akwa38 (![[info]](http://p-stat.livejournal.com/img/userinfo.gif){kind=small} akwa38) wrote,@ 2006-12-27 01:23:00 |
|
О тонометрах…
Сегодня как-то заинтересовался тематикой и чуть-чуть припомнив своё биомедицинское прошлое полез читать умные статьи и глупые форумы дабы окончательно сформировать своё мнение по современным автоматическим тонометрам.
А дабы мнение это не пропадало зря и помогло кому при выборе такого устройства домой - ловите краткий обзор по тематике с точки зрения медицинского приборостроения :)
За всю историю медицины прижилось всего три метода измерения артериального давления:
1. Аускультативный (по прослушиванию тонов Короткова)
2. Осциллометрический (измерение динамики размаха пульсовой волны по давлению в манжете)
3. Инвазивный (тензодатчик-игла в просвете сосуда)
Есть еще несколько редких методик, например ультразвуковой доплерографии, когда в пережатой артерии определяется появление минимального кровотока. Но такую экзотику в быту не используют.
Инвазивный метод в быту впрочем тоже не используют. Он дает потрясающую точность (погрешность менее 0.1 мм.рт.ст.) и непрерывную картину давления (по времени), но дома каждый день иголку в крупную артерию втыкать не будешь ;) Зато этот метод получил широкое распространение в хирургических и прикроватных мониторах и является референсным для проверки других методик.
Метод измерения давления по прослушиванию тонов Короткова знаком практически всем, кто хоть раз видел классический тонометр. Точность измерения напрямую зависит от квалификации и дотошности человека меряющего, а так же различных особенностей организма измеряемого.
Если для точного определения момента прослушивания тона ничто не мешает снизить скорость спускаемого воздуха или произвести несколько измерений (что по хорошему нужно при любой методике), то при выраженном "аускультативном провале", "бесконечном тоне", аритмии или просто слабых тонах Короткова – приходится уповать на опыт измеряющего.
Еще неприятная особенность этого метода, что значения систолического давления всегда чуть занижены относительно реального, а диастолического чуть завышены (до 5-10 мм.рт.ст.). Однако именно этот метод признан эталонным и относительно него указываются все значения в медицинской литературе (если не оговорено специально, например у анестезиологов).
Осциллометрический метод лишен описанных выше недостатков, т.к. давление определяется в моменты двух наименьших размахов пульсовой волны (скачков давления в пережатом сосуде при сокращении сердца) относительно центрового наибольшего скачка.
Главным недостатком этого метода является его сложность. Необходимо очень точно контролировать давление в манжете по мере спуска воздуха: зафиксировать момент появления минимальных скачков давления в манжете, потом выявить точку, размах скачков в которой будет максимальным и далее снова момент, когда скачки практически исчезнут. Соотнести полученные значения со скоростью падения давления в манжете и только после этого расчетно получить значения САД и ДАД.
Но вернёмся к (полу)автоматическим бытовым тонометрам. Модели, работающие по методу детекции тонов Короткова подробно не рассматриваем, т.к. точность их не лезет ни в какие ворота по следующим причинам:
1. Повсеместно используются нерегулируемые форсунки для стравливания воздуха со скоростью порядка 5 мм.рт.ст./сек, а длительность одного тона порядка секунды. Для гарантированного определения факта появления/пропажи тона нужно как минимум две длительности тона. При этом первый тон обычно плохо различим на уровне акустических шумов. То бишь сразу имеем минимальную погрешность около 5-15 мм.рт.ст. (в зависимости от текущей ЧСС)
2. Качественный миниатюрный электретный микрофон (50-200 руб) вместе с качественными операционными усилителями для хорошего фильтра (200-600 руб) стоят половины средненького тонометра. В итоге экономии на входном тракте мы получаем импульсы тонов, слабо выбивающиеся из общего шума (в том числе акустического шума выходящего из манжеты воздуха)
3. В бытовых тонометрах так же активно экономят на АЦП (внешнем или внутри дешевого МК). Четырех(sic!)битные решения в готовых изделиях смотрятся скорее как диверсия, а не ошибка разработчика. В итоге распознать зашумленный тон становится еще сложней. А уж про компараторы (без адаптивной регулировки референсного уровня) в замен АЦП я вообще промолчу
4. При наличии аритмий и более интересных патологий – точность падает из-за особенностей самого метода
Однако когда-то в далеком 1976 году японской фирмой OMRON был получен патент на практическую реализацию осциллометрического метода (предложенного кстати еще в 1876 г). С тех пор они сами и еще несметное число китайских фирмочек делают ставшие обычными тонометры на принципе измерения размаха пульсовой волны.
Такие тонометры дороже своих аускультативных предшественников. Однако дают лучшую точность и менее зависят от различных особенностей организма.
Всё бы вроде хорошо, но даже средненькие по цене оригинальные изделия Omron страдают всё той же экономией на нормальных тензодатчиках, регулируемых спусковых форсунках и микроконтроллерах. К тому же любой тензорезистор обладает слабоступенчатой характеристикой сопротивления от изгиба (из-за кристаллических свойств материала), что очень больно бьёт по алгоритмам нахождения малейшего изменения давления в манжете.
Да ладно там тензорезисторы. Противоречивые чувства возникают при вскрытии довольно дорогих приборов: когда начинают экономить на копеечных кварцах в пользу RC-цепочек в устройствах, где точное измерение времени играет решающую роль. В итоге от температуры помещения (например +18 или +28С) точность измерений будет плавать на единицы процентов только из-за пары сэкономленных рублей.
Еще более точность падает из-за кривых алгоритмов (даже в весьма навороченных устройствах). К примеру любая «шевеленка» руки приводит к скачкам давления в манжете. Причем по размаху они много больше нужных нам скачков проходящей крови, возникают «не вовремя» и вообще должны легко отсекаться алгоритмом. Однако например в используемом лично OMRON М6 очень просто обмануть прибор одним легким сокращением мышц руки. Производители пишут, что эта проблема решена в новой серии «Intellisense», однако судя по форумам проблемы с адекватной детекцией там остались всё те же.
Как бы не были плохи такие тонометры, но это лучшее из бытовых устройств для измерения АД.
В класс действительно медицинской (а не бытовой) техники умышленно не лезем – не те цены. Например самый дешевый «профессиональный» Omron 907 стоит порядка 20 тыс. руб.
Посмотрим, чем (полу)автоматические тонометры лучше чем их «ручные» предшественники.
В безусловных плюсах комфорт измерений. Никакой необходимой квалификации или знаний не требуется. Измерение можно произвести самостоятельно (без погрешности нагрузки при накачивании манжеты). И конечно нет эффекта боязни «белого халата». Измерения необременительны, могут производится с большой частотой в целях мониторинга давления.
В минусах – точность.
О веселом: цифра, указанная в паспорте на бытовой тонометр как ~«точность измерения давления» - это обычно цифра погрешности тензодатчика. То бишь, указывается погрешность между реальным давлением в манжете и измеренным значением. Ни о какой погрешности измерения артериального давления речи не идет. Однако даже здесь умудряются терять 5-10 мм.рт.ст. (фактически на пустом месте).
Дальше - хуже. Производитель тонометра в характеристиках не обязан указывать реальную точность измерения АД! Она сильно зависит от реализации метода (алгоритма) и конкретного человека (и его текущего состояния). Обычно производитель указывает лишь что прибор одобрен/сертифицирован какой-нить медицинской организацией, или класс точности по шкале какого-нить гипертонического общества.
По итогам референсных тестов различные модели тонометров имеют погрешность от 5 до 50(sic!) мм.рт.ст. (в основном разброс из-за особенностей конкретных людей). Фирма Omron правда не лукавит и прямо заявляют, что их продукция (бытового класса) не может быть использована при принятии решений, связанных со здоровьем или жизнью пациента :)
Что творится с китайскими тонометрами – даже подумать страшно.
Для себя я уже давно сделал вывод: не надеяться на автоматику такого уровня и в серьезных ситуациях проверять значения АД с помощью старого советского «ручного» тонометра :)
И не лениться делать несколько измерений, особо если необходимо принять решение о приеме таблеток.
ЗЫ: в теории можно было бы попробовать более-менее откалибровать под себя автоматический тонометр. Но на практике оказалось (OMRON М6) что погрешность измерений нелинейная и сильно зависит от текущей ЧСС.
Сегодня как-то заинтересовался тематикой и чуть-чуть припомнив своё биомедицинское прошлое полез читать умные статьи и глупые форумы дабы окончательно сформировать своё мнение по современным автоматическим тонометрам.
А дабы мнение это не пропадало зря и помогло кому при выборе такого устройства домой - ловите краткий обзор по тематике с точки зрения медицинского приборостроения :)
За всю историю медицины прижилось всего три метода измерения артериального давления:
1. Аускультативный (по прослушиванию тонов Короткова)
2. Осциллометрический (измерение динамики размаха пульсовой волны по давлению в манжете)
3. Инвазивный (тензодатчик-игла в просвете сосуда)
Есть еще несколько редких методик, например ультразвуковой доплерографии, когда в пережатой артерии определяется появление минимального кровотока. Но такую экзотику в быту не используют.
Инвазивный метод в быту впрочем тоже не используют. Он дает потрясающую точность (погрешность менее 0.1 мм.рт.ст.) и непрерывную картину давления (по времени), но дома каждый день иголку в крупную артерию втыкать не будешь ;) Зато этот метод получил широкое распространение в хирургических и прикроватных мониторах и является референсным для проверки других методик.
Метод измерения давления по прослушиванию тонов Короткова знаком практически всем, кто хоть раз видел классический тонометр. Точность измерения напрямую зависит от квалификации и дотошности человека меряющего, а так же различных особенностей организма измеряемого.
Если для точного определения момента прослушивания тона ничто не мешает снизить скорость спускаемого воздуха или произвести несколько измерений (что по хорошему нужно при любой методике), то при выраженном "аускультативном провале", "бесконечном тоне", аритмии или просто слабых тонах Короткова – приходится уповать на опыт измеряющего.
Еще неприятная особенность этого метода, что значения систолического давления всегда чуть занижены относительно реального, а диастолического чуть завышены (до 5-10 мм.рт.ст.). Однако именно этот метод признан эталонным и относительно него указываются все значения в медицинской литературе (если не оговорено специально, например у анестезиологов).
Осциллометрический метод лишен описанных выше недостатков, т.к. давление определяется в моменты двух наименьших размахов пульсовой волны (скачков давления в пережатом сосуде при сокращении сердца) относительно центрового наибольшего скачка.
Главным недостатком этого метода является его сложность. Необходимо очень точно контролировать давление в манжете по мере спуска воздуха: зафиксировать момент появления минимальных скачков давления в манжете, потом выявить точку, размах скачков в которой будет максимальным и далее снова момент, когда скачки практически исчезнут. Соотнести полученные значения со скоростью падения давления в манжете и только после этого расчетно получить значения САД и ДАД.
Но вернёмся к (полу)автоматическим бытовым тонометрам. Модели, работающие по методу детекции тонов Короткова подробно не рассматриваем, т.к. точность их не лезет ни в какие ворота по следующим причинам:
1. Повсеместно используются нерегулируемые форсунки для стравливания воздуха со скоростью порядка 5 мм.рт.ст./сек, а длительность одного тона порядка секунды. Для гарантированного определения факта появления/пропажи тона нужно как минимум две длительности тона. При этом первый тон обычно плохо различим на уровне акустических шумов. То бишь сразу имеем минимальную погрешность около 5-15 мм.рт.ст. (в зависимости от текущей ЧСС)
2. Качественный миниатюрный электретный микрофон (50-200 руб) вместе с качественными операционными усилителями для хорошего фильтра (200-600 руб) стоят половины средненького тонометра. В итоге экономии на входном тракте мы получаем импульсы тонов, слабо выбивающиеся из общего шума (в том числе акустического шума выходящего из манжеты воздуха)
3. В бытовых тонометрах так же активно экономят на АЦП (внешнем или внутри дешевого МК). Четырех(sic!)битные решения в готовых изделиях смотрятся скорее как диверсия, а не ошибка разработчика. В итоге распознать зашумленный тон становится еще сложней. А уж про компараторы (без адаптивной регулировки референсного уровня) в замен АЦП я вообще промолчу
4. При наличии аритмий и более интересных патологий – точность падает из-за особенностей самого метода
Однако когда-то в далеком 1976 году японской фирмой OMRON был получен патент на практическую реализацию осциллометрического метода (предложенного кстати еще в 1876 г). С тех пор они сами и еще несметное число китайских фирмочек делают ставшие обычными тонометры на принципе измерения размаха пульсовой волны.
Такие тонометры дороже своих аускультативных предшественников. Однако дают лучшую точность и менее зависят от различных особенностей организма.
Всё бы вроде хорошо, но даже средненькие по цене оригинальные изделия Omron страдают всё той же экономией на нормальных тензодатчиках, регулируемых спусковых форсунках и микроконтроллерах. К тому же любой тензорезистор обладает слабоступенчатой характеристикой сопротивления от изгиба (из-за кристаллических свойств материала), что очень больно бьёт по алгоритмам нахождения малейшего изменения давления в манжете.
Да ладно там тензорезисторы. Противоречивые чувства возникают при вскрытии довольно дорогих приборов: когда начинают экономить на копеечных кварцах в пользу RC-цепочек в устройствах, где точное измерение времени играет решающую роль. В итоге от температуры помещения (например +18 или +28С) точность измерений будет плавать на единицы процентов только из-за пары сэкономленных рублей.
Еще более точность падает из-за кривых алгоритмов (даже в весьма навороченных устройствах). К примеру любая «шевеленка» руки приводит к скачкам давления в манжете. Причем по размаху они много больше нужных нам скачков проходящей крови, возникают «не вовремя» и вообще должны легко отсекаться алгоритмом. Однако например в используемом лично OMRON М6 очень просто обмануть прибор одним легким сокращением мышц руки. Производители пишут, что эта проблема решена в новой серии «Intellisense», однако судя по форумам проблемы с адекватной детекцией там остались всё те же.
Как бы не были плохи такие тонометры, но это лучшее из бытовых устройств для измерения АД.
В класс действительно медицинской (а не бытовой) техники умышленно не лезем – не те цены. Например самый дешевый «профессиональный» Omron 907 стоит порядка 20 тыс. руб.
Посмотрим, чем (полу)автоматические тонометры лучше чем их «ручные» предшественники.
В безусловных плюсах комфорт измерений. Никакой необходимой квалификации или знаний не требуется. Измерение можно произвести самостоятельно (без погрешности нагрузки при накачивании манжеты). И конечно нет эффекта боязни «белого халата». Измерения необременительны, могут производится с большой частотой в целях мониторинга давления.
В минусах – точность.
О веселом: цифра, указанная в паспорте на бытовой тонометр как ~«точность измерения давления» - это обычно цифра погрешности тензодатчика. То бишь, указывается погрешность между реальным давлением в манжете и измеренным значением. Ни о какой погрешности измерения артериального давления речи не идет. Однако даже здесь умудряются терять 5-10 мм.рт.ст. (фактически на пустом месте).
Дальше - хуже. Производитель тонометра в характеристиках не обязан указывать реальную точность измерения АД! Она сильно зависит от реализации метода (алгоритма) и конкретного человека (и его текущего состояния). Обычно производитель указывает лишь что прибор одобрен/сертифицирован какой-нить медицинской организацией, или класс точности по шкале какого-нить гипертонического общества.
По итогам референсных тестов различные модели тонометров имеют погрешность от 5 до 50(sic!) мм.рт.ст. (в основном разброс из-за особенностей конкретных людей). Фирма Omron правда не лукавит и прямо заявляют, что их продукция (бытового класса) не может быть использована при принятии решений, связанных со здоровьем или жизнью пациента :)
Что творится с китайскими тонометрами – даже подумать страшно.
Для себя я уже давно сделал вывод: не надеяться на автоматику такого уровня и в серьезных ситуациях проверять значения АД с помощью старого советского «ручного» тонометра :)
И не лениться делать несколько измерений, особо если необходимо принять решение о приеме таблеток.
ЗЫ: в теории можно было бы попробовать более-менее откалибровать под себя автоматический тонометр. Но на практике оказалось (OMRON М6) что погрешность измерений нелинейная и сильно зависит от текущей ЧСС.
