Đo lường và giám sát độ căng của dây đeo điện tâm đồ ở trẻ sơ sinh thiếu tháng để đánh giá chức năng hô hấp

Springer Science and Business Media LLC - Tập 6 - Trang 1-11 - 2007
Edward J Ciaccio1,2, Mark Hiatt3, Thomas Hegyi4, Gary M Drzewiecki5
1Department of Pharmacology, Columbia University, New York, USA
2Department of Biomedical Engineering, Columbia University, New York, USA
3Department of Pediatrics, Saint Peter's Medical Center, New Brunswick, USA
4Department of Pediatrics, University of Medicine and Dentistry of New Jersey – Robert Wood Johnson Medical School, New Brunswick, USA
5Department of Biomedical Engineering, Rutgers University, New Brunswick, USA

Tóm tắt

Việc theo dõi điện tâm đồ (ECG) ở trẻ sơ sinh thiếu tháng bằng các điện cực dán thông thường có thể gây hại cho làn da nhạy cảm của chúng. Sử dụng dây đeo điện cực giúp ngăn ngừa kích ứng da, nhưng tác động của áp lực dây đeo lên chức năng hô hấp vẫn chưa được biết đến. Một cảm biến gage biến dạng được mô tả để đo độ căng của dây đeo áp dụng. Khung thiết bị được làm từ vỏ nhôm và trượt nhằm giảm trọng lượng thiết bị. Các tab Velcro kết nối vỏ và trượt với các tab đối diện tại hai đầu dây đeo điện cực. Trượt được kết nối với một lò xo lá, trong đó gắn hai bộ chuyển đổi piezoresistive theo cấu hình mạch cầu một nữa. Thiết bị đã được thử nghiệm để xác định tính tuyến tính và hiệu chuẩn. Tác động lên chức năng hô hấp của trẻ sơ sinh đối với độ căng dây đeo không đổi trong khoảng bình thường (30 g–90 g) đã được xác định. Phản ứng cơ học đối với một đầu vào bước là bậc hai (fn = 401 Hz, ζ = 0.08). Mối quan hệ giữa độ căng áp dụng và điện áp đầu ra là tuyến tính trong khoảng 25–225 gm độ căng áp dụng (r2 = 0.99). Độ nhạy đo được của thiết bị là 2.18 mV/gm độ căng khi sử dụng điện áp kích thích cầu 5 V. Khi độ căng dây đeo tăng trong khoảng bình thường từ 30 gm đến 90 gm, không có sự thay đổi đáng kể về tần số tim và hầu hết các chức năng hô hấp trong suốt quá trình giám sát. Ở mức độ căng giữa 50 gm, điện trở phổi và công việc hô hấp đã giảm đáng kể. Thiết kế cơ học và điện của một thiết bị để theo dõi độ căng dây đeo điện tâm đồ được mô tả. Trong khoảng thông thường của độ căng áp dụng, chức năng tim mạch và hô hấp không bị ảnh hưởng tiêu cực đáng kể bởi lực đeo điện cực.

Từ khóa

#điện tâm đồ #dây đeo #trẻ sơ sinh thiếu tháng #chức năng hô hấp #cảm biến gage biến dạng

Tài liệu tham khảo

Li R, Deurenberg P, Hautvast JG: A critical evaluation of heart rate monitoring to assess energy expenditure in individuals. American Journal of Clinical Nutrition 1993, 58: 602–607. Maffeis C, Zaffanello M, Pinelli L, Schutz X: Total energy expenditure and patterns of activity in 8–10-year-old obese and non-obese children. Journal of Pediatric Gastroenterology & Nutrition 1996, 23: 256–261. 10.1097/00005176-199610000-00009 Raija M, Laukkanen T, Paula K: Heart rate monitors: State of the art. Journal of Sports Sciences 1998,16(Suppl 1):3–7. Geverink NA, Ruis MA, Eisen R, Lambooij E, Blokhuis HJ, Wiegant VM: The effect of shot biopsy on behavior, salivary cortisol, and heart rate in slaughter pigs. Journal of Animal Science 1999, 77: 1614–1619. Loimaala A, Sievänen H, Laukkanen R, Pärkkä J, Vuori I, Huikuri H: Accuracy of a novel real-time microprocessor QRS detector for heart rate variability assessment. Clinical Physiology 1999, 19: 84–88. 10.1046/j.1365-2281.1999.00152.x Yamauchi T, Umezaki M, Ohtsuka R: Influence of urbanisation on physical activity and dietary changes in Huli-speaking population: a comparative study of village dwellers and migrants in urban settlements. British Journal of Nutrition 2001, 85: 65–73. MacFarlane DJ, Edmond IM, Walmsley A: Instrumentation of an ergometer to monitor the reliability of rowing performance. Journal of Sports Sciences 1997, 15: 167–173. 10.1080/026404197367434 Rafolt D, Gallasch E: Polygraphic belt with force-sensing expander for physiological tests on cosmonauts. Biomedizinische Technik 2001, 46: 230–235. Reek S, Geller JC, Meltendorf U, Wollbrueck A, Szymkiewicz SJ, Klein HU: Clinical efficacy of a wearable defibrillator in acutely terminating episodes of ventricular fibrillation using biphasic shocks. Pacing and Clinical Electrophysiology 2003, 26: 2010–2016. Calderwood JH, Mognaschi ER: A novel field for possible use in medical impedance tomography. Journal of Medical Engineering & Technology 1998, 22: 121–125. Ramanathan C, Ghanem RN, Jia P, Ryu K, Rudy Y: Noninvasive electrocardiographic imaging for cardiac electrophysiology and arrhythmia. Nature Medicine 2004, 10: 422–428. 10.1038/nm1011 Sadleir RJ, Fox RA, Turner VF: Inflatable belt for the application of electrode arrays. Review of Scientific Instruments 2000, 71: 530–535. 10.1063/1.1150236 Ciaccio EJ: Localization of the slow conduction zone during reentrant ventricular tachycardia. Circulation 2000, 102: 464–469. Ciaccio EJ: Dynamic relationship of cycle length to reentrant circuit geometry and to the slow conduction zone during ventricular tachycardia. Circulation 2001, 103: 1017–1024. Ciaccio EJ, Tosti AC, Scheinman MM: Relationship between sinus rhythm activation and the reentrant ventricular tachycardia isthmus. Circulation 2001, 104: 613–619. Ciaccio EJ, Costeas C, Coromilas J, Wit AL: Static relationship of cycle length to reentrant circuit geometry. Circulation 2001, 104: 1946–1951. McAdams ET, McLaughlin JA, McC Anderson J: Multi-electrode systems for electrical impedance tomography. Physiological Measurement 1994, (15 Suppl):A101-AI06. 10.1088/0967-3334/15/2A/014 Kelly DH, O'Connell K, Shannon DC: Electrode belt: A new method for long-term monitoring. Pediatrics 1979, 63: 670–673. Lubart S, D'Apolito K: Overview of Nursing Practice. In Neonatology: Pathophysiology and Management of the Newborn. Edited by: Avery GB. JB Lippincott Co, Philadelphia; 1999:66–82. Vohr BR, Wright LL, Dusick AM, Mele L, Verter J, Steichen JJ, Simon NP, Wilson DC, Broyles S, Bauer CR, Delaney-Black V, Yolton KA, Fleisher BE, Papile LA, Kaplan MD: Neurodevelopmental and functional outcomes of extremely low birth weight infants in the national institute of child health and human development neonatal research network, 1993–1994. Pediatrics 2000, 105: 1216–1226. 10.1542/peds.105.6.1216 Timeshenko SP, Goodier JN: Theory of Elasticity. McGraw-Hill, London; 1970. Webster JG, (Editor): Medical Instrumentation: Application and Design. John Wiley & Sons Inc, New York; 1998. van Langen H, Brienesse P, Kopinga K, Wijn P: Dynamic response of a neonatal catheter-manometer system in situ . Journal of Clinical Monitoring 1993, 9: 335–340. 10.1007/BF01618675 Wren TA, Lindsey DP, Beaupre GS, Carter DR: Effects of creep and cyclic loading on the mechanical properties and failure of human Achilles tendons. Annals of Biomedical Engineering 2003, 31: 710–717. 10.1114/1.1569267 Kinloch AJ: Toughening epoxy adhesives to meet today's challenges. Materials Research Society Bulletin 2003.,28(6):