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비침습적 혈압 측정 기법

Overview

출처: 함나 J. 쿠레시와 크레이그 J. 괴르겐,웰던 생물 의학 공학 대학, 퍼듀 대학, 웨스트 라파예트, 인디애나

여기에서 우리는 인간과 설치류 사이 비침습적인 혈압 측정 기술의 중요한 유사점 그리고 다름을 강조하고 혈압을 통제하는 공학 원리를 검토할 것입니다. 수축기 및 확장기 압력을 얻기 위해 현재 의 커프 기술을 제어하는 원칙도 논의 될 것입니다.

모바일 장치와 연결하는 상용 커프스는 일반적으로 컴팩트하고 휴대성이 뛰어나 거의 모든 곳에서 측정할 수 있습니다. 비침습적, 휴대용 혈압 소맷은 고혈압 및 혈압의 변화에 대한 신중한 모니터링 및 조기 발견이 필요한 다른 심혈관 문제를 가진 환자에게 특히 유용합니다.

마찬가지로, 비침습적 혈압 측정 시스템은 설치류에도 사용할 수 있습니다. 이 기술은 실험실 설정에서 사용되며 연구 전반에 걸쳐 동물의 건강을 모니터링하는 데 유용합니다. 방사선 원격 측정은 설치류에 대한 혈압 측정의 금 본위제이지만,이 기술은 침략적이며 잘못 수행하면 동물 사망률로 이어질 수 있습니다. 따라서 비침습적 방법은 장치 이식 없이 귀중한 데이터를 제공할 수 있으므로 동물의 측정을 하는 데 편리합니다. 시판되는 시스템은 임상 환경 이외의 인간에서 혈압을 측정할 수 있는 방법을 시연하는 데 사용될 것입니다. 이 기술은 환자가 이 측정을 취할 때마다 진료소를 방문할 필요 없이 주기적으로 그들의 자신의 혈압을 감시할 수 있습니다.

여기에 설명된 방법은 압력 센서 및 폐색 소맷을 사용하여 설치류의 꼬리를 통과하는 혈류를 활용합니다. 인간을 위한 이동식 혈압 커프와 설치류를 위한 비침습적인 꼬리 커프 방법 둘 다 임상의, 연구원 및 환자를 포함하여 사용자에게 유용한 데이터를 제공할 수 있는 혈압 측정을 얻기 위하여 유사한 혈역학 원리를 이용합니다.

Principles

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혈압 측정은 수축기 및 확장기 구성 요소로 구성되며, 이는 심혈관 건강의 중요한 지표입니다. 수축기 혈압은 심장 수축으로 인해 동맥 벽에 가해지는 최대 장루 혈압으로 정의되는 반면, 확장기 혈압은 대동맥 판막이 닫히면 최소 내루마압으로 정의됩니다.

시판 에 이용 가능한 커프스와 함께 취해진 혈압 측정은 측정을 위해 진동 측정 방법을 사용합니다. 임상 설정에서, auscultatoric 방법은 일반적으로 혈압을 취하는 데 사용됩니다. 임상의는 일반적으로 혈관이 완전히 가려질 때까지 팔에 있는 brachial 동맥 의 주위에 혈압 커프를 팽창합니다. 일단 커프를 수축하면, 임상의들은 청진기를 통해 심장박동을 처음 듣는 지점에 귀를 기울입니다. 이 점은 동맥 내의 압력이 혈관을 열 만큼 충분히 크므로 수축기 혈압을 나타냅니다. 커프는 반복적인 소리가 들리지 않고 계속 수축됩니다. 이 점은 혈관이 열려 있기 때문에 확장기 혈압을 나타냅니다. 진동 기술은 자동화된 것을 제외하고는 오실아토릭 기술과 유사합니다. 소리를 듣는 대신, 커프를 위한 알고리즘은 혈압 커프가 수축되기 시작하면 혈류의 진동을 감지합니다. 이 진동은 혈액이 다시 동맥을 통해 흐르는 시작할 때 시작, 수축기 혈압을 나타내는. 진동은 혈류가 안정되면 확장기 혈압을 나타냅니다.

설치류에서 혈압을 취하는 비침습적 방법도 자동화 된 기술을 사용합니다. 여기에 설명된 시스템에는 꼬리 동맥 주위의 팽창과 수축하는 폐색 커프가 포함되어 있으며, 이는 임상 혈압 커프스가 상완 동맥 주위에서 팽창하고 수축하는 방법과 유사합니다. 볼륨 압력 레코딩(VPR) 센서도 꼬리 주위에 배치됩니다. 이 센서는 동물의 꼬리 내에서 수축기 및 확장기 압력이 발생할 때를 나타낼 수 있는 압력 변환기를 사용하여 혈압을 결정할 수 있으며, 이는 진정한 시스템 혈압에 대한 근접 대리입니다.

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Procedure

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1. 인간을 위한 무선 혈압 커프

  1. 커프를 켜고 모바일 장치와 페어링하여 출력됩니다. 페어링은 블루투스를 통해 수행할 수 있습니다.
  2. 혈압 모니터가 이두근에 대한 배치되도록 팔뚝에 커프를 묶습니다. Ssrap은 팔에 단단히 고정해야합니다.
  3. 모바일 장치에서 커프에 대한 응용 프로그램을 엽니 다. 커프스가 모바일 장치와 페어링되었는지 확인합니다.
  4. 팔이 쉬어져서 커프가 심장과 같은 수준에 있도록 자세를 취하십시오. 데이터를 수집하는 동안 완화 상태를 유지할 수 있도록 차분한 환경에 있는지 확인합니다.
  5. 올바르게 배치되면 혈압 측정을 시작합니다. 이러한 측정값의 평균이 결과에 반영되도록 여러 번의 시험을 실행할 수 있습니다.
  6. 모든 측정이 수집된 후 결과는 모바일 장치 화면에 출력됩니다. 결과를 기록해 둡시다. 팔에서 커프를 풀고 차단합니다.

2. 설치류에 대한 비침습적 혈압 측정

  1. 가열 된 단계, 혈압 시스템 및 데스크톱 컴퓨터를 켭니다. 혈압 시스템에 VPR 커프및 오클루전 커프스를 부착합니다. 소프트웨어를 사용하여 커프스가 제대로 보정되고 예상대로 작동하는지 확인합니다. 원하는 매개 변수로 소프트웨어를 설정합니다.
  2. 적절한 크기의 홀더에 배치동물(마우스 또는 쥐)을 준비합니다. 예기치 않은 소음이 최소화되어 환경이 진정되었는지 확인합니다. 동물이 불필요한 스트레스를 경험하지 못하도록 홀더에 넣기 전에 동물을 진정시키려고 하십시오.
  3. 동물을 부드럽게 동축하여 홀더에 넣습니다. 발이 홀더의 부착에 갇히지 않고 꼬리가 구속자 외부에 있는지 확인하십시오.
  4. 동물이 고정되면, 가열 된 무대에 홀더를 배치합니다. 오클루전 커프를 꼬리 바닥에 밀어 넣고 폐색 커프 바로 뒤에 VPR 커프를 밀어내세요. 두 커프 사이에 1-2mm의 공간을 두십시오. 마우스용 오클루전 커프와 VPR 커프를 사용하는 경우 플라스틱 튜브 스트립을 사용하여 고정할 수 있습니다.
  5. 커프스가 켜진 후, 동물의 꼬리가 너무 많이 움직이지 않도록 무대에 테이프를 두는다. 꼬리가 약 32-34°C로 따뜻하게 하여 꼬리를 통과하는 혈관 확장 및 후속 혈류를 촉진하도록 합니다.
  6. 설정이 완료되고 꼬리가 충분히 따뜻해지면 데이터 수집을 시작합니다. 혈압을 측정하는 동안, 동물이 억제제 내에서 실질적으로 이동하는 경우 주의하십시오. 측정 내내 커프를 동일한 위치에 두십시오. 커프스가 꼬리아래로 미끄러지거나 동물이 제지자 안으로 이동하는 경우 일시 중지 버튼을 누르고 진행 중인 달리기가 완료되면 커프스/동물을 재조정합니다. 이 프로세스 전반에 걸쳐 차분한 환경을 유지합니다.
  7. 혈압 데이터가 예상대로 획득되고 있는지 확인하십시오. 필요한 경우 측정을 반복합니다. 여러 시험이 권장됩니다 (일반적으로 20-40 측정).
  8. 데이터가 수집되면 추가 분석을 위해 측정값을 저장합니다. 홀더에서 동물을 제거하고 다시 케이지에 놓습니다. 가열 된 단계와 혈압 시스템을 끄고 동물과 접촉한 모든 표면을 청소하십시오.

혈압 측정은 종종 심혈관 건강을 모니터링하는 데 사용됩니다. 혈압은 혈관 벽에 혈액을 순환하여 생성 되는 측면 압력. 가까운 모니터링은 저혈압, 저혈압 및 고혈압, 고혈압을 감지하고 치료하는 데 중요하며, 둘 다 심장, 신장 및 뇌와 같은 중요한 장기의 기능을 손상시킬 수 있습니다.

혈압은 의학관이 팽창식 커프를 사용하여 동맥을 폐색한 다음 수축할 때 상완 동맥을 통한 혈류 소리를 듣는 대기에 의해 수동으로 측정됩니다. 혈압은 또한 환자가 집에서 그들의 혈압을 측정할 수 있는 oscillometry에 의해 자동측정될 수 있습니다. 팽창식 커프는 동맥 진동을 혈역학 원리에 따라 수축기 및 확장기 압력으로 변환하는 압력 변환기가 포함되어 있습니다.

이 비디오는 혈압의 원리를 설명하고, 인간과 작은 동물의 수축기 및 확장기 혈압을 측정하는 현재의 방법을 시연하고, 일부 응용 프로그램에 대해 논의할 것입니다.

혈압 측정은 수축기 및 확장기 구성 요소로 구성되며, 둘 다 심혈관 건강의 중요한 지표입니다.

수축기 혈압은 심장 수축 시 동맥에 대해 가해지는 최대 형광 압력을 측정한 값이며, 이연성 압력은 최소 내루마압의 척도이거나 심장이 이완되고 대동맥 판막이 닫히면 박동 사이의 압력입니다. 혈압을 측정하기 위해, 커프는 환자의 상완에 배치하고 혈류가 완전히 가려지는 지점으로 팽창됩니다. 커프가 수축함에 따라 임상의는 기마계 판독값을 관찰하면서 인공화성을 제거합니다.

첫 번째 가청 코로코프 소리는 수축기 압력, 혈액이 열린 혈관을 통해 다시 흐르기 시작하는 압력에 해당합니다. 커프가 계속 수축함에 따라 혈관이 계속 열려 있는 동안 혈액이 더 자유롭게 흐릅니다. 다이스홀릭 압력은 임상의가 더 이상 구타 소리를 듣지 않거나 자체 모니터링 장치가 진동의 평준화를 감지할 때 시점에서 기록됩니다.

설치류 혈압을 모니터링하는 유사한 방법을 사용할 수 있습니다. 커프는 꼬리 동맥 주위에 팽창되고 수축되고 압력 변환기가 수축기와 확장기 압력을 감지합니다. 이제 수축기와 확장기 압력의 차이를 이해되었으므로 인간용 무선 커프와 설치류에 대한 비침습적 기술을 사용하여 혈압을 측정하는 방법을 보여 드리겠습니다.

무선 커프와 모바일 장치를 켜고 커프 애플리케이션을 엽니다. 그런 다음 Bluetooth를 통해 장치를 페어링하고 모바일 장치에서 커프 애플리케이션을 엽니다. 그런 다음 커프를 팔뚝에 묶습니다. 혈압 모니터가 내이두근에 대해 배치되는지 확인하십시오. 스트랩은 팔에 단단히 고정되어야 합니다. 커프가 심장과 같은 수준에 있도록 위치에 앉습니다. 시작하기 전에 조용하고 편안한지 확인하십시오.

이제 시작을 눌러 혈압 측정을 시작합니다. 각 측정에는 약 1~3분이 소요됩니다. 측정값을 여러 번 반복하여 결과에서 평균 값을 얻습니다. 결과는 모바일 장치의 화면에 표시됩니다. 결과를 저장한 후 팔에서 커프를 풀고 장치를 차단합니다.

설치류의 혈압을 측정하려면 먼저 데스크톱 컴퓨터, 혈압 시스템 및 가열 된 단계를 켭니다. 그런 다음 VPR 커프및 오클루전 커프를 혈압 시스템에 부착합니다. 소프트웨어를 사용하여 커프스가 제대로 보정되고 예상대로 작동하는지 확인합니다. 데이터 수집에 적합한 매개 변수를 선택합니다. 매개 변수에는 디플레이션 시간, 사이클당 집합 수, 폐색 압력 및 집합 간의 지연이 포함됩니다. 폐색 압력은 일반적으로 250밀리미터의 수은으로 설정되며 일반적으로 사이클당 20 세트가 있습니다. 다른 매개 변수는 사용자 요구에 따라 지정할 수 있습니다.

불필요한 스트레스를 경험하지 않도록 동물을 진정. 환경은 소음을 최소화하면서 조용해야 합니다. 그런 다음 동물을 적절한 크기의 홀더에 놓습니다. 동물의 발이 홀더의 부착에 갇히지 않고 꼬리가 구속자 외부에 있는지 확인하십시오. 이제 홀더를 가열된 스테이지에 배치합니다. 폐색 커프를 밀어 넣은 다음 VPR 커프가 꼬리 바닥에 약 1~2밀리미터 떨어져 있습니다. 커프스가 제자리에 있으면 무대에 테이프를 놓습니다. 이렇게 하면 꼬리 이동이 제한됩니다.

그런 다음 꼬리를 32~34도로 가열하여 꼬리를 통해 혈관 확장및 혈류를 촉진합니다. 무대가 따뜻해지면 나중에 데이터에 액세스 할 수 있도록 혈압을 획득한 컴퓨터에서 동물의 유형을 선택하고 동물 ID를 시스템에 입력하십시오. 스테이지가 충분히 가열되면 시작을 눌러 혈압 데이터를 습득하십시오. 차분한 환경을 유지하려고 노력하십시오. 커프의 위치를 일정하게 유지하고 동물이 실질적으로 움직이면 메모를 하십시오. 커프스가 꼬리 아래로 미끄러지거나 동물이 제지기 안쪽으로 이동하는 경우 일시 중지 버튼을 누릅니다.

혈압 데이터가 예상대로 획득되고 있는지 확인하십시오. 20~40개의 측정값을 수집합니다. 모든 데이터가 수집되면 홀더에서 동물을 제거하고 다시 케이지에 넣습니다. 그런 다음 장비를 끄고 동물과 접촉한 표면을 청소합니다.

인간을 위한 혈압 모니터를 사용 하 여 결과 화면에 출력 됩니다. 이 기술을 사용하여 수축기 및 확장기 혈압 측정이 표시되고 여러 판독값이 평균됩니다.

인간에 있는 건강한 혈압은 전형적으로 수축기 압력을 위한 수은의 120 밀리미터 이하이고 확장기 압력을 위한 수은의 80 밀리미터 이하입니다. 이 값 위의 혈압은 환자가 더 건강 합병증으로 이끌어 낼 수 있는 고혈압을 개발하기 시작한다는 것을 나타낼 수 있었습니다.

다음은 설치류 혈압을 복용할 때 얻어지는 전형적인 그래프입니다. 그래프의 두 곡선은 VPR 센서, 파란색 선 및 폐색 커프스, 빨간색 선에서 수집된 데이터를 나타냅니다. 파란색 곡선의 변곡점은 수축기 및 확장기 압력을 계산하는 데 사용됩니다. 측정값은 확인 상태와 함께 그래프 하단에 나열되며, 이는 이 측정이 시스템에서 허용되는 것으로 간주됨을 나타냅니다.

마우스를 위한 일반적인 혈압 측정은 수은의 70 밀리미터 이상 약 120입니다, 쥐는 수은의 90 밀리미터 이상 약 130에서 약간 더 높은 혈압이 있는 반면.

이제, 혈압이 대중과 과학 계에서 비침습적으로 측정되는 방법을 살펴 보겠습니다.

휴대용 비침습적 혈압 소맷부리들은 고혈압 환자가 클리닉 방문 중 건강을 모니터링할 수 있도록 합니다. 자간전증 을 개발하기위한 위험에 임산부는 아기가 태어나기 전에 중요한 달에이 조건에 대한 위험을 모니터링 할 수 있습니다.

새로운 치료제 개발에 대한 연구는 빈번한 혈압 평가가 필요합니다. 마우스에서 피하 원격 측정 및 경동맥 캐넌트와 같은 침습적 기술은 장기적인 혈압 데이터를 제공하지만, 비침습적 꼬리 커프 시스템은 심혈관 질환의 동물 모델에서 혈압을 모니터링하는 매력적인 방법입니다.

당신은 혈압 측정 기술에 대한 JoVE의 소개를 보았습니다. 이제 인간과 설치류 모두에 비침습적 측정 방법이 어떻게 사용되는지, 그리고 지역 사회의 건강 모니터링을 개선하기 위해 기술이 어떻게 적용되는지 이해해야 합니다. 시청해 주셔서 감사합니다!

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Results

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비침습적 혈압 시스템을 사용하여 설치류 혈압을 복용하여 얻은 전형적인 그래프는 도 1에도시된다. 그래프에는 VPR 센서용과 폐색 커프용 커브의 곡선이 두 개 있습니다. VPR 센서 곡선의 변곡점은 도 1에묘사된 바와 같이 수축기 및 확장기 혈압이 결정되는 곳입니다. 상태는 시스템에서 이 측정이 허용되는것으로 간주되는지 여부를 전달하는 그림 의 하단에 표시됩니다. 허용 가능한 판독값을 얻기 위해 혈압은 재판 당 여러 번 복용됩니다.

Figure 1
그림 1. 비침습적 측정 시스템에 의해 얻어진 수축기 및 확장기 혈압.

Figure 2
그림 2. 수축기와 확장기 혈압의 스크린 샷.

인간을 위해 시판되는 커프의 경우, 혈압 측정 결과는 도 2에도시된 바와 같이 화면에 출력된다. 사용자는이 기술을 사용하여 수축기 및 확장기 혈압 측정을 볼 수 있습니다. 혈압은 여러 번 취해져 서 결과 집합 된 데이터의 평균을 출력 할 수 있습니다.

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Applications and Summary

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가정에서 사용할 수 있는 상용 커프스와 동물 연구를 위한 비침습적 방법은 모두 자동화된 기술을 활용합니다. 센서로 혈류의 변화를 추적함으로써 알고리즘은 수축기 및 확장기 압력을 감지한 다음 이러한 결과를 사용자에게 전달합니다. 기술적으로 유사하지만 두 측정 기술 사이에는 몇 가지 주요 차이점이 있습니다. 인간의 과목에서 혈압을 복용 하는 경우, 환경은 일반적으로 조건은 억제 하 고 상당히 편안 하 게. 반대로, 동물은 억제되거나 마취되어야 합니다. 억제는 동물을 불안하게 하고 그러므로 혈압 측정을 더 높게 하는 반면, 마취는 저체온증과 혈관 수축으로 이끌어 낼 수 있는 반면, 믿을 수 있는 측정을 얻기 조차 어렵게 만듭니다. 이 때문에 그들은 놀라운 소음없이 따뜻하게 유지 될 수있는 조용하고 희미한 조명 환경에있는 의식 동물에서 설치류 혈압을 얻는 것이 바람직하다. 가열을 통한 혈관 확장은 설치류가 꼬리를 통해 혈류를 촉진하기 위해 혈압을 측정할 때에도 사용됩니다. 데이터를 수집하기 전에 동물을 홀더와 커프에 적응하면 불편함을 줄이고 보다 정확한 결과를 수집할 수 있습니다. 또한 사용자가 여러 일에 동일한 동물로부터 측정값을 수집하는 경우, 매일 거의 같은 시간에 획득하면 결과가 더 의미가 있을 것입니다.

사용자 친화적 인 컴팩트 한 커프로 혈압 측정을 할 수있는 것은 환자가 자신의 편의를 위해 혈압을 모니터링 할 수 있기 때문에 환자에게 매우 유용한 도구입니다. 시판되는 혈압 소맷은 임상적으로 얻은 측정을 대체하기 위한 것이 아닙니다. 오히려 이 소맷부리들은 환자가 방문 사이 그들의 전신 혈압을 감시하는 것을 돕기 위한 것입니다. 상업용 커프스도 소음이 발생하며 항상 정확한 결과를 수집하지는 않습니다. 마찬가지로, 설치류 혈압의 비침습적 측정은 특히 동물이 움직일 때 시끄러운 것입니다. 따라서 이러한 시스템의 데이터를 볼 때 현명해야 합니다.

휴대용 비침습적 혈압 측정 방법은 다양한 응용 분야에 유용합니다. 상용 소맷부리들은 고혈압 환자가 클리닉 방문 중 건강을 모니터링할 수 있도록 합니다. 이 방법은 환자가 그들의 규정식과 운동 결정의 더 의식이 되는 것을 도울 수 있습니다, 그들의 생활양식이 그들의 혈압에 있는 직접적인 충격을 볼 수 있기 때문에. 상업적인 수갑은 또한 임신의 마지막 달에 있는 그들의 혈압을 추적하는 임산부를 도울 수 있습니다. 임산부는 자간전증을 개발할 위험이 있습니다. 따라서, 임신의 후반 도중 이 조건에 대한 위험한 상태에 있는지 이 여자가 아는 것이 중요합니다. 휴대용 커프를 사용하면 이 여성들이 아기가 태어나기 전에 중요한 달에 혈압을 추적하는 데 도움이 됩니다.

동물 사용을 위해, 비침습적 혈압 측정은 연구 목적을 위해, 특히 심혈관 건강에 관한 그(것)들을 위해 귀중합니다. 설치류에 있는 고혈압을 유도하는 것과 같은 절차 및 연구 후에 동물의 혈압을 취하는 것은, 동물의 건강에 이 행동의 효력을 보여줄 수 있습니다. 다른 침습적 기술은 더 일관된 데이터를 제공할 수 있지만, 꼬리 커프 시스템의 비침습적 특성은 심혈관 질환의 동물 모델을 사용하는 사람들에게 매력적인 방법입니다.

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Transcript

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