Прямые инвазивные методы измерения давления крови

Внутрисосудистое измерение параметров давления крови с отображением кривой давления на графическом дисплее и цифровых данных на табло монитора является наиболее удобным, точным и достоверным способом непрерывного мониторинга показателей сердечно — сосудистой системы.

Цифровая обработка сигнала внутрисосудистого датчика давления в мониторах позволяет определить необходимые параметры давления крови. Например, при слежении за АД: значения систолического, диастолического, среднего давления, а также рассчитать производные гемодинамические показатели, характеризующие состояние сердечно-сосудистой системы.

Для чрескожной катетеризации при мониторинге АД наиболее часто используется лучевая артерия, в основном из-за доступности, возможностей обеспечения коллатериального кровотока в конечности, большого накопленного экспериментального материала и достаточной безопасности. Использование артериального катетера позволяет дополнительно к мониторингу АД вести повторяющийся отбор проб крови для биохимического анализа.

Датчик давления, используемый для внутрисосудистых измерений в мониторных системах, содержит чувствительный элемент, на который воздействует давление крови. Датчик включает катетер, фиксируемый в исследуемом сосуде. Чувствительный элемент, преобразующий величину давления в электрический сигнал, может конструктивно размещаться вне катетера. В современных конструкциях датчиков давления чувствительный элемент располагается на кончике катетера и отделен от крови тонкой мембраной.

В качестве чувствительного элемента в датчиках давления крови используются различные типы первичных преобразователей давления (тензометрические, емкостные, пьезоэлектрические, полупроводниковые), трансформирующие величину давления за счет упругой деформации чувствительного элемента в изменение его электрических характеристик (сопротивления, емкости, напряжения и др.). Наибольшее распространение в мониторной аппаратуре получили тензометрические датчики, обладающие высокими метрологическими характеристиками.

Измерительная схема, к которой подключен чувствительный элемент датчика, преобразует изменения его электрических характеристик в сигнал, поступающий в устройство обработки монитора.

Точность измерения давления при использовании катетерных датчиков определяется рядом физических факторов. При оценке динамических погрешностей измерений чувствительный элемент датчика, воспринимающий колебания давления, можно рассматривать как гармонический осциллятор под действием внешних сил. Электрический сигнал на выходе датчика давления будет пропорционален величине упругой деформации (смещения) чувствительного элемента, следовательно, в первом приближении он будет описываться решением обыкновенного дифференциального уравнения второго порядка.

Минимизация динамических ошибок при определении параметров артериального давления очень важна, так как систолическое значение артериального давления оценивают по величине зарегистрированного пика пульсации давления в сосуде, определяемого высокочастотными компонентами пульсации давления. Частотный спектр пульсации давления определяется величинами частоты сердечных сокращений и скорости нарастания пика давления.

Для минимизации динамических погрешностей измерений собственная частота датчика должна в 2 — 3 раза превышать максимальную частоту спектра пульсаций давления.

Попадание в катетер пузырьков воздуха приводит к увеличению эластичности системы и увеличению x, что также ведет к искажениям регистрируемых пульсаций давления. Кроме того, наличие пузырьков воздуха опасно их проникновением в артериальное русло и развитием тяжелого патологического состояния — эмболии.

Технические параметры датчиков:

чувствительность 5 мкВ /В/ мм рт.ст.

сопротивление 1 кОм

диапазон давления -50 …+300 мм рт.ст.

резонансная частота 10 кГц.

Катетер датчика имеет просвет на рабочем конце для отбора проб крови и введения жидкостей.

При измерении АД необходимо учитывать погрешности физиологической природы. Пульсации давления, регистрируемые в периферических артериях, определяются тонусом гладкой мускулатуры, поэтому, например, в лучевой артерии систолическое давление оказывается обычно больше, а диастолическое меньше, чем эти значения в центральной аорте. При изменении сосудистого сопротивления это соотношение может изменяться[5].