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Medidas en el sistema respiratorio

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by

Anderson Diaz

on 20 March 2013

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Transcript of Medidas en el sistema respiratorio

Los gases alveolares se intercambian con los de la sangre por difusión a traves de la membrana alveolo-capilar



Este proceso esta determinado por cada gas por los valores de su presión parcial en la sangre y en la mezcla gaseosa alveolar La ventilación pulmonar renueva el gas alveolar La renovación del gas alveolar se consigue
con la acción de la musculatura respiratoria La actividad muscular provoca la expansión
y la compresión cíclica de la caja
torácica-abdominal y de los pulmones Crcula el gas a través de las vías aéreas Ventilación pulmonar Medidas en el sistema
respiratorio Medidas de presión Medidas de volumen El análisis y evaluación de la función pulmonar se efectúa a partir de diversas magnitudes físicas y de la medida de presiones parciales de gases Medidas de flujo Raramente se superna valores de 10kPa ó 7.5cmHg (Pa=N/m^2 y 0.00075cmHg). En algunos casos el margen de medida es incluso menor a 0.1kPa.

En consecuencia los transductores de presión deben ser de gran sensibilidad

La sensibilidad, linealidad y respuesta frecuencial son las características mas importantes de los transductores de presión para las medidas en el sistema respiratorio Una de las magnitudes de interés es el flujo de volumen de gas V.=dV/dt

El procedimiento mas común para medir el flujo, es por medio de dispositivos en los que el caudal de aire produce una diferencia de presión, regularmente como respuesta a una obstrucción en el flujo Otros pueden ser los sensores de turbina y por convección térmica, que son dispositivos utilizados habitualmente en la industria
A nivel médico se utilizan los neumotacógrafos. El método mas utilizado para explorar la función pulmonar consiste en medir las variaciones de volumen pulmonar durante maniobras ventilatorias extremas
CPT Max. cantidad de aire en ispiración forzada
CV Vol. de aire capaz de ser movilizado por los pulmones
CI Max. vol. que puede inhalarse (insp. normal)
CRF Cantidad de aire que permanece en los pulmones

Los cambios de volumen pueden ser medidos mediante un espirómetro de vol. o por una integración de la señal de flujo procedente de un neumotacografo Volumen corriente El volumen de reserva
inspiratoria Volumen de reserva
espiratoria Volumen residual Capacidad pulmonar total Volúmenes pulmonares Vol. que se inspira o se espira en cada respiración normal
500ml en un varón adulto Vol. adicional de aire que se puede inspirar un hombre promedio

3000ml Vol. adicional max. de aire que se puede espirar durante una espiración forzada máxima

Normalmente es igual a 1100ml Es el volumen de aire que queda en los pulmones después de la espiración mas forzada; este volumen es en promedio de aproximadamente 1200ml Vol. max.al cual se pueden expandir los pulmones con el máximo esfuerzo posible

5800ml Los neumotacógrafos son sensores de flujo gaseoso que transforman la señal de entrada en una presión diferencial proporcional. Dicha presión diferencial es producida por la presencia de una resistencia neumática en la boquilla del dispositivo Ntc. de turbina Nct. ultrasónicos Ntc. de gradiente térmico Sensores de flujo Manómetro de columna liquida Medidas de presión pulmonar La presión se determina a partir de la diferencia tre las alturas de dos columnas de un liquido al cual se le conoce la densidad

Bajo costo, sencillez de manejo, gran exactitud y sensibilidad

No genera directamente una señal eléctrica que puedas ser registrada o procesada

Solo se puede aplicar en medidas estáticas Transductores electromagnéticos de presión Manómetro de reluctancia variable Transductores de capacidad Transductores de estado solido Si se aplica una diferencia de presión a las caras de un diafragma metálico se produce una deformación, la cual es proporcional a la diferencia de presión

Mediante un sistema adecuado se puede medir la magnitud de la deformación y generar una señal eléctrica proporcional a su valor

Permiten la medida estática y dinámica de la presión Esta basado en un diafragma metálico permeable magnéticamente situada entre dos bobinas.
Si se aplica la diferencia de presión el diafragma se aproxima a una bobina .
La reluctancia magnética varia aumentando la inductancia de una bobina y reduciendo la otra.
se conectan los dos bobinas del transductor a un circuito electrónico con dos bobinas de inductancia fija, este circuito contiene una etapa de demodulación y filtrado que genera una tensión que es proporcional a la diferencia de presión que actúa sobre las caras del diafragma. El diafragma metálico actúa como una de las dos armaduras de un condensador plano
las variaciones de presión deforman la placa metálica modificando la distancia entre las armaduras y en consecuencia la capacidad del condensador
Se conecta a un circuito acondicionador que es excitado por corriente alterna El diafragma sensible a la presión es de un material semiconductor en el que se han integrado cuatro resistencias cuyo valor depende de la deformación.
Existen sensores de estado solido que llegan medir hasta 1mm
Coste relativamente reducido, pocos sensibles a la presion pero no a la temperatura Sensores por convección térmica Sensores de turbina Otra alternativa para medir el flujo a partir de las variaciones de volumen es el espirómetro. Donde V. puede calcularse gráfica o electrónicamente calculando la derivada matemática de la señal del volumen Son poco exactos
Solo pueden utilizarse en algunas aplicaciones clínicas en las que se conoce el valor del flujo aproximadamente Utilizan una pequeña turbina que hace circular el gas, el valor del flujo se determina partir de la velocidad de giro de la turbina medida con un circuito electrónico apropiado Mediante un corriente eléctrica se calienta un sensor hasta una temperatura superior a la del gas, el gradiente térmico entre esta dos hace que allá un perdida de calor que depende de la velocidad del gas, apartir de la medida de la corriente se mide el valor del flujo Espirómetros Esp. de agua o de campana Esp. de pistón Espirómetro con sensor de flujo Esp. de fuelle Medidas de flujo respiratorio Medidas de volumen respiratorio Cuando el aire entra a un circuito cerrado se produce un desplazamiento del mecanismo y este puede ser registrado con un lápiz que logran las curvas de flujo volumen en función del tiempo Por su simplicidad y exactitud de medida son el patrón de oro en espirometria.Todos los espirómetros volumétricos cerrados deben ser revisados diariamente en búsqueda de posibles perdidas de aire en el sistema Esp de termistores Esp de turbina Consta de una campana de plástico o metal ligero (Equilibrada) introducida en un recipiente con agua. Al introducir aire bajo la campana esta se eleva haciendo que la pesa descienda, este movimiento es registrado mediante un inscriptor en un rodillo de papel que se mueve a una velocidad constante. El movimiento del peso es transformado por un potenciómetro en una señal eléctrica No va sellado en agua, consiste en un pistón que se desplaza dentro de un cilindro a medida que el aire espirado lo va empujando. El movimiento se transfiere a un lápiz, obteniendo así la curvas de volumen tiempo
Se puede colocar un potenciómetro, en este caso el pistón transforma el movimiento en señal eléctrica pudiendo conectarlo a un microprocesador Al soplar el paciente el aire espirado hincha un fuelle y el desplazamiento de la pared se registra sobre un papel, también se puede acoplar un potenciómetro y un microprocesador Existe un sensor de flujo en un cabezal del espirómetro abierto a la presión atm, este determina el flujo de aire que pasa por el en cada instante y después son enviados al micro para ser calculados los volúmenes por integración.
casi todos los espirómetro con sensor de flujo son bidireccionales Consiste de un cabezal que tiene una pequeña hélice, en los extremos del cabezal hay unas aspas fijas que ordenan el flujo de aire al penetrar el cabezal. El flujo de aire hace girar la hélice y las aspas interrumpen una fuente de luz. La velocidad de giro de la hélice es proporcional al flujo En su cabezal tienen un hilo metálico calentado por corriente eléctrica, al pasar el flujo de aire se enfría el hilo y por lo tanto se debe suministrar mas corriente eléctrica para mantener el hilo en su temperatura Neumotacógrafos Utilizan una pequeña turbina que gira a la velocidad del gas. La desventaja de este sensor es el desgaste por la fricción que sufre a través del tiempo Aplican el principio de convección térmica.
Cuando una corriente eléctrica pasa a través de un hilo de platino, produciendo un gradiente entre el sensor y el gas Se basan en el principio del ultrasonido, emplean el efecto Doopler, de modo que, por medio de varios transmisores y receptores piezoeléctricos se censa la velocidad de propagación dentro del fluido Fleisch Lilly Neumotacógrafo de resistencia
neumática Son considerados sensores de flujo gaseoso que provocan una caída de presión diferencial proporcional al flujo de aire que pasa de un elemento que genera resistencia neumática, dicha resistencia es constante a través del rango de medición y la presión es proporcional al flujo a través del tubo.
La sensibilidad depende de la geométrica del neumotacógrafo El sistema de resistencia es implementado con tubos capilares de 1 o 2 mm de diámetro y 3 o 5 cm de longitud colocados en paralelo formando una estructura cilíndrica de varios cm de diámetro Constituye una pantalla fina metálica, o varias puestas una tras otra, con sección circular y diámetro de algunos centímetros Muchas Gracias
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