Admisión y conductancia en funcionamiento cardiaco

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Hay una práctica establecida de la utilización de la conductancia eléctrica de sangre (Bucles de PV) en corazón ventrículos para determinar el volumen instantáneo del ventrículo. Esta técnica consiste en insertar un catéter tetra polar en el ventrículo y medición de la conductancia. Esta medida la conductancia es una combinación de sangre y músculo y varias técnicas se usan para identificar la conductancia de la sangre de la conductancia total medida. Conductancia de sangre se puede convertir entonces volumen utilizando un lineal (Baan) o una relación no lineal (Wei) se refiere al volumen de la conductancia.

Contenido

  • 1 Tecnología de conductancia tradicional
  • 2 Admisión mejorada tecnología
    • 2.1 Eliminación de Gm
  • 3 Resultados experimentales
  • 4 Referencias
  • 5 Lectura adicional

Tecnología de conductancia tradicional

Este enfoque se basa en la idea que la conductancia total, G, de un fluido entre dos electrodos es una función de la conductividad (recíproco de la resistencia) y volumen del fluido.

En Cardiología, un tetra-polar catéter se inserta en el ventrículo y una corriente constante () se aplica a través de los dos exteriores electrodos. Esto genera un campo eléctrico dentro del ventrículo y medir los dos electrodos internos un voltaje generado por el campo eléctrico. Esta medida voltaje (V) se utiliza para determinar a través de una versión modificada de la conductancia La ley de Ohm. Conductancia (G) es el recíproco de la resistencia (R) que cambia la ecuación del estándar del ohmio de V = IR a V = I / G.

Conductancia entonces se relaciona con volumen de sangre aunque ecuación de Baan.[1] Cuando se utiliza en Cardiología, el campo eléctrico generado no se limita a la sangre (el líquido de interés), pero también penetra la pared del corazón, dando lugar a la conductancia adicional a menudo llamada "conductancia paralela" o "conductancia del músculo", Gm que deben eliminarse.

Varias técnicas se han intentado quitar la Gm contribución con distintos grados de éxito. El método más común es la solución salina hipertónica técnica que consiste en inyectar un bolo de solución salina hipertónica en el ventrículo para alterar la conductividad de la sangre sin afectar el músculo circundante. Otro menos técnica comúnmente utilizada consiste en evacuar el ventrículo de la sangre y medición de conductancia del músculo sola con un catéter de conductancia. Claramente ambas técnicas son poco fiables, un poco invasiva y no para tener en cuenta la variación continua en Gm sobre la ciclo cardíaco.[2]

Admisión mejorada tecnología

El Admisión técnica es una mejora sobre el Conductancia técnica para la remoción en tiempo real de la conductancia del músculo Gm. Sangre y músculo responden a alternar corrientes eléctricas (AC) muy diferentemente. La sangre es puramente resistiva mientras que el músculo tiene propiedades tanto resistivas y capacitivas. Los cargos fijos en las células musculares crean un significativo reactancia Eso provoca un desplazamiento de fase (retardo) en la señal de medición, en relación con la señal de excitación. Admitancia tecnología utiliza este cambio de fase para determinar la conductancia del músculo instantánea y retirarlo de la conductancia total medida.

Eliminación de Gm

El ingreso total (Y), de la sangre llena ventrículo está dada por Y = Gb + Gm + iωCm donde

  • Gb es la conductancia medida de la sangre (la señal deseada)
  • Gm es la conductancia medida del músculo cardíaco (señal no deseado)
  • Cm es la medida capacitancia del músculo cardíaco
  • Ω es la frecuencia angular de la señal de excitación

Las señales Gm y Cm son dos propiedades del músculo cardíaco y varían en una proporción fija. Por lo tanto la proporción de Gm a Cm es igual a la relación de la conductividad del músculo (σ) a los músculos permitividad (Ε). el cociente σ/ε es una constante de proporcionalidad. Aunque tanto σ y ε son funciones de la salud de los tejidos del corazón, son relativamente constantes durante cortos períodos de tiempo.

Usando esta proporcionalidad, uno puede reescribir la ecuación para Gm como Gm = C (Σ/Ε)m

Tenga en cuenta que el componente imaginario de Y sólo depende de la cantidad de músculo en el campo del catéter. Esto hace fácil aislar midiendo el cambio de fase, φ, de la señal de medición:
cos(φ) = (Gb + Gm) /Y
sin(φ) = ωCm/Y
Por lo tanto, Cm = Y.sin (φ) / ω
Además, Gm = C (Σ/Ε)m

Por lo tanto, la conductancia de la sangre se determina como Gb = Y.cos(φ) - Gm

Ecuaciones de Wei se pueden aplicar a esta conductancia calculado sangre Gb para obtener el volumen de sangre.[3] A diferencia de la ecuación de Baan, ecuación de Wei toma en cuenta la naturaleza no lineal de la campo eléctrico y la naturaleza dinámica de la ciclo cardíaco para dar una representación más exacta del volumen de la sangre.[4]

Resultados experimentales

Admitancia técnica consiste en la medición de ángulo de fase y la conductancia total en el ventrículo. Por lo tanto, es posible observar cómo varía la conductancia paralela (conductancia de músculo) durante todo el ciclo cardiaco. Un diagrama mostrando la contribución de la sangre y el músculo se muestran en la figura.


Referencias

  1. ^ Baan J, Jong TT, Kerkhof PL, et al. (Junio de 1981). Volumen de movimiento continuo y cardiaco de dimensiones intra ventriculares obtenidos con catéter de impedancia. Cardiovasc. Res. 15 (6): 328 – 34. PMID7296590.
  2. ^ Krenz M (diciembre de 2009). "Conductancia, admisión y solución salina hipertónica: debemos tomar las mediciones de volumen ventricular con un grano de sal?". J. Physiol. appl. 107 (6): 1683 – 4. Doi:10.1152/japplphysiol.01089.2009. PMID19797683.
  3. ^ Wei CL, Valvano JW, Feldman MD, Pearce JA (octubre de 2005). "Relación volumen conductancia no lineales para el sistema de medición de conductancia murino catéter". IEEE Trans Biomed Eng 52 (10): 1654 – 61. Doi:10.1109/TBME.2005.856029. PMID16235651.
  4. ^ Porterfield JE, Kottam a, Raghavan K, et al. (Diciembre de 2009). "Corrección dinámica para alpha conductancia paralela, GP y factor de ganancia, en las mediciones de volumen ventricular izquierdo murino invasiva". J. Physiol. appl. 107 (6): 1693 – 703. Doi:10.1152/japplphysiol.91322.2008. PMC2793194. PMID19696357.

Lectura adicional

  • Wei CL, Valvano JW, Feldman MD, Nahrendorf M, Peshock R, Pearce JA (agosto de 2007). "Conductancia paralela volumen catéter varía entre el extremo-sístole y diástole-final". IEEE Trans Biomed Eng 54 (8): 1480 – 9. Doi:10.1109/TBME.2007.890732. PMID17694869.
  • Clark JE, Kottam A, Motterlini R, Marber MS (2009). "Medición dejó la función ventricular en el corazón de ratón normal, infartado y CORMO-3-precondicionada utilizando presión admisión derivados complejos lazos del volumen". J Pharmacol Toxicol métodos 59 (2): 94 – 9. Doi:10.1016/j.vascn.2008.10.007. PMID19059354.
  • U.S. 7925335Feldman, Marc D.; Pearce, John A.; Valvano, Jonathan W.; Wei, Chia-Ling, "Método y aparato para determinación de rendimiento en un paciente con una conductancia catéter cardíaco", publicado el 12 de abril de 2011

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