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Eliana Garca CossioInvestigadora GIBECEscuela de Ingeniera De AntioquiaUniversidad CESPresin Arterial y Ruidos CardacosPresin Arterial y Ruidos CardacosPresin Arterial y Ruidos Cardacos1. IntroduccinPresin sanguneaCmarasSistema perifricoFuncionalidad del sistema cardacoTcnicasNo invasivas InvasivasPresin Arterial y Ruidos CardacosPresin Arterial y Ruidos CardacosFig. 1 El ventrculo izquierdo expulsa sangre hacia el sistema circulatorio sistmico. El ventrculo derecho expulsa sangre hacia el sistema de circulacin pulmonar.

2. Sistema CirculatorioFig 2. Valores tpicos para la presin en el sistema circulatorio central. SP es la presin sistlica, DP la presin diastlica, and MP la presin media. La presin wedge o presin de oclusin en la arteria pulmonar, es la presin medida distalmente a travs de un catter en la arteria pulmonar.Presin Arterial y Ruidos Cardacos

Fig 2. Distribucin del impulso elctrico en el corazn. El estmulo comienza en el NS, se expande a las aurculas. Viaja hacia el nodo auriculoventricular, y seguido a esto al has de His, continuando hacia los respectivos ventrculos.Contraccin-presinFlujo-ruidosTurbulencia-MurmurosFig. 4. Correlacin entre los cuatro ruidos cardacos y los eventos elctricos y mecnicos del ciclo cardaco.Presin Arterial y Ruidos Cardacos

RuidoOrigen 1Cierre de las vlvulas tricspide y biscpide. Flujo turbulento en vlvula artica y pulmonar.2Cierre de la vlvula artica y pulmonar. Desaceleracin del flujo.3Llenado rpido ventricular en la distole temprana. Vibracin ventricular.4Llenado ventricular debido a la contraccin auricular.CaractersticaTipo de murmulloDesorden valvularMurmullos sistlicos Entre el 1y 2 ruidoSilbidoCrujidoVlvula semilunar estenticaInsuficiencia en la vlvula AVMurmullos diastlicos Entre el 2y 1 ruidoSilbidoCrujidoVlvula AV estenticaInsuficiencia en vlvula semilunar.Murmullos Flujo rpido de la sangrePresin Arterial y Ruidos CardacosFig. 5. Seis componentes armnicos de la onda de presin sangunea. La tabla entrega los valores relativos en amplitud (Tomado de T. A. Hansen, "Pressure Measurement in the Human Organism," Acta Physiologica Scandinavica, 1949, 19, Suppl. 68, 1-227.)Presin Arterial y Ruidos Cardacos

Onda peridicaSuma de senos y cosenos3. Anlisis de Fourier del Pulso Arterial4. Medicin directa de la presin sanguneaPresin Arterial y Ruidos CardacosSensor externoSensor internoSolucin lquidaCatterSensor extravascularSensor intravascularFig. 6 Sistema de presin extravascular Un cateter se engancha con una solucin (solucin salina heparinizada) que es empujada a travs de un sensor desechable de presin 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 presin.Presin Arterial y Ruidos CardacosSensing portRoller clampFlush solution under pressureSample and transducerzero stopcockElectrical connectorDisposable pressure transducer with an integral flush device4.1 Sistema ExtravascularFig. 4 (a) Diagrama esquemtico de un sensor de presin intravascular de fibra ptica. La presin causa deflexin en la membrana interna metlica, que modula la relacin con las fibras detectoras. (b) Caractersticas de la respuesta del sensor de fibra ptica. Presin Arterial y Ruidos Cardacos

4.2 Sistema IntravascularSe elimina el fluido intermediario entre el catter y el sensor.

Respuestas de alta frecuencia.

Elimina retardo que existe en sensor extravascular.Galgas extensiomtricas (strain gage). Catter F5 de 1.67mm de dimetro. F=0.33mm. Incremento de costo/uso.

Sensores de fibra ptica. Menor costo, seguro, tamao semejante. ngulo de aceptancia A, el cual es igual a la apertura numrica de la fibra, NA. La relacin entre la fuente y el detector es una funcin del sobrepalamiento entre los dos ngulos de aceptancia con la membrana de presin.Deflexin Fig. 5 Sensor de presin intracraneal para recin nacidos. La membrana del sensor es puesta en contacto con la fontanela anterior del beb. Presin Arterial y Ruidos Cardacos

Sensor de presin IntracranealSensores de presin desechablesPresin Arterial y Ruidos Cardacos

Evitar el riesgo de contaminacin.Reducir el nmero de uso por el personal: tienden a ser menos confiable la medida.Pueden monitorear la presin sangunea 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 presin poco costoso, pequeo, integrado y sensible. Este chip de silicona es incorporado en un sistema desechable de monitoreo de presin. Adems cuenta con una red de resistencias montadas en tecnologa multicapa thick film que es regulada por lser para remover los voltages de offset y establecer la misma sensitividad para dispositivos similares. Tambin se incorpora un termistor en thick film para compensar la temperatura.4.3 Propiedades dinmicas de sistemas medidores de presinExactitud dinmicaErrores en medicinConsecuencias clnicasSensor extravascular (catter)Modelo de parmetros distribuidosModelo de parmetros concentradosBrinda una excelente descripcin del comportamiento dinmico. Fcil de emplear y proporciona una exactitud que es aceptable en situaciones clnicas.CatterSensorSistema de segundo ordenPresin Arterial y Ruidos CardacosFig. 6. (a) Modelo fsico del sensor extravascular (catter). (b) Sistema anlogo elctrico para el sensor. Cada segmento cuenta con su propia resistencia Rc, inertancia Lc, and complianza Cc. Adems, el sensor tiene una resistencia Rs, inertancia, Ls, y complianza Cs. La complianza del diafragma es Cd.Presin Arterial y Ruidos CardacosDiafragmaSensorLsLcRsRcLcRcLcPRcCcCcCcCd =CsDVDVDPLquidoCatter(a)(b)Incremento en la longitudDeflexinFlujoPresin Arterial y Ruidos CardacosFig. 7. (a) Circuito anlogo simplificado. La complianza del diafragma del sensor es ms grande que la complianza en el catter sin burbuja. La resistencia y la inercia del catter son mayores que en el sensor porque el catter es ms largo y su dimetro es menor. (b) Circuito anlogo para un sistema catter-sensor con una burbuja en el catter. Las propiedades del catter cercano a la burbuja son inercia Lc y resistencia Rc. Las propiedades del catter distal a la burbuja son Lcd y Rcd. La complianza del diafragma es Cd; Complianza de la burbuja Cb. (c) Circuito simplificado del sistema catter-sensor, asumiendo que Lcd y Rcd son irrelevantes con respecto a Rc y Lc.Presin Arterial y Ruidos Cardacosuo (t)Lc(c)RcCbCdLc(b)RcRcdLcdCbCd(a)CatterInercia del lquidoCatterResistencia del lquidoComplianzadel diafragmadel sensoruo (t)ui (t)ui (t)Presin Arterial y Ruidos Cardacos

CatterInercia del lquidoCatterResistencia del lquidoComplianzadel diafragmadel sensor

uo (t)

Frecuencia naturalCoef. de amortiguamientoPresin Arterial y Ruidos CardacosUna burbuja de aire de 5 mm de longitud se ha formado en un catter de pared rgida que est conectado a un sensor Statham P23Dd. El catter tiene una longitud de 1m, un radio de 0.46 mm, y es llenado con agua a 20C. Hallar la respuesta en frecuencia para un sistema sensor - catter con y sin burbuja. Ed=0.49x1015N/m5

uo (t)LcRcCbCd

Un centmetro de presin de agua es:

Asumiendo que el nico parmetro que vari fue la distensibilidad del sistema:Fig. 8. Curvas de respuesta en frecuencia para el sistema catter-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 burbuja presente. Presin Arterial y Ruidos Cardacos0.010.11.0100.91f / fnBubble fn = 91 Hz = 0.033 fn = 22 Hz = 0.137No bubbleuo (jw)ui (jw)0.010.020.040.060.10.220.40.61246810Fig. 9. Tcnica para hallar la respuesta transitoria de un sensor de presin (catter). Presin Arterial y Ruidos CardacosSurgicalgloveSphygmomanometerbulbMatchO-ringRubberwasherSalineAirThree-waystopcockRespuesta TransitoriaFig. 10. Respuesta transitoria para el sensor de presin. Una entrada negativa de presin es mostrada en el canal de superior. En el canal inferior se observa la respuesta de un sensor Statham P23Gb sensor conectado a una aguja 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.)Presin Arterial y Ruidos Cardacos

Fig. 11 Sistema de prueba con generador de presin sinusoidal. Un generador de baja frecuencia senoidal controla un hidrfono que es acoplado al catter del sensor. Un sensor de presin ideal, con respuesta en frecuencia entre 0 y 100 Hz, es conectado directamente para probar el sistema de micrfono y monitorear la entrada de presin al sensor (catter).Presin Arterial y Ruidos CardacosPressure sensor"IdealsensorUnderwaterspeakerCatheterSalineLow-frequencysine generatorSe puede encontrar un modelo preciso del sensor catter, determinando la amplitud y la fase de salida como una funcin de la frecuencia, sin la necesidad de un sistema de segundo orden.

Respuesta en frecuencia sinusoidal