Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

Presentación del tema: "Presión Arterial y Ruidos Cardíacos"— Transcripción de la presentación:

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

2 Funcionalidad del sistema cardíaco
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 ventrículo izquierdo expulsa sangre hacia el sistema circulatorio sistémico. El ventrículo derecho expulsa sangre hacia el sistema de circulación pulmonar. Presión Arterial y Ruidos Cardíacos Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

4 Turbulencia-Murmuros
Contracción-presión Flujo-ruidos Turbulencia-Murmuros 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. Fig 2. Distribución del impulso eléctrico en el corazón. El estímulo comienza en el NS, se expande a las aurículas. Viaja hacia el nodo auriculoventricular, y seguido a esto al has de His, continuando hacia los respectivos ventrículos. Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

5 Presión Arterial y Ruidos Cardíacos
Origen 1° Cierre de las válvulas tricúspide y biscúpide. Flujo turbulento en válvula aórtica y pulmonar. 2° Cierre de la válvula aórtica y pulmonar. Desaceleración del flujo. 3° Llenado rápido ventricular en la diástole temprana. Vibración ventricular. 4° Llenado ventricular debido a la contracción auricular. Fig. 4. Correlación entre los cuatro ruidos cardíacos y los eventos eléctricos y mecánicos del ciclo cardíaco. Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

6 Válvula semilunar estenótica Insuficiencia en la válvula AV
Característica Tipo de murmullo Desorden valvular Murmullos sistólicos Entre el 1°y 2° ruido Silbido Crujido Válvula semilunar estenótica Insuficiencia en la válvula AV Murmullos diastólicos Entre el 2°y 1° ruido Válvula AV estenótica Insuficiencia en válvula semilunar. Murmullos Flujo rápido de la sangre Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

7 3. Análisis de Fourier del Pulso Arterial
Onda periódica Suma de senos y cosenos Fig. 5. Seis componentes armónicos de la onda de presión sanguínea. 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, ) 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 4.1 Sistema Extravascular
Flush solution under pressure Sensing port Sample and transducer zero stopcock Roller clamp Electrical connector Disposable pressure transducer with an integral flush device 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. Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

10 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. 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. Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

11 Sensor de presión Intracraneal
 Fig. 5 Sensor de presión intracraneal para recién nacidos. La membrana del sensor es puesta en contacto con la fontanela anterior del bebé. 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 Presión Arterial y Ruidos Cardíacos
Sensor Deflexión Flujo (a) P Diafragma Líquido Catéter Incremento en la longitud DV Rc Lc Rc Lc Rc Lc Rs Ls (b) DV Cc Cc Cc C d = Cs DP Fig. 6. (a) Modelo físico del sensor extravascular (catéter). (b) Sistema análogo eléctrico para el sensor. Cada segmento cuenta con su propia resistencia Rc, inertancia Lc, and complianza Cc. Además, el sensor tiene una resistencia Rs, inertancia, Ls, y complianza Cs. La complianza del diafragma es Cd. Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

15 Inerciales Fricción Elásticas Inercia Inductancia Resistencia
Complianza Capacitancia Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

16 Presión Arterial y Ruidos Cardíacos
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 ui (t) C Cd uo (t) b (b) Lc Rc Cb Cd uo (t) ui (t) (c) Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

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

18 Un centímetro de presión de agua es:
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: uo (t) Lc Rc Cb Cd Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

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

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

21 Presión Arterial y Ruidos Cardíacos
Fig. 10. Respuesta transitoria para el sensor de presión. Una entrada negativa de presión 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.) Presión Arterial y Ruidos Cardíacos

22 Respuesta en frecuencia sinusoidal
Pressure sensor 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 Fig. 11 Sistema de prueba con generador de presión sinusoidal. Un generador de baja frecuencia senoidal controla un hidrófono que es acoplado al catéter del sensor. Un sensor de presión “ideal”, con respuesta en frecuencia entre 0 y 100 Hz, es conectado directamente para probar el sistema de micrófono y monitorear la entrada de presión al sensor (catéter). Presión Arterial y Ruidos Cardíacos