Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

1. Presión Arterial y Ruidos Cardíacos Eliana García Cossio Investigadora GIBEC Escuela de Ingeniería De Antioquia Universidad CES Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

2. 1. Introducción Presión sanguínea Técnicas Invasivas No invasivas Cámaras Sistema periférico Funcionalidad del sistema cardíaco Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

3. 2. Sistema Circulatorio Fig. 1 El ventrículoizquierdoexpulsasangrehacia el sistemacirculatoriosistémico. El ventrículoderechoexpulsasangrehacia el sistema de circulaciónpulmonar. Presión Arterial y Ruidos Cardíacos Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

4. Fig 2. Valores típicos para la presión en el sistema circulatorio central. SP es la presión sistólica, DP la presión diastólica, and MP la presión media. La presión “wedge” o presión de oclusión en la arteria pulmonar, es la presión medida distalmente a través de un catéter en la arteria pulmonar. Contracción-presión Turbulencia-Murmuros Flujo-ruidos Fig 2. Distribución del impulsoeléctrico en el corazón. El estímulocomienza en el NS, se expande a lasaurículas. Viajahacia el nodoauriculoventricular, y seguido a esto al has de His, continuandohacia los respectivosventrículos. Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

5. Fig. 4. Correlación entre los cuatro ruidos cardíacos y los eventos eléctricos y mecánicos del ciclo cardíaco. Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

6. Murmullos Flujo rápido de la sangre Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

7. Fig. 5. Seiscomponentesarmónicos de la onda de presiónsanguínea. La tablaentrega los valoresrelativos en amplitud (Tomado de T. A. Hansen, "Pressure Measurement in the Human Organism," ActaPhysiologicaScandinavica, 1949, 19, Suppl. 68, 1-227.) 3. Análisis de Fourier del Pulso Arterial Onda periódica Suma de senos y cosenos Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

8. 4. Medición directa de la presión sanguínea Sensor extravascular Sensor externo Solución líquida Catéter Sensor interno Sensor intravascular Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

9. Fig. 6 Sistema de presión extravascular Un cateter se engancha con una solución (solución salina heparinizada) que es empujada a través de un sensor desechable de presión con un dispositivo de nivel en el puerto de sensado. El sistema de tres llaves de paso es usado para tomar muestras de sangre y nivelar a cero el sensor de presión. 4.1 Sistema Extravascular Flush solution under pressure Sensing port Roller clamp Sample and transducer zero stopcock Electrical connector Disposable pressure transducer with an integral flush device Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

10. Fig. 4 (a) Diagrama esquemático de un sensor de presión intravascular de fibra óptica. La presión causa deflexión en la membrana interna metálica, que modula la relación con las fibras detectoras. (b) Características de la respuesta del sensor de fibra óptica. 4.2 Sistema Intravascular • Se elimina el fluido intermediario entre el catéter y el sensor. • Respuestas de alta frecuencia. • Elimina retardo que existe en sensor extravascular. Deflexión • Galgas extensiométricas (strain gage). Catéter F5 de 1.67mm de diámetro. F=0.33mm. Incremento de costo/uso. • Sensores de fibra óptica. Menor costo, seguro, tamaño semejante.Ángulo de aceptancia ΘA, el cual es igual a la apertura numérica de la fibra, NA. La relación entre la fuente y el detector es una función del sobrepalamiento entre los dos ángulos de aceptancia con la membrana de presión. Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

11.  Fig. 5 Sensor de presiónintracranealparareciénnacidos. La membrana del sensor espuesta en contacto con la fontanela anterior del bebé. Sensor de presión Intracraneal Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

12. Sensores de presión desechables • Evitar el riesgo de contaminación. • Reducir el número de uso por el personal: tienden a ser menos confiable la medida. • Pueden monitorear la presión sanguínea y al mismo tiempo liberar medicamento para estabilizar la misma. Micromaquinado de silicona, se graba un diafragma y se adhiere una galga piezoresistiva para medir el desplazamiento del mismo. De este proceso resulta un sensor de presión poco costoso, pequeño, integrado y sensible. Este chip de silicona es incorporado en un sistema desechable de monitoreo de presión. Además cuenta con una red de resistencias montadas en tecnología multicapa “thick film” que es regulada por láser para remover los voltages de offset y establecer la misma sensitividad para dispositivos similares. También se incorpora un termistor en “thick film” para compensar la temperatura. Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

13. 4.3 Propiedades dinámicas de sistemas medidores de presión Exactitud dinámica Errores en medición Consecuencias clínicas Brinda una excelente descripción del comportamiento dinámico. Modelo de parámetros distribuidos Sensor extravascular (catéter) Fácil de emplear y proporciona una exactitud que es aceptable en situaciones clínicas. Modelo de parámetros concentrados Sistema de segundo orden Catéter Sensor Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

14. Sensor Fig. 6. (a) Modelofísico del sensor extravascular (catéter). (b) Sistemaanálogoeléctricopara el sensor. Cadasegmentocuenta con supropiaresistenciaRc, inertanciaLc, and complianzaCc. Además, el sensor tieneunaresistenciaRs, inertancia, Ls, y complianzaCs. La complianza del diafragmaesCd. Deflexión Flujo (a) P Diafragma Catéter Líquido Incremento en la longitud DV Rc Lc Rc Lc Rc Lc Rs Ls (b) DV Cc Cc Cc C d = Cs DP Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

15. Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

16. Fig. 7. (a) Circuito análogo simplificado. La complianza del diafragma del sensor es más grande que la complianza en el catéter sin burbuja. La resistencia y la inercia del catéter son mayores que en el sensor porque el catéter es más largo y su diámetro es menor. (b) Circuito análogo para un sistema catéter-sensor con una burbuja en el catéter. Las propiedades del catéter cercano a la burbuja son inercia Lc y resistencia Rc. Las propiedades del catéter distal a la burbuja son Lcd y Rcd. La complianza del diafragma es Cd; Complianza de la burbuja Cb. (c) Circuito simplificado del sistema catéter-sensor, asumiendo que Lcd y Rcd son irrelevantes con respecto a Rc y Lc. Catéter Inercia del líquido Catéter Resistencia del líquido Complianza del diafragma del sensor (a) Lc Rc Lcd Rcd uo (t) ui (t) C Cd b (b) Lc Rc uo (t) Cb Cd ui (t) (c) Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

17. Catéter Inercia del líquido Catéter Resistencia del líquido Complianza del diafragma del sensor uo (t) Frecuencia natural Coef. de amortiguamiento Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

18. Una burbuja de aire de 5 mm de longitud se ha formado en un catéter de pared rígida que está conectado a un sensor Statham P23Dd. El catéter tiene una longitud de 1m, un radio de 0.46 mm, y es llenado con agua a 20°C. Hallar la respuesta en frecuencia para un sistema sensor - catéter con y sin burbuja. Ed=0.49x1015N/m5 Un centímetro de presión de agua es: Asumiendo que el único parámetro que varió fue la distensibilidad del sistema: Lc Rc uo (t) Cb Cd Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

19. uo (jw) ui (jw) Fig. 8.Curvas de respuesta en frecuenciapara el sistemacatéter-sensor con y sin burbuja. La frecuencia natural decrece de 91Hz a 22 Hz, con un incremento en el factor de amortiguamiento de 0.033 a 0.137 con la burbujapresente. fn = 91 Hz = 0.033 10 fn = 22 Hz  = 0.137 1.0 No bubble Bubble 0.1 0.01 0.01 1 2 0.02 0.04 0.06 0.22 0.4 0.6 10 0.1 4 6 8 0.91 f / fn Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

20. Fig. 9. Técnicaparahallar la respuestatransitoria de un sensor de presión (catéter). Surgical glove Three- way stopcock Respuesta Transitoria Match O-ring Air Saline Rubber washer Sphygmomanometer bulb Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

21. Fig. 10.Respuestatransitoriapara el sensor de presión. Unaentradanegativa de presiónesmostrada en el canal de superior. En el canal inferior se observa la respuesta de un sensor Statham P23Gb sensor conectado a unaaguja de 31cm (0.495 mm ID). (Tomado de I. T. Gabe, "Pressure Measurement in Experimental Physiology," in D. H. Bergel, ed., Cardiovascular Fluid Dynamics, vol I, New York: Academic Press, 1972.) Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

22. Pressure sensor Fig. 11 Sistema de prueba con generador de presión sinusoidal. Un generador de bajafrecuenciasenoidalcontrola un hidrófonoqueesacoplado al catéter del sensor. Un sensor de presión “ideal”, con respuesta en frecuencia entre 0 y 100 Hz, esconectadodirectamenteparaprobar el sistema de micrófono y monitorear la entrada de presión al sensor (catéter). Respuesta en frecuencia sinusoidal "Ideal“ sensor Se puede encontrar un modelo preciso del sensor –catéter, determinando la amplitud y la fase de salida como una función de la frecuencia, sin la necesidad de un sistema de segundo orden. Catheter Saline Underwater speaker Low-frequency sine generator Presión Arterial y Ruidos Cardíacos