One of the problems in the measurement of blood pressure by catheter-insertion: Wave reflection at the tip of the catheter

Abstract

The most reliable method for the measurement of blood pressure is the use of catheter-type pressure gauges, despite its considerable errors associated with them.

Many workers have discussed the errors of this method. No one, however, has discussed the effect due to the reflection of the pressure wave at the tip of the catheter and at the occluding point of the artery and the increase of the pressure wave attenuation produced by the insertion of the catheter into blood vessels. In this paper, the problem is discussed both theoretically and experimentally.

The error due to the wave reflection is sometimes very large. To reduce this error, the diameter of the catheter must be quite small. However, if the diameter of catheter is too small, the error due to distortion of the wave during its propagation in the catheter becomes quite large.

Therefore, a catheter of appropriate diameter must be used for each experiment. For example, if a catheter of 2 mm in diameter is used for an experiment on a large dog in a controlled state, the error is expected to be less than 5 per cent.

Sommaire

En dépit des erreurs considérables qu'entraîne l'emploi de cet instrument, la méthode la plus sûre pour mesurer la pression sanguine est celle qui recourt au cathéter manométrique.

De nombreux auteurs ont traité des erreurs inhérentes à cette méthode, mais aucun n'a êtudié l'effet de la réflexion de l'onde de pression à l'extrémité du cathéter et au point d'occlusion de l'artère ni de l'atténuation accrue de l'onde de pression, causée par l'introduction du cathéter dans les vaisseaux sanguins. L'article étudie ce problème sur le plan théorique et sur le plan expérimental.

L'erreur due à la réflexion de l'onde est parfois très considérable. Pour la limiter, il faut se servir d'un cathéter d'assez petit diamètre, mais si ce diamètre est trop petit, l'erreur imputable à la distorsion de l'onde pendant sa propagation dans le cathéter devient assez considérable.

Il faut donc employer pour chaque expérience un cathéter du diamètre approprié. Ainsi, par exemple, si on utilise un cathéter d'un diamètre de 2 mm dans une expérience sur un chien de grande taille en état contrôlé, on peut escompter une erreur inférieure à 5 p. 100.

Zusammenfassung

Die verläßlichste Methode für die Messung des Blutdruckes besteht in der Verwendung von Druckmessern vom Kathetertypus, ungeachtet der mit ihnen verbundenen beträchtlichen Fehler.

Viele Urheber haben die Fehler dieser Methode besprochen. Keiner aber hat die Wirkung besprochen, die auf die Spiegelung der Druckwelle an der Katheterspitze und am Okklusionspunkt der Arterie zurückzuführen ist, und die Zunahme der Druckwellendämpfung, die durch die Einführung des Katheters in Blutgefässe erzeugt wird. In dieser Arbeit wird das Problem sowohl theoretisch wie auch experimentell behandelt. Der auf die Wellenspiegelung zurückzuführende Fehler ist manchmal sehr groß. Um diesen Fehler zu verringern muß der Durchmesser des Katheters ganz klein sein. Wenn aber der Durchmesser des Katheters zu klein ist, wird der Fehler, der auf die Verzerrung der Welle während ihrer Fortpflanzung im Katheter zurückzuführen ist, ganz groß.

Deshalb muß ein Katheter mit passendem Durchmesser für jeden Versuch verwendet werden. Zum Beispiel, wenn ein Katheter mit einem Durchmesser von 2 mm für einen Versuch an einem großen Hund in einem geregelten Zustand verwendet wird, wird ein Fehler kleiner als 5% erwartet.