Trở kháng tâm đồ

Đo trở kháng ngực được thực hiện bằng cách đưa dòng điện với tần số trong khoảng 20-100 kHz vào độ dẫn khối và đo lường điện áp tương ứng. Tỷ lệ điện áp trên dòng điện cho ta trở kháng Z. Thường thì giá trị một chiều bị loại bỏ và chỉ có biến thiên trở kháng ∆Z được kiểm tra xa hơn. Để loại bỏ tác động của điện cực, từng cặp điện cực riêng biết để đưa dòng điện vào và để đo điện áp thường được sử dụng, cặp điện cực bên ngoài được sử dụng để đưa dòng điện vào và điện áp được đo qua cặp điện cực bên trong (mặc dù, trên thực tế, bắt cứ cặp điện cực nào cũng có thể được chọn để đưa dòng điện vào hay đo điện áp).

Trở kháng của ngực được đo theo chiều dọc bởi bốn điện cực dải, thể hiện ở hình 25.3. Trong sự sắp xếp vật lý của các cặp điện cực bên ngoài, một điện cực được đặt xung quanh bụng và một điện cực khác được đặt xung quanh phần cao hơn cổ. Đối với cặp điện cực bên trong, một điện cực được đặt xung quanh ngực tại mức là chỗ nối giữa mũi ức và xương ức, được gọi là mối nối mũi ức, và một điện cực khác đặt xung quanh phần thấp hơn của cổ. Trong các nghiên cứu gần đây của trở kháng tâm đồ, điện cực dải thường được thay thế bởi điện cực ECG bình thường.

Hình 25.4 giới thiệu một đồ thị trở kháng ngực điển hình (Z), vi phân thời gian đầu của nó (dZ/dt) và điện tim đồ đồng thời (ECG) và tâm âm ký (PCG). Đồ thị trở kháng thường được hiển thị và nếu trở kháng giảm sẽ dẫn đến sự tăng biên độ theo trục y. Điều này mô tả sự thay đổi độ dẫn nạp, ví dụ giảm trở kháng có thể phát sinh từ việc tăng lượng máu trở kháng thấp bên trong ngực. Chiều phân cực của đồ thị vi phân đầu tiên là phù hợp với đồ thi trở kháng.

Vị trí đặt điện cực khi đo trở kháng phần ngực.

Đồ thị trở kháng ngực

Trong một mô hình rất đơn giản, trở kháng ngực có thể được xem xét để chia làm hai phần : trở kháng cảu cả mô và chất lỏng, như minh họa ở hình 25.5. Nếu bệnh nhân không thở, mọi thành phần tạo nên trở kháng ngực là không đổi, ngoại trừ lượng và sự phân bố của máu. Lượng máu trong ngực thay đổi như một hàm của chu kì tim. Trong suốt quá trình tâm thu, tâm thất phải đẩy một lượng máu tới phổi là bằng với thể tích nhịp đập. Cùng thời gian đó máu chảy từ phổi về tâm nhĩ trái. Tác động của sự thay đổi phân bố của máu trong ngực như là một hàm cảu chu kì tim có thể được xác định bằng cách đo sự thay đổi trở kháng của ngực. Vấn đề là để xác định thể tích nhịp tim như là một hàm của sự thay đổi trở kháng vùng ngực.

Mô hình hình trụ đơn giản của ngực trung bình bao gồm ngăn máu và mô để xác định trở kháng thân thực.

Để liên hệ thay đổi thể tích máu với sự thay đổi trở kháng, chúng ta sử dụng mô hình đơn giản của ngực, mô tả ở hình 25.5. Chúng tôi thiết kế một phần cắt ngang qua máu và mô và trở kháng của chúng theo chiều dọc bởi Ab, At, Zb và Zt, tương ứng. Tổng trở kháng theo chiều dọc cảu mô hình là:

Ở đó Z = trở kháng theo chiều dọc của mô hình

Zb = trở kháng của thể tích máu

Zt = trở kháng của thể tích mô.

Mối quan hệ giữa sự thay đổi trở kháng của ngực và sự thay đổi trở kháng của thể tích máu được tìm thấy bởi phương trình vi phân 25.6 chú ý tới Zb:

Trở kháng của thể tích máu với suất điện trở máu ρb dựa trên dạng hình trụ của hình 25.5 là

Trong đó ρb = suất điện trở của máu

Ab = Mặt cắt ngangcủa vùng máu

l = chiều dài của mẫu ngực

Mối quan hệ giữa sự thay đổi của thể tích máu νb và trở kháng thể tích máu được tìm thấy bằng cách giải phương trình 25.8 cho thể tích máu và lấy vi phân

Trong đó vb = Thể tích máu

Cuối cùng chúng ta xuất phát từ phụ thuộc của sự thay đổi của thể tích máu vào sự thay đổi của thể tích ngực bằng cách giải tìm dZb trong phương trình 25.7và trừ nó cho phương trình 25.9:

Khi đã xác định thể tích nhịp từ thay đổi thể tích ngực, Kubicek và bạn đồng nghiệp (1966) đặt một số giả định liên quan đến mối quan hệ giữa thể tích nhịp và sự thay đổi thực của thể tích máu lồng ngực như đã đánh giá trong phương trình 25.10. Những giả định này đơn giản hơn và có thể không thực tế.

Như đã đề cập trước đó, trong suốt quá trình tâm thu, tâm thất phải đẩy một thể tích máu tới phổi. Sau đó, máu chảy từ phổi tới tâm nhĩ trái. Thể tích nhịp vì vậy có thể được xác định từ đồ thị trở kháng bằng cánh ngoại suy trở kháng (∆Z), mà sẽ cho kết quả nếu không có máu chảy ra ngoài phổi trong suốt quá trình tâm thu. (Được thừa nhận cơ bản là ∆Z được xác định chủ yếu từ sự thay đổi của độ dẫn phổi).

Trong phép ngoại suy này, nó được giả định rằng nếu không có máu chảy ra ngoài lồng ngực trong suốt quá trình tâm thu, trở kháng ngực sẽ liên tục giảm trong suốt quá rtinhf tâm thu tại một tỷ lệ cân bằng với tỷ lệ giảm Z cực đại. Vì vậy, ∆Z có thể xấp xỉ hình học bằng cách vẽ một đường tiếp tuyến tới đồ thị trở kháng tại điểm mà tỷ lệ giảm của nó cực đại, như được minh họa ở hình 25.6. Sau đó sự khác nhau giữa giá trị trở kháng của đường tiếp tuyến tại thời điểm ban đầu và tại cuối của thời gian tống máu là ∆Z.

Giá trị của ∆Z có thể dễ dàng xác định với sự giúp đỡ của đường vi phân đầu tiên của tín hiệu trở kháng ngực. Dựa vào định nghĩa của vi phân:

Thừa nhận rằng ∆t bằng với thời gian tống máu te, ∆Z có thể xác định từ phương trình:

Với sự thừa nhận trên, sự thay đổi trở kháng ∆Z có thể được xác định bằng cách nhân thời gian tống máu với giá trị nhỏ nhất của đồ thị vi phân trở kháng đầu tiên (đó là, biên độ dốc cực đại; người đọc có thể nhớ rằng độ dốc là âm)

Cuối cùng, công thức để tính thể tích nhịp thu được bở trừ phương trình 25.12 cho phương trình 25.10, ta được:

Trong đó SV = thể tích nhịp [ml]

ρb = trở suất của máu [Ω•cm]

l = khoảng cách trung bình giữa các điện cực bên trong [cm]

Z = trở kháng trung bình của ngực [Ω]

[dZ/dt]min= giá trị tuyệt đối của độ lệch cực đại của tín hiệu vi phân đầu tiên trong suốt quá trình tâm thu [Ω/s]

te = thời gian tống máu [s]

Thời gian tống máu có thể được xác định từ đồ thị trở kháng vi phân đầu tiên với sự giúp đỡ của tâm âm kí hoặc nhịp động mạch cảnh. Sau đó, đồ thị trở kháng được sử dụng cho chức năng điều khiển (ví dụ kiểm tra nhịp thở).

Điện trở suất của máu khoảng 160 Ωcm. Giá trị của nó phụ thuộc vào tỷ lệ thể tích huyết cầu, như đã được mô tả ở phần 7.4.

Xác định sự thay đổi trở kháng tương ứng với thể tích nhịp.

Phương pháp được mô tả ở trên, được phát triển bởi Kinnen và Kubisek. Nó được sử dụng rộng rãi để ước lượng thể tích nhịp từ bản ghi trở kháng. Chúng tôi thảo luận sau đó nỗ lực để xác định nguồn hoặc các nguồn của sự thay đổi đo được. Nó sẽ được thấy rằng sự thay đổi bao hàm trong thể tích máu ở tĩnh mạch chủ, tâm nhĩ, tâm thất, động mạch chủ, hệ thống cơ ngực, và phổi. Rõ ràng, mô hình hai ngăn ở trên là sự đơn giản hóa tổng thể. Hơn nữa, giả định dạng hình trụ cũng là sự xấp xỉ rất đơn giản. Và, cuối cùng, sự thay đổi độ dẫn của máu với sự thay đổi cảu vận tốc sẽ hoàn toàn bị bỏ đi trong mô hình này.