Измерване на налягането в сърдечно-съдовата система - динамиката на сърдечно-съдовата система

пулсиращ измервателни камери под налягане, входящ и изходящ поток на течността в съдовете е най-важното за определяне на състоянието на прости хидравлични системи (както е показано на фиг. 2.2). Изследването на венозна, атриална, вентрикуларна и артериално налягане е много важно в изследването на кръвообращението. статус регистрация и малки промени в налягането, получени чрез прости манометри с вертикалната колона на течност с известно тегло. Тези уреди са широко използвани за измерване на венозно налягане в миналото. Бързите колебания в вентрикуларните камери и големите артерии може да бъде точно записват само с високи манометри. Наличието на тези трептения определя необходимостта от сензори с подходящ чувствителност за откриване на бързи промени в налягането (които могат да бъдат представени по отношение на характеризиране и проста механична система).

Механични налягане предаватели

В най-простия случай, преобразувателите механичните налягане, или механични габарити, са барабани с еластична мембрана свързан с лост писане. Ако мембраната е опъната много малко, много малки промени в налягането може да се измести и писане лост (фиг. 2.4).

Фиг. 2.4. калибър механичен натиск за регистриране на налягането.
В различни видове механични манометри промени предизвикват еластичен преместване на мембраната, която чрез система от лостове са записани на kymograph движещата се лента. С цел да се движи мембраната, течността трябва да се вливат в Monometr. Инерцията на течността от мембраната и предотвратява лостове изместване запис. Ако стойността на преместването масата е голям, на мембраната R - не твърди, системата за записване е много чувствителна към малки промени в налягането, но не може да отговори на бързо налягане neniya измерими. Намаляването на количеството на движеща се маса и се използва по-твърда мембрана може да намали чувствителността, но за подобряване на характеристиките на честотата на измервателния уред.

Когато налягане значително количеството на течността трябва да се придвижи по протежение на тръбите и се вливат в барабана, за да предизвика съответното преместване на мембраната и лост писане. Инерцията на течността и лоста противодейства необходимата бърза промяна с бързи промени в налягането, и леко опъната еластична мембрана се развива относително много малка сила, необходима за да се върнете на течността и лоста в първоначалното си ниво, когато налягането спада. Следователно, тази система не може да осцилира достатъчно бързо, за да произвеждат истински колебанията на кръвното налягане. естествена честота на трептене на механични уреди може да бъде представен графично като тегло отстранен от твърдата пролетта. По-малката маса и по-твърд пролетта, толкова по-бързо трептения, които се случват след началното ниво на отклонение (вж. Също Глава II). Ако масата на течността и лостът е голяма по отношение на напрежението на трептенията на мембраната са бавни. Ако диафрагмата се разтяга много, с нарастване на честотата на трептене. Чувствителността, т.е.. А. степен на отклонения, настъпващи при определена промяна на налягането, намалява съответно.
По-пълно описание на различни механични датчици, са взети Cobbold.

В епохата на електронните има не е изненадващо, че габарит слаби движения твърда мембрана налягане може да се използва за генериране на електрически колебания на полето, които могат да бъдат укрепени и да се регистрират. Различни видове електронни манометрите могат да се класифицират в няколко групи: 1) tenzometry- 2) кондензиране манометри;

1. индуктивни датчици (фиг. 2.5).

Видео: Как бързо намаляване на налягането

Във всеки случай, е необходима твърда мембрана за регистриране премествания на много малки обеми течност, и с достатъчно висока естествена честота на трептене поради достатъчно мощни усилватели осигурява сигнали, които могат да бъдат записани от различни видове осцилоскопи.

Фиг. 2.5. ЕЛЕКТРОННИ НАЛЯГАНЕ предаватели.
А. Tenzionnye манометри snlfona състоят от метал, който е компресиран, когато налягането вътре в камерата. Надлъжно изместване на гофрираните се прехвърля към металната плоча 4 свързан с тънки метални проводници, от които две са опънати и се пресоват в две други движение тромбоцити. Отлагането се състои от четири рамо Уитстонов мост. Разтягане и свиване на забавяне променят електрическо съпротивление и да причини балансът пропорционалния мост на приложеното налягане. Разликата в потенциалите, произтичащи в същото време по ръцете на моста е пропорционална davleniyu- това се усилва и записва с различни устройства.
Б. електронно капацитивен манометър е кондензатор, образуван от две пластини: фиксирана (черно) и подвижна, което е метална мембрана манометър. Плаките се отделя чрез тънък слой от въздух, който е диелектрик, цялата структура е кондензатор, чиито капацитет се увеличава мембрана габарит преместване под въздействието на налягането по посока на неподвижната плоча. промяна капацитет се открива чрез електронна схема (от Lilly, Rev. Sci. Instruments, 1942, 13-34).
Б. Промяна на магнитното поле в двете намотки на тел може да бъде причинено от движението на желязното ядро ​​в бобината. В диференциален манометър индуктивен желязното ядро ​​е фиксиран в центъра на еластичната мембрана и така да варира стойност на промяна на налягането на магнитния поток (от Gauer, Gienapp, Science, 1950, 112, 404).

Идеалната система за регистрация на натиск не съществува. Във всеки случай е необходимо да се избере оптималните условия за манометър данни. Понякога е необходимо да се компрометира чувствителен, удобен, стабилност или честота характеристика.
Трябва да се подчертае, че е важно да се честотните характеристики често се игнорира, дори в физиологични експерименти, предприети наскоро.

Честотните характеристики на системата за записване

Общопризнато е, че задоволителни регистрация се получава в случая, когато честота характеристика на системата за запис е един порядък по-висок от основната честота на открит процес на промяна. Например, ако сърдечната честота 240 удара в минута пулсовата честота е равна на четири удара в секунда и десет-кратно увеличение на честотата ще бъде равна на 40 ° С / сек.

Фиг. 2.6. Характеристики на различните инструменти, използвани за записване на налягането.

Необходимо е внимателно да се проучи отговорите системи за колебания в налягането, възникващи при различни честоти и естествената честота на трептене Системи за отчитане на запис. Система характеризира с голяма маса на течност, с голям диаметър тръби и лесно изместваща мембрана. Такава система е силно чувствителен към промени в налягането, но сама генерира дълго не затихват трептения. Ако подава към колебанията на система за налягане на постоянна амплитуда, но плавно увеличаване на честотата, на изхода ще бъде регистрирана първоначално увеличаване на амплитудата на колебанията на налягането достигне максимум на честоти до естествената честота на вибрациите на системата поради резонанс, и след това е рязък спад в записания амплитудата на вибрациите. честота характеристика на системата може да се получи по-лесно от внезапно увеличение или внезапно спадане на налягането във формата на U-образна вълна. По този начин в отговор както на увеличението и резкия спад в системата за записване налягане ще отговори ostsillyatsiyami- налягане успокояван трептения с честота, съответстваща на своя собствена честота на трептене. Регистрирайте се крива на кръвното налягане с помощта на тази система ще бъде много неточно.
В Системата е твърда мембрана и частично капацитет за затихване. вълните налягането на същата амплитуда отговорите причина под формата на еднаква височина открити трептения за значително по-дълги периоди на честоти. Въпреки това, амплитудата на колебание регистрация крива рязко намалява до нула, когато честотата на трептене, предоставена надхвърля естествената честота. При прилагане на трептения покачване на налягането в системата и да падне записана крива стойност е по-голяма, и спънки собствени ранг система вибрации FLS-къси от система А .. Так система може да се използва успешно за регистрация на кривата на артериално налягане, като се има предвид възможността за изкривяване записване на област с честота близка до естествената честота на системата. Въпреки това, преди всяко записване, както и в процеса, че е необходимо да се провери системата хранене квадратен формата на вълни под налягане, защото аз се удари в духа балона в рязко вземане на системните характеристики, близки до тези на система А.
В Система В мембрана повече мобилни от Система В, но системата има по този начин по-изразена способност за затихване. С други думи, тя записва кривата съответства подава към входните вибрациите в широк честотен диапазон. Поток вълна U форма причинява отговорите близост до истинските трептения налягане с много малък Вкара лост в момента на рязко покачване и освобождаване рязко налягане (ако няма запис на естествените колебания на системата), системата най-точно възпроизвежда естеството на трептения импулс налягането в arteriyahi при 10 колебания в сек и дори при 20 (съгласно Lambert концепция Е. Н., Jones R, Proc. персонала. Meet Mayo Clin., 1948, 23, 487-493).
Тя е тази естествена честота на колебание на записващото устройство може да се разглежда като минимум за задоволително запис.
Въпреки, че честотните характеристики на сензора, конвертора, галванометричните могат да се измерват поотделно, важно е да се проучи честотната характеристика на цялата система. Когато датчикът за налягане е свързан към катетър напълни с течност или с игла се вкарва в съда, честотната характеристика на устройството е значително намалена. Течността има маса, която трябва да се колебае и инерцията на масата значително намалява характеристиките честота на устройството. Когато манометър мембрана се премества, когато се увеличава налягането, еластичността си трябва да бъде преодоляна от инерцията на цялата маса на флуида вътре в тръбите за свързване. течност маса може да се намали чрез използване на по-малки тръби, но само за сметка на увеличаване на резистентност (причинени от триенето се получава, когато течната движение). По този начин, някои от енергията на налягането се разсейва и загуби за преодоляване на триенето, когато течността се влива във вътрешността на тръбите. Увеличаването на тази резистентност генерира затихване свойства на системата. Внимателен подбор на честотните характеристики на системата и оптимални стойности затихване може значително да се подобри ефективността на целия апарат като цяло (фиг. 2.6). Амортисьорите може да бъде постигнато чрез намаляване на диаметъра на катетъра и свързване на тръби, или чрез локално приложение или стесняване тръба в кратък период от намалена тръба калибър. Честота отговор, и степента на затихване на всяка система трябва да се изпитва по метода, описан на фиг. 2.6. Тази процедура ще премахне неточни записи, причинена от временна нарушаване на съответните характеристики на системата. Например, малки въздушни мехурчета остават в тръбите в манометъра след тях се пълни с течност, честотната характеристика на системата се намалява до много ниско ниво, тъй като въздухът е много по-голяма еластичност от манометъра на мембраната.
Артефакти възникнат при шофиране сърдечна катетър

Фиг. 2.7.
Миниатюрни манометри използвани за имплантиране в кухината на сърцето и кръвоносните съдове в хронични експерименти. Съдържат твърда мембрана, която армиран тензодатчици състоят от тънки проводници, устойчивостта на която варира с изместване на диафрагмата и с много висока чувствителност и добра
честотни характеристики. При местоположението на миниатюрни датчици PAS върха катетър изчезване на смущения често срещани при налягане се предава на манометъра разположен от външната страна през дълга колона на течност, която изпълва катетъра.
Натискът на кухините на сърцето и големите съдове често се измерва чрез въвеждането на тези катетри. Върховете на катетъра в сърцето са изместени в ритъма на сърцето. Тези компенсации предизвикват появата на артефакти, които се наслагват един върху кривата на налягането и често достигат до амплитудата на 10 mm Hg. Чл. Размерът на тези артефакти се увеличава значително, когато се използва система с висока естествена честота и оптималната затихване стойности. Големината на систолното и диастолното налягане може да бъде измерено доста точно и системи с ниска естествена честота на трептене, но по този начин нарушават вариации бързите налягане. С увеличаване на интерес в динамичните свойства на сърдечния дебит (вж. Фиг. 3.16, 3.30) степента на промяна на налягането (което се определя от стръмността на наклона) става много важно. Например, максималната скорост на изменение на налягането в лявата камера е обикновено кучета при диапазони на почивка от 2000 до 6000 мм живачен стълб. Чл. във втория, и под влиянието на адреналина стръмност може да достигне стойности от 15 000 mm Hg. Чл. в секунда. Темпът на изменение на налягането и потока се определя от степента на наклона на кривата, придобиване голямо значение при оценката на функционалните свойства на камерна миокард в здрави, така и болни. Записване системи трябва да имат за тази изключително висока естествена честота, оптимално затихване и наличието на минимални артефакти. Тези резултати могат да бъдат постигнати при използване на миниатюрни датчици за налягане, които са директно на върха на катетъра (вътре в сърцето). Наличието и възможността да ги използвате ще се увеличи, тъй като продукцията и подобряване на тези устройства.

Миниатюрните датчици за налягане

Вътресъдова налягане може да се открие чрез катетъра през сърдечна катетеризация, които могат да се регистрира и да се използва за непрекъснат контрол. Артефакти възникнат поради наличието на колоната дълго течност в катетъра, въздушните мехурчета в нея, позицията на върха на катетър, кривата често изкривени и трудно да се разчете. Модерен миниатюризация технология позволява да се произвеждат много малки сензори за физиологични и клинични проучвания. Тези сензори са много чувствителни към елементите, включително малки диафрагма в края на тел или катетър предназначен за хронична имплантиране в експериментални животни (кучета или маймуни) за наблюдение продължително налягане по време на свободното им поведение.
Малки сензори с външен размер не по-голям от диаметъра на катетъра, се поберат на върха за регистриране на точния налягане в рамките на сърце или големи съдове (фиг. 2.7). При тези условия, записът е доста точно и вълнообразни промени в налягането се записват без смущения, тъй като техните източници са елиминирани. Въпреки това, тези ultraminiatyurnye устройства са все още много крехки и за съжаление все още недостъпни.

Видео: Трансфер 2. Сърдечно-съдова система. Как да се измери кръвното налягане? част 1

Фиг. 2.8. Циклични промени на левокамерната свиване на сърцето.

А. По време на диастола, всички размери се увеличават бързо в началото и по-бавно време на последващо пълнене на периода. предсърдно намаляване причинява малко частичното увеличение на обема. В началото на систола вътрешен диаметър (А), външната периферия и дължина (Ь) се увеличава рязко, а вътрешната дължина (Ь) по време на този интервал на споменатия период на изометричен свиване (Т) е съкратен. Това увеличение се дължи на сгъстяване външната периферия на дебели стени на камера по време на този период, че се намалява, vybuhayut като цялата камера, и получаване на сферична форма.