HASTA BAŞI MONİTÖRÜ
Admin 31 Mayıs 2015 7 Şubat 2018 0
Hasta Başı Monitorü
Medikal alan geliştikçe bu alan içinde önemli bir yere sahip olan hastabaşı monitörleri de bu gelişime ayak uydurmuştur. Hasta bakım ve takibinden devamlı EKG ,kalp atımı ,oksijen saturasyonu ,basınç ,ısı gibi parametreleri izlemenin önemli olduğu pek çok klinik durum vardır. Anestetik ilaçların verilmesi sırasında EKG’nin devamlı izlenmesi ve operasyon masasındaki hastanın durumu hakkında bilgi sahibi olunur. EKG ve kalp atımının miyokard enfaktüsü geçirmiş hastada sürekli izlenmesi ile başlangıç krizini izleyen günlerde yaşamı tehdit edebilecek aritmiler erken fark edilerek ölüme yol açabilecek durumların önüne geçilebilir. Doğum sırasında da fetal kalp atımlarının devamlı izlenmesi ve fetal disterisinin erken dönemde fark edilmesi mümkün olur. Monitör sistemleri , toplu medikal işlemlerinde , toplu cerrahi işlemlerinde , operasyon odalarında yoğun bakımlarında ,pediatrik toplum işlemlerinde , solunum toplu işlemlerinde , özel işlem odalarında , kalp toplu işlemlerinde , rehabilitasyon merkezlerinde , doğum merkezlerinde , atletik yükleme testlerinde kullanılmaktadır . Hasta başı monitörleri ;çeşitli sistemlerle birleştirilerek bir gözetmen tarafından rahatça izlenebilmesi için merkezi monitör sistemlerine bağlanır. Eğer hastalardan birinin parametre değerleri normalin dışına çıkarsa bu sistemler alarm vererek gözetmeni uyarırlar. Bu sistemler içinde yer alan transmitter denilen insan vücudunda taşınabilen vericileri de anlatabiliriz . Bunlar disposable elektrotlarla vücuttan algılanan işaretlerin transmitter aracılığıyla telemetrik sistemlerine iletilmektedir.
1.2. HASTABAŞI MONİTÖRLERİYLE ÖLÇÜLEN PARAMETRELER
Elektrokardiogram ölçümü, kalp kaslarının kasılma hareketlerinin deri üzerinde oluşturduğu elektriksel sinyalin, yüzeye yerleştirilen elektrotlarla algılanması prensibine dayanır. Kalbin hareketleri hakkında bilgi taşıyan bu sinyal, elektrotların konumuyla değişir. Hastanın EKG sinyalini metal veya disposable elektrolarla ve 5 veya 3 elektrotla EKG kablosuyla elde edilir. EKG, elektrot ve özel bir elektronik sistemden oluşur. Kalp atımlarının ölçümü harekete bağlı artifaktlardan, kalp pili atımlarında, 60 veya 50 Hz’lik voltaj değerlerinden yüksek T dalgalarında veya elektro cerrahinin oluşturduğu artifaklardan arınmış olmalıdır. 7 veya daha fazla EKG dalgası monitöre aktarılabilir ve buna bağlı kaydedici varsa dokümantasyon sağlanabilir.
1.2.b KALP HIZI
Kalp hızı EKG, kan basıncı dalgaları ve nabız dalgalarından elde edilebilir. Her kalp vurumundu bu sinyaller artifakt varlığında bile analiz edilebilir. Kalp hızının hesaplanması 2 atım arasındaki aralığın süresine veya belli bir zamandaki kalp atım sayısına göre belirlenir.
Aritmi analizi kardiak ritim düzensizliklerinin alarm kontrollü sınıflanması ve araştırılmasıdır. EKG sinyali ilk olarak ön yükseltme işlemine uğratılır. Yükseltilir, kalp pili araştırılır, filtre edilir. Daha sonra QRS kompleksi önceden belirlenen referans değerle karşılaştırılır. Çeşitli aritmi sınıfları moniterize edilir. Her sınıf saklanabilir, yazdırılabilir ve alarm kriterleri oluşturulabilir. Özel kalp yardım istasyonlarında çeşitli hastaların EKG ve aritmik değerleri günlerce izlenebilir.
1.2.d S- T SEGMENTİ
S-T segmenti kalp çevriminin ventrikül depolarizasyon(kasılma) ve repolarizasyon (gevşeme) dönemi arasındaki hızını gösterir. S- T segmentinin izoelektrik hattan farklı oluşu genellikle iskemiye bağlı olarak ortaya çıkan ileti ve kasılmadaki meydana çıkan gecikmeyi bildirir. İki ayrı EKG’ den elde edilen S-T değerleri monitörde hesaplanabilir, eğilimi belirlenebilir ve doküman alınabilir. S-T Normal değeri belirlenerek değer aşıldığı zaman alarm sistemi devreye girer.
Soluk sinyali, RA ve LL arasında hastanın soluk alıp vermesinden kaynaklanan elektriksel empedans değişiminin algılanması yöntemi ile ölçülmektedir. Termistör metodunda ise solunum hızı çeşitli termistörlerden biri solunan hava akımına yerleştirilerek ölçülür. Termistörün direnci atılan ve alınan havanın ısı farkına göre değişmektedir. Empedans değişimini ölçmek için modülasyon tekniği kullanılır. Taşıyıcı frekansı EKG frekans band genişliğinin uzağında tutulduğu için EKG ile aynı elektrotları kullanmak mümkündür. Empedans metodunda solunum hızı solunum sırasında değişen elektrik akımlarının EKG elektrodları ile ölçülmesiyle belirlenir.
• Direkt Kan Basıncı
Katater aracılığıyla basınç borusuna bağlanan basınç dönüştürücüsü (transducer) invaziv olarak hastanın kan dolaşımına bağlanır. Kan dolaşımının yarattığı damarlardaki basınç ,basınç borusundaki bir sıvı sütunuyla basınç dönüştürücüsüne (transducer) aktarılır. Dönüştürücü(transducer)bu basınç bilgisini elektriksel sinyale dönüştürür. Daha sonra bu sinyal monitör tarafından işlenip basınç dalga şekli sistolik , diastolik ve ortalama değer olarak ekranda gösterilir.
• İndirekt Kan Basıncı
Sfigmomanometri metoduna göre üst elemanların basınç kılıfı sarılır, kılıfın basıncı değişkendir. Kılıf basıncının arttırılması ile arteriel basınç aşılır, arteriel kan akımı nesnel olarak ve çeşitli yöntemlerle ölçülebilir. Bu metodda korotkoff seslerini ölçen mikrofon kullanılır. Bu yöntemde arteriel basıncın kılıfta oluşturduğu basınç farkları değerlendirilir. Diğer yöntemlerde fotoelektrik reseptörlerle basınç hızı veya ultrosonık doppler reseptörleri ile kılıf distalinde kan akım hızı ölçülmektedir. Monitör otomatik olarak kılıfın şişmesini ve ölçüm işlemini kontrol eder. Ölçüm metoduna bağlı olarak veya monitör tipine göre sistolik ve diastolik basınç, ortalama basınç ve kalp hızı ölçülebilir. Ayrıca aralıklı olarak tekrarlayan ölçümler yapılabilir.
1.2.g O2 SATURASYONU
(SaO2) Oksijen saturasyonu (%SaO2) kandaki O2 bağlanmış hemoglobinin toplam hemoglobine oranı olarak tanımlanır. %SaO2= 100* HbO2/ (toplam hemoglobin) Arterial oksijen saturasyonu pulse oksimetri yöntemiyle ölçülür. Pulse oksimetre yöntemi iki ayrı dalga boyunda (kırmızı ve kırmızı ötesi) bir absorbsiyon katsayısı ölçümüdür. Duyarlı alıcılar ışığın geçişine izin veren bir yere örneğin parmağa yerleştirilir ve ışığın dokudaki göreceli emilimi araştırılır. Doku belirli miktarda ışığı emer. Arteriyel kan akımı pulslerinin genlikte(volümde) oluşturduğu değişiklikler ışık emilimini değiştirir ve bu değişimler ölçülerek saturasyon ve nabız hızı belirlenir. Ayrıca oksijenli hemoglobinin ölçümü de bu sırada yapılabilir.
2.1. VÜCUT SICAKLIĞI
İnsanlar Homotermik denilen değişen çevre sıcaklıklarına rağmen vücut sıcaklıklarını koruyabilen canlılar sınıfına girerler. Aslında vücut boşluklarının derinliklerinde, gerçek anlamda bir sabit sıcaklık vardır( çekirdek sıcaklık). Buna karşılık ekstremetelerin ve cildin sıcaklığı birkaç Cº kadar değişkenlik gösterir. Merkez sıcaklığı ancak ısı üretimi, ısı alımı, ısı kaybı ile dengede ise sabit tutulabilir. Isı üretimi enerji metabolizmasının bir fonksiyonudur. İstirahatte bazal ısının yaklaşık % 56’ sı iç organlarda ve % 18’ i kaslar ile üretilir.
Şekil 2.1 Vücut Ağırlığının ve Isı Üretiminin Dağılımı
Egzersiz sırasında ısı üretiminde anlamlı bir artış olur. Kas işi ile yapılan katılım hem mutlak hem de göreceli olarak artar ve üretilen ısının % 90’ını oluşturur. Vücut sıcaklığını korumak için ek kas aktivitesi istemli olarak yada titreme ile veya her ikisiyle gerekli hale gelebilir. Bir bebek, gerekirse titreme olmadan da ek ısı üretebilir. Bu tür soğuk koruma yalnızca yeterli Troid hormonu varsa sağlanabilir. Isı alımı eğer çevre sıcaklığı cildinkinden fazlaysa önem taşır. Vücutta üretilen ısı kan tarafından alınıp yüzeye taşınır. Fakat bu internal ısı akımı eğer deri sıcaklığıyla merkez sıcaklığından düşükse mümkündür. Isının cilde taşınması en başta derideki kan desteğine bağlıdır. Isı kaybı( external ısı akımı) çeşitli mekanizmalarla gerçekleştirilir:
2.3 VÜCUT SICAKLIĞININ ÖLÇÜLMESİNDE KULLANILAN TRANSDUCERLER
Çoğu fiziksel işlemler sıcaklıktan etkilenirler. Bu yüzden sıcaklık ölçümleri ya da sıcaklık kompanzasyonları her türlü ölçme ve kontrolün yapıldığı yerlerde büyük önem taşır.
2.3.1 TERMOREZİSTİF DÖNÜŞTÜRÜCÜLER
Termorezistif dönüştürücülerin en önemli elemanı ‘Termistör’ lerdir. Termistörler, ısıdaki değişme ile tahmin edilebilir tarzda değer değiştirmek için dizayn olunan rezistörlerdir. Termistörlerin (seramik yarıiletkenlerin) sıcaklık sabiti malzemedeki karışıma göre pozitif (PTC) veya negatif (NTC) olabilir ve bu sabitin sıcaklıkla değişimi oldukça nonlineerdir. Termistörlerin sıcaklık sabitleri oldukça yüksek (metallere göre 10 misli daha fazla ) olduğundan biomedikal sıcaklık ölçüm elemanı olarak daha çok kullanılırlar. Tek tip kristal yapılı, katkılı yarıiletkenlerin ( genelde silisyum) sıcaklık katsayıları pozitiftir ve küçüktür. Termistörlerin diğer avantajı yanları küçük boyutlarda uzun süre kararlı oluşlarıdır. Termistörlerin direnç ve sıcaklık katsayıları olarak genelde 25 º C’deki değerleri verilir. Şekildeki gibi (arka sayfada) NTC tipinden bir termistörün karakteristiği görülmektedir. Bu karakteristik, ortam sıcaklığında elde edilmiştir. Termistörün akımı arttıkça açığa çıkan güç artmakta ve dolaylı olarak termistörün sıcaklığını ortam sıcaklığı üzerine çıkmakta ve kullanılan termistör NTC tipinde olduğundan direnci azalmakta ve akım gerilim karakteristiği lineerlikten uzaklaşmaktadır. Termistörle ilgili bir parametre güç harcama (disipasyon) sabitidir ve belli ortam sıcaklığında, termistörün özünde 1º C lik artışa neden olan µ W cinsinden elektrik gücü olarak tanımlanır. Pratikte disipasiyon sabiti termistörler için 0.5 mW/ º C ile 10mW/ º C arasında değişir. Termistörlerin kullanıldıkları sıcaklık alanı ise – 55 º C ile 150 º C arasındadır. Termistörler için bir diğer özellik sıcaklık- zaman sabitidir ve termistörde güç harcama 0 iken ortam sıcaklığında basamak şeklinde bir değişim olduğunda
termistörün bu kadarlık bir değişimin %63’üne cevap verebilmesi için geçen süre olarak tanımlanır. Termistörler için bu süre 1- 50 sn arasında değişir. Termistörün önemlerin önemli özelliklerinden birisi, direnç-sıcaklık karakteristiğidir. Bu karakteristik oldukça nonlineerdir. Termistörlerde daha iyi doğruluk ve hassasiyet istendiğinde köprü devreleri kullanılır. Biyolojik çalışmalarda çok küçük sıcaklık farklarını ölçme gereği ortaya çıkar . Daha yüksek duyarlılık istendiğinde şekilde verilen (arka sayfada)köprü devresini AC gerilimle beslemek ve çıkışa, duyurucu devreler koymak gerekir. Ayrıca bu durum da köprünün çeşitli noktalarında ortaya çıkan parazit termoelektrik gerilimlerin etkileride ortadan kaldırılmış olur ve taşıyıcı frekansı 1/f görüntü spektrumunun ötesinde 0.35 mm çapındaki termistörler, katater veya şırınga türü iğnelerin içlerine yerleştirilerek kullanılmaktadır.
2.3.2 TERMOELEKTRİK DÖNÜŞTÜRÜCÜLER
Aktif dönüştürücüler sınıfına girer, temel eleman olarak ‘Termocouple’ kullanılır. Termocouple, iki farklı metalin ( örneğin demir ile bakır gibi) birleşme noktasında (jonksiyonda) sıcaklığa bağlı olarak bir potansiyel farkının elde edilmesi prensibine göre çalışır. Şekil 2.3.2 bu potansiyel farkının sıcakılıkla değişimini gösterir. Genellikle bu potansiyel farkını ölçmekiçin araya başka bağlantı iletkenliklerini sokmak gerekeceğinden termocouple oluşturan iki metal ( A ve B) şekil deki gibi bağlanır ve bu yüzden iki jonksiyon ortaya çıkar. Bu iki jonksiyondan biri sıcak (T1 sıcaklığında) ve diğeri soğuk (T2 sıcaklığında) ise şekil deki çevirim kapatıldığında çevirimden bir akım akar veya çevirim açıksa, açık olan uçlarda (T1 ,T2) sıcaklık farkıyla orantılı bir gerilim oluşur. Tersine iki jonksiyon olan böyle bir çevirime bir gerilim kaynağı sokulduğunda, çevirimde bir akım dolaşır ve jonksiyonlardan biri T1 diğeri T2 sıcaklığına gelir. Bu son etki sıcaklığa hassas bazı elektronik düzenlerin soğutulmasında kullanılır. Şekilde gösterilen termocoupleçevriminde ölçüln gerilimde Seebeck etkisinden başka Thomson etkisi de görülür. Thomson etkisi, her iletkendeki sıcaklık dağılımının bir sonucudur. Thomson gerilimi olarak açığa çıkan bu etki T1 ve T2 sıcaklıklarının kareleri farkı ile orantılıdır.
2.3.3 PN JONKSİYON TERMOMETRELER
PN jonksiyonu ( germanyum, silisyum veya galyum- arsenit) sabit bir akım kaynağı ile sürüldüklerinde iletim yönünde kutuplanmış olarak uçlarındaki gerilim düşümü geniş bir sıcaklık bölgesinde sıcaklıkla oldukça lineer bir şekilde değişir ve iki sıcaklık noktasında yapılacak kalibrasyon ile bu tip termometreler oldukça geniş bir sıcaklık bölgesinde (-270 º C ile +100 º C arasında) güvenilir bir şekilde kullanılabilir.PN jonksiyonun sıcaklık gerilim karakteristiğini çıkarabilmek için akım- gerilim bağlantısını incelemek gerekir ki, bu bağıntı,
I= I0 exp(qV/2kT) biçimindedir.
2.3.4. FREKANS DEĞİŞİMLİ TERMOMETRELER
Şimdiye kadar anlatılan sıcaklık dönüştürücüler ancak bir analog- digital çevirici ile birlikte kullanıldıklarında sayısal çıkış verebilmektedir. Frekans değişimli termometrelerde ise, gerçek digital dönüştürme işlemi olmadan, daha kolay bir şekilde sıcaklık bilgisi sayısal şekle dönüştürülebilmektedir. Çünkü bu tip termometrelerin çıkışları, frekansın sıcaklıkla orantılıolarak değişen işaretlerdir ve bunlar analog- digital çevirici kullanmaya gerek kalmadan sayısal şekle çevirilebilirler. Bu tip dönüştürücülerin işaret üreten kısımlarında (osilatörlerinde) ya değeri sıcaklıkla değişen bir kondansatör yada rezonans frekansı sıcaklıkla değişen bir kristal bulunur.
Kalp, kanı damarlarda dolaştırmak için gerekli basıncı temin eden bir organdır. Dolaşım sisteminin merkezinde arteriyel venöz sistemin arasında yer alır. Yeri solda 2. – 5. Kaburgalar arası boşluktur. Özel karakterlere sahip kalp kası denilen çizgili kaslardan oluşan ve emme- basma tulumba gibi görev yapar. Bu kas 3 tabakadan oluşur. En içteki endotel tabaka ile kaplıdır. Bu endokardiumdur. Bunun çevresinde, En dış tabaka olan perikardiyumun özelleşmesinden oluşan epikardiyum vardır. Perikardiyum en dışta kalbi çevreleyen kese gibidir. Perikardiyum ile epikardiyum arasında bir sıvı vardır. Bu sıvı kalbin min. sürtünmeyle çalışmasını sağlar. Kalp 4 bölümden oluşur. İkisi atriyum. (kulakçıklar) ikisi de ventrikül (karıncıklar) dır. Aorta ve akciğer atar damar ağızlarında semilüner kapakçıklar vardır. Ayrıca sağda atrium ve ventrikül arasında üç parçalı; solda iki parçalı kapakçıklar bulunur. Bunların hepsi tek yönlüdür. Yani kanın tek yöne geçmesini sağlar.
Şekil 3.1 Kalbin yapısı ve kalbin boşluklarında kanın akışı
Kalp kası hücreleri içinde hareket potansiyelini yaratacak özel hücreler vardır. Bunlara nodal hücreler ve purkinje hücreleri denir. Bunlar kasılma kabiliyetlerini kaybetmişlerdir, fakat elektriksel uyarım üretici görevini almışlardır. Nodal hücreler sağ atriumda iki grupta bulunurlar. Birincisi Sino- Atrial (S-A) düğüm , ikincisi Atrio-Ventriküler (A-V) düğümdür. A-V düğüm hücreleri ventriküler boşluklarına doğru liflerle his demetiyle uzar. Bunlar sağ ve sola ayrılarak kalp kasına yapışırlar. Bunlar purkinje hücrelerini ventirikülerlerin içine kadar yayarlar.
3.2 Kalp Kasının Fizyolojik Özellikleri:
a)Hep veya Hiç kanunu : Kalpte belirli bir uyarım eşiği vardır. Bu eşiğin altındaki uyarıma cevap vermez. Bunun üzerindeki uyarımlara da ne olursa olsun hep aynı şiddetle ve max. bir kontraksiyonla cevap verir.
b)Merdiven Olayı: Bir süre durdurulmuş bir kalbe belli aralıklarla aynı şiddette uyarılar verilirse ilk 4-5 kontraksiyon gittikçe artan bir şiddetle olur. Buna merdiven olayı denir.
c)Kalbin Refraktör Periyodu : Her kas birbiri arkası sık olarak gelen uyarana bir refraktör dönemi gösterir Yani ikinci gelen uyarıya cevap vermez. Kalp sistol sırasında bir uyarım alırsa cevap vermez. İskelet kaslarında çok kısa olan bu devre kalpte uzundur ve bütün sistol süresini kapsar. Yani sistol periyodu mutlak refraktör periyodudur.
d)Tamamlayıcı Dinlenme Devri: Kalp sistolden diastole geçer geçmez hiç dinlenmeden ikinci bir uyarı alırsa tekrar sistol yapar. Buna extra- sistol denir ve bu sistolün sonunda kalbin dinlenme dönemi normalin iki misli olur. Buna tamamlayıcı dinlenme devri denir.
e)Kalp Tetenoz Haline Getirilemez: İskelet kasında sıksık verilen uyarılara tetenoz denilen devamlı bir kasılma şeklinde cevap verilir, fakat kalp kası reflaktör dönemlerinden dolayı tetanoz haline geçemez.
3.3 Kalbin Çalışması
Kalp vuruşları normal şartlarda SA düğümde başlar. SA düğümüne kalbin pacemakerıda denilebilir. Kalpte ilk pacemaker grup dolayısıyla SA düğümü olur. SA düğümünde meydana gelen aksiyon potansiyeli tüm kalp hücrelerinde bir tek aksiyon potansiyeli meydana gelmesine neden olur. Kalp kasılır ve gevşer. İkinci bir kasılma için SA’ dan tekrar depolarizasyonun başlaması ve kas hücrelerine yayılması gerekir. Pacemaker hücrelerin sempatik ve parasempatik sinirlerle bağlantıları vardır.
Şekil 3.3.a Kalbin Uyarılma Ve İletilme Sistemleri
SA düğümünden çıkan depolarizasyon dalgası redial tarzda ortalama 1m/sn hızla atrium kaslarına yayılır. SA düğümü ile sol atrium arasında özel iletim yolları da bulunmaktadır. AV düğümünden impulslar 0.1 – 0.2 m/sn hızla yayılır, bu hız gerekirse sempatik uyarı ile arttırıla-bilir. His demeti purkinje lifleri ve kollarında ise uyarım 2m/sn hızla geçebilir. Oldukça senkronize şekilde endokardiyumaltına yayılan impuls hızı 1m/sn kadar olur. Uyarım daha sonra endokardiyum ‘dan epikardiyuma geçirilir. İnsanlarda miyokardiyumda uyarı,iletim hızı 0.35-0.40 m/sn kadardır. Böylece kalbin kontraksiyon yapabilmesi için gerekli uyarım sağlanır. Atriumlar ve ventriküller ayrı ayrı fakat senkronize bir biçimde kasılırlar.
Şekil 3.3.b EKG’ Nin Kalpdeki Depolarizasyon Dalgası İle Kolerasyonu
A-V düğümünde iletim hızının yavaş oluşu atriumların ventriküllerden önce kasılmalarını tamamlamalarını ve kanın ventriküllere geçişi için gerekli zamanı sağlar.
3.4 Kalp Çevirimi
İstirahatte kalp hızı yaklaşık 70/dak dır. Bunun anlamı 1 saniyeden az bir süre içinde kalbin 4 fazının gerçekleşmesi anlamına gelir. Bu dönemler: sistolün kasılma fazı, fırlatma fazı, diyastolün gevşeme fazı ve dolum fazıdır. Kalp kapakçıkları kanın doğru yönde akması yani pulmoner artere akmasını garanti altına alır. Kapakçıkların açılması ve kapanması kapakçıkların her iki tarafındaki basınç tarafından belirlenir. Kalp deviniminin mekanik fazlarının öncesinde kalpte bir takım elektriksel olaylar yer alır. Kalbin iki tarafında tamamen aynı değildir. Kalp siklusu şu sıralamadan meydana gelir: Atriyel sistol: Ventrikül henüz diyastolde iken kalbin sinoatriyel düğümünün depolarizasyonu atriyel kasın uyarılmasını başlatır. Bu EKG’ de P dalgası olarak görülür. Sonrasında da kasılma meydane gelir. Bu şekilde fırlatılan kan ventrikülün doluşunu tamamlar. Bu diyastolün sonudur. Kalpteki elektriksel eksitasyon bu arada ventriküle ulaşır (QRS) . Ventrikül kasılır. Kasılmanın bu fazında dört kapakçıkta kapalıdır; yani ventriküldeki kan hacmi sabit kalır. Sol ventriküldeki basınç aortunkini aşınca (80 mmHg) semilüner kapaklar açılır. Bu fırlatma fazının başlangıcını işaret eder. Fırlatma fazında sol ventrikülde ve aortttaki basınç en çok 120 mmHg’ ye yükselir. Kanın fırlatılmasından sonra ventriküller gevşer ve ventriküllerin basınçları aortun ve pulmoner arterin basınçlarından aşağı düşer. Bu semilüner kapakların kapanmasına neden olur. Ve diyastolün ilk fazı olan dolum fazının başlangıcını işaret eder. Daha yüksek kalp hızlarında kalp çevrimi diyastolün kısalmasına rağmen daha kısa sürer. Kalbin aralıklı pompalanması bir nabız dalgası oluşturur. Bu dalga nabız dalgası hızında arteriyel damarlar boyunca yapılır. Bu hız, akım hızından çok daha yüksektir; damar duvarları daha kalın ve daha sert olduğu oranda ve damar çapının azaldığı oranda artar.
Sistemsel sirkülasyondaki arteriyel kan basıncı anlamına gelir. Kan basıncı her kalp vuruşunda, kardiyak sistol sırasındaki en yüksek değer (Ps) ile, kardiyak diastol sırasındaki en düşük değer (Pd) arasındaki değişikliği gösterir. Bunların geometrik ortalaması ortalama basınçtır. Bunların farkına ise nabız basıncı denir.
Nabız basıncı temel olarak atım hacminin bir fonksiyonudur. Ve hacim değişikliğidir. Belirli bir atım hacminde ve azalan kombiyansta Ps Pd’den daha fazla artar. Sonuçta nabız basıncı yükselir. Herhangi bir kombiyansta yükselen atım hacmi Pd’ den daha fazla bir Ps artışına neden olur. Herhangi bir kalp hızı ve atım hacminde Port Total Periferik Rezistans (TPR) ile doğru orantılıdır. Eğer TPR yükselirse, atım hacmi en az önceki kadar hızlı atılır. Hem Ps, hem Pd aynı oranda yükselir, ve nabız basıncı değişmeden kalır. Ancak TPR yükselişi atım hacmi atımının süresini uzatabilir. Sonuç olarak Ps – Pd’ den daha az yükselir ve nabız basıncı düşer. İstirahatte Ps=120 mm Hg , Pd=80 mm Hg dir. Kan basıncının optimum değerde düzenlenmesi gerekir. Eğer kan basıncı çok düşükse sonuç şok hatta doku ölümü olabilir. Kan basıncının uzun süreli yüksek kalması zarar verir, çünkü damarları bundan hasar görür. Pulmoner arterdeki kan basıncı aortta olduğundan daha düşüktür.(Ps=25mm Hg, Pd=10 mm Hg.) Bu nedenle düşük basınç sistemine aittir. Arteriyel kan basıncı başlıca; kalp debisi ve TPR’ ye bağlı olduğu halde, venlerde kan basıncı daha düşük kan hacmi ve kapasitans ile belirlenir. Kalbe yakın venlerde sadece 1.5- 4 mm Hg civarındadır.
Şekil 4.1 Solunumun Pulmoner Dolaşım Ve Venöz Basınç Üzerine Etkisi
Özel bir cerrahi işlem süresince, bir bireyin kan basıncının belirlenmesi, herhangi bir hastanede veya muayenehanede yapılan standart bir klinik ölçümdür. Çeşitli kalp odacıklarında ki veya çevresel vasküler sistemdeki kan basıncı değerleri, kan basıncını ölçen kişiye, kardiovaskuler sisteminin bütünlük fonksiyonunun belirlenmesinde yardımcı olur. Kişinin kan basıncının ölçümünde birçok dolaylı ve doğrudan teknik kullanılmaktadır. Bu tekniklerin her birinin klinik durumlar için doğruluğu en az uygunluğu kadar sağlanmalıdır. Duyulan frekans üzerinde kaydedilen basınçtaki değişimler SES olarak isimlendirilir. Kalp sesinin kaynağı, değerli bir kardiak katerizasyonu olan fonokardiografi içeren kalp problemleri olduğu düşünülen bir hastanın klinik işlemlerinde kullanılan kanın hızına bağlı olarak ayarlanan titreşimlerdir.
4.2 KAN BASINCI ÖLÇÜLMESİ VE YÖNTEMLERİ
4.2.1 DOĞRUDAN ÖLÇÜM
Kan basıncı transducer sistemleri, transducer elemamlarının yerine göre genel bölümlere ayrılabilir. Basıncın doğrudan ölçümü için en yaygın klinik metot, vaskuler basıncını, sıvı doldurulmuş kateter yoluyla dışardan bir transducer yolu ile karşılaştırmaktır. İkinci genel yöntem olan sıvı çifti, vaskuler sistemde yer alan kateterin ucundaki transducerin birleşmesi ile ortaya çıkar. Bu araç intravaskuler basınç transduceri olarak bilinir. Strain gage, doğrusal-ayarlanabilir diferansiyel transformatör, ayarlı bobin, ayarlı kondansatör, elktro-optikal, piezoelektrik, yarı iletken araçlar gibi pek çok çeşit transducer elemanları vardır. Cobbald (1974) ticari basınç transducerlerinin elektriksel ve mekanik özelliklerinin karşılaştırır. Burada extravaskuler ve ıntravaskuer sistem operasyonunun prensibi açıklanmaktadır. Bilim adamları, atardamar veya herhangi bir damarı ortaya çıkaran bir cerrahi müdehale veya özel bir alet yada rehber tel tekniği içeren percutaneous insertion için kullanılan bir kateter ekler. Kan basıncı transducer bölümüne ve sonunda da diyaframa kateter sıvı kolonu yolu ile itilir. Alttaki şekildeki bir starin gage ve hareketli bir atmatür sistemine iletilen diyafram gösterilmiştir. Bu sistemlerin çok kullanılmasının sebebi yüksek stabilizasyonda ve duyarlılıkta olmasıdır. Bir çift B ve C gazı üzerindeki strain artarken, diğer bir A ve D gaz çiftindeki azalmaktadır. Bu strain gage sistemi bir Wheatstone köprüsüne bağlanır ve iç sıcaklık sabittir.
4.2.2 INTROVASKULER TRANSDUCERLER
Kateter-uçlu transducerlerin, basınç kaynağı ile ortaya çıkan transducer elemanı arasında kateter yolu ile hidrolik bağlantı avantajı vardır. Kateter-transducer sisteminin frekans limiti, sistemin hidrolik özellikleri tarafından sınırlandırılmıştır. Sıvı eşleme sistemi kullanılmayan katetrin ucundaki basınç belirleyici zaman ve yüksek frekansın belirlenmesini sağlar. Temel tip transducerler, kateter ucundaki basıncın belirlenmesi için ticari olarak kullanılır. Birçok tip strain-gage sistemi kateter ucundaki esnek diyafram üzerine bağlıdır. Bu tip gageler F5 (1.67 mm OD) kateter boyutuna uygundur. Fransız skalasında, (F) kateter çapı her bir birim için yakalaşık 0.33 mm olarak gösterilmiştir. Küçük ölçülü kateterler, teknoloji geliştiği, sıcaklık ile elektriksel hassasiyet, sürüklenme ve yapıcı sterilizasyon problemi çözüldüğü zaman uygun olarak kullanılabilir.Kateter uçlu basınç trasducerlerinin dezavantajı; çok pahalı ve bir kaç kullanımdan sonra bozulabilmesidir. Fakat her kullanımda ücreti artar. Fiber optik introvasküler basınç sensörü, bütün bu anlatılanlar çerçevesinde yapılabilir. Üstelik daha düşük maliyetlerde. Fiber optik aracı, saptırıcı diaframın arkasındaki ışığın yansıması ile, optik olarak diaframın yer değiştirilmesini ölçer. (Linstrom 19709 Bu araçlar yapısından dolayı elektriksel olarak güvenlidirler. Fakat, ne yazık ki bağıl basınca eklenebilir bir lumen olmadan ölçmek için ya ikinci bir basınç transduceri yada atmosfer ile bağlantı sağlanması gerekir.
4.2.3 DİĞER TİP TRANSDUCERLER
Bir çok özel amaçlı basınç transducerleri geliştirilmiştir. Aşağıdaki şekilde pasif basınç endoradiosonde ‘nin şeması gösterilmiştir. Bu araç minyatür kutunun karşı yüzlerindeki diaframlara bağlı iki spiral metalden oluşur. Kutu çevresindeki basınç değiştiği zaman, kutu deforme olur ve metaller arasındaki aralık içerisinde bir değişim etkisi oluşturur. Sonra, metaller arasındaki kapasite ve endüktansta da bir değişim oluşur. Bir RF sinyali bu metal devrenin yüksek Q rezonanstaki osc. sinden alınır. Böylece rezonans frekansındaki değişim ölçülen basınçla belirlenebilir. Minyatür basınç transducerleri hayvanlardaki aşılama çalışmaları için kullanılmıştır ( Korigsberg- Russel,1968) . 2’den 3 mm’ ye kadar olan sıralama üzerindeki çaplar t ipik bir, metal diaframa bağlı silikon strain-gage içeren transducer elemanıdır.
4.3 KAN BASINCI DALGA FORMUNUN HARMONİK ANALİZİ
Herhangi bir komplex zaman değişimi periyodik dalgaformunun temel sinyal- dalga araçları, eklendiği zaman yeniden üretilen orjinal komplex dalga formu olan uygun frekansın sinüs ve cosinüs fonksiyonlarının sonsuz toplamı içinde incele- nebilir. Bu, araştırmacıların solunum ve dolaşım sistemlerinin osilatörsel araçlarını karakterize etmek istedikleri zaman, Fourier analizi tekniklerini uygulayabilmeleriyle gösterilir. Çünkü fourier analizi için peryodiklik ve doğrusallık olmak üzere iki durumun gerçekleşmesi beklenir. Kardiovasküler fizyolojistler ve bazı bilim adamları, 1950’ lerde bulunduğundan beri, basıncın miktarı için de bu tekniği kullanmışlardır. Bunlar bant geçirgen filtreyi kullanarak Fourier analizini gerçekleştirmişlerdir. Bir çok eski analizci özel donanım ihtiyaçlarını sağlamak amacıyla bilgisayar tekniğini kullanmışlardır. Bu tekniğin avantajı; fizyolojik dalga formunun nicelik gösterimine izin vermesidir. Fakat pulse’ın harmaonik araçlarının uygunluğunu karşılaştırmak oldukça kolaydır. O’Rourge (1971) standart bir tip kitabi için artel pulse’ın açıklaması üzerinde çalışan modern fizikçilerin genelde karmaşık, hatalı ve umursanmaz olacaklarını vurgulamıştır. Ayrıca O arteryal özellikleri üzerinde diğer yaklaşımlarından daha fazla bilgi içeren önceki yıllarda pulse’ın araçlarının analizini de göstermiştir. Kan basıncı pulse’ı temel companent ( kan basıncı dalgası olarak aynı frekansın) ve önemli harmonikler olmak üzere ikiye ayırılabilir. Aşağıdaki şekilde kan basıncı dalgasının ilk altı harmonik companenti ve bunların sonuçları toplamı gösterilmektedir. Orjinal dalga formunu karşılaştırdığımız zaman, oldukça yakın sonuçlar iyi bir üretim yaptığını göstermektedir.
Arterin sistolik basıncıyla diyastolün basıncı arasındaki farka nabız basıncı denir. Kalbin her sıkışmasında, kalpten kesitli olarak itilen kan, esnekolan atardamar çeperini gerer ve genişletir. Atardamarlarda vurma şeklinde duyulan bu gerilmete nabız denilir. Kalpten çıkan aort atar damarında meydana gelen nabız dalgası şeklinde devam eder. Nabız dalgasını yaratan sebepler; kanın kalpten kesikli olarak atılamaması,atardamarlardan kılcal damarlara geçerken karşılaştığı direnç ve atardamar esnekliğidir. Normal insanda, nabızda 3 pozitif (a,c,v) ve 2 negatif (x,y) dalgalanma görülür. Bu dalgalar kalbin kasılıp gevşemesinin damarlara yansımasıdır.
Şekil 5.1 Nabız Dalgaları
5.2 Nabzın Özellikleri:
a)Hız (Kalbin dakikadaki atım sayısı): Kalbin hızı, hastanın yaş, cins, fizik, aktivite ve emisyonlarına bağlı olarak değişir. Normal olarak çocuklarda kalp hızı 90 – 120 atım/dak., erişkinlerde ise 60 – 90 atım/dak. arasında değişir. Kadınlarda, erkeğe kıyasla biraz daha hızlıdır. Bedenen iyi çalışmış atletlerde kalp hızı 50 atım/dakikaya kadar düşebilir. Kalp hızının dakikada 100’ den fazla olmasına taşikardi denir. Kalp hızının dakikada 60’ ın altına inmesi haline bradikardi adı verilir.
b)Ritm: Normal insanda kalp ritmi çok düzenlidir. Ritim bozukluklarının kesin tanısı çoğu kez EKG ile mümkün olur. Ritmin düzensiz oluşuna aritmi veya distritmi denir. Bazen kalp vuruşlarının nabıza kadar ulaşmadığı saptanır. Böylece nabız sayısı ile kalp dakika vurumu sayısı birbirine uymaz. Bu bulguya pals defisit denir.
c)Nabız Karakteri: Kalbin ritmindeki değişikliklerle, arter nabzının basıncı ve şekil özellikleri arasında genellikle yakın bir ilişki vardır. Nabız amplitüdünün, sistolik ve diyastolik basınçları arasında fark olduğu dikkate alınırsa sol ventrikülün atım hacmi ile periferik direnç değişiklikleri arasında yakın bir ilişki bulunduğu anlaşılır. Atım hacmi az ve vazokontriksiyon sonucu periferik direnç de artmış ise nabız amplitüdü azalır. Periferik direnç azalması ve atım hacminin artmasına bağlı olarak nabız amplitüdü artar.
d)Arter Duvarının Durumu: Normalde damar duvarı esnektir ve parmak altında kolayca sıkıştırılabilir. Aterosklerotik değişiklikler varsa arter sertleşmiş bir kordon şeklinde hissedilir ve parmak altından kolayca kaçar, kıvrımlıdır. Yaşlılarda kol, ön kol, boyun ve temporal bölge arterleri de gözden geçirilmelidir.
5.3 Nabız Sinyalinin Algılanmasında Kullanılan Dönüştürücüler:
5.3.1.Kapasitif Transdüserler: Transdüserlerin bir çeşidi kapasitif transdüserlerdir. Kapasitans kullanıldığı için AC uyarısı gerekir. Kapasitif transdüserlerin hemen hemen bütün çeşitlerinde sabit plakalar kullanılır. Bu plakalar hareket eden uyarıcının etkisi ile pozisyonunu değiştiren bir plakaya iliştirilir. Bir paralel levha, kondansatörün kapasitansının plaka bölgesi ile direkt olarak ve plakalar arasında ayrımı ile ters olarak değişir. Bunların her biri veya her ikisi de verilen her hangi bir transdüserde değişebilir. Kapasitif transduserler için ençok iki plaka arası uzaklık olmak üzereparametre değişimindende yararlanılmaktadır. Kenar etkileri ve bazı bozucu kaçak kapasite etkileri yok edildiğinde bu tip dönüştürücülerle 10-12 cm mertebelerinde duyarlılıklara erişebilmektedir ve bu tip transducerlerin doğrulukları da oldukça yüksektir. Medikal anlamda yer değiştirme, basınç ve ses gibi çeşitli fizyolojik büyüklüklerin ölçülmesinde kullanılır. Özellikle bütün mikrofon çeşitleri içinde en iyi performansa sahip olanlar kapasitif mikrofonlardır. Yüksek frekanslarda sistemin cevabı, yer değiştirme miktarı ile lineerdir. Frekans küçüldükçe bu lineerlik bozulur. Hatta açısal frekans için çıkış sıfır olur. Sistemin DC cevabı olmayışı 20Hz üzerindeki ses işaretlerini algılayan mikrofonlar için bir kusur teşkil etmese de bir çok fizyolojik büyüklüğün ölçülmesinde bu büyük bir dezavantajdır.
5.3.2.Piezoelektrik Transducerler: Piezoelektrik transducerler, mekanik uyarı karşısında elektriksel çıkış ürettiklerinde aktif dönüştürücüler sınıfına girerler. Ayrıca elektriksel bir uyarıyada mekanik olarak cevap vermeleri tıp elektroniğinde yaygın olarak kullanılmalarına olanak sağlar. Piezoelektrik teknik, mekanik basınç il bir cismin şekil değiştirerek cismin yüzeyinde elektriksel yükü oluşması veya tersine cismin bazı yüzeylerine uygulanan gerilimin cismin gövde şekline değiştirerek uygulanan gerilim değişimine uygun basınç dalgası (akustik dalga) oluşması esasına dayanır. Piezoelektrik malzemeler yüksek dielektrik sabitine sahiptirler ve ferromagnetik histerizise benzer bir dielektrik histerizis gösterirler. Bir piezoelektrik malzemede kuvvetin gerilime dönüşmesinin çeşitli modları vardır. Bu modların biri yaygın olarakta kullanılan kalınlık değiştirme modudur ve Şekil de gösterilmiştir. Diğer modlar, hacim genleşme modu ve kalınlık deformasyonu modu olarak sıralanabilir. Ucuz, basit, duyarlı olmaları fizyolojik ölçümlerde piozoelektrik transducerleri etkin olarak kullanılmalarını sağlar. Yüksek duyarlılığı ve basit uygulama alanı olmasının yanında, yüksek direnci ve kullanma zorluğu gibi sakıncaları vardır.
Bir Piezoelektrik Malzemede Kuvvetin Gerilime Dönüştürülmesi
5.3.3. Fotoelektrik Transducerler: Nabız frekansının periferik olarak gerçekleştirilen algılanması en iyi şekilde fotoelektrik etki ile çalışan transducerlerle olmaktadır. Şekilde gösterilmiştir. Bu nabız alıcıları daha çok bedendeki kan dolaşımının yoğun olduğu yerlerde, söz gelimi parmakta, kulak memesinde kullanılır. Bilindiği gibi kan belli aralıklar içinde kısa basınç darbeleriyle damarlara pompalanır. Kalbin bir basınç darbesiyle belli bir miktar kan pompalaması ve kanın akışı sürekli değildir. Kan damarlarda parti parti dolaşır. Bu etkiden dolayı, bedenin kan dolaşımı yoğun olan bir yerinin ( örneğin parmak) bir tarafına ışık tutulup öteki tarafından da fotodirenç veya fototransistör gibi bir fotoelektrik eleman yerleştirilip ışık yoğunluğu ölçülerek yararlanılmaktadır.
6.1 Oksijen Saturasyonu
Bilindiği gibi kan belirli aralıklar içinde kısa basınç darbeleriyle damarlarımızdan pompalanır .Kalbin bir basınç darbesiyle belirli bir miktar kan pompalaması nedeniyle kanımızın akışı biteviye değildir ;kan duvarları parti parti dolaşmaktadır .Bu etkiden ,bedenin kan dolaşımı yeğin olan bir yerin bir tarfına ışık tutulup öteki tarafına da fotodirenç veya fototransistör gibi bir ışığa duyarlı elemanı yerleştirilip ışık yeğinliğini ölçülerek yararlanılmaktadır . Monitör SPO2 ve pulsemate tespiti için kızılötesi metodu kullanılır. (İnfrared Method) Işığın 2 dalga boyu kızıl ve kızılötesi vücud dokusu boyunca bir foto dedektöre geçer. Pulse 1. Tanımada plethysmografik teknikler kullanılır. Spektrofotometrik oksimetri prensipleri, vücut dokusunun rengine ve kalınlığına, sensörün yerleşimine, ışık kaynaklarının şiddetine ve ölçüm esnasındaki dokudaki arterial ve venous kan emilimine bağlıdır. Bu pulse’ın zamanla değişen etkilerini içerir . Monitör, pulse’ı belirlemek ve O2 saturasyonu hesaplamak için zamanla değişen parametreleri ( Işık şiddeti,veous kan doku kalınlığı, deri rengi ) zamanla değişmeyen parametrelerden (arterial hacim ve SPO2 ) ayırır.O2 içermeyen kana göre O2 ‘i daha çok içeren (saturated ) kan daha az kırmızı ışığı emer.O2 saturasyon hesaplaması bu prensibe göre yapılır. O2 saturasyonu ve pulse rate ölçümleri, digital olarak görüntülenir ve her pulse vurumunda yenilenir. Pulse genliği nitel olarak görüntülenir. Ek olarak her pulse’taki sinyal sesinin tonu kandaki O2 saturasyonunun miktarına göre değişir. Sinyal sesinin artması saturasyonun artmasını, azalması ise saturasyonun azalmasını gösterir. (SaO2) Oksijen saturasyonu (%SaO2) kandaki oksijen bağlanmış hemoglobinin toplam hemoglobine oranı olarak tanımlanır. %SaO2 = 100 x EbO2 / Toplam Hemoglobin
6.2 CO2 ve Respirasyon
Monitör respirasyon esnasında karbondioksit olup olmadığını kontrol eder. CO2’nin maksimum düzeye ulaştığı nefes verme sonunda yapılan ölçüme enitidal CO2 (ETCO2) denir. CO2’nin minimum düzeye indiği nefes alma sonunda yapılan ölçme de minimum inspried CO2 denir. CO2 , hücresel metabolizma esnasında ortaya çıkar ve dolaşım ve solunum sistemleriyle atılır. Nefes sonunda ciğerlerindeki karbondioksit düzeyi , metabolizma oranlarına dolaşımın ve solunum sistemlerine yansır. Artan CO2 düzeyi ve kan zehirlenmesi gibi hipermetabolik durumlara ve habis hipatermiye işaret alınabilir. CO2 düzeyindeki azalma kan akışındaki ve ciğerlere gönderilen CO2 miktarındaki azalmadan dolayı oluşan kardiyak arrest ve pulmoner ambolizme sebep olabilir. CO2 monitörleri anestezi boyunca hastada yetersiz ventrilasyon hava yolu tıkanması, kan akışı, pulmaner ambolizm veya hipatermi durumları baş gösterdiğinde hastane personelini uyarırlar. CO2 ölçümleri mmHg ve torr olarak ifade edilir. 760 mmHg atmosferik basınçta normal ETCO2 konsantrasyonu başlangıçta %0 iken sonda % 5’e hızlı şekilde değişir. Konsantrasyonu doğru ölçmek için, analizlerin çabuk tepki verebilmesi gerekir. Görüntülenen CO2 değeri, nefes başına veya dört nefesin ortalaması olarak nefes verişteki peak CO2 olarak temsil eder. Soluk sinyali vücuttan iki yöntemle ölçülür. Termistör metodu solunum hızı çeşitli termistörlerden biri solunum hava akımına yerleştirilerek ölçülür. Termistörün direnci atılan ve alınan havanın ısı farkına göre değişmektedir. Soluk sinyali RA ve LL elektrotları arasında hastanın soluk vermesinden kaynaklanan elektriksel empedans değişiminin algılanması yöntemi ile ölçülmektedir. Empedans değişimini ölçmek için modülasyon tekniği kullanılır. Taşıyıcı frekansı EKG frekans bant genişliğinin uzağında tutulduğu için EKG ile aynı elektrotları kullanmak mümkündür. Empedans metodunda solunum hızı solunum sırasında değişen elektrik akımların EKG metotları ile ölçülmesi ile belirlenir. Toraks boyunca oluşan voltaj düşüklüğü orantılı olarak elektriksel dirence aktarılır. Etkisi azaltılama isteğine veya derinin direncine göre 10 veya 100 KHz’lik sürekli AC akım kullanılır.
7. Hastabaşı Monitörlerinin Merkezi Monitör Ve Telemetrik Sistemlerle Kullanımı
Hastabaşı monitörleri genel olarak yoğun bakım ünitelerinde kullanılırlar. Yoğun bakım ünitelerinde birden çok hastanın vücut fonksiyonları kontrol altında tutulmaktadır. Bu işlem yapılırken tüm hastabaşı monitörleri bir merkezden izlenmektedir. Doktor veya hemşire tarafından tüm hastaların vücut fonksiyonları merkezi bir monitörden izlenebilmektedir. Merkezi monitörlerde (Central Monitör) ölçülen vücut fonksiyonlarından biri normalin dışına çıktığında alarm verme yani izleyiciyi uyarma özelliği ile hastaya anında müdahale edebilme imkanı sağlar. Bu sistemler kablolu veya telemetrik olabilir. Telemetrik dediğimiz sistemde kablo kullanmadan sadece radyo dalgaları kullanılarak hastabaşı monitörlerinden merkezi(central) monitörlere aktarılır. Bu sistemlerle kullanılan transmitter dediğimiz insan vücuduna takılan vericilerden de bahsedebiliriz. Transmitterler hastane içinde veya merkezi monitörün uzağındaki yerlerdeki hastaları kontrol etmek amacıyla kullanılır. Transmitterler insan vücuduna kemer şeklinde özel bir torba vasıtasıyla takılır. Üç adet disposable elektrot ve hasta bağlantı kablosu ile hastayla bağlantı sağlanır. Transmitter taşıyan hasta ister yürüsün ister yatsın iyi bir telemetrik sistemle EKG biyopotansiyel iletimini rahatlıkla merkezi monitöre gönderebilir.
Hasta başı monitörü ders notları