анализ процедур окклюзионных измерений АД, рассматриваемых как вмешательство в кровообращение верхней конечности, показал, что окклюзия инициирует реакции организма на внешние воздействия, обусловливая серию гемодинамических процессов. Основные виды окклюзионных воздействий и происходящих при этом процессов составляют:

- ограничение оттока венозной крови при уровне окклюзии Рм< Рд; оно приводит к депонированию венозной крови в конечности и проявлению плетизмо-графического эффекта, но не влияет на приток артериальной крови в конечность;

- существенное ограничение притока артериальной крови при уровне окклюзии Рд < Рм < Рс, искажающее форму артериальных волн давления в конечности;

- полное прекращение кровоснабжения и кровообращения конечности при РМ>РС; при этом сохраняется связь её рецепторного аппарата и нейромышеч-ных элементов с центральной нервной системой, что сохраняет действие физиологических механизмов регуляции АД и состоянием кровеносных сосудов;

- перераспределение крови между сосудами разного калибра и внутрисосуди-стого давления в конечности, изолированно от процессов кровообращения в организме;

- восстановление артериального притока крови и венозного оттока после завершения окклюзионной остановки кровоснабжения.

2. Биофизическая и электрическая модели кровообращения в верхней конечности, подвергаемой окклюзионным воздействиям в двух разнесённых участках сосудистого русла, составленные из аналогов артерий и вен конечности в системе кровообращения и измерителей АД. Модели позволяют качественно анализировать гемодинамические процессы в сосудистой системе верхних конечностей при окклюзионных измерениях АД. Электрическая модель, при условии адекватности и учтенных ограничениях, позволяет изучать закономерности развития исследуемых процессов в сосудах при окклюзионных измерениях.

3. Ход гемодинамических процессов, происходящих при одновременных окклюзионных измерениях АД в удалённых участках сосудистого русла верхней конечности, описывается показателями переходных процессов непрерывно меняющегося АД в пальцевых кровеносных сосудах.

4. Окклюзионные измерения АД могут планироваться как функциональная проба, предназначенная для исследования сосудистых реакций, целенаправленно спровоцированных для изучения гемодинамических процессов.

5. Разработаны комплексные методы исследования гемодинамических процессов в конечности на основе методов окклюзионных измерений АД с остановкой кровообращения в конечности и регистрацией сосудистой реакции, в виде непрерывных изменений АД в кровеносных сосудах пальцевой фаланги. Комплексные методы на основе остановки кровообращения в конечности позволяют измерять, вместе с показателями Рс, Рд и Рср в разных участках сосудистого русла одной конечности, комплекс важных показателей: венозное давление Рв; константы времени Ti - перераспределения крови между артериальным руслом и венозным бассейном, при уравновешивании АД и Рв в конечности, и времени Т2 - восстановления кровообращения в артериальном русле после возобновления кровотока в конечности; скорость распространения пульсовой волны VpnB в функциональном диапазоне внутриартериального давления; упругость сосудов в относительных единицах, в зависимости от АД. Достоинством комплексных методов на основе остановки кровообращения является исключение непосредственной связи сосудов конечности из общего круга кровообращения организма. При этом на результат измерений не влияют артефакты из-за дыхательных волн АД, волн третьего и более высокого порядка и двигательной активности человека.

6. Анализ погрешностей, сопровождающих измерения показателей АД методом изучения гемодинамических процессов в конечности, позволяет учитывать их влияние на результаты исследований гемодинамических процессов. Это повышает достоверность результатов комплексных методов исследований гемодинамических процессов методами окклюзионных измерений АД.

Новизна результатов работы.

1. Биофизическая и электрическая модели кровеносной сосудистой системы верхней конечности, подвергаемой окклюзионным воздействиям, позволяют представить и качественно анализировать гемодинамические процессы в процедурах исследований на основе окклюзионных измерений АД. Выделяются процессы: притока артериальной крови в конечность; перераспределения крови между артериями и венами конечности, с исключением влияния процессов в общем круге кровообращения организма и работы сердца; оттока венозной крови из конечности, депонирования венозной крови. Модели позволяют анализировать действие влияющих факторов на динамику процессов, связанных с изменениями АД и уровнем окклюзионных воздействий.

2. Окклюзионные измерения можно использовать как функциональные пробы для исследования состояния ССС, по реакциям периферических сосудов и физиологических механизмов регуляции.

3. Комплексные методы изучения гемодинамических процессов на основе окклюзионных измерений АД расширяют функциональные возможности известных устройств для измерения АД и фотоплетизмографических исследований. Контроль АД в разнесённых участках сосудистого русла одной конечности позволяет исследовать гемодинамические процессы и измерять показатели этих процессов. Неинвазивные исследования кровеносных сосудов реализуются в функциональном диапазоне изменений АД и изолированно от процессов центральной гемодинамики.

4. Анализ погрешностей измерений окклюзионными методами позволяет выделять факторы, повышающие точность измерения показателей гемодинамики. Его можно использовать при проектировании устройств съема информации, способов обработки данных, и с учётом особенностей окклюзионных воздействий.

Практическую ценность работы представляют:

- биофизическая и электрическая модели кровеносной сосудистой системы верхней конечности, подвергаемой окклюзионным воздействиям, позволяющие анализировать ход гемодинамических процессов при окклюзионных измерениях АД, позволяющие планировать исследования, и составлять алгоритмы проведения исследований методами окклюзионных измерений АД;

- оригинальный метод комплексных исследований АД и кровеносных сосудов для изучения гемодинамических процессов, включая перераспределение крови между артериальным и венозным отделами сосудистого русла верхней конечности; при этом определяется комплекс показателей, характеризующих состояние сердечно-сосудистой системы: АД, Рв., Урпв в широком диапазоне АД и константы времени процесса перераспределения крови в сосудистой системе конечности и восстановления кровообращения в конечности после окклюзии;

- метод изучения гемодинамических процессов в верхней конечности с исключением влияния на них общего кровообращения в организме, но с сохранением связи ее рецепторного аппарата и центральной нервной системы;

- измерение важных для диагностики состояния кровеносных сосудов показателей: Урпв* Рв- и показателей процесса перераспределения крови между артериальными и венозными сосудами;

- способ сопоставления измерителей АД путём имитации различных функциональных состояний организма и искусственными приёмами сопоставительных исследований, осуществляемых при простых измерениях;

- разработка биотехнической системы для исследований динамики изменений АД и тренировок сердечно-сосудистой системы в условиях двигательной активности пациента, в которой применяются средства, повышающие помехоустойчивость от артефактов и алгоритм, повышающий производительность измерений;

- способ повышения достоверности измерений в присутствии артефактов двигательной активности, из которых выделяются полезные сигналы.

Материалы диссертационной работы использованы в завершенных НИР, имеют внедрения в практику и используются в новых разработках.

Внедрение результатов работы

Результаты диссертационной работы использованы в СКТБ "Биофизпри-бор" (С.-Петербург), ВНИИ Педиатрии АМН СССР (Москва), ИМБП МЗ СССР (Москва), ООО "ИНТОКС" (С.-Петербург), МИПОО (Москва), СПбГМУ им. акад. И.П.Павлова, Детской клинической больнице (С.-Петербург), НПП "НЕО" (С.-Петербург).

В Институте Медико-биологических проблем (Москва) внедрен окклюзи-онный плетизмограф с системой контролируемого пережатия, использующей следящий способ управления нормированием давления при окклюзионных пробах на кровеносные сосуды конечностей. Режим слежения повысил воспроизводимость результатов измерений и качество плетизмографических исследований.

Фотоплетизмоманометр" (СКТБ "Биофизприбор"), предназначенный для непрерывных регистрации динамики изменения АД в кровеносных сосудах пальца методом Я.Пеньяза, использован для исследования гемодинамических процессов перераспределения крови в сосудистой системе верхней конечности. Им определяется комплекс показателей процессов: Р„., Урпв и константы времени перераспределения крови в сосудистой системе верхней конечности. Методика расширила диагностические возможности в педиатрической практике при контроле функционального состояния сосудистой системы новорожденных (ВНИИ Педиатрии).

В ООО "Интокс" производятся комплексы аппаратуры для спироартерио-кардиометрических исследований "САКР". Комплексы обеспечивают непрерывное измерение АД для исследований гемодинамических процессов в верхней конечности и физиологических механизмов регуляции в ССС. Показатели переходных процессов изменения АД и спектральной плотности мощности вариабельности АД, программно вычисляемые по регистрациям непрерывного АД, используются при дифференциации заболеваний и анализа состояния ССС в различных медицинских организациях: в МИПОО (Москва) реализуется программа контроля состояния здоровья школьников г. Москвы; в СПбГМУ им. акад. И.П.Павлова (С.-Петербург) разрабатываются методы диагностики брон-хо-лёгочных заболеваний; автоматизация исследований и проведение функциональных проб с окклюзинными измерениями - в Детской клинической больнице (С.-Петербург).

В автоматическом тренажерно-диагностическом комплексе аппаратуры с биологической обратной связью КАМУК (СКТБ "Биофизприбор") для тренировки сердечно-сосудистой системы использованы алгоритм измерительного процесса и схемные решения, обеспечивающие измерения АД в условиях двигательной активности пациента. В канале измерения АД реализован новый в отечественной практике метод квазинепрерывного измерения АД; система автоматического управления тренировками с нагрузкой на сосудистую систему, адаптирующаяся к состоянию организма. Это повысило эффективность тренировочных процессов при велоэргометрии и позволяет измерять показатели АД в условиях его повышенной динамики. Использование артефактной режекции со средствами частотной фильтрации и двойного временного стробирования тонов Короткова повысило достоверность измерений в присутствии артефактов. Монитор артериального давления МК.АД-01, производимый в НПП "НЕО" позволяет надёжно измерять АД в присутствии артефактов двигательной активности во время велоэргометрии.

Апробация работы. Основные положения, результаты и выводы диссертационной работы докладывались на: Областной н.-техн. конф. (Ростов-на-Дону, 1986г); II и III Всес. н.-техн. конференциях Проблемы создания техн. средств для диагностики и лечения заболеваний серд.-сосудистой системы (Львов, 1987г и 1990г); Всес. н.-техн. конф. Электроника и спорт-9 (Таллин, 1988г.); IX Всес. конф. Измерения в медицине и их метрологическое обеспечение (Москва, 1989г); Всес. конф. Человеко-машинные системы и комплексы (Таганрог, 1989г); IXX Отраслевой н.-техн. конф. молодых ученых и специалистов (Москва, 1989г.); II Всес. междисциплинарной научно-техн. школе-семинаре Непериодические быстропротекающие явления в окружающей среде (Томск, 1990г.); Межд. конф. Механизмы функционирования висцеральных систем (С.-Петербург, 1999г); III научно-практ. конф. Аппаратура и методы медицинского контроля и функциональной диагностики состояния человека в экстремальных условиях (С.-Петербург, 2005г.); 60-й научно-техн. конф. СПбНТОРЭС, (С.-Петербург, 2005г.), V Межд. симпозиуме Электроника в медицине. Мониторинг, диагностика, терапия. Кардиостим, С.-Петербург, 9-11 февраля 2006 г.; XII Межд. симпозиуме Динамические и технологические проблемы механики конструкций и сплошных сред, 20-22 февраля 2006г.

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 37 научных работ, в том числе 7 статей, 5 авторских свидетельств на изобретения СССР и РФ и 25 работ в материалах научных конференций.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, списка используемой литературы, включающего 129 наименований, и одного приложения. Основная часть работы изложена на 126 страницах машинописного текста. Работа содержит 42 рисунка и 4 таблицы.

Выводы

Рассмотрение о.ч'клюз.-.оппых измерительных процессов в верхней конечности с позиций погрешности измерений, позволило анализировать методические аспекты условий измерения и проведения сравнительных экспериментов.

Приведенные результаты экспериментального сравнения косвенных методов измерения и референтных средств для верификации показали эффективность использования имитирующих процедур исследований.

Результаты клинических испытаний в ортостатических функциональных пробах при диагностике синкопальных состояний, велоэргометрических исследованиях и исследованиях боонхо-тёгочных заболеваний показали возможности анализа гемодинамических процессов, регуляции и управления состоянием ССС по результатам измерений показателей АД.

172

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В соответствии с поставленной целью разработаны комплексные методы и технические средства для исследования гемодинамических процессов в сердечно-сосудистой системе человека и методы контроля АД при функциональных пробах с управлением состоянием сердечно-сосудистой системы. В основе разработанных методов используются процедуры окклюзионных измерений АД, производимые одновременно в разнесённых участках сосудистого русла верхней конечности. В диссертационной работе:

• выделены основные гемодинамические процессы, происходящие в сосудистой системе верхних конечностей и определено влияние на них процедур окклюзионных измерений АД.

• С целью анализа процедур окклюзионных измерений АД разработаны биофизическая и электрическая модели кровообращения в верхней конечности и определены показатели, которые характеризуют контролируемые гемодинамические процессы при окклюзионных воздействиях. Выделен процесс перераспределения крови в кровеносных сосудах конечности, сопутствующий измерительным процессам АД при окклюзионных измерениях.

• Разработаны способы контроля и управления окклюзионными процедурами измерений АД, предназначенные для исследования гемодинамических процессов в организме с использованием неинвазивных методов измерения АД. Такие исследования представлены в качестве функциональных тестовых проб для исследования гемодинамических процессов и состояния кровеносных сосудов.

• Составлены алгоритмы комплексных методов и представлена биотехническая система для диагностических исследований динамических изменений АД и тренировок сердечно-сосудистой системы.

Проанализированы погрешности, сопровождающие измерения АД в комплексных методах при изучении гемодинамических процессов в конечности.

Установочными экспериментами и в условиях клинической практики апробированы комплексные методы изучения гемодинамических процессов в сосудистой системе верхней конечности, происходящих при неинвазивных окклюзионных измерениях АД.

1. Апуокас, С.С. Способы построения автоматизированных измерителей артериального давления косвенным методом / С.С. Апуокас и др.// Техника средств связи. Серия общетехническая. - 1983. №3. - С.61-66.

2. Аринчин, Н.И. Комплексное изучение сердечно-сосудистой системы / Н.И.Аринчин.-Минск. 1961.-204 с.

3. Ахутин, В.М. Фотоплетизмотономанометр для исследований сосудистой системы и измерения показателей гемодинамики / В.М.Ахутин, С.С.Рвачев, А.В.Чащин, В.М.Щербаков // Медицинская техника. 1991. № 1.-С.7-10.

4. Баглай, В.В. Автоматизированное измерение артериального давления крови / В.В.Баглай, Н.Л.Прощенко, Б.Ю.Павленко // Материалы АН УССР института кибернетики им. В.М. Глушкова. Киев. 1987. Препринт 87-2.

5. Берхман, А.В. Тренажерная система с биологической обратной связью / А.В.Берхман, С.С.Захаров, А.И.Константинов, А.В.Чащин. // Материалы Всесоюзной конф. «Электроника и спорт -IX. Таллин. — 1988 С. 122.

6. Биотехнические системы /авторов Ахутин В.М., Немирко А.П., Попечи-телев Е.П. и др./Под редакцией проф. Ахутина В.М. Изд-во ЛГУ. -1981.-181 с.

7. Бранков, Г. / Основы биомеханики. М. Мир, 1982.

8. Григорян, С.С. К теории метода Короткова. / С.С.Григорян, Ю.З.Саакян, А.К.Цатурян // Болгарская академия наук. Биомеханика. 1984 - т. 15-16. - С.54-73.

9. Гуткин, В.И. Датчик пульса / В.И.Гуткин, Л.А.Осипович // Медицинская техника. 1991 - №4. - С. 44-45.

10. А. с. N 25991 на полезную модель Российская федерация: МПК7А 61 В5/00. Устройство для диагностики состояния организма / Добкес А.Л., Рубин A.M., Чащин А.В. 2000133093/20; заявл. 22.12.2000; опубл. 10.11.2002, Бюл.№31.- 11с.

11. Захаров, С.С. Диалоговая микропроцессорная тренажерная система / С.С.Захаров, А.И.Константинов, А.В.Берхман, А.В. Чащин // Материалы 2-й областной научно-технической конференции Медицинские микрокомпьютерные системы. Ростов-на-Дону. - 1986 - С. 16,17.

12. Мазур, О. Чистка капилляров. Учение Залманова. / О.Мазур // Питер, СПб.-2000.-С. 153

13. Зборовский, Э.И. Метод изучения энергетического спектра сфигмограмм и опыт его клинического применения / Э.И.Зборовский // Радиоэлектроника, физика и математика в биологии и медицине. Новосибирск.- 1971, №6-С.137-138.

14. Каварада, А. Неинвазивные измерения динамических характеристик давления крови и эластичности кровеносных сосудов / А.Каварада // Перевод с японского языка из «Иё Дэнси То Сэйтай Когаку». 1985. - т.З. -N6 - С.54-55.

15. Каро, К. Механика кровообращения / К.Каро, Т.Педли, Р.Шротер, У.Сид // Перевод с англ.-М.Мир. 1981. 624с -.

16. Кассирский, Г.И. Методика проведения велоэргометрического теста при реабилитации кардиохирургических больных / Г.И. Кассирский и др. // Кардиология. 1979. № 8 .-С.105.

17. А.с. СССР N 728836, МПК7 А 61 В5/02Устройство для проверки измерителей артериального давления / Кауфман 1977.

18. Косицкий, Г.И. Звуковой метод исследований артериального давления / Г.И. Косицкий. М. - 1959.

19. Лазаришвили, Л.Т. Помехоустойчивость осциллометрических автоматизированных сфигмоманометров / Л.Т.Лазаришвили // Медицинская техника. 1993. - С.19-28.

20. Леонов, Г.Н. Метод и результаты исследования экскурсии стенок периферических артериальных сосудов / Г.Н.Леонов, Ю.И.Мусийчук,

21. A.В.Карпов, М.В.Баркан. // Медицинская техника. 1990. №3, С.3-5.

22. Мажбич, Б.И. Осцилловазометрия артериальных сосудов конечностей / Мажбич, Б.И. Новосибирск. Наука. - 1990.

23. Марченко, В.Н. Спектральный анализ вариабельности сердечного ритма и артериального давления у больных бронхиальной астмой /

24. B.И.Трофимов, Л.А.Носкин, В.В.Пивоваров, А.В.Чащин // IX Национальный конгресс по болезням органов дыхания. М. 1999. - С. 15.

25. Мошкевич, B.C. Фотоплетизмография, аппаратура и методы исследования / B.C. Мошкевич // М.: Медицина. 1970. - 207с.

26. Науменко, А.И., Скотников В.В. Основы электроплетизмографии / А.И. Науменко, В.В.Скотников // JL Медицина. Ленингр. Отд. - 1974. - 214с.

27. Орлов, В.В. Плетизмография / В.В. Орлов // М. -Л. изд-во АН СССР. -1961.-254 с.

28. Орлов, В.В. // В сборнике «Методы исследования кровообращения», под ред. Ткаченко Б.И., Л., 1976.

29. Палеев, Н.Р., Каевицер И.М. Атлас гемодинамических исследований в клинике внутренних болезней. Бескровные методы / Н.Р.Палеев, И.М. Каевицер // М.: Медицина. 1975. - 240с.

30. Попечителев, Е.П. Исследование процессов периферического кровообращения верхней конечности / Е.П.Попечителев, А.В.Чащин // Вестник новых медицинских технологий. Т. XIII, №.1, 2006г. С.21-24

31. Рагозин, В.Н. Косвенный метод определения артериального давления / В.Н.Рагозин // В сборнике Аппаратура и методы медицинского контроля. Материалы симпозиума. JI.1975. С.145-148.

32. Рашмер, Р. Динамика сердечно-сосудистой системы / Р.Рашмер // Перевод с англ. -М.: Медицина. 1981 600с.

33. А.с. 1828740 Российская Федерация: МПК7А 61 В5/02. Устройство для измерения показателей гемодинамики / С.С.Рвачев, А.С.Сердюков, А.В.Чащин, В.М.Щербаков №4672835; заявл. 3.04.89; опубл.23.07.93, Бюл.№27- 18 с.

34. Рвачев, С.С. Экспресс-метод исследования сосудистой системы кровообращения / С.С.Рвачев, А.В.Чащин, В.М.Щербаков // Материалы Всесоюзной научно-технической конференции Человеко-машинные системы и комплексы принятия решений. Таганрог. 1989. - С. 121.

35. Рогоза, А.Н. К вопросу о точности измерения АД автоматическими приборами /А.Н. Рогоза // Функциональная диагностика. 2003. №1 - С.2-10.

36. Савицкий, Н.Н. Биофизические основы кровообращения и клинические методы исследования гемодинамики / Н.Н.Савицкий. Л. - 1974.

37. Селезнёв, С.А. Комплексная оценка кровообращения в экспериментальной патологии / С.А.Селезнёв, С.М.Вашетина, Г.С.Мазуркевич. Медицина.- М.- 1976. 205с.

38. Судаков, К.В. Основы физиологии функциональных систем / Под ред. Судакова К.В. // М. Медицина. 1983. -272с.

39. Гланс, С. Медико-биологическая статистика / С.Гланс. Практика. М. -1999-457с.

40. Ткаченко, Б.И. Венозное кровообращение / Б.И.Ткаченко. М. -1979.

41. Пат. ФРГ N 2821037 МПК7А61В 5/02 Устройство для определения систолического, диастолического и венозного кровяного давления. 1980.

42. Физиология человека. / под ред. Г.И. Косицкого // М.: Медицина. -1981 -544с.

43. Фолков, Б. Кровообращение / Б.Фолков, Э.Нил // Перевод с англ. М. Медицина. - 1976, - 463с.

44. Цыдыпов, Ч. Пульсовая диагностика тибетской медицины. / Ч.Цыдыпов //Улан-Уде. 1988.

45. Чащин, А.В. Использование биологической обратной связи в современных методах управления и контроля артериального давления / А.В. Чащин // Известия СПбГЭТУ. Биотехнические системы в медицине и экологии.- 2005. Вып. 1. - С. 82-84.

46. Чащин, А.В. Способ исследования сердечно-сосудистой системы приемами окклюзионных воздействий на сосуды верхней конечности. / А.В. Чащин // Материалы 60-й н.-техн. конф. СПбНТОРЭС. С.-Петербург. -2005. С.222-224.

47. А.с. 1674799 СССР: МПК7А 61 В5/022. Устройство для измерения артериального давления / Чащин А.В. №4689112; заявл. 3.05.89; опубл. 07.09.91, Бюл.№ 33. - 8 с.

48. А.с. 1657143 Российская Федерация: МПК А 61 В5/0205. Устройство для определения физиологических показателей человека / Чащин А.В. -№4633174; заявл. 22.02.91; опубл. 23.06.91, Бюл.№ 23. 8 с.

49. А.с. 1531983 СССР: МПК7А 61 В5/02. Устройство для проверки измерителей АД / Чащин А.В. №4256458; заявл. 1.09.89; опубл. 30.12.93, Бюл.№ 48. -6 с.

50. А.с. 1533650 СССР: МПК7А 61 В5/02. Измеритель АД / Чащин А.В. -№4191349; заявл. 09.02.87; опубл. 07.01.90, Бюл.№ 1. 10 с.

51. Чащин, А.В. Сопоставление современных методов измерения артериального давления / А.В.Чащин, В.М. Щербаков // Материалы IX Всесоюзной конференции Измерения в медицине и их метрологическое обеспечение. М. 1989.-С.34.

52. Чащин, А.В. Комплексный неинвазивный метод определения показателей гемодинамики при ограничении выброса крови / А.В.Чащин, В.М.Щербаков // Материалы IX Всесоюзной конференции Измерения в медицине и их метрологическое обеспечение. М. - 1989. - С. 43.

53. Чащин, А.В. Повышение быстродействия в системах косвенных измерений кровяного давления / А.В.Чащин, В.М.Щербаков // Материалы 19-й отраслевой научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. М. - 1989. -С.61.

54. Чащин, А.В. Способ и устройство для неинвазивных исследований артериальных сосудов. / А.В.Чащин, В.М.Щербаков // Материалы 19-й отраслевой научно-технической конференции молодых ученых и специалистов. М. - 1989. - С.64.

55. Шальдах, М. Нейрогуморальная регуляция кровообращения и электрокардиостимулятора / М.Шальдах // Progress in biomedical research. 1998. - v.3.n.2. -P.l-11.

56. Шерман, Д.М., Мельниченко M.H. Прибор для непрерывной регистрации артериального давления косвенным методом / Д.М.Шерман, М.Н.Мельниченко // Радиоэлектронная медицинская аппаратура. М. 1985 - С.10-12.

57. Эман, А.А., Биофизические основы измерения артериального давления. / Эман, А.А. //Д.: Медицина. - 1983. - 125с.

58. Aaslid, R. Accuracy of an ultrasound Doppler servo method for blood pressure determination / R.Aaslid, A.O.Brubakk // Circulation. 1981. - v.64, n.4, P.753-759.

59. Alexander, H. Criteria in the choice of an occluding cuff for the indirect measurement of blood pressure / H.Alexander // Med. & Biol. Eng. & Comput. (U.K.)- 1977.-v. 15.-P. 2-10.

60. Allen, A. The covariation of blood pressure and transit time in hypertensive patients / A.Allen, and oth. // Psychophysiology. -1981.-18. -P.301-306.

61. Aulesbury, L.J. Система для мониторинга пульса лучевой артерии: применение для измерения времени прохождения пульсовой волны / L.J.Aulesbury, G.V.Marie // Psychophysiology. 1984, - 21, n.5. P.558-561.

62. Bertram, B. Automatishe indirect'e blutdruckmessung in ruhe und bei belas-tung; formalize der Korotkovkovgerausche / B.Bertram, et al. // Biomedizini-sche Technik. 1981. - 25. - n.4.- 81-84.

63. Pat. USA 4425920 Apparatus and method for measurement and control of blood pressure / Bourland, J. D. et.al.// 1984.

64. Burton, A. Physiol. Und Biophys. Des Kreislayfs Stuttgardt / A.Burton // N.Y.- 1969.

65. Chungcharoen, D. Genessis of Korotkoff sounds / D.Chungcharoen // Am. J. Physiol. 1964 - 207 (1): P. 190-194.

66. Glasser, S., Ramsey III M. R. An automated system for blood pressure determination during exercise / S.Glasser, M. R.Ramsey III // Circulation. 1981.-v. 63, No.2. - P.348-353.

67. Lombardi, F. Chaos theory, heart rate variability, and arrhythmic mortality / F.Lombardi //Circulation. -2000. 101. P.l-8.

68. Pat. USA 5099852 Method for determining the arterial blood pressure in a non-invasive manner / Jean J. Meister, Yanik Tardy // 1992.

69. Pat. USA 5423322 Total compliance method and apparatus for noninvasive arterial blood pressure measurement / C.Justin, S. S.Shuxing, et al. / 1995.

70. Hardy, H.H. On the pressure-volume relationship in circulatory elements / H.H.Hardy, et.al. // Med. And Biol. Eng. And Computing. 1982. -P. 565-570.

71. Levi, M.N. Cardiac sympathetic-parasympathetic interactions / M.N. Levi // Fed. Proceed. 1984. - 43, P.2598.

72. Marie, G.V. The relationship between pulse transit time and arterial blood pressure during dynamic and static exercise / G.V.Marie, et al. // Psychophysi-ology.- 1984.-21. P.521-527.

73. Mauck, G.W. The meaning of the point of maximum oscillations in cuff pressure in the indirect measurement of blood pressure., Part II, J. / Mauck, G.W. et al. // Biomech. Eng. 1980. - 102. P.28-33.

74. Maurer, A.H. Korotkoff sound filtering for automated three phase measurement of blood pressure / A.H.Maurer // Am. Heart Journal. 1976. - v.91. -П.5.-Р. 584-591.

75. Mendelson, Y. Design and evaluation of a new reflectance pulse oximeter sensor / Mendelson, Y. and oth. // Medical Instrumentation. 1988. v. 22. N.4.

76. Pat. USA 5241964 Noninvasive, non-occlusive method and apparatus which provides a continuous indication of arterial pressure and beat-by-beat characterization of the arterial system / Gary L.McQuilkin. // 1993.

77. Milani, A. Cardiovascular neural regulation explored in the frequency domain / A.Milani, M.Pagani, F.Lombardi // Circulation. -1991.-84. -P.482-92.

78. Newlin, D.B. Relationship of pulse transit times to pre-ejection period and blood pressure / D.B.Newlin // Psychophysiology. 1981. - 18 - P.316-321.

79. Obrist, P.A. Pulse transit time: Relationship to blood pressure and myocardial performance /Obrist, P.A. and oth.// Psychophysiology. 1979. -16. P.292-301.

80. Parati, G. Spectral analysis of blood pressure and heart rate variability in evaluating cardiovascular regulation / G. Parati, J. P. Saul // Hypertension. -1995.-25 (6).-P. 1276-1286.

81. Penaz. J. / J. Penaz //In Dig. 10th Int. Conf. Med.Biol. Engl. Drezden. -1973. P.104.

82. Person, P. B. Spectrum analysis of cardiovascular time series / P.B. Person // Am. J. Physiol. Regul. Integr.Comp. Physiol. 1997. -273 - P. 1201-1210.

83. Pickering, T.G. Ambulatory Monitoring and Blood Pressure Variability / T.G. Pickering// Hardcover 1991.

84. Pollak, M.H. Pulse transit time of ECG-Q wave to pulse wave interval as indicates of beat-by-beat blood pressure change / M.H. Pollak, P.A. Obrist // Psychophysiology. 1983.-20. P.21-28.

85. Posey, J.A. The meaning of maximum oscillations in cuff pressure in the indirect measurement of blood pressure / J.A. Posey,, L.A. Geddes, H. Williams, A.G. Moore // Cardivasculare research center bulletin. 1969. - 8. - n.l. P.15-25.

86. Ramsey, III. M. Noninvasive automatic determination of mean arterial pressure / M. Ramsey III. // Med. Biol. Ing.& Comput. 1979. - 17. P.l 1-18.

87. Shapiro, D. Tracking-cuff system for bear-to-beat recording of blood pressure / D. Shapiro, L. Greenstadt, J. Lane, E. Rubinstein. // Psychophysiology, -1981. v.18. - n.2. P.129-136.

88. Steptoe, A. Pulse wave velocity and blood pressure change: Calibration and applications / A.Steptoe, and oth. // Psychophysiology. 1976. - 3. - P.488-493.

89. Pat. USA 5255686 Continuous noninvasive blood pressure measuring apparatus and method / Takeda, et al. // 1993.

90. Tanaka, H. Indirect blood pressure measurement by the pulse wave velocity method / H.Tanaka, K.Sakamoto, H.Kanai. // Ие дэнси то сэйтай когаку. -1984.-Р.1 18.

91. Tursky, В. Automated constant cuff-pressure system to measure average systolic and diastolic blood pressure in man / B. Tursky, D. Shapiro, G. Schwaetz. //IEEE Trans, on Biomed. Eng. 1972. - v. 19, - n.4. P.271-276.

92. Pat. USA 4846189 Noncontactive arterial blood pressure monitor and measuring method / Sun Shuxing, et al. // 1989.

93. Pagani, M. Power spectral analysis of heart rate and arterial pressure variabilities as a marker of sympatho-vagal interaction in man and conscious dog / M.Pagani, F.Lombardi, S. Guzzetti et al. //Circ. Res. 1986. - 59. -P. 178-193.

94. Posey, J. A. The meaning of the point of maximum oscillations in cuff pressure in the indirect measurement of blood pressure, Part I / J. A. Posey, et al // Cardiovascular research center bulletin. 1969. - 8. - N.l. P. 15-25.

95. Sibley, A.E., Velocity detection of Korotkoff sounds / A.E. Sibley, T. Win-sor, D.A. Grigsby//Medical instrumentation. 1983. -V.17. N.2. - P. 159-162.

96. Ware, R. W. Spectral analysis of Korotkoff sounds / R. W.Ware, W. L. Anderson // IEEE Transactions on Bio-medical Eng. 1966. - V.13. N. 4. P. 170-174.

97. Weinmann, J. Reflection photopletizmography of arterial-blood volume pulses / J. Weinmann, A. Hayat, G. Raviv. // Med & Biol. Eng. & Comput. -1977.- 15. P.22-31.

98. Wesseling, К. H. Effects of peripheral vasoconstriction on the measurement of blood pressure in the finger / К. H. Wesseling, et al. // Cardiovascular res. -1985.- 19.-P.139-145.

99. Yamakoshi, K.I. Indirect measurement of instantaneous arterial blood pressure in human finger by the vascular unloading technique / K.I. Yamakoshi, H. H. Shimazu, T. Togava.// IEEE Trans, on Biomed. Eng. 1980. - v.21. - n. 3. -P.150-155.

100. Yamakoshi, K.I. New oscillometric method for indirect measurement measurement of systolic and mean arterial pressure in human finger. Part I; Model experiment / K.I. Yamakoshi, et al. // Med. Biol. Ing.& Comput. 1982. - 20. - P.307-318.

101. Pat USA 4524777 Automatic continuous and indirect blood pressure measurement apparatus / Yamakoshi, K.I. et al. // 1985.

102. Noninvasive blood pressure analyzer. / CuffLink // DNI Nevada Inc. 2000

103. Imholz, B. P. Fifteen years experience with finger arterial pressure monitoring assessment of the technology / B. P. Imholz, W. Wieling, G.A.van Mont-frans, K.H. Wesseling // Cardiovascular research. 1998. - 38 (3). - P. 605-16.