- 68 - především vysoce legovaných nerezocelí, teflonu, polymethyloetakrylétu, titanu . Materiály musí splňovat požadavky dokonalé korozní odolnosti, zdravotní nazávad-nosti, možnosti desinfekce a snadného čištěni. Obr. 2.55, Induktivní tonografický snímač 1 - pelota 2 - těleso snímače 3 - cívka 4 - kulové plocha Obr.2.56. Tonografický snínaS a držákem [46 ^. 1 - flexibilní vodice 2 - držák 3 - očka 4 - kabel 5 - snínaS 6 - oko Princip měření je shodný jak pro tonometrii, tak pro tonografii. Tonometrie registruje pouze hodnotu nitroočního tlaku v diskrétním Časovém okamžiku a k tomu používá jednoduchých mechanických přístrojů, které pracují na principu ručkového indikátoru, který registruje posuv kolíku - peloty. Tonometrie zase používá elektromechanických snímačů a elektronických přístrojů, které velmi citlivě registrují posuv kolíku - peloty v daném íasovém úseku. Sledování změn tlaku v tomto časovém úseku je právě velmi důležitě pro včasnou diagnózu zeleného zákalu - glaukomu. Všechny tonometřické i tonogrefické snímače jsou v podstatě snímači posuvu pro rozsah 1 mm, což je dobře zřejmé z gráfu na obr.2.54. - 69 - Ě*ínaS na obr.2.55. pracuje na induktivním principu, pelota a feritovým jádrem, Šlkládaná na oko, je umístěna mezi diferenciální cívky, jejich indukčnost se mě-*•£v závislosti na poloze feritového jádra. Principielně se tedy jedná o stejný bblém, jako například při realizaci induktivního snímače tlaku, viz.2.4. a obr.2.5. V praxi se v širším měřítku uplatnila i tzv. aplanační tonometrie, která je oVéděna tzv. Goldmanovým tonometrem. Princip metody spočívá v přiložení speciel-t% prizmy na oko, je při tom přitlačena takovou silou, až je dosaženo stavu, kdy Sevrchové mechanické pnutí rohovky je v rovnováze se silou danou elasticitou na pochová vrsťirě rohovky a pak platí, že síla působící na rohovku přes prizmu, je v Ftomte okamžiku úměrná nitroočnímu tlaku. Princip měření je patrný z obr.2.57. paiient Obr.2.57. Goldmanův ruční tonometr [47] 1 - prizma 2 - raměnko 3 - osvětlení 4 - lupa 5 - registrační zařízení Obr.2.58. Měřící hrot pneutono-metru [49] 1 - membrána 2 - komůrka 3 - hrot Postupně je zaváděna i tzv. pneutonometrie, jejíž hlavní předností je Šetrnost iprůběhu měření. Princip metody spočívá v přiložení specielní tenké membrány k oku,. £ičemž mezi hrotem a membránou protéká lamiňérně plyn. Změna průhybu membrány, která závislá na nitroočnim tlaku, omezuje průtok plynu mezi hrotem a membránou a otvory fthrotu sondy. Změna tlAiv komůrce snímače, která takto vznikne je registrována Símačem tlaku. Změna tlaku v komůrce je úměrná, průběhu nitroočního tlaku. Princip |tody je patrný z obr.2.58. yMěření průtoku a proudění V zásadě se jedná buä o měřeni průtoku plynů (proudění respiračních plynů ) , Sbo o měření průtoku kapalin. V případě měření průtoku kapalin jde téměř výhradně fcěření průtoku krve v různých místech hemódynamického systému. V menší míře se Iná o měření průtoku dialyzačního roztoku v umělé ledvině nebo měření průtoku moči. - 70 - 3.1. Měření průtoku plynů Mechanika dýchání, resp. její objektivní hodnocení, vyžaduje přesné a spolehlivé měřící metody. Měření některých mechanických funkčních parametrů dýchacích orgánů umožňuje určovat otav pacienta a efektivně ovlivňovat způsob jeho léčení. Z tohoto pohledu je hlavním parametrem především průtok respiračních plynů. K jeho měření je využíváno celé řady fyzikálních principů, které dávají různé možnosti k realizaci přesné nebo méně přesné měřící metody. Základní a nejrozsířenější metodou měření průtoku respiračních plynů je měření průtoku pomocí tlakového gradientu na pneumatickém odporu, který je zařazen do cesty proudícímu plynu. Značná specifičnost klinické aplikace tohoto fyzikálního principu vyžaduje vhodnou konstrukci pneumatického odporu a to především s ohledem na to, že je měřen poměrně veliký roz. eah průtokových rychlostí, základní poměr je 1:5 až 1:10, přičemž je možný pracovní rozsah až do 1:50. Dále je požadováno, aby závislost tlakového úbytku na pneumatic- : kém odporu byla lineární. Přitom odpor zařazený do dýchací cesty nesmí zatěžovat pacienta a klást dýchání odpor. Proto musí být pneumatický odpor dostatečně malý a proto také dosahujeme malého tlakového úbytku na zařazeném odporu, je to asi 100 až 400 Fa. Tyto základní požadavky vedou ke dvěma způsobům řešení měřícího zařízení. V současnosti je používáno dvou typů pneumatických odporů, které zaručují lineární proudění plynů. V prvém případě se jedná, o soustavu tenkých paralelních kanálků (podle Fleische) , druhé provedení je tvořeno tenkou mřížkou nebo soustavou mřížek (podle Lilliho) * Princip měření je patrný z obr.3.1. Na pneumatickém odporu vzniká tlakový gradient, který je přímo úměritf rychlosti průtoku (analogie Ohmová zákona) . Platí : ap (t ) = Rp v (t ) kde : &p (t) - tlakový gradient na pneumatickém odporu v Pa R - pneumatický odpor CPá m-1s 1 v \t) - rychlost průtoku [m a"1 ] Z této rovnice pak vyplývá vztah pro rychlost průtoku v (t) a pro průtočné množství plynu platí vztah : T V (t) > Jv (t) dt *o Pro potřeby spirotechniky pak lze zavézt ještě pojmy pro vdechnutý a vydechnutý objea vzduchu. jfc^dobně lze ze základních vztahů odvodit další parametry charakterizující mechaniku Lehání [5l] . 2"-to6oto rozboru tedy vyplývají i požadavky na snímač tlakové diference, který snl-j tlakový gradient na vřazeném pneumatickém odporu. Ve většině případů je použito gpacitního principu snímače tlaku, který přímo vyhodnocuje diferenciální tlak. rincip i možné provedení takovéhoto snímače je na obr.3.1. Je nejčastěji tvořen ř«ml elektrodami, dvě jsou deformační, působí na ně tlak a třetí elektroda je pev-Výhodnějaí je ovsem uspořádání na obr.3.1., kdy deformační je ppuze Jedna elek-eda a dvě elektrody jsou pevné. Je měřena kapacita, resp. změna kapacity mezi tě-elektrodami. Vzhledem k tomu, že snímač je umístěn do vlhkého prostředí výdechových plynů, je řeaen ve formě -bloku, který je vyhříván na vyšší teplotu a tím je w-bráněno navlhnutí snímače nebo trvalé kondenzaci vodních par, obsaženýoh ve výde-avých plynech, což by při vysoká citlivosti snímače mělo značný vliv na přesnost I^eprodukovatelnost měření. vd 2 dt nebo "vyd 3 jv(t) dt kde : Tj - ^ trvání dechu, - 3^ dýchací perioda, Tj - T2 trvání výdechu Obr.3.1. Princip měření průtoku respiračních plynů s kapacitním diferenciálním snímačem tlaku 1 - pneumatický odpor 2 - tlakový diferenciální snímač Dalším principem, který je v klinické praxi často používán je tzv. anemometrie. J|fcineip této metody spočívá v umístění tenkého vodiče, například ve formě drátku, frirály, folie nebo meandru, do proudu respiračních plynů, přičemž vodič je "žhaven" S*»ktrlckým proudem. Snímač je tedy odporovým článkem, který je ochlazován proudem wjechovaného nebo vydechovaného plynu. Jako materiál pro odporový článek Je nejčastěni' používána platina nebo její slitiny, wolfram.a molybden, [přineip anemometrického snímače s odporovým vláknem je na obr.3,2. Ipo tepelné ztráty vyvolané prouděním plynu okolo žhaveného drátku anemometrického Wímače platí Hewtonův vztah : - 72 - - 73 - Kill ill fini i "i kde - i/" ) = H I2 - součinitel přestupu teple S - povrch odporového členka obtékaného proudícím plynem - teplota odporového článku a teplota proudícího prostředí S - odpor členku I - elektricky proud Obr.3.2. Princip aňemometrického snímače 1 - drátek 2 - držák 3 - nosná část - sloupek Je ovšem třeba mít na zřeteli, že hodnota konstanty |í závisí na celé řadě faktorů. Především na rychlosti proudícího prostředí, teplotě okolního prostředí, upevnění vlékna, odvod tepla. Pro správnou funkci snímače je je váak třeba zajistit Celou řadu dalších podmínek,jako je laminem! proudění plynu, korekce na odvod tepla způsobeného tepelnou vodivostí drátku, ztráty tepla zářením. Není zanedbatelný ani vliv chemického složení proudících plynů, který se může výrazně měnit se změnou stavu pacienta. Navíc může přistoupit přítomnost anestetik. často Je pro tyto anemometry používáno miniaturních perličkových termistorů. 3.2. Měření průtoku krve Měření průtoku kapalin se v medicíně téměř výhradně omezuje na měření průtoku krve. Ostatní měření nelze co do rozsahu s měřením průtoku krve srovnávat, i když je nelze považovat za bezvýznamné. 3.2.1, Termodiluční průtokoaěry Měření minutového objemu srdce, tedy výkonu Brdce, charakterizuje schopnost srdce přečerpat jisté množství krve za jednotku času. Tento výkon Je obvykle udáván v X/ min. Jde o velmi důležitý parametr, který umožňuje dokonalé posouzení he-modynamiky a vedle arteriélního a venozního tlaku patří k nejdůležitějěím parametrům, které charakterizují stav henodynamického systému. Princip metody spočívá ve vstříknutí vhodného indikátoru do krevního oběhu a z časového průběhu koncentrace tohoto indikátoru lze usuzovat na průtok krve, resp. množství krve přečerpaná za jednotku času. Jako indikátoru bylo dříve a nakonec Je i v současnosti používáno barviva (indocya-nidová zeleň) . Tato metoda opět nabývá významu s rozvojem vláknové optiky a kvalitních detektorů a zdrojů světla. V posledním desítiletí byla vypracována termodiluSní metoda, která jako indikátoru používá ochlazené kapaliny, například fyziologický roztok, roztok glukózy nebo sor-bitu, krve, atd. Schéma termodiluční metody měření průtoku krve je na obr.3.3. J» zřejmé, že jak v případě použití barviva, tak i ochlazené kapaliny, se jedná o principielně stejné vyhodnocení. Rozdíl spočívá pouze v přesnosti a operativnosti vyhodnocení. ■BI Obr.3.3. Princip termodiluční metody měření minutového objemu srdce a krevního průtoku TermodiluSní metoda má celou řadu výhod, které spočívají především v její naprosté neškodnosti a jisté riziko vyplývá pouze z titulu invazivnosti metody. Měření je možné několikanásobně opakovat, je možná poměrně dobré automatizace měření a výpočtu minutového objemu. Při popisu metody a jejím vyhodnocení předpokládejme, Se systém na obr.3.3, je charakterizován stálým průtokem I [ 1/ min. ] , a že do tohoto systému bylo vtřlknuto celkové množství indikátoru B v jistém časovém okamžiku a to v místě 1. V místě indikace 2 budeme sledovat časový průběh koncentrace indikátoru c (t), obr.3.4. Můžeme říci, že v jistém časovém okamžiku t bodem 2 projde za dobu ďt jisté množství indikátoru ;