Электронный тонометр

Автоматический тонометр (электронный тонометр) — это медицинское устройство для неинвазивного измерения артериального давления (АД) и частоты пульса, работающее на основе осциллометрического метода. В отличие от механических тонометров, требующих участия пользователя в определении тонов Короткова, электронный тонометр автоматически регистрирует колебания давления в манжете, возникающие при пульсации артерии, и преобразует их в цифровые значения систолического и диастолического давления.

Автоматические тонометры широко применяются как в профессиональной медицине (в стационарах, при диспансеризации, в кабинетах функциональной диагностики), так и в быту — пациентами с гипертонической болезнью, аритмиями и другими сердечно-сосудистыми заболеваниями, а также лицами, контролирующими давление для профилактики.

История

Первые попытки автоматизировать измерение давления относятся к началу XX века. В 1905 году русский хирург Николай Коротков открыл аускультативный метод, ставший золотым стандартом. Однако автоматические устройства появились лишь во второй половине столетия. В 1960-х годах в США была разработана первая автоматическая система на основе осциллометрического принципа — давление определялось не по звуку, а по колебаниям манжеты. Первый коммерческий автоматический тонометр для домашнего использования выпустила японская компания Omron в 1970-х годах. В СССР серийное производство электронных тонометров началось в 1980-х годах, но они были громоздкими и дорогими. Массовое распространение в России получили в 1990–2000-х годах с появлением доступных моделей ведущих производителей — Omron, AND, Microlife.

Классификация

Автоматические тонометры классифицируют по нескольким признакам: методу нагнетания воздуха, месту наложения манжеты, функциональности и типу питания.

По месту наложения манжеты

• Плечевые (на плечо) — наиболее точные и рекомендованные для домашнего самоконтроля. Манжета накладывается на среднюю треть плеча, что соответствует стандартным протоколам измерения. Обеспечивают наименьшую погрешность.
• Запястные (на запястье) — компактные и удобные для людей с большим объемом плеча или путешественников. Однако они более чувствительны к положению руки — требуется строго на уровне сердца. Погрешность выше, чем у плечевых, особенно у пожилых людей с атеросклеротическими изменениями сосудов.
• Пальцевые — наименее точные, почти не применяются из-за высокой зависимости от периферического кровотока. Используются редко, в основном для экспресс-оценки в экстремальных условиях (например, альпинистами).

По методу нагнетания воздуха

• Полностью автоматические — воздух в манжету нагнетается электрическим компрессором. Пользователю достаточно надеть манжету и нажать кнопку «Старт». Ножная груша отсутствует.
• Полуавтоматические — воздух нагнетается вручную грушей, а сброс и анализ давления производятся автоматически. Такие модели дешевле, но требуют ручного создания давления.

По функциональным возможностям

• Базовые — измеряют систолическое, диастолическое давление и пульс. Результат отображается на табло.
• С интеллектуальной технологией (Intellisense, AFib и др.) — автоматически подбирают оптимальный уровень нагнетания воздуха в зависимости от АД пользователя, снижая давление манжеты и дискомфорт. Некоторые модели выявляют нерегулярности пульса (аритмии).
• С дополнительными датчиками — детектор неправильного положения манжеты, индикатор движения во время измерения, датчик аритмии.
• Многофункциональные — помимо АД, могут измерять частоту дыхания или иметь встроенные часы и будильник. Такие модели часто носятся на запястье и работают как смарт-часы.
• С памятью и связью — хранят до сотен последних измерений, могут синхронизироваться со смартфоном через Bluetooth или Wi-Fi для ведения дневника давления.

По источнику питания

• На батарейках (элементах питания) — преимущественно пальчиковых (AA) или мизинчиковых (AAA). Подходят для мобильного использования.
• Со встроенным аккумулятором — заряжаются через USB, чаще встречаются в премиальных моделях.
• Сетевые — работают от электросети через адаптер (обычно 5–6 В). Чаще используются в медицинских учреждениях.

Устройство и принцип работы

Основные компоненты автоматического тонометра:

• Компрессор — создает избыточное давление в манжете. Управляется микропроцессором.
• Клапан сброса — плавно (или ступенчато) выпускает воздух из манжеты, регулируя скорость снижения давления. В современных моделях клапан электронный, управляемый микроконтроллером.
• Датчик давления (тензодатчик или пьезокерамический преобразователь) — измеряет изменение давления воздуха в манжете с высокой точностью.
• Микропроцессор — обрабатывает сигналы с датчика, вычисляет значения АД и пульса, управляет компрессором и клапаном, отображает результат на дисплее.
• Манжета — пневматическая камера, оборачиваемая вокруг плеча или запястья. Изготавливается из тканого материала с латексной или силиконовой камерой. Размер манжеты должен соответствовать окружности конечности — S (22–26 см), M (27–34 см), L (35–44 см). Неправильный размер искажает результаты.

Принцип работы (осциллометрический метод):

1. Компрессор нагнетает воздух в манжету до давления, превышающего предполагаемое систолическое давление (обычно до 180–200 мм рт. ст.). Современные интеллектуальные модели определяют это значение автоматически по первым пульсовым волнам.
2. Автоматический клапан начинает плавно стравливать воздух со скоростью 2–4 мм рт. ст. в секунду.
3. Микропроцессор анализирует осцилляции (колебания давления) манжеты. Когда сердце выбрасывает кровь в артерию, пульсация передается на манжету. Амплитуда этих колебаний изменяется: вначале она мала (при давлении в манжете, близком к систолическому), затем достигает максимума (при среднем давлении), после чего спадает.
4. Математический анализ волны осцилляций позволяет микропроцессору рассчитать систолическое и диастолическое давление. Алгоритмы у разных производителей различаются, но в целом систолическое давление соответствует моменту резкого возрастания амплитуды, а диастолическое — моменту ее падения. Пульс определяется по количеству осцилляций в минуту.
5. После завершения измерения клапан полностью открывается, манжета сдувается, результат выводится на дисплей.

Критерии эффективности и точности

Согласно рекомендациям Минздрава России и Всемирной организации здравоохранения, клинические испытания по точности автоматических тонометров проводятся по протоколам AAMI (Американская ассоциация производителей медицинского оборудования) и ESH (Европейское общество гипертонии). Допустимая максимальная погрешность (средняя разница между показаниями электронного и ртутного манометров) не должна превышать ±8 мм рт. ст. для систолического и ±5 мм рт. ст. для диастолического давления, а стандартное отклонение — не более 8 мм рт. ст.

Точность автоматического тонометра зависит от:

• Технического состояния — рекомендуется ежегодно проходить поверку в авторизованном сервисном центре (особенно для устройств, используемых в профессиональной практике).
• Правильного выбора и наложения манжеты — манжета должна сидеть плотно, нижний край — на 2–3 см выше локтевого сгиба для плечевых моделей. Запястная манжета фиксируется на расстоянии 1–2 см от лучезапястного сустава.
• Положения тела — измерение проводят сидя, спиной к спинке стула, ноги не скрещены, рука расслаблена, согнута в локте под углом 90°, манжета на уровне сердца.
• Физиологического состояния пациента — за 30 минут до измерения не следует курить, употреблять кофеин, физически напрягаться. Мочевой пузырь должен быть опорожнен.
• Неисправностей — ошибки могут возникать при датчиках движения (тремор, дрожь), мерцательной аритмии (особенно у моделей без детектора аритмии), очень высоком или низком давлении, превышающем диапазон прибора.
• Влияния факторов окружающей среды — высокая влажность, сильные электромагнитные поля (рядом с работающим микроволновым генератором, мощным Wi-Fi-роутером) могут искажать показания.

Применение

Основная сфера — самоконтроль артериального давления при гипертонической болезни, гипотонии, вегетососудистой дистонии, а также при хронических заболеваниях почек, сахарном диабете, атеросклерозе. Автоматические тонометры обязательны в домашних наборах для пациентов, принимающих гипотензивные препараты, для корректировки дозировки терапии под наблюдением врача. В медицинских учреждениях автоматические тонометры часто используются для скрининговых обследований, при диспансеризации, в фельдшерско-акушерских пунктах и кабинетах «Здоровое сердце». Для строгих клинических исследований (например, оценки антигипертензивного эффекта препаратов) предпочтение отдается коровотковскому (аускультативному) методу с ртутным или анероидным манометром.

Интересные факты

• Первый в мире наручный тонометр, представленный в 1990-х годах, был размером с часы и работал от серийных батареек, но мог измерять давление только в состоянии полного покоя — ошибка при движении достигала 30%.
• Разработка компактных насосов-компрессоров для тонометров была заимствована из автомобильной промышленности — для подкачки шин. Пневматические микрокомпрессоры обеспечивали высокое давление при малом весе и низком шуме.
• В России производством бытовых автоматических тонометров занимаются ЗАО «ЭЛВИН» (г. Санкт-Петербург, серия «ЭЛВИН») и ООО «Медицина» (г. Москва, под брендом «Белмед»). Официальные импортеры и дистрибьюторы: ООО «ОМРОН Самара», ООО «ЭнДиМед», ООО «Микролайф».
• В манжеты некоторых моделей («Omron M6 Comfort», «Microlife BP A200») вшит датчик, определяющий, насколько правильно наложена манжета — он выдает предупреждение на экране, если нарушена посадка.
• Хотя электронные тонометры вытесняют механические, при подозрении на аритмию врачи все равно предпочитают механические — для точного определения фаз пульсации и выявления экстрасистол.

Источники

1. Об утверждении стандарта медицинской помощи больным с артериальной гипертонией (утв. Приказом Минздрава России, 2015).
2. Инструкция по эксплуатации тонометров автоматических AND UA-651 и UA-767.
3. M. Г. Глезер, О. В. Сенкевич, «Автоматические тонометры: точность, надежность, безопасность» — Российский кардиологический журнал, 2018, № 6.
4. Федеральный закон «Об обращении медицинских изделий» № 323-ФЗ от 21.11.2011.
5. European Society of Hypertension International Protocol (ESH-IP) 2010.