1

2

اندازه گيري فشار و صداي خون

D1

Slide 2

D1 Dr.M.H.Moradi, 11/2/2019

Pressure in the CVS

Pull out, Betty! Pull out! . . . You’ve hit an artery!

4

AutnonomousNervousSysetm

CardiacElectricalSystem

CardiacMechnical System

VascularMechnical

Systemaction potentials

RespiratorySystem

(thoracicpressure)

HormonalSystem

(Epinephrine,Insulin)

blood flow

contractilitycompliance

preload, afterloadpacemaker rate

resistancecompliance

Electrocardiogram

Echocardiogram/Doppler

Phonocardiogram

Pressurewave

arterial pressurevenous pressure

venous return

Multi-System Interactions

55

و سيستماتيكخونسيستم گردشبهرابطن چپ خون•.كنندميتزريقراست خون را به سيستم گردش خون تنفسيبطن

تعيين فشار خون در • حفره هاي مختلف قلب و

در سيستمهاي جانبي پزشك گردش خون بهتا كمك مي كند

اطالعات جامعي را درباره توابع سيستم

گردش خون و فعاليت.بدست آوردآن

Effects of High Blood Pressure on Your Body

• Hardening of the arteries

• Stroke

• Heart attack

• Kidney damage

• Blindness

Blood Pressure

7

Pressure in the CVS

Stephen Hales1733

9

Stephen Hales, Year 1733

He inserted one end of a brass pipe into the ligated left crural artery of a horse, and to the other end, he attached a vertically positioned glass tube, nine feet in length. On untying The ligature on the artery , blood roseIn the tube to a height of 8 feet 3 inches above the left ventricle of the heart

10

What is blood pressure?

Blood pressure is an important measure of the state of the heart and blood vessels.

Blood pressure is the pressure exerted by the blood at the normal direction to the walls of the blood vessels.

The pumping action of the heart generates a blood flow through the vessels.

When this flow is met by resistance from vessel walls, blood pressure results.

12

Pressures in the heart

SP: SystolicDP: DiastolicMP: Mean

ArterialSP = 90 – 150 mmHgDP = 60 – 80 mmHg

Pulmonary arterySP = 20 – 30 mmHgDP = 8 – 12 mmHgWedge = 6 – 12 mmHg

Left atriumMP = 6 – 12 mmHg

Left ventricleSP = 90 – 150 mmHgDP = 6 – 12 mmHgRight ventricle

SP = 20 – 30 mmHgDP = 2 – 6 mmHg

Right atriumMP = 2 – 6 mmHg

ل • مقادير نا فشار در نقاط مختلف ـ2شقلب

13

14

15

Cardiovascular pressure measurements and their purposes.

Factors Affecting Blood Pressure

16

Blood Pressure Classification

17

18

Pressure and Resistance• Blood pressure

averages 100 mm Hgin aorta and drops to 0 mm Hg in the right atrium

• Greatest drop in pressure occurs in arterioles which regulate blood flow through tissues

• No large fluctuations in capillaries and veins

19

) يتهاجم( مستقيمروشهاي مختلف•راي ب ،) غير تهاجمي( غير مستقيمو استفادهگيري فشار خونازهدان

هر كدام دقت وشوند كهمي.دنخود را دارخاصكاربرد

Measurement of Blood Pressure

20

21

اندازه گيري مستقيممي رااندازه گيري فشار خونسنسورهاي سيستمهاي•

: دسته تقسيم كرددوبهبراساس جايگاهشانتوان•

رايج ترين روش كلينيكي براي :برون رگيروش•اندازه گيري فشار خون اين است كه فشار درون رگ را

صل نمائيم بوسيله يك كاتتر پر از مايع به يك مبدل بيروني مت .و بدينوسيله فشار خون را اندازه گيري نمائيم

مايع واسط را حذف روش، اين در :رون رگيدروش•در نوك كاتتر قرار داده و در "نموده و مبدل را مستقيما

سيستم گردش خون در محل مورد نظر فشار اندازه گيري . يشودم

2222

Sensing port

Roller clamp

Flush solution under pressure

Sample and transducerzero stopcock

Electrical connectorDisposable pressure transducer with an integral flush device

سنسورهاي برون رگيبرون رگي ازيك كاتتراندازه گيريسيستمهاي•

متصل به راهيسهراهي وسپسمتصل به سه.سنسور فشار تشكيل شده است

24

Multi-lumen pulmonary artery catheter Multi-lumen catheters:

25

Extravascular sensor

و )تركيبات سولفور -هپارين نمكي (فشار خون به مايع درون كاتتر مي منتقل شده و سپس بطريقي اندازه گيريسنسور ديافراگمبه از آنجادر شكل از يك كشش سنج نامقيد براي اندازه گيري فشار . شود

.استفاده شده است

اززياداستفادهدليل ، ين روشا

پايداريوحساسيتين روش اباالي

.است

2626

The Normal Trace

1-Systolic upstroke2-Systolic peak3-Systolic decline4- Dicrotic notch: guide proper timing for IOBP counter pulsation5-Diastolic runoff or decay. What informations we can get from trace ?

2727

اندازه گيريسنسورهايانواع

Starin Gage Linear Variable Diferential Transformer

Variable Inductance Variable Capacitance

Optoelectronic Piezoelectronic

Semiconductor Devices

Different Kinds of Sensor Elements

28

Strain gauge pressure sensor

29

Examples of strain gauges

Unbonded strain-gauge in pressure sensor

Directions of sensitivity

Bonded strain-gauge units

30

31

3232

33

The MLT0380 is a low-cost, light-weight, reusable blood pressure transducer that uses an extravascular sensor system to measure blood pressure. It has an operating

range of -80 to +380 mm Hg. The device may be cold sterilised.

Intravascular Sensors

34

36

دود مبدل فشار مينياتوري با قطري درحميليمتري در نوك كاتتر 3الي 2قرار گرفته ودر محل مورد نظر در

درون رگ و يا در حفره هاي قلبي قرار .داده مي شود

ابل دو سيم پيچ حلزوني است كه به ديافراگم هاي مقنوعي از اين مبدل • وقتي فشار اطراف جعبه. هم در يك جعبه مينياتوري متصل شده اند

ه تغيير كرده و در نتيجحجم فضاي مابين دو سيم پيچ ،تغيير مي كند.نددو سيم پيچ تغيير مي ك اندوكتانس متقابل و ظرفيت خازني بين

سنسورهاي درون رگي

بودند كه (Gage)گيجهاين نوع شامل انواعااوليه سنسورهاي• .داردقرارنوك كاتتر آنهادرديافراگمي

كاتترهاي .ميليمتر است 1.67داراي قطر (Gage)گيجهاينا كاتتر•وحذف مشكالت دما ، تغيير خواصكوچكتر نيز باپيشرفت تكنولوژي

غير تخريبي قابل ساختاستريليزه كردنوزودشكني ، الكتريكي.هستند

Pressure transducers(for invasive measurement)

Fluid filled chamber

Stiff diaphragm Measure its movement electronically

To pressure to be measured,(via an intra arterial cannula)

Diaphragm manometer

Advantages• Cheap, disposable• easy to use• Accurate mean pressure

Disadvantages• Clotting in cannula, air

bubbles• Therefore errors in pulse

pressure

Cannula tip manometer Semi conducting strain gauge

Diameter may be as small as 0.67 mm

Advantages• High accuracy• Especially in very small

vessels

Disadvantages• No calibration possible when

in position• Expensive• Fragile

Intra arterial pressure sensor for mice (ADInstruments, SPR-671 Millar Mikro-Tip) (top),  the sensor window enlarged (bottom)

39

:از مبدلهاي درون رگي ينوع ديگر

گم افرفيبر نوري قرار مي گيرد و جابجايي ديا، درون كاتتر انتهاي كاتتر در اثر تغييرات فشار خون به روش نوري

دامنه سيگنال خروجي متناسب با . آشكار مي شود LEDنوری و همپوشاني بين زواياي دريافت آشكار ساز

).4شكل (وي ديافراگم استربر

4040

photodetector

LED source

Fiber-optic catheter

Mixed Fiber bundle Thin metalmembrane

Pressure

Operating range

Sig

nal

ou

tpu

t

Displacement

آنرفتارودرون رگي اپتيكيسنسورنماي يك•

4141

Fiber-optic pressure sensor for intracranial pressure measurements in the newborn. The sensor membrane is

placed in contact with the anterior fontanel of the newborn.

4242

بار مصرفسنسورهاي يكاستفاده از سنسورهاي يك هادربيمارستانامروزه •

.بارمصرف معمول شده است

همچنين كاهش وآلودگي بيمارخطركاهشاين كار باعث•.شودميهزينه نگهداري

ه نسبت ب ين سنسورهاا بوسيلهمقدار اندازه گيري شدهبه •چرا كهاعتماد بيشتري وجود دارد؛ سنسورهاي معمولياندازه گيرينتايج روي با يك سنسور اندازه گيري مكرر

.گذاردميتاثير

43

:)درون رگي(مزيت مبدلهاي نصب شونده در نوك كاتتر

:است سيال واسط مابين منبع فشار و عنصر مبدل حذف شده

  ات ستم   س ا دل بهبو ‐اسخ فر د دم ا  .

ال ارس از وتاخير زماني ناشيهبود يافته پهناي باند اندازه گيري ب . پالس فشار تا دياگرام حذف مي شود

:)درون رگي(مزيت مبدلهاي نصب شونده در نوك كاتتر

:است سيال واسط مابين منبع فشار و عنصر مبدل حذف شده

  ات ستم   س ا دل بهبو ‐اسخ فر د دم ا  .

ال ارس از وتاخير زماني ناشيهبود يافته پهناي باند اندازه گيري ب . پالس فشار تا دياگرام حذف مي شود

:عيب مبدلهاي درون رگي :عيب مبدلهاي درون رگيدبارگران بودن و شكسته شدن بعد از چن

استفاده مي باشد

4444

:اندازه گيري فشار خواص ديناميكي سيستمهاي :اندازه گيري فشار خواص ديناميكي سيستمهاي

اخت براي حفظ دقيق مشخصات ديناميكي فشار، شنروري ديناميكي سيستم اندازه گيري فشار ض خواص.است

قعيت از يك سيستم زيرميرا ، به تخميني اضافي بر وا ده شيب تغييرات فشار در امتداد دريچه هاي تنگ ش

قلب منجر مي شود

45

معادلسيستم الكتريكيبرون اندازه گيريفيزيكي يك سيستممدل، شكل صفحه بعد•

.دهدنشان ميرافشار رگي

واصطكاك ، ينرسياايع كاتتر داراي خواصم•ومقاومت ، ينرتانساكه با استسيتهاالستي

.شودميدادهنشانكامپليانس

همين ويژگيها بعالوه كامپليانس داراينيزسنسور•.استديافراگم

ل دوم •  ش ستم ال شانمعادلس .دهد را

46

دل مدل  ـ م ات   برون سازي  :ر دل مدل  ـ م ات   برون سازي  :ر

(a) Physical model of the catheter-sensor system.(b)AnologousElectric system for this catheter-sensor system.Each segment of the catheter has its own resistance Rc,inertance Lc,and compliance Cc.Inaddition, the sensor has resistance Rs,interance Ls,and compliance Cs.The compliance of the diaphragm is Cd.

Liquid

Incremental

length Catheter

Diaphragm

Sensor

V

P

(a)

(b)

Cd=V

P

LcRc LcRc LcRc LsRs

CsCcCc Cc

47

:مدل ساده شده:مدل ساده شدهديافراگم در مدل ساده شده فقط كامپليانس:را در نظر مي گيريم زيرا

تر از گم مبدل بسيار بيشفراظرفيت انعطاف ديا محلول(كاتتر پر از سيال و فضاي مبدل است

تر نمكي خالي از حباب هوا و مواد اوليه بدنه كات).مي باشند ترغير قابل انعطاف "نسبتا

لسيا با مقايسه در مبدل درون سيال لختي و مقاومت "تانهاي لذا و هستند كردن صرفنظر قابل كاتتر درون.كرد استفاده زير فشرده مدل از توان مي

4848

با مدار معادل (bشكل مداري ساده شده (aـ7شكل •راتتكمدار معادل ساده شده با حباب در (Cحباب در كاتتر

Vo(t)

Vo(t)Cd

CdCbRc

Vi(t)

RcLc Lcd Rcd

Catherer liquid inertia Catherer liquid resistance

Vi(t)

AC

AC Cb

(a)

(b)

(c)

Sensor Diaphragm compliance

Lc

49

:روابط بين پارامترهاي فوق با مشخصات سيستم:روابط بين پارامترهاي فوق با مشخصات سيستما هنگام كاتتر بعلت اصطكاك بين مولكوله )c R(مقاومت سيال

د عبور از داخل كاتتر است و توسط رابطه روبرو مي توان:نمايش يابد

p∆= 2 پاسكال حسب بر قسمت روي فشار اختالفm/N

U= متوسط سرعت m/s

F= دبي( سيال عبور نرخ( s/3m

A= 2 مقطع سطحm

)( 3mSPaAU

PR c

)( 3mSPaF

PRc

50

ي توان با استفاده از معادله پواسويل براي جريانهاي اليه أي مcR را بصورت زير نوشت:

L = كاتتر طول m

r = كاتتر شعاع m

η = ( سيال )ويسكوزيته( چسبندگيPa.S(

4

8

r

LRc

51

و است بعلت جرم سيال cLضريب لختي سيال :شود مي بصورت زير نوشته

ρ = 3دانسيته سيالmKg/

a = شتابA = 2سطح مقطعm

)/(.

)( 232 AmAa

PmSPa

dtdF

PLc

2r

LLc

52

دو معادله فوق نشان مي دهد كهدو معادله فوق نشان مي دهد كه

ه با ي توان از مقاوت و اينرسي مبدل در مقايسمر نمود قاديرمتناظر براي سيال كاتتر صرفنظمطر طول كاتتر حاوي سيال بيشتر از مبدل و ق(

).آن كمتر است

53

•:ظرفيت انعطاف ديافراگم مبدل برابر است با

:dEمبدل _مدول االستيسيته حجمي ديافراگم

dd EP

VC

1

54

ل فشار اعما(حال با استفاده از اعمال ولتاژ ورودي •را بدست)فراگمافشار دي(ولتاژ خروجي ،)شده:داريم .آوريممي

مرتبه دوم به صورت معادلهصورت كلي درتطبيق با•:زير

)()()(

)(2

2

tvdt

tdvCR

dt

tvdCLtV o

odcodci

)()(12

2

2

tkxtyDD

nn

55

:خواهيم داشت•

ضريب ميراييفركانس طبيعي ناميرا ؛•

21

3

21

4

2

P

VL

rL

CR

c

dc

21

21

1

2

1

V

P

L

rf

CLn

cc

n

n

56

:مثال

در يك كاتتر متصل به ميليمتر 5يك حباب هوا با طول• .بوجودآمده است P23Ddسنسور

با آب مترو 1طول كاتتر. كاتترداراي ديواره اي صلب است•قطر داخلي كاتتر. سانتيگراد پرشده استدرجه200.49*510مدول االستيسيته حجمي ديافراگم ،ميليمتر46) 5mN/(است.

بدون پاسخ فركانسي سيستم را با وجود حباب و•:وجود آن رسم كنيد

57

بدون حباب هوا=0.033fn=91Hz

با حباب=0.137

fn=22Hz

5858

.01

.1

1.0

Vo/Vi

f/fn.91.01

10

Fn=22 Hz

ξ =0.137

Fn=91 Hz

ξ =0.033

.1 2

.01

.1

1.0

10

.01

Frequency-response for catheter-sensor system with & without bubblesNatural frequency decreases from 91 Hz to 22 Hz & damping ratio Increases from 0.033 to 0.137 with the bubble present

رفركانسي كاتتپاسخ•و حبابداردر حالتحباببي

5959

مي توان شكل موج فشار رابا دهد كهنشان ميبررسي ها•.اول آن ساختهارمونيك 6خوبي با استفاده ازدقت

اول شكل موج فشارشش هارمونيك

6060

Invasive B.P measurementFactors affecting the

harmonic motion of the subject are

-Mass-Elasticity--Frictionthe same is applied in our

system it also oscillateThese forces in turn will

determine the system :1-Natural frequency :

describes how rapidly it oscillates

2-Damping coefficient how rapidly it comes to rest

6161

Natural FrequencyFourier analysis of wave-Fundamental waveThe one of least frequencyi.e 70/60 = 1.1 Hz-No of harmonics up to 10i.E 10 x 70/60 =11 Hz-if H.R 140 freq up to 22 -If the freq of the monitored

wave approaches the natural freq of the system it will resonate

62

Natural Frequency

F=#/2 sq root stiffness(k)/mass(m)To achieve high frequency k should be high

while M to be small by :1-short and stiff or non compliant tubing2-stiff but flexible diaphragm3-presence of air bubble or blood clot can

affect the natural freq adverselyWhen F is high enough (24 Hz) damping is

less important .

6363

Damping Coefficient

-Definition of damping

Z=C/sq root2km

Where c is friction constant

-Underdamping

-Overdamping

-Optimum damping

The contour is rounded

Quick response with only 7% overshoot and ditinct dicrotic notch .Z =0.64

64

:اندازه گيري پاسخ سيستم

كاتتري سيستمتعيين پاسخبرايين روشرراحت ت•.است آن پلهگذرايپاسخاندازه گيري

) نيازاز نظر تجهيزات مورد(ترپيچيدهروش دقيق تر ولي•.استسيستمفركانسي پاسخاندازه گيري

65

پله ي پاسخ گذرا

ورودي يكاساس اين روش به صورت اعمال•سيستمپاسخثبت و كاتتربهناگهانيپله

.است

بودن شكل پاسخ گذرا و فرض مرتبه دومبا استفاده از•ضريب ميرايي راطبيعي وفركانسمي توانسيستم

.بدست آورد

6666

چ تنظيم كاتتر يا سوزن در يك استوانه بوسيله يك پيب قرار داده شده كه يك واشر الستيكي به منظور آ

.بندي مورد استفاده قرار گرفته است

ي در آزمايش بوسيله قرار دادن يك پوشش الستيك توانه باالي استوانه كه بوسيله يك حلقه گرد روي اس

.متصل شده، انجام مي گيرد

ير سه با اعمال فشار الزم به سيستم از طريق مسير ش وسيله ه روي استوانه بقرارگرفتطرفه و تركاندن بالن

.ا هويه، پاسخ ثبت مي شودييك كبريت

6767

روش اندازه گيري پاسخ گذرا•

Match

Rubber Washer

Saline

AirORing

Surgical gloveThree-way stopcock

Sphygmomanometerbulb

6868

SensorResponse

InputPressure

Statham P23GB sensor Needle ID 0.495 mm , length 31 cm

10 ms

Y1Y2

نمونه ا ي از پاسخ زماني را نشان مي دهد زيرشكل كه معادل با پاسخ يك سيستم مرتبه دوم است

21

2

21

/ln

/ln

nn

nn

xx

xx

21

1

Tn

69

•: 1 n+y, nyفراجهش اولين و دومين

T زمان بين دو قله متوالي :

122

,4 n

n

y

yLnA

A

A

21

212

Tn

70

پاسخ فركانسي

قبل است زيرا به تجهيزاتپيچيده ترازروشين روشا•.نياز داردتريپيچيده

ين روش مي توان مدلابا استفاده از•تعييندقيقتري ازيك سيستم كاتتري با

از وفاز خروجي به عنوان تابعيدامنه.فركانس بدست آورد

71

ه يك پمپ توليد فشار سينوسي مي نمايد ك معموال در محل منبع فشار بوسيله يك مبدل

دين اين ب. فشار استاندارد اندازه گيري مي شود جهت است كه دامنه هاي شكل موج منبع فشار

.ثابت نيست "براي تمامي فركانسها معموال

مبدل تحت آزمايش، بوسيله-فشار منبع به كاتتر .يك محلول نمك بدون حباب اعمال مي شود

7272

روش اندازه •پاسخ گيري

فركانسي

Catheter

Saline

Low Frequency sine generator

Pressure Sensor

“Ideal”Sensor

Underwaterspeaker

73

بر پاسختاثير پارامترهاي سيستماز فركانسهاي طبيعي توابعيومقادير ضريب ميرايي•

.مختلف سيستم هستندپارامترهاي

طبيعيكاهش فركانسحتي حبابهاي ريز هوا باعث•.شوندميرايي سيستم مي

سانتي متر 100تا 10با طول PE-190در يك نمونه كاتتر–ه با آب فركانس طبيعي براي آب جوشانده نشده در مقايس

درصد كاهش نشان مي 60الي 50جوشانده شده تقريبا .دهد

74

ر تفلون با قطرهاي مورد استفاده ددر كاتترهاي پلي اتيلن و• طول كاتتر بطور معكوس با)ميليمتر 2.96تا 0.58(آزمايش

.فركانس طبيعي مربوط است

ت تر است پاسخخساز پلي اتيلنقدريتفلونچون •.داردمتناظر يهار طولا دراالتريب فركانسي

اتترطول كمعكوس جذرارتباط خطي بين فركانس طبيعي و • .خطاهائي حفظ شده است با

شديد پيچش و خميدگي كاتتر موجب تغيير فركانسهاي ت•آن مي گردد، ليكن اين تغييرات در مقايسه با

كامپليانس قابل مالحظه پارامترهاي موثر بر روي.نيستند

General on System ParametersEven minute air bubbles in catheter have a dramatic

effect on frequency response

The natural frequency and the length of the catheter have a following relationship:

The catheter diameter has a linear relationship to natural frequency

Lfn

1

Stiffer catheters have a higher frequency response

Teflon

Polyethylene

Silicon rubber

BETTER

WORSE

76

نيازموردپهناي باند

مي را بدانيمارششكل موج فهنگامي كه هارمونيكهاي•.تعيين كردنياز سيستم را نيزموردباندتوان پناي

پهناي باند بااليي بهميانگينتعيين فشاربرايبه عنوان مثال •.نباز نيست

ين مقدار ،اوفاز دامنهتعيين دقيق خواصبراياما •درشكلاعوجاجهيچگونهزيراشودزياد مي

.باشدنبايدموج

77

شكل موج در اعوجاج متداول

با وسط يك مبدل فشارمي تواند تشكل موج واقعي فشار خون •.هرتز اندازه گيري شود 100كيفيت خوب با پهناي باند

ل دامنه مولفه هاي فركانس باالي شك زير ميرادر حالت •فوق شوند، در حاليكه در حالت موج فشار تقويت مي

.گرديدند، اين فركانسهاي باال تضعيف ميميرا

7878

•a(شكل موج پاسخ بدون اعوجاجb (زيرميراپاسخ•( cميراپاسخ فوق

(a)(b)

(c) Undestorted

UnderdampedOverdamped150

100

50

0

kPa

0

5

10

15

20

mm Hg 200 ms

(Air bubble / blood clot)

79

زماني قابل مال حظه ميرا تاخيردرحالت فوق•.)ميلي ثانيه 150( داريمأي

120mmHgبه mmHg 130ازميزان فشار •تواند اين نوع پاسخ مي. تضعيف شده است

هنگاميكه يك حباب هواي بزرگ وجود داشتهد جوو،بباشد باشد ويا اينكه در نوك كاتتر لخته

.آيد 130mmHgميرا ميزان فشار از درحالت زير•

.استنامطلوب رسيده كه165mmHgبه

80

ي شالقديگري از خطا در اندازه گيري فشار خون نوع•اعوجاج ايجاد شده در اندازه شكل. مي باشدشدن

ده و گيري فشار سرخرگ را وقتي كه كاتتر فشار خم شدر اثر شتاب خون در نواحي جريان شديد (مي لرزد .را نشان مي دهد)ضرباني

سخت اين نوع اعوجاج را بوسيله انتخاب كاتتر از جنس•تر و قرار دادن آن در نواحي با جريان كم خون، مي

.توان كاهش داد

8181

(b) كاتترهوا درحباب

( c ) شدنشالقياثر

(a)شكل موج بدون اعوجاج

82

سياهرگهاهاي اندازه گيري فشار درسيستمييناندازه گيري فشار خون در سياهرگها كمك موثري به تع•

.عملكرد مويرگها و قلب راست مي كند

ه و فشار در سياهرگهاي باريك از فشار مويرگها كمتر بود•.مقدار فشار مويرگها را منعكس مي كند

.پر شدن بطن راست كمك مينمايد فشار سياهرگهاي درون سينه در تعيين فشار حالت انبساط و•آن و يا در دهليز راست سياهرگ مركزي در خودفشار•

.گيري مي شوداندازهكه وابسته به شتاب اتمسفر باال و پائين مي روداين فشاربا فشار•

.تنفس فرد استسانتيمتر آب باالي 5الي 2در سياهرگهاي بيرون از سينه فشار حدود •

.اتمسفر مي باشد

83

قلبي است، لذا مقدار آن در جراحي و بيماران تحت درمان فشار سياهرگهاي مركزي، شاخص خوبي از عملكرد عضالت :براي كمك در درمان حاالتي مثل

بد كار كردن قلب•شوك•بسته شدن (حاالت افزايش يا كاهش صداهاي قلب •

)هادريچهاشكال در سيستم گردش خون•

.مورد استفاده و تحت نظارت قرار ميگيرد

84

ار حالت ماندگار ميانگين فش "پزشكان معموال•سياهرگها را از طريق سوراخ كردن سياهرگ به

صورت ضربه أي توسط يك ميله سوزني وگذراندن كاتتر از درون سوراخ ميله به درون ه سياهرگ و پيش رفتن تا نقطه مورد نظر، انداز

.مي گيرند

يكي به سپس ميله سوزني برداشته شده و يك لوله پالست•صل كاتتر درون سياهرگ ، توسط يك شير سه طرفه مت

.مي گردد

شير امكان ارسال مايعات يا مواد تزريقي را در صورت ضرورت اين•لوله پالستيكي به ستون . سازدكاتتر منعكس مياز طريق

.مدرجي كه از محلول نمكي پر شده، متصل مي شود

85

كاتتريزاسيون قلبيي روش كاتتريزاسيون قلبي تركيب تكنيك هاي مختلف•

براي بدست آوردن ساختار سيستم گردش خون واست.ديناميك آن استهماهنگي

د اين عمل براي تمام بيماراني كه نياز به جراحي قلب دارن•وضعيت و نتايج ،و با هدف بررسي ريسك عمل جراحي

.احتمالي آن انجام مي گيرد

روشهاي كاتتريزاسيون در آزمايشگاه هاي ويژه اي•به ) فلوروسكوپي( Xانجام مي شود كه تجهيزات اشعه

، منظور رويت ساختار قلب و محلهاي مختلف كاتتر فشار.استفاده مي شوددر آنها

86

:كاربردهاي اين روش•

1-تعيين جريان خروجي قلب.

2-اندازه گيري گازهاي خون و تنفس.

3-اندازه گيري فشار در حفره هاي مختلف

4-اشباع اكسيژن خون.

5-برداري از وضعيت عروق كرونريعكس.

6-آئورت و ازجمله دريچه هاي قلبي بررسي وضعيت.دريچه آئورتي

87

نگ شكل زير وضعيت بيماري را كه داراي آئورت ت•.دهد شده است، نشان مي

آئورت چپ -فشار بطن ؛قبل از عمل(a)در شكل •يدر امتداد يك دريچه آئورت تنگ شده را نشان م

. دهد با قرار دادن يك دريچه توپي آئورتي(b)در شكل•

.ست افت فشار به ميزان قابل توجهي كاهش يافته ا در حين كاتتريزاسيون قلبي ضربات نابجا و •

اينها .آيديافيبريالسيون اتفاقي قلب بوجود ميا خروج و ي ، معموال ناشي از تحريك نوك كاتتر

ايد به اين دليل پزشكان ب. فشار ماده حاجب است .ديفيبريالتور در دسترس داشته باشند

8888

(a) Systolic pressure gradient(Left ventricular-aortic pressure)Across a stenotic valve.(b)Marke decrease in systolic pressure

gradient with Insertion of an aortic ball valve

ل 17ش

Problem:• Aortic and peripheral pressures are different.• The heart doesn’t care what the pressure is in

the radial artery.• It only “sees” aortic pressure.• Aortic pressure is difficult (impossible?) to

measure non-invasively• Can we reconstruct the aortic waveform from

the radial?

AorticRadial

80

100

120

Systolic

Diastolic

Mean

90

:ها دريچهمساحت دهانهاندازه گيري•گيري مي توان با استفاده از معادالت مكانيك سياالت و اندازه•

آن را اندازه شعاع دهانه ، يك دريچهفشار در دو طرف.گيري نمود

:است با براي جريان سيال بدون اصطكاك برابر معادله برنولي•

Pt فشار كلي سيال =P = فشار استاتيكي سيال محليh = عجارتفاع نسبت به سطح مر

دانسيته سيال =g = شتاب جاذبهu = سرعت سيال

2

2ughPPt

91

SensorsSensors

P1 P2

orifice

1 2

Model of deriving equation for heart-valve orifice area P2 & P1Are upstrem and downstream static pressures.Velosity u is calculated for

Minimal area A atlocation 2.

92

با فرض بدون با در نظر گرفتن مدل شكل وحال•) 2(و ) 1(فشار كلي را در نقاط ،اصطكاك بودن سيال.اندازه گيري مي كنيم

رعت در ا فرض اينكه اين دو نقطه هم ارتفاع باشند و سب•قابل صرفنظر ) 2(در مقابل سرعت نقطه ) 1(نقطه

:داريم ،كردن باشد

21

212

21

2

2

PPu

uPP

93

براي حذف اثر اصطكاك و عوامل مزاحم ديگر از ضريب •استفاده مي شود كهdCتصحيح

•0.85= dCدريچه آئورت0.60= dCدريچه ميترال

را اندازه گيري مي كند ولذا با P-1P 2فشار يسنسورها•.را تخمين زد Aمي توان) فصل بعد(Fتعيين

.روشهاي تصويرگري نيز در اين زمينه بكار مي رود•

2

1

212

PP

Fu

FA

2

1

212

PPC

FA

d

94

ي هاي پتانسيل و سينتيك روي اندازه گير اثرات انرژي:فشار

ي روي شرايط عيني اثرات انرژي هاي پتانسيل و جنبشدر• تواند اندازه گيري فشار خون با توجه به رابطه برنولي مي

.به نتايج ناصحيحي منجر شود

2

2ughPPt

95

يلنستاثير انرژي پتامار به هنگاميكه اندازه گيري فشار در وضعيت خوابيده بي•

با قلب قرار انجام مي شود و مبدل نيز هم ارتفاع ، پشتانرژي هيچگونه اصالحي بخاطر جمله مربوط به ،گرفته است

.پتانسيل نياز ندارد

تونهاي طويل س ، ليكن هنگاميكه بيمار نشسته يا ايستاده است •يك عمودي خون در سيستمهاي فشار شرياني و وريدي با هم

.نمايدفشار هيدرواستاتيكي را ايجاد مي

96

97

وقتي مهم 2u/ 2جمله مربوط به انرژي سينتيك•.مي شود كه سرعت جريان خون باال باشد

ي يك كاتتر فشار خون در يك مجراي خونهنگاميكه دو نوع فشار ،يا در درون قاب قرار داده مي شود

:ممكن است اندازه گيري شود

استاتيكفشار-1•

فشار كل-2•

98

تهاي آن اگر كاتتر در جهتي قرار گرفته باشد كه نوك ان•قرائت دقيق ، بسازدزاويه عمود با جربان خون

.رسدخواهد بود ، زيرا انرژي جنبشي به حداقل مي

اهميت نسبي انرژي جنبشي را در قسمتهايجدول•.مختلف دستگاه گردش خون نشان مي دهد

آئورت ، حفره طبق اين نمودار وضعيت هايي در•آنها جمله وريدي وشريان تنفسي وجود دارد كه در

ي انرژي جنبشي قسمت عمده كل فشار را تشكيل م.دهد

9999

خونگردشدر نقاط مختلفانرژي جنبشينسبياهميت

VesselVel

(cm/g)Ke

(mm hg)Systolic

(mmHg) (Kpa)% KE

Of total

Aortic(systolic)At restCardiac output at 3*rest

Brachial arteryAt restCardiac output at 3*rest

Vena cavaAt restCardiac output at 3*rest

Pulmonary arteryAt restCardiac output at 3*rest

100 4300 36

30 0.3590 4

90 3.2

90 3

270 27

30 0.35

120 (16)

180 (24)

110 (14.7)120 (16)

2 (0.3)

3 (0.4)

20 (2.7)

25 (3.3)

317

0.33

1252

1352

100

101

102