Měření objemově-tlakových charakteristik manžet pro měření krevního tlaku

Abstract

Tato diplomová práce se zabývá měřením a následnou analýzou V-p charakteristik a přenosových funkcí okluzivních manžet v kontextu neinvazivního měření krevního tlaku pomocí oscilometrické metody. V teoretické části je představena důležitost a princip měření krevního tlaku a příslušné matematické postupy potřebné pro analytickou část této práce. V části praktické je popsán zkoumaný soubor manžet, metodika měření a analýza získaných dat v MATLAB R2023b. U V-p charakteristik se práce zaměřuje především na jejich tvar, reprodukovatelnost a vnější faktory ovlivňující výstup těchto měření. Při sledování impulzních odezev manžet byly zkoumány rozdíly jednak na zájmových hladinách tlaku, které se vyskytovaly v nafouknuté manžetě nasazené na papírovém tubuse představujícím fantom lidské paže, ale také bylo vyhodnoceno, zdali existují rozdíly při aplikaci dvou odlišně silných impulzů. Na základě impulzní odezvy byly zanalyzovány popisné parametry a část z nich poté byla užita k definici přenosové funkce manžety, ze které byly také následně vytvořeny amplitudová a fázová charakteristika. Výsledná analýza naměřených dat ukázala, že nelineární tvar V-p charakteristiky manžet může ovlivnit výstupy oscilometrických měření. Závěry této práce tedy naznačují možnost zlepšení přesnosti a spolehlivosti oscilometrického měření krevního tlaku prostřednictvím lepšího pochopení přenosových funkcí manžet a jejich vazeb na fyziologické procesy v těle.

This thesis deals with the measurement and subsequent analysis of V-P characteristics and transfer functions of occlusive cuffs in the context of non-invasive blood pressure measurement using an oscillometric method. The theoretical part introduces the importance and principle of blood pressure measurement and the relevant mathematical procedures required for the analysis. The practical part decribes the set of cuffs, the measurement methodology and the analysis of the obtained data in MATLAB R2023b. For V-P characteristics, the work focuses on their shape, reproducibility and external factors affecting the output of these measurements. Differences were investigated while examinig the impulse response both at the pressure levels of interest, which occurred in an inflated cuff mounted on a paper tube representing a phantom human arm, but also whether there were differences when two differently strong impulses were applied. Based on the impulse response, the descriptive parameters were analyzed and part of them was used to define the transfer function of the cuff, from which the amplitude and phase characteristics were generated. The resulting analysis showed that the nonlinear shape of the V-P characteristics might affect the oscillometric measurement outputs. Thus, the conclusions of this work suggest the possibility of improving the accuracy and reliability of oscillometric blood pressure measurements through a better understanding of the cuff transfer function and its relation to physiological processes in the body.