طراحی و ساخت یک دستگاه قلب نگار مبتنی بر امپدانس و راکتانس

پارامترهای همودینامیک مانند حجم ضربه ای و نسبت زمان سیستولی، شاخصی از نیروی قلب، جهت به گردش در آوردن خون در سیستم قلب و عروق هستند. ارزیابی این پارامترها برای تصمیم گیری در نحوه ی اداره بالینی، اتخاذ شیوه ی درمان و پیش آگهی بیماران مبتلا به بسیاری از ناهنجاری های قلبی مادرزادی و اکتسابی از اهمیت بسزایی برخوردار است. قلب نگاری امپدانسی روشی غیرتهاجمی برای ارزیابی پارامترهای همودینامیک می باشد. با توجه به اهمیت دستگاه قلب نگار امپدانسی در درمان و تشخیص بیماری های قلبی و عروقی، نبودن نمونه ی داخلی و محدود بودن نمونه های خارجی آن در کشور، در این پژوهش یک دستگاه قلب نگار مبتنی بر امپدانس و راکتانس طراحی و توسعه داده شده است. امپدانس ناحیه ی قفسه ی سینه به علت تغییرات حجم خون در طول دوره های سیستول و دیاستول، به صورت متناوب با نرخ ضربان قلب تغییر می کند. به کمک اصول حجم سنجی امپدانسی این تغییرات امپدانس ثبت می شود بدین ترتیب که «واحد منبع جریان» یک جریان سینوسی khz50 با دامنه ی ma2 به قفسه ی سینه اعمال می کند و ولتاژ مدوله شده توسط امپدانس قفسه ی سینه به کمک «واحد ثبت ولتاژ» اندازه گیری می شود. اطلاعات امپدانس در دامنه و فاز سیگنال ولتاژ قرار دارند که توسط «واحد استخراج پوش» و «واحد استخراج فاز» به دست می آید. سیگنال ثبت شده شامل دو بخش ثابت و متغیر با زمان است که به ترتیب امپدانس پایه و تغییرات امپدانس قفسه ی سینه نام دارد و مشتق تغییرات امپدانس، با نام سیگنال icg شناخته می شود. علاوه بر امپدانس پایه و تغییرات امپدانس یک لید سیگنال ecg نیز به طور همزمان ثبت و به کمک «واحد دیجیتال سازی و ارسال» به صورت بی سیم به رایانه منتقل می شوند. سپس از ترکیب امپدانس پایه، سیگنال icg و سیگنال ecg پارامترهای همودینامیک استخراج می گردند. از قابلیت های دستگاه طراحی شده می توان به اندازه گیری پارامترهایی نظیر نرخ ضربان قلب، دوره ی پیش-تخلیه، زمان تخلیه ی بطن چپ، حجم ضربه ای، محتوای مایعات قفسه ی سینه و شاخص هیتر اشاره نمود. پارامترهای ذکر شده برای 4 فرد سالم توسط این دستگاه ثبت گردید و نتایج در محدوده ی طبیعی قرار داشت. همچنین برای یکی از افراد 4 پارامتر: دوره ی پیش تخلیه، زمان تخلیه ی بطن چپ، حجم ضربه ای و برون ده ی قلب با نتایج روش داپلر-اکوکاردیوگرافی مقایسه شد و درصد خطای نسبی هر کدام به ترتیب برابر با 5/2% ، 9%، 8% و 7% بود. نتایج به دست آمده حاکی از دقت قابل قبول دستگاه برای این فرد خاص است و در صورت انجام تست های اعتبارسنجی بر روی این سیستم، می توان از آن برای درمان و تشخیص بیماری-های قلبی وعروقی بهره گرفت.