INSTRUMENTACION BIOMEDICA Sistema Cardiovascular

1. INSTRUMENTACION BIOMEDICASistema Cardiovascular MEDICION DE PRESION SANGUÍNEA

2. Ing. Walter Gómez Objetivos • Ser capaz de describir los principales sistemas de medición de presión sanguínea – BP. • Ser capaz de describir los elementos de un equipo / sistema medidor de presión. • Ser capaz de describir los problemas asociados con los sistemas de medición de presión. • Ser capaz de entender los diferentes métodos de medición y técnicas utilizados.

3. Ing. Walter Gómez Presión: definición y unidades PRESION: se define como la fuerza normal por unidad de área ejercida por un fluído (líquido o gas) sobre una superficie. En el sistema SI, la unidad de Presión es el Pa (pascal), el cual, por definición es igual a un newton por metro cuadrado (N/m2). Un (1) pa es una unidad muy pequeña de presión. Por tal motivo se utilizan múltiplos del pascal (ej. kilopascals (kPa) y megapascales (MPa) para expresar presiones muy grandes.

4. Ing. Walter Gómez Presión Diferencial Es la presión entre dos puntos, uno de los cuales es elegido como referencia. En realidad ambas presiones podrían variar, pero solo interesa la diferencia entre ellas. Las Presiones fisiológicas son usualmente expresadas en milimetros de mercurio (mmHg) o centímetros de agua (cmH2O). La relación entre unidades es la siguiente: 1 mmHg = 0.133322kPa 1 cmH2O = 0.098066kPa

5. Ing. Walter Gómez El sistema circulatorio 􀃂La sangre transporta O2 y nutrientes a los tejidos, y lleva desde éstos todos los desechos metabólicos de las células. 􀃂Este transporte es posible gracias a un sistema de vasos presurizado formado por arterias, venas y capilares que en total suman aprox. 100,000 km en total. 􀃂La presión es ejercida por una bomba mecánica, el corazón. 􀃂Midiendo esta presión en diferentes ubicaciones de éste sistema, se obtiene información clínica de importancia. Estas mediciones puden ser realizadas directa o indirectamente.

6. Ing. Walter Gómez Por qué la presión? • La presión sanguínea se considera un buen indicador del estado del sistema cardiovascular dado que es una de las variables fisiológicas que se puede medir con mayor disponibilidad. • Las medidas de la presión sanguínea han salvado a muchas personas de una muerte prematura avisando sobre la existencia de presiones altas muy peligrosas (hipertensión), con suficiente antelación para aplicar un tratamiento.

7. Ing. Walter Gómez Valores Típicos • Sistólica (mm Hg†) Diastólica (mm Hg†) • Normal* < 130 < 85 • High normal 130-139 85-89 • Hypertension • STAGE 1 (Mild) 140-159 90-99 • STAGE 2 (Moderate) 160-179 100-109 • STAGE 3 (Severe) 180-209 110-119 • STAGE 4 (Very Severe) >209 >119

8. Ing. Walter Gómez

9. Ing. Walter Gómez Tipos de vasos y arterias

10. P directamente proporcional a F Ing. Walter Gómez Por qué el flujo sanguíneo puede recorrer el sistema circulatorio? • La sangre fluye bajo un sistema de gradientes de presión. • El valor absoluto no es importante para el flujo, pero la diferencia en presiones o gradiente es muy importante para determinar el flujo y/o la velocidad.

11. Ing. Walter Gómez Valor de la Presión sistémica vs. vasos por los que circula la sangre

12. Ing. Walter Gómez Resistencia = tendencia del sistema vascular a oponerse al flujo F= 1 /R • Influeyen: longitud del tubo (L), radios del tubo(r), y viscosidad de la sangre (h) Según Poiseuille R = Lh/r4 • En un humano normal, la longitud del sistema es fija, por lo que la viscosidad de la sangre y el radio de los vasos tienen el mayor efecto sobre la resistencia.

13. Ing. Walter Gómez La PRESION en los vasos no es constante, la misma refleja la presión generada en el corazón. Sistólica = ventriculo contraído Diastólica = ventrículo llenandose Normal blood pressure = 120/80 High blood pressure = 140/90

14. Ing. Walter Gómez Métodos Indirectos Las mediciones indirectas a menudo suelen ser tambien llamadas NO INVASIVAS por que el cuerpo no se entera ni se altera por el proceso de la misma. Los métodos mayormente utilizados para mediciones indirectas son el AUSCULTATORIO y el OSCILOMETRICO.

15. Ing. Walter Gómez Métodos Indirectos Los parámetros medidos por éstos métodos incluyen la presión sistólica (SP), que es el mayor valor de presión ocurrido cuando el corazón se contrae y eyecta sangre a las arterias, y la presión distólica (DP) que representa el valor menor ocurrido entre eyecciones del corazón El período desde el fin de una contracción cardíaca hasta el el fin de la próxima se denomina ciclo cardíaco. La presión media (MP) se calcula como la integral de la curva de presión en un ciclo completo.

16. Ing. Walter Gómez Método Auscultatorio • La presión sanguínea se mide normalmente mediante un método indirecto utilizando un esfigmomanómetro (del griego sphygmos, que significa pulso). • Este método es fácil de utilizar pero tiene ciertas desventajas como son el que no proporcione un registro continuo de las variaciones de presión y que su rapidez de repetición práctica esté limitada.

17. Ing. Walter Gómez Método Auscultatorio • El familiar método indirecto supone el empleo de un esfigmomanómetro y un estetoscopio. • El esfigmomanómetro consiste en un brazalete inflable a presión y un manómetro de mercurio para medir la presión en el brazalete. • Éste consiste en un globo de goma envuelto por una tela elástica que puede enrollarse en el brazo. • El brazalete se infla normalmente a mano con una perilla de goma y se desinfla lentamente a través de una válvula de aguja. • El estetoscopio es, simplemente, un transformador de impedancias acústicas.

18. Ing. Walter Gómez Método Auscultatorio • El esfigmomanómetro se basa en el principio de que cuando se coloca el brazalete en el brazo y se infla, la sangre arterial puede fluir por debajo del brazalete sólo cuando la presión arterial es superior a la presión en aquél. • Cuando se infla el brazalete hasta una presión que ocluye sólo parcialmente la arteria braquial, se crea una turbulencia en la sangre al tener que atravesar la pequeña abertura arterial en cada sístole. • Los sonidos producidos por esta turbulencia, llamados sonidos de Korotkoff, se pueden oír con un estetoscopio colocado sobre la arteria aguas abajo del brazalete.

19. Ing. Walter Gómez Método Auscultatorio Cuando la presión del brazalete se hace inferior a la presión sistólica, pasan por debajo del brazalete pequeñas cantidades de sangre y se empiezan a oír los sonidos de Korotkoff mediante el estetoscopio La presión del brazalete cuando se oye el primer sonido de Korotkoff se registra como presión sanguínea sistólica. Conforme va descendiendo la presión en el brazalete, se siguen oyendo los sonidos de Korotkoff hasta que la presión ya no es suficiente para ocluir el vaso. Por debajo de esta presión desaparecen los sonidos de Korotkoff, señalando pues el valor de la presión diastólica.

20. Ing. Walter Gómez

21. Ing. Walter Gómez Método oscilométrico • La obstrucción parcial de la arteria por el manguito, genera no solo los sonidos de Korotkoff, sino también variaciones coincidentes sobre la misma onda de presión, la detección de éstas oscilaciones, por medio del filtrado de la onda de presión, nos muestra otra alternativa de medida. • Desde hace unos treinta años se conocía que esas oscilaciones eran máximas en coincidencia con la presión arterial media.

22. Ing. Walter Gómez Método oscilométrico

23. Ing. Walter Gómez Método oscilométrico Se convino y así está normalizado, que la presión sistólica es igual a la presión del manguito entre las dos oscilaciones sucesivas de mayor diferencia de amplitud (derivada positiva máxima) antes de la presión media y la diastólica es igual a la presión del manguito entre las dos oscilaciones sucesivas de mayor diferencia de amplitud (derivada negativa máxima) después de la presión media.

24. Ing. Walter Gómez Método oscilométrico

25. Ing. Walter Gómez Tonometría: Cuando sobre una arteria se aplica una presión tal que la arteria presenta una superficie plana, puede suponerse que la misma es igual a la presión interna. Si aplicamos un servomecanismo que constantemente mantenga la superficie plana, el mismo tendrá que ejecutar una acción cuyas variaciones representarán las variaciones de presión interiores de la arteria. Si se logra, podría al menos servir para obtener la morfología de las ondas de presión en las arterias periféricas.

26. Ing. Walter Gómez Instrumentación: Amplificador de Presión • La mayoría de los transductores de presión trabaja en la combinación de Puente de Wheatstone resistivo y son del tipo strain gage. • El Amplificador A1 es el Amp de entrada, y debe ser de de bajo ruido y bajo offset. • La regulación de ganancia y cero hace que el transductor sirva para una amplia variedad de mediciones. • La ganancia del sistema se calcula según la salida y el tipo de conversor digital.

27. Ing. Walter Gómez Instrumentación: Amplificador de Presión

28. Ing. Walter Gómez (a) Systolic detector circuit, (b) timing diagram, and (c)turn-on delay circuit for S4 and its waveforms

29. Ing. Walter Gómez Medidor de Presión Comercial

30. Ing. Walter Gómez Definición matemática utilizada