Вопрос 86. Устройство и принцип действии датчиков пара­метров сердечно-сосудистой системы (пьезодатчик и микрофон­ный датчик).

Для оценки деятельности сердечно-сосудистой системы используют такие характеристики, как пульс, систолическое и диастолическое пение, тоны и шумы сердца, импеданс тканей, различные показатели циркуляции крови и другие.

Для регистрации частоты периферического пульса получили распространение пьезоэлектрические и электродинамические датчики.

Пьезоэлектрический датчик артериального пульса. Прямой пьезоэлектрический эффект состоит в возникновении электрических зарядов разных знаков на противоположных поверхностях некоторых кристаллических тел (пьезоэлектриков) при их механических деформациях (растяжении, сжатии, изгибе и т.д.).

Схема пьезоэлектрического датчика:

Пелот накладывается на артерию. При деформации в элементе возникает прямой пьезоэлектриче­ский эффект - на противоположных поверхностях кристалла из титаната бария появляется разность потенциалов, причем частота из­менения этой ЭДС совпадает с частотой пульса.

Микрофонный датчик. Этот датчик является тоже генераторным и часто используется для определения частоты пульса, тонов и шумов сердца. Схема микрофонного датчика:

При колебании мем­браны под действием измеряемого параметра происходит колебание катушки, расположенной между полюсами посто­янного магнита. По зако­ну электромагнитной ин­дукции в ней возникнет ЭДС, пропорциональ­ная частоте колебаний мембраны.

Литература: Лекции.

Вопрос 87. Устройство и принцип действия датчиков пара­метров сердечно-сосудистой системы (датчик для измерения давления в периферических артериях, датчик для прямого изме­рения давления крови).

Различают датчики непосредственного и косвенного измерения артериального давления.

Косвенный метод. Рассмотрим этот метод на примере измерения давле­ния на пальце руки с применением фотодатчика кровенаполнения. Манжета для пережима сосудов пальца располагается в области проксимальной фаланги пальца, а фотодатчик - на ногтевой фаланге. При отсутствии давления в сдавливающей манжете автоматически регист­рируется амплитуда пульсового сигнала, снимаемого с фотодатчика, и величина его запоминается. В процессе измерения давление в манжете повышается до какой-то величины Р_m, (момент времени t₁), которое заведо­мо больше, чем систолическое давление крови. Затем давление в манжете начинает линейно уменьшаться. Величина давления, при ко­торой появляется первый импульс с фотодатчика (момент времени t₂), соответствует систолическому давлению Рс. По мере дальнейшего снижения давления в манжете амплитуда импульсов с фотодатчика растет и в момент времени t₃ достигает своего максимального значе­ния.

Схема датчика для измерения давления крови в периферической артерии, питающей фалангу пальца:

Величина давления в манжете в момент времени t₃ характеризует диастолическое давление Рд.

Метод непосредственного измерения артериального давления. Датчик имеет форму катетера с чувствительной мембраной на конце. Внутри катетера расположены два световода. По одному из них свет от лампочки попадает на мембрану, а по другому световоду отраженный свет попадает на фотоприемник. При измерении давле­ния, приложенному к мембране, величина отраженного светового по­тока меняется, что и фиксируется с помощью фотоприемника, в каче­стве которого используются либо фотосопротивление, либо фотоэле­мент. При этом датчик вводится непосредственно в кровеносный со­суд.

Схема датчика для прямого измерения давления крови

Литература: лекции.