Hemodynamika - měření průtoku

Vratislav Fabián20.10.2008

Průtok Q

měření Q nahrazuje složité měření koncentrace kyslíku v buňkách

Q je velmi úzce spjat s koncentrací O2 Nedostatečný Q způsobuje ischemii Snížení Q způsobuje např.

ateroskleróza, šok atd.

Srdeční výdej, Cardiac output MAP = CO . TPR Fickova technika měření

Q=(dm/dt)/Ca-Cv

Termodiluční metoda

Indukční průtokoměry

Fm = q(v × B) Fe = q E |E| = U/D   

U = vBD

Měřicí obvody indukčních průtokoměrů, S. Ďaďo, Automa 2005, č. 11

DC indukční průtokoměry

Napěťová úroveň užitečného signálu je mnohem nižší než EKG vlny

Malý odstup signál šum - („růžový„ šum 1/f, jehož výkonová spektrální hustota roste s klesající frekvencí)

Elektrolýza v kapalině

AC indukční průtokoměry

Frekvence cca 400Hz Střídavé harmonické magnetické pole

umožňuje pomocí horní propusti oddělit rušivá stejnosměrná napětí a použít střídavé zesilovače, v nichž se neprojevuje rušivý samovolný posuv nuly (drift).

AC indukční průtokoměry Za předpokladu, že rušivá napětí jsou malá a nezpůsobují vznik nelineárního

chování elektrické části průtokoměru (např. nasycení zesilovače), je výsledné napětí na elektrodách uve(t) dáno součtem užitečného napětí signálu usig(t) a rušivých složek podle vztahu

uve(t) = usig(t) + usta(t) + usts(t) + Ussv     (5) kde složka usta(t) představuje souhrnný účinek rušivých střídavých

asynchronních napětí s průběhem magnetické indukce, tj. zjednodušeně složek s kmitočty jinými, než je kmitočet periodické změny indukce B(t) magnetického pole, a složka usts(t) odpovídá rušivým střídavým napětím s kmitočty odpovídajícími průběhu magnetické indukce B(t).

Stejnosměrnou rušivou složku Ussv lze při použití střídavého magnetického pole v dalším zpracování signálu vyloučit např. kapacitní vazbou s rezistorem na vstupu operačního zesilovače (filtrace horní propustí).

Asynchronní rušení usta(t) je způsobeno především průnikem napětí o síťovém kmitočtu 50 Hz do měřicího obvodu (zejména do vstupu zesilovače) kapacitní nebo indukční vazbou. Proto je vhodné vybrat kmitočet budicího pole tak, aby neodpovídal síťovému kmitočtu ani jeho celočíselným násobkům (harmonickým).

Dopplerův jev

Pohyblivý zdroj, stojící příjímač

Pohyblivý přijímač, stojící zdroj

Dopplerův průtokoměr

Blízké pole d = D2/4λ Vzdálené pole sin Φ = 1,2. λ/D