Měření fyzikálních charakteristik tlakových manžet

Abstract

Táto diplomová práca sa zaoberá meraním fyzikálnych charakteristík tlakových manžiet, konkrétne p-V a prenosových charakteristík, pričom hlavným cieľom bolo určiť tlakovú manžetu na meranie suprasystolického tlaku, ktorá zachytený signál skresľuje najmenej a bude sa dať použiť v prístroji na meranie rýchlosti šírenia pulznej vlny. Pri skúmaní fyzikálnych charakteristík sa využívalo 6 tlakových manžiet od rôznych výrobcov, pričom celé experimentálne meranie prebiehalo v laboratórnych podmienkach. Prvou skúmanou charakteristikou bola p-V charakteristika, ktorá bola realizovaná na dvoch fantómoch ruky rozdielnej veľkosti a pri dvoch rôznych prítlakoch manžety. Namerané hodnoty p-V charakteristík boli spracovávané v prostredí Matlab, kde bola skúmaná linearita daných priebehov od 150 do 230 mmHg a objemový interval pri tlaku 230 mmHg. Na základe p-V charakteristík boli vybrané dve najlepšie manžety, u ktorých boli ďalej skúmané prenosové charakteristiky ako odozvy systému na jednotkový impulz. Tieto odozvy systému boli spracované v prostredí Matlab, z ktorých bol následne zisťovaný logaritmický dekrement, tlmiaci faktor, vlastná frekvencia a prenosová funkcia systému. Z prenosovej funkcie bola nakoniec odvodená amplitúdová a fázová charakteristika danej manžety. Na základe zistených charakteristík a z nich vyplývajúcich parametrov sa nakoniec za najlepšiu manžetu zvolila manžeta značky Fazzini, pre ktorú bol v poslednej časti diplomovej práce navrhnutý kompenzačný filter pre rekonštrukciu tlakovej krivky. Hlavným výsledkom realizovania štúdie tak je výber manžety značky Fazzini, ktorá by mala byť v blízkej budúcnosti použitá s kompenzačným filtrom v prístroji na meranie rýchlosti šírenia pulznej vlny, pretože sa javila ako manžeta s najlepšími vlastnosťami.

This diploma thesis deals with the measurement of the physical characteristics of the pressure cuffs, namely p-V and transfer characteristics. The main objective was to determine the pressure cuff for measuring the suprasystolic pressure, which distorts the captured signal at least and can be used in the device for measuring the pulse wave propagation rate. Six pressure cuffs from different manufacturers were used in this measurement and the whole experimental measurement was performed under laboratory conditions. The first characteristic investigated was the p-V characteristic, which was realized on two phantoms of a hand of different size and at two different cuff pressures. Measured values of p-V characteristics were processed in Matlab, where the linearity of the given courses was examined from 150 to 230 mmHg and the volume interval at 230 mmHg. Based on the p-V characteristics, two best cuffs were selected for which the transfer characteristics of the system per unit impulse were further investigated. These system responses were processed in a Matlab, from which a logarithmic decrement, damping factor, natural frequency, and system transfer function were detected. Finally, the amplitude and phase characteristics of the cuff were derived from the transfer function. Based on the characteristics and the resulting parameters, the Fazzini cuff was chosen as the best cuff for which a compensating filter for the pressure curve reconstruction was designed in the last part of the thesis. The main result of the study is the selection of the Fazzini cuff, which should be used in the near future with a compensating filter in the device for measuring the pulse wave propagation rate, because the Fazzini looks like a cuff with the best features.