Vpliv različnih predstavitev
oscilometričnega indeksa na avtomatsko določanje krvnega tlaka
Vojko Jazbinšek, Janko Lužnik, Zvonko Trontelj Inštitut za matematiko, fiziko in mehaniko
Jadranska 19, 1000 Ljubljana, Slovenija vojko.jazbinsek@imfm.uni-lj.si
Uvod
• Veliko naprav za neinvazivno merjenje krvnega tlaka (angl., noninvasive blood pressure - NIBP) deluje na osnovi merjenja utripanja arterijskega tlaka med puščanjem tlaka v napihnjeni manšeti, ki je ovita okoli
okončine [1].
• Posneti signali vsebujejo tlačne utripe, pravimo jim tudi oscilometrični utripi, ki so naloženi na puščanje tlaka v manšeti, odtod tudi ime:
– oscilometrična tehnika merjenja.
• Osnovana na empiričnih kriterijih, ki jih uporabimo na tako imenovanem oscilometričnem indeksu, ki je definiran kot ovojnica neke fizikalne
lastnosti arterijskih tlačnih utripov, ki jih posnamemo v NIBP napravi.
• Cilj tega prispevka je določiti, kako različne predstavitve oscilometričnega indeksa vplivajo na vrednosti sistoličnega (SP) in diastoličnega (DP)
tlaka, ki ju določimo iz znanih algoritmov, kot sta amplitudna metoda
Meritve
• EU-projekt “Simulator for NIBP”
• LODE (Groningen, Nizozemska)
• osebni računalnik (PC) z vgrajenim kompresorjem za napihovanje manšet in tipalom za zaznavanje tlaka.
• manšeta (Accoson, UK) z vgrajenim mikrofonom za snemanje Korotkovih zvokov, ki se pojavijo pri pretoku krvi skozi stisnjeno arterijo – osnova za avskulatorično metodo
• meritve na nadlahti 23 zdravih prostovoljcev
• sočasno merjenje tlaka s komercialno napravo - OSZ4 (Welch Alyn)
Izmerjeni podatki – tlak
Filtrirani utripi [0.3-40] Hz
Časovni odvod tlačnih podatkov
Izmerjeni podatki – mikrofon
Slišni del (Korotkov) [10-40] Hz
Nizkofrekvenčni del [0.3-10] Hz
Pregled podatkov iz NIBP naprave
NIBP podatki Oscilometrični indeks
Filtrirani utripi [0.3-40] Hz
Časovni odvod tlačnih podatkov
Slišni del mik. pod. (Korotkov)
Filtrirani utripi [0.3-40] Hz
Časovni odvod tlačnih podatkov
Slišni del mik. pod. (Korotkov)
Opis oscilometričnih indeksov E
xyAlgoritmi za določanje SP in DP
• Amplitudna metoda (AM):
(SP - 0.45, DP – 0.7)
• Metoda navečje strmine krivulje (NS)
• Omejitve zaradi nemonotonosti oscilometričnega indeksa.
Amplitudna metoda (AM) - Povprečne
RS
xyin RD
xyza 92 meritev
Ovrednotenje NIBP naprav
Dva standardna protokola za ovrednotenje NIBP naprav:
1. British Hypertension Society (BHS) – vsaj ocena B
2. American Association for the Advancement of Medical Instrumentation (AAMI):
• Povrečna absolutna razlika: I∆p| ≤ 5 mm Hg
• Standardna deviacija: SD ≤ 8 mm Hg
Absolutna razlika med standardno in testno napravo
Ocena ≤ 5 mmHg ≤ 10 mm Hg ≤ 15 mm Hg
A 60 % 85 % 95 %
B 50 % 75 % 90 %
C 40 % 65 % 85 %
Ovrednotenje rezultatov
• Rezultate smo ovrednotili tako, da smo jih razvrstili v 6
razredov glede na odstopanje od meritev z OSZ4 napravo:
• Za vsak ocenjeni SP in DP smo določili oceni VSP in VDP ter iz njiju določili sestavljeno oceno V
Rezultati amplitudna metoda (AM)
Tip podatkov:
a) p - tlačni utripi (92 meritev)
b) d - odvod (92 meritev)
c) k - Korotkov (32 meritev)
Tip ovojnice: min-max (p) min-center (c) center-max (d)
Tip podatkov:
a) p - tlačni utripi NS z omejitvami (92 meritev)
b) p - tlačni utripi NS brez omejitev (92 meritev)
c) d - odvod
NS z omejitvami (92 meritev)
Tip ovojnice: min-max (p) min-center (c) center-max (d)
Preglednica rezultatov
AM NS
Primerjava AM in NS za amplitudne E
ppovojnice
AM
NS
• Študija na 92 meritvah narejenih na 23 zdravih prostovoljcih.
• Ovrednotili smo dva znana algoritma, amplitudno metodo (AM) in metodo največje strmine (NS), ki smo ju testirali na različnih predstavitvah oscilometričnega indeksa Exy.
• Za ovrednotenje smo uporabili modificirano kombinacijo AAMI in BHS standardov.
• Ugotovili smo, da je AM uporabna pri tistih Exy indeksih, ki se hitro spreminjajo, ko je tlak v manšeti blizu SP in DP.
• Takšni indeksi so uporabni tudi za metodo NS, vendar moramo zaradi nemonotonosti ovojnic vpeljati dodatne omejitve
(predvsem za določitev SP)
• Pri obeh metodah dobimo najboljše rezultate pri amplitudnih
