cardiografia de impedanta
DESCRIPTION
Inginerie medicalaTRANSCRIPT
Cardiografia de impedanţă
Principiul metodei bioimpedanţei electrice toracice (BET) constă în studiul variaţiilor impedanţei
toracice (IT) considerând că proprietăţle electrice ale toracelui se datorează în mod esenţial
conţinutului acestuia în particule încărcate electric (în principal ioni Na+ şi Cl-).
În consecinţă, aceste variaţii ale proprietăţilor electrice ale toracelui sunt provocate de către
variaţiile volumului toracic produs de modificările volumului cardiac (pulsatile în cadrul ciclului
cardiac).
La baza aplicării BET (pentru determinarea parametrilor hemodinamici) stă faptul că ţesuturile
biologice, cum ar fi muşchiul, osul, grăsimea şi sângele, au proprietăţi electrice diferite. Dintre
toate acestea sângele are conductivitatea electrică cea mai mare. Deoarece fluxul sângelui
arterial este pulsatil, iar pereţii arterelor sunt elastici, modificările pulsatile privind volumul
sanguin vor apărea la sistemul arterial toracic, predominant la nivelul aortei, datorită funcţiei
ventriculului stâng. Modificările volumului sanguin determină modificări ale impedanţei toracice.
Cardiograful de impedanţă din figura de mai jos include un sistem standard tetrapolar de
electrozi. Acesta constă din patru electrozi tip bandă, dintre care doi la nivelul gâtului, iar doi la
nivelul liniei axilare.
O sursă de curent constant (valoarea efectivă) furnizează un semnal sinusoidal de 100 kHz
electrozilor amplasaţi cel mai exterior (1 şi 4). Aceasă frecvenţă este deasupra frecvenţei de
12.5 kHz (frecvenţa de prag superioară pentru stimularea de ţesut), şi, de asemenea, reduce
impedanţa piele/ electrod, precum şi modificările nedorite datorită deplasărilor relative.
Odată cu aplicarea unui curent electrozilor exteriori, variaţiile de tensiune măsurate la nivelul
electrozilor exteriori (2 şi 3) reflectă modificările impedanţei toracice. Acest semnal este
amplificat şi apoi aplicat unui circuit linear de detecţie pentru obţinerea impedanţei toracice de
referinţă (Z0) şi a parametrului Z(t). Semnalul Z(t) este ulterior aplicat unui circuit de
diferenţiere, pentru a obţine dZ/dt – modificarea impedanţei toracice pe unitatea de timp.
Deoarece sângele reprezintă conductorul electric major în cadrul toracelui, iar influenţa directă
a inimii pulsatile asupra lui Z este foarte mică, modificările de impedanţă (Z) observate la nivelul
pieptului sunt datorate răspândirii sângelui în vasele majore.
În plus, s-a demonstrat că modificările de volum sunt proporţionale cu modificările de
impedanţă.
Volumul de ejecţie este estimat utilizând formula:
max20
2
dt
dZ
Z
TEVSLVev
în care:
Vev = volumul de ejecţie ventriculară (ml);
= rezistivitatea sângelui la 100 kHz (cm, presupusă constantă la valoarea de 150 cm);
L = distanţa medie între electrozii interni (cm);
Z0 = impedanţa transtoracică medie de referinţă ();
(dZ/dt)max = cea mai mare dintre valorile lui dZ/dt pe durata unui ciclu cardiac (/s)
TEVS = timpul de ejecţie la nivelul ventriculului stâng (s).
Tehnica impedanţei are mai multe avantaje: este complet noninvazivă şi, deci, nu necesită
străpungerea pielii; este sigură, provoacă disconfort minim, este compactă şi portabilă,
permiţând transportul facil spre patul pacientului. Costul este mai redus decât al altor
instrumente de diagnostic cardiac, fiind relativ simplu de utilizat, necesitând numai un tehnician
instruit. Procedeul măsoară volumul de ejecţie sistolică pe baza metodei bătaie-cu-bătaie.
Un dezavantaj al cardiografiei de impedanţă este obţinerea de erori în prezenţa şunturilor
cardiopulmonare, sau în cazul insuficienţei valvulare.