REZULTAT

Ultradźwiękowy pomiar przepływu krwi w protezie serca

WYKONAWCA I KIEROWNIK ZADANIA

Instytut Techniki i Aparatury Medycznej ITAM w Zabrzu;
Instytut Podstawowych Problemów Techniki w Warszawie

prof. dr hab. inż. Tadeusz Pałko,
prof. dr hab. inż. Andrzej Nowicki

TYTUŁ ZADANIA PROGRAMU

Nieinwazyjny pomiar parametrów biologicznych niezbędnych dla implantowanej protezy serca.

OPIS REZULTATU

Technologia polega na zastosowaniu dopplerowskiego, ultradźwiękowego pomiaru prędkości przepływu krwi do oszacowania rzutu minutowego protezy serca. Metoda pomiarowa jest całkowicie nieinwazyjna i nie wymaga modyfikacji kształtu ani powierzchni wewnętrznej elementów konstrukcyjnych protezy serca, mających kontakt z krwią. Miniaturowy (5mm średnicy, 1mm grubości) element piezoceramiczny umieszczony jest na powierzchni zewnętrznej jednego z konektorów protezy serca. Analiza widmowa echa ultradźwiękowego odbitego od przepływających składników morfotycznych pozwala na wyznaczenie 27-mio punktowego profilu prędkości. Przy założeniu osiowo symetrycznego przestrzennego rozkładu prędkości przepływu w konektorze estymuje się objętościowe natężenie przepływu. Technologia umożliwia jednoczesny pomiar profili prędkości w dwóch niezależnych kanałach. Pozwala to na uśrednienie wyników otrzymanych w konektorze wlotowym i wylotowym lub na oszacowanie przestrzennego rozkładu profilu prędkości przepływu w dwóch płaszczyznach. Walidacyjne badania fizyczne opracowanej metody pomiarowej przeprowadzono na krwi zwierzęcej, dla przepływów ciągłych i pulsacyjnych o wartościach do 5L/min. Wykazano, że w zakresie użytkowym estymacji objętościowego natężenia przepływu można dokonać z niepewnością 20%.

Moduły elektroniczne układu pomiarowego, weryfikacja laboratoryjna metody
i widok wiązki ultradźwiękowej przetwornika zamontowanego na konektorze pompy wspomagania serca.

OPOTENCJAŁ WYKORZYSTANIA

Technologia może znaleźć zastosowanie w pomiarach wydatku pomp krwi, zarówno pulsacyjnych jak i o przepływie ciągłym. Pomiarowi może podlegać nie tylko objętościowe natężenie przepływu cieczy ale również profil prędkości przepływu, co niesie informację o strukturze przepływu, stopniu turbulentności i związanym z nim ryzykiem tworzenia się skrzeplin. Analiza energetyczna widma echa ultradźwiękowego pozwala na detekcję niejednorodności struktury fizycznej przepływającej cieczy (skrzeplin). Ograniczeniem technologii jej miniaturyzacja. Osiągnięte wymiary przetwornika piezoceramicznego są bliskie minimalnym wymiarom, możliwym do uzyskania dla tej częstotliwości emisyjnej. Stopień skomplikowania układów elektronicznych praktycznie wyklucza ich miniaturyzację do skali pozwalającej na zastosowanie w urządzeniu wszczepialnym bądź umieszczenie bezpośrednio w konstrukcji protezy pozaustrojowej – możliwa jest aplikacja w postaci oddzielnego urządzenia pomiarowego lub w postaci pakietów montowanych w sterowniku pneumatycznym.

OCHRONA WŁASNOŚCI INTELEKTUALNEJ

Brak ochrony


(C)FRK 2009