Ändringar i elektriska konduktiviteten beroende på hjärtcykeln

 

Electrical Velocimetry™ är en noninvasiv metod för att bestämma hemodynamiska parametrar, som slagvolym (Stroke Volume, SV) och minutvolym (Cardiac Output, CO). Dessa parametrar relaterar direkt till hjärtcykeln. 

 

 

 Figur 1                                       Figur 2                                      Figur 3

 

 

Electrical Velocimetry™ utnyttjar ändringar hos den elektriska konduktiviteten i thorax som sker samstämmigt med hjärtcykeln:

                 

1) Ändring av konduktiviteten i thorax beroende på volymändring hos blodet i aorta.

 

Under mekanisk systole, d v s under den vänsterventrikulära ejektionstiden (LVET), pumpar vänster kammare slagvolymen (SV) in i aorta. Tidigt i mekanisk systole och tvingad av det pulserande blodflödet expanderar den elastiska aortan sin volym, vilket leder till en ökande konduktivitet i thorax (Figur 1) 

 

 

2) Ändring av konduktiviteten i thorax beroende på ändringar i blodets konduktivitet

 

Själva blodet ändrar sin konduktivitet när det utsätts för ett pulserande blodflöde.

Erytrocyterna (röda blodkropparna) är formade som små skivor. Innan aortaklaffen öppnar så är erytrocyterna slumpmässigt orienterade.  När aortaklaffen öppnar och beroende på accelerationen av blodflödet, ändrar erytrocyterna sin slumpmässiga orientering till en gemensam riktning där deras cirkulära profil blir parallell med riktningen hos blodflödet. När den elektriska konduktiviteten mäts i flödesriktningen kan en ökning i konduktiviteten observeras (Figur 2 och 3).

 

Dessa mekaniska egenskaper hos erytrocyterna orsakar, i tidiga systole, en ökning av blodets elektriska konduktivitet i aorta. Fenomenet är omvänt under diastole, efter stängningen av aortaklaffen, d v s erytrocyterna får alltmer slumpmässiga orienteringar.

 

Konduktivitetsändringen hos blodet i aorta svarar mot omfattningen av den gemensamma orienteringen hos erytrocyterna under de olika flödestillstånden i hjärtcykeln

 

Båda dessa hjärtrelaterade konduktivitetsändringar överlagras under tidsförloppet av den kontinuerliga mätningen av thoraxkonduktiviteten

 

Electrical Velocimetry™ tar fram konduktivitetsändringen som beror på ändringen av blodets konduktivitet för att besämma slag- och minutvolym.

 

Visa EKG och impedanskurvor

 

---

 

Jämförelse med impedanskardiografi (ICG)

 

Impedanskardiografi (ICG) använder en signalinsamling liknande den som behövs för Electrical Velocimetry™. 

 

I motsats till Electrical Velocimetry™ , litar traditonell ICG på antagandet om periodiska volymsändringar i aorta för att bestämma slag- och minutvolym.

 

---

Jämförelse med doppler hastighetsmätning

Electrical Velocimetry är fysiologiskt samstämmigt med Doppler hastighetsmätning:

• Båda metoderna använder mekaniska egenskaper hos erytrocyterna
• Båda metoderna bestämmer blodhastigheten i aorta 

Under användningen av doppler hastighetsmätning, utsänds ultraljud med en bestämd frekvens, vilket reflekteras av erytrocyterna som rör sig med blodflödet.

 

Reflektionen på erytrocyterna i rörelse ger en ändring i frekvensen, ett frekvensskift, hos ultraljudet (dopplereffekten) vilket mäts. Detta frekvensskift svarar direkt mot blodets hastighet.

Electrical Velocimetry™ mäter ett "skift" eller en ändring in den elektriska konduktiviteten orskat av en ändrad orientering av erytrocyterna i rörelse.

 

Sammanfattning:

Electrical VelocimetryTM	Doppler hastighetsmätning
Härleder blodhastigheten från ändringen i elektriska konduktiviteten hos den tidsvarierande storleken hos blodflödet. Den elektriska konduktiviteten beror på den tidsvarierande orienteringen hos erytrocyterna i blodflödet.	Härleder blodhastigheten från ändringen i ultraljudsfrekvensen (skift) hos den tidsvarierande storleken hos blodflödet. Frekvensskiftet beror  hastigheten hos erytrocyterna, vilka är en del av blodflödet