Appunti Strumentazione biomedica

CENNI DI FISIOLOGIA UMANA

La pressione arteriosa è la causa prima del moto del sangue: atrio -> ventricolo -> arterie -> periferia/polmoni.

Il mantenimento della pressione entro i limiti normali, quindi, è fondamentale perché gli organi compiano le loro funzioni correttamente.

Il volume totale non cambia, essendo il sistema circolatorio un circuito chiuso. Il sangue a queste pressioni si comporta come un fluido indeformabile, per cui quando si riduce il volume nei ventricoli, si genera una onda di pressione che spinge il sangue verso le arterie, che si stanno dilatando (le arterie sono elastiche).

La sua misura e/o il suo monitoraggio continuo sono particolarmente importanti nei pazienti in condizioni critiche: è il parametro che dà la misura di quanto gli organi vitali siano efficientemente irrorati.

Per evitare un collasso (svenimento) cardiocircolatorio (reazione nervosa), ad esempio, è necessario che la pressione media sia...

superiore a 40 mmHg» Pressioni sistoliche molto alte possono non causare danni istantaneamente, ma a lungo andare potrebbero, poiché si sollecitano le arterie a pressioni alte, facendole dilatare molto, rischiando una sua lacerazione (-> Ictus: rottura di un vaso nel cervello)» Valori normali (fisiologici) della pressione sono:
Sistolica 100 ÷ 140 mmHg
Diastolica 60 ÷ 90 mmHg
Media 80 ÷ 100 mmHg
(blu: range di variabilità) » In medicina è concesso dai Comitati Metrologici Internazionali (SI) l’uso del mmHg al posto del Pa (unità di misura della pressione per il S.I.), ove 1 mmHg ≈ 133 Pa» L’ammissione è basata sull’esperienza fatta e sulla facilità di riportare le pressioni in mmHg

SISTEMA CARDIOVASCOLARE

A livello capillare avviene tramite scambio osmotico con i globuli rossi il rilascio di sostanze nutritive e di ossigeno

Il punto in cui misurare la pressione corrisponde a quello in cui si

La pressione viene controllata dal sistema nervoso centrale e dipende:

1. dalla gittata cardiaca
2. dalla resistenza vascolare
3. dal volume di sangue nel sistema arterioso (->emorragia= perdita di sangue)
4. dalla viscosità del sangue
5. dalla rigidezza delle pareti delle arterie

La pressione fornisce informazioni in maniera globale e non in modo specifico, infatti valori fuori normalità indicano problemi che riguardano i parametri precedenti (parametro ad ampio spettro) e costituisce il primo parametro che viene misurato per la sua facilità di acquisizione.

Il contributo di ciascuno di questi fattori non è ben conosciuto, ma la resistenza periferica e la gittata cardiaca sembrano essere i fattori con maggiore

influenza- Ipertensione: costituisce un indice dell'irrigidimento delle pareti arteriose (perdita di elasticità)- L'andamento che lega la percentuale di rischio di un soggetto sulla base dell'età con la pressione è di tipo esponenziale Finchè non si superano i 140mmHg di pressione il rischio di sviluppare ictus o infarto al miocardio è basso Più è severa l'ipertensione, maggiore è il rischio che porta all'ictus o infarto Gli studi sulla normalità dei valori pressori sono stati condotti sull'osservazione dei campioni della popolazione occidentale PRESSIONE E VOLUME: VENTRICOLO SX, AORTA - Curva: descrive la pressione in mmHg nel ventricolo sx- Prima della contrazione del ventricolo, quindi prima del complesso QRS, la pressione è quasi nulla (tessuto rilassato e riempito di sangue); dopo il complesso, il ventricolo si contrae e si riduce il volume; a ciò segue un aumento in pochi

Istanti di tempo della pressione - Curva: descrive la pressione in mmHg in aorta - nel punto A la pressione del ventricolo raggiunge quella aortica e la valvola continua a restare chiusa - tra A e C le due curve viaggiano insieme, perché la valvola è aperta; quindi ventricolo e aorta rappresentano un unico volume e il sangue viene espulso, fluendo nell'aorta - dopo il punto C, cioè in corrispondenza dell'onda T, si verifica il rilassamento del ventricolo, fase durante la quale il sangue fluisce dall'atrio verso di esso determinando una diminuzione della pressione in pochi millisecondi; l'aorta, al contrario, è piena di sangue, quindi la sua pressione si mantiene alta e la valvola si chiude - nel ventricolo si registra una variazione di pressione che va da 0 alla sistolica (120-130 mmHg); in aorta il range di variabilità non è così ampio (70-80 ÷ 120 mmHg) - si va a misurare la pressione in aorta, infatti se si scegliesse la

• ultrasuoniper i flussi (-> un organo = 3 strumenti)
• Curva: descrive la pressione in mmHg nell’atrio sx
• Per ottenere questi grafici è stata effettuata una misura tramite un metodo invasivo(catetere)
• L’onda di pressione p(t) viaggia con velocità v = 10 m/s e dipende dall’impedenza Z della linea;pin presenza di un brusco ΔZ, si ha una forte riflessione
• Lesione a livello dell’arteriaprovoca la fuoriscita aintermittenza (schizzi si sangue),perché ad ogni ciclo la pressione vada 0 a 120mmHg (eiezione), che èmaggiore di quella atmosferica
• Se si effettua un’incisione alivello dell’arteriola o della vena, siosserva una fuoriscita di sangue (perché pressione>pressione atmosferica) ma con flussinon pulsati
• Il picco (ribalzo) è dovuto al fatto che l’ondapressoria, che si trasmette, viene riflessa e,tornando indietro, si compone con quella dei cicliprecedenti No sinusoide: il segnale

pressorio ha un frontedi salita molto ripido mentre quello di discesameno scosceso; quindi spettralmente il segnale nonsarà un linea (come una sin perfetta) ma avrà dellecomponenti ad alta/bassa frequenza

In un ciclo cardiaco la pressione non scende maisotto allo zero

Ogni diramazione dell’arteria può essere rappresentata, dal punto di vista del modello elettricoanalogico, una sezione per ogni cm di tratto è composta da una resistenza, da un’induttanza eda una capacità

Il circuito equivalente riportato comeuna serie di filtri passa-basso, in cui Rrappresenta la resistenza offerta dai vasi, Lcorrisponde all’inerzia del sangue e Criporta l’elasticità delle pareti arteriali

Man mano che ci si allontana dalla sorgente pulsatile (ventricolo), quindi più l’arteria èlunga, maggiore sarà l’effeto dovuto a R, L, C

Il sistema tempo-variante, cioè una sinusoide, che passa su

questo tratto, sarà attenuata e smorzata dal fatto che vi è un sistema RLC, ovvero un sistema del II ordine

Il sistema circolatorio in realtà è un sistema del II ordine, che è caratterizzato da una risonanza e un'attenuazione, quindi se si registra un'oscillazione in corrispondenza di un polo ad una certa frequenza, allora verrà esaltata (per via della risonanza)

Prima della risonanza e se il fattore della funzione di trasferimento fosse pari a 1, si legge il segnale bene; dopo la risonanza tutto va a 0, poiché, se il segnale di pressione varia più velocemente, cioè con una frequenza superiore al polo del sistema, questo non si vedrà (->0)

Più ci si allontana, lungo l'arteria, dall'origine del segnale pressorio, più questo si riduce in intensità (si sta attenuando); per questo si sceglie di posizionare il bracciale a livello dell'avambraccio sx e all'altezza

CAUSE DI ERRORE DI UNA MISURA INVASIVA

• La pressione P di un fluido è la stessa in tutte le direzioni, solo quando si è in assenza di moto -> pressione statica (può essere aumentata o diminuita dal compressore in base alle condizioni di utilizzo)
• In presenza di moto, invece, la pressione rilevata è funzione di un fattore determinato dall'energia cinetica del fluido e dall'orientamento dell'elemento sensibile rispetto alla direzione del flusso -> Bisogna basarsi sull'equazione di Bernoulli:

E = P + ρgh + 1/2ρv^2

dove:

• E = energia totale del fluido per unità di volume
• P = pressione statica
• ρ = massa specifica
• g = accelerazione di gravità
• v = velocità del fluido