Электрическая кардиометрия - Electrical cardiometry

Электрическая кардиометрия
Значок MONITOR.jpg
Неинвазивный монитор сердечного выброса, использующий электрическую кардиометрию
Цельнеинвазивно измеряет ударный объем

Электрическая кардиометрия это метод, основанный на модели Электрическая велосиметрия, и неинвазивные меры ударный объем (SV), сердечный выброс (CO) и другие гемодинамический параметры за счет использования 4-х поверхностных электродов ЭКГ. Электрическая кардиометрия - это метод, зарегистрированный Cardiotronic, Inc., который одобрен FDA США для использования у взрослых, детей и новорожденных.[1]

Обзор

Электродная решетка для измерения TEB
  • Метод электрической кардиометрии требует использования 4 электродов ЭКГ, 2 из которых прикреплены к левой стороне шеи, а 2 - к нижней части грудной клетки.[2]
  • Электрический переменный ток (AC) постоянной амплитуды подается через пару внешних электродов по направлению к грудной клетке и, в частности, по восходящей и нисходящей аорта.
  • Ток направлен к аорте, потому что кровь является наиболее проводящим материалом в грудной клетке.
  • Отношение приложенного тока к измеренному напряжению равно проводимости (или биоимпеданс ), который регистрируется с течением времени.[2]
  • Резкое увеличение проводимости, наблюдаемое от удара к удару, объясняется ориентацией эритроцитов. Время, когда наклон наиболее крутой, напрямую связано с пиковым ускорением аортальной крови.
  • Электрокардиометрия аналогична импедансная кардиография в том, что оба метода измеряют торакальный электрический биоимпеданс (TEB). Методы отличаются от того, какое явление вызывает резкое увеличение TEB на одно сердечное сокращение.

Теория

Измеренный биоимпеданс выше время можно выразить как суперпозицию трех компонентов:[3]

где Z0 квазистатическая часть электрический импеданс (базовое сопротивление), ΔZр изменения импеданса из-за респираторный цикл, а ΔZC изменения импеданса из-за сердечный цикл. ΔZр считается артефактом, аналогичным оценке ударного объема, и поэтому подавляется. Исключение производных объемный данные могут ухудшить качество продукта в целом.

Своевременное измерение ΔZC (dZ (t)) показывает форму волны, аналогичную форме волны артериального давления. Рассчитанная первая производная dZ (t) по времени - это форма волны, которая содержит ориентиры, позволяющие определить время выброса левого желудочка (LVET) и пиковое ускорение аортальной крови. Пиковое ускорение кровотока в аорте происходит на самом крутом склоне кривой dZ (t) и на пике кривой форма волны.[нужна цитата ]

Электрическая велосиметрия

Электрическая велосиметрия (EV) - это модель, на которой основана электрическая кардиометрия. EV основан на том факте, что проводимость крови в аорте изменяется во время сердечного цикла. EV был разработан доктором Бернстайном и доктором Осипкой в ​​2001 году как новая модель взаимодействия сигналов биоимпеданса грудной клетки.[3]

Своевременный ход параллельных записей ЭКГ, кривых импеданса и их взаимосвязи с ориентацией эритроцитов

Перед открытием аортального клапана красные кровяные тельца (эритроциты) принимают случайную ориентацию (кровоток в аорте отсутствует). Когда электрический ток подается от внешних электродов, ток должен окружать эти эритроциты, что приводит к более высокому измерению напряжения и, следовательно, к более низкой проводимости. Вскоре после открытия аортального клапана пульсирующий кровоток вынуждает эритроциты выравниваться параллельно кровотоку. Когда затем подается электрический ток, он может легко проходить через эритроциты в аорте, что приводит к более низкому напряжению и, следовательно, более высокой проводимости. Переход от случайной ориентации к выравниванию красных кровяных телец при открытии аортального клапана вызывает характерное резкое увеличение проводимости или dZ (t) (соответствующее резкому уменьшению импеданса) от удара к удару.[3]

Модель учитывает пиковую амплитуду деленное на базовое сопротивление Z0 как показатель пикового ускорения аорты и как показатель сократимости сердца, или ICON. Общее уравнение для оценки ударного объема с помощью электрического биоимпеданса грудной клетки вычисляет произведение постоянной пациента Cп (в мл), средний индекс скорости кровотока FT (измеряется в с−1 во время потока и FT (время потока, измеряемое в с):[3]

Модель электрической велосиметрии выводит средний индекс скорости кровотока FT от измеренного показателя пикового ускорения аорты ICON.[4] Чем выше средняя скорость кровотока во время потока, тем больше SV выбрасывается левым желудочком. «Объем электрически участвующей ткани» (VEPT) используется как константа пациента. VEPT выводится в первую очередь из массы тела.[3]

Сравнения

Кардиография импеданса

Кардиография импеданса это метод неинвазивного мониторинга гемодинамики с использованием 4 двойных датчиков, размещенных на шее и груди. И импедансная кардиография, и электрическая кардиометрия определяют SV и CO на основе измерений TEB, но основная модель отличается. Модель импедансной кардиографии способствует быстрому изменению биоимпеданса, которое происходит вскоре после открытия аортального клапана, к расширению податливой восходящей аорты, при условии, что больший объем крови, временно хранящийся в восходящей аорте, способствует снижению биоимпеданса (или увеличению проводимости грудная клетка). Базовая модель никогда не была точной у пациентов с небольшим сердечным выбросом, поэтому она никогда не была одобрена FDA США для использования у детей или новорожденных.[нужна цитата ]

Параметры

Электрические сигналы и сигналы импеданса обрабатываются, а затем используются для измерения и расчета гемодинамических параметров, таких как сердечный выброс, ударный объем, системное сопротивление сосудов, индекс грудной жидкости, ICON (индекс сократимости) и соотношение систолического времени.

ПараметрОпределение
Частота сердцебиенияКоличество ударов сердца в минуту
Сердечный выбросКоличество крови, перекачиваемой левым желудочком каждую минуту
Сердечный индексСердечный выброс, нормализованный для площади поверхности тела
Ударный объемКоличество крови, перекачиваемой левым желудочком за одно сердцебиение
Изменение рабочего объемаИзменение объема удара от ударов к ударам
Индекс инсультаУдарный объем, нормализованный для площади поверхности тела
Системное сосудистое сопротивлениеСопротивление току крови в сосудистой сети (часто называемое «постнагрузкой»).
Индекс системного сосудистого сопротивленияСистемное сосудистое сопротивление, нормализованное для площади поверхности тела
ИКОНАИндекс сократимости. Пиковое ускорение кровотока в аорте
ВИКВариант ICON
Индекс грудной жидкостиЭлектропроводность грудной полости, которая в первую очередь определяется внутрисосудистой, внутриальвеолярной и интерстициальные жидкости в грудной клетке
Левая сердечная работаИндикатор объема работы, которую левый желудочек должен выполнять, чтобы перекачивать кровь каждую минуту.
Соотношение систолического времениСоотношение электрической и механической систолы
Период до выбросаВременной интервал от начала электростимуляции желудочков до открытия аортального клапана (электрическая систола)
Время выброса левого желудочкаВременной интервал от открытия до закрытия аортального клапана (механическая систола)

использованная литература

  1. ^ США 510K # K082242
  2. ^ а б http://cardiotronic.net/en/products/cardiac_output_monitors/bottom.htm
  3. ^ а б c d е Бернштейн Д.П., Осыпка М.Ю. Аппарат и метод определения приблизительного ударного объема и сердечного выброса сердца. Патент США № 6,511,438.
  4. ^ Патент США № 6,511,438 и международные патенты.