-
Esta página já teve 134.664.319 acessos - desde 16 maio de 2003. Média de 24.668 acessos diários
home | entre em contato
 

diagnóstico e laboratório

Descrição das características do Sistema de diagnóstico médico ES Teck complex

07/04/2010

BASE CIENTÍFICA

Descrição das características do Sistema ES Teck complex

O ES Teck Complex System é um sistema médico que combina tecnologias de 2 biosensores com 5 caraterísticas e processamento de sinal administrado por um software.
Imagem do exame de VFC e oximetria


Características dos biosensores da espectrofotometria :
1.   
Oxímetro de pulso (sensor SpO2) exibe porcentagem de SpO2, valor de freqüência de pulso e gráfico de barras verticais da amplitude de pulso.
2.    O pletismógrafo fotoelétrico (Sensor PP) é a análise do processamento do sinal da forma de onda de pulso fornecida pelo oxímetro. A análise matemática fornece indicadores para calcular a função cardiovascular (Débito cardíaco, volume sistólico, resistência vascular sistemática, etc).
3.    A
Variabilidade da frequência cardíaca (sensor VFC), atua tanto no domínio de tempo (métodos estatísticos) como no domínio de freqüência (análise de espectro). Cada complexo QRS é detectado e os intervalos chamados normal-a-normal (NN) ou freqüência-a-frequência (RR) entre os complexos QRS adjacentes são resultantes da despolarização do nodo sinusal. A análise de processamento  do sinal da medição fornece indicadores para calcular a atividade do SNA (sistema nervoso autônomo).

Características dos sensores da bio impedância
:
4. O sensor da Bio Impedância em Modo Bipolar (sensor de EIS) avalia a condutividade segmentar do corpo humano com baixas frequências através de 6 eletrodos táteis. A análise de processamento dos sinais de medição fornece estimativa dos parâmetros da perfusão do tecido (atividade da bomba Na+/K+ATPase(NAKA), densidade do tecido) e necessidade metabólica das células)
5. O sensor da
Bio Impedância em modo tetra polar (BIA) para avaliar a resistência e a reatância do corpo humano utilizando uma mono freqüência (50KHz) através de 4 eletrodos táteis, para calcular os parâmetros da composição corporal (ACT, Massa Livre de Gordura, Massa Gorda) de acordo com equações preditivas normalmente observada na  revisão por pares.

Indicações ou uso pretendido
Para calcular o processo de homeostase (ambiente interno e mecanismos reguladores) o ES Teck Complex fornece uma estimativa e Localização do Histórico dos seguintes usos pretendidos:
1.    Exibir a saturação de oxigênio da hemoglobina arterial (SpO2%)
2.    Analisar os ritmos básicos de intervalos NN ou RR na variabilidade de frequência cardíaca (VFC), no domínio de tempo e no domínio de freqüência (tempo curto de 5 minutos). Ele apenas fornece uma análise matemática da entrada da despolarização do nodo sinusal e de indicadores da atividade do SNA (sistema nervoso autônomo)*.
3.    Analisar a forma de onda de pulso pela pletismografia fotoelétrica (PP), a segunda derivada da PP e a freqüência de pulso (tempo curto de 2 minutos). Ele fornece a análise matemática da entrada da medição de SpO2 e dos indicadores da função cardiovascular**.
4.    Analisar as respostas galvânicas da pele (EIS). Ele fornece uma análise matemática da medida da bioimpedância e do estado do tecido conjuntivo de alguns órgãos***.
5.    Calcular os parâmetros de composição corporal (BIA)****
                                   

* Principais indicadores SNA: atividade do sistema simpático (LF), atividade do sistema parassimpático (HF)
** Principais indicadores cardiovasculares: Débito Cardíaco (DC), Volume Sistólico (VS), Resistência Vascular Sistemática (RVS) e Volume do Sangue (VS).
***Necessidades metabólicas das células e densidade do tecido dos seguintes órgãos: tiróide, sSistema digestivo (cólons, estômago, fígado e pâncreas), sistema geniturinário (bexiga e próstata ou útero) e cérebro (lobos frontais e temporais)
**** Principais parâmetros: Massa Livre de Gordura (MLG), massa gorda (MG) Água Corporal Total (ACT), Água Extracelular (AEC) e Água Intracelular (AIC), Ângulo de Fase Real (AF).

                               

Para melhor etender o Sensor EIS e a tecnologia da Bioimpedância em modo bipolar sugerimos leer os seguintes arquivos explicatívos:
1.Overview of publications. Electrical Bioimpedance Cerebral Monitoring:Fundamental Steps towards Clinical Application
2.Bioimpedance dispersion width as a parameter to monitor living tissues

Medições do sensor EIS e gráfico ESG
Uma corrente direta de 1,28V é aplicada entre seis eletrodos tácteis colocados simetricamente sobre a testa, mãos e pés do indivíduo. Cada eletrodo é alternativamente um cátodo e um ânodo (modo bipolar), que permite o registro de 22 segmentos do corpo humano (medição da sequência de acordo com a figura 1). A intensidade é transmitida por uma forma numérica para cada segmento a um programa informativo.

 
  Ânodo   Catodo
2. E mão E testa
10. D testa E testa
4. D mão D testa
11. E mão D mão
6. E pé E mão
14. D pé E pé
7. D mão D pé
16. E testa D mão
17. E mão D testa
19. D pé E mão
22 D mão E pé
1. E testa E mão
9. E testa D testa
3. D testa D mão
12 D mão E mão
5. E mão E pé
13. E pé D pé
8. D pé D mão
15. D mão E testa
18. D testa E mão
20. E mão D pé
21. E pé D mão


Figura 1


O programa transforma o valor em condutividade (aplicação da lei de Ohm U=RI então C= 1/R) colocado num gráfico. Este gráfico de 22 volumes é chamado de eletrossomatograma (ESG) (Figura 2)



Faixa normal da condutividade do ESG
As faixas normais de condutividade do gráfico ESG (Figura 3) foram estimadas pela fórmula do volume ACT (Água Corporal Total) usando em BIA (Análise de impedância do corpo) e um coeficiente ? relacionado à idade, altura, e sexo do indivíduo.

A formula do cálculo de ACT v = ? Altura 2/R => R= ? v/ Altura2 => C= ? Ht2/v onde R é a medida da resistência da mão e pé do lado direito.O coeficiente estimado ? é determinado com dados brutos da análise estatística dos grupos de controle saudáveis de pré-estudos, investigações clínicas e banco de dados de usuários



Histórico da técnica usada

As técnicas usadas são Análise de Bioimpedância do Corpo (BIA) (32), Espectrometria por Bioimpedância (BIS). (33)

Análise de Bioimpedância (BIA)
A BIA é usada em muitas aplicações como estimativa para a composição corporal e equilíbrio hídrico (5), (14), porém também em cardiologia (3) (13) e exames de imagens (19). A BIS é usada para estimativa da composição corporal e equilíbrio hídrico (5), (14), porém também para estimativa de neurotransmissores (23) (24) A especificidade da técnica é a utilização de uma voltagem de 1,28 V em CD (corrente direta) que não pode atravessar as membranas celulares e capilares (Alta resistência em KOhms e reatância 0 (Figura 4) e portanto pode alcançar somente o fluido intersticial (Tecido Intersticial) (34), cuja intensidade, resistência, e condutividade podem então ser medidas.

Estes fatos foram confirmados pela pesquisa de Kanai and Meijer (11), (18), i.e., que a membrana celular e os capilares se comportam como uma capacidade por causa das propriedades dielétricas, portanto, uma corrente direta não pode penetrar suas membranas e circular unicamente no fluido intersticial. Os tecidos constituem um ambiente eletrolítico; a condução da corrente elétrica é assegurada pelos carreadores iônicos (35), sob o efeito de uma tensão aplicada entre dois eletrodos (14). A condutividade está também relacionada ao volume (conteúdo de água) do espaço atravessado (14) (Fluido Intersticial).


A corrente elétrica está sendo enviada do ânodo para o cátodo e portanto o sódio (concentração extracelular mais elevada em cargas positivas) representam os principais carreadores iônicos. As Figuras 5 e 6 mostram a correlação da intensidade do compartimento atravessado e a concentração de Na+. (5). A figura 7 mostra a correlação entre o volume (conteúdo de água) e a condutividade do compartimento que foi atravessado. (14).



Faixa normal de concentração de sódio no fluido intersticial e intensidade.
A faixa normal de concentração de sódio no fluido intersticial é de 121,6 a 129 mmol/L(24) e ela deve ser correspondente em Intensidade (equação de Cottrell) de 12,4 a 20 µA (faixa normal de acordo com a idade/sexo/peso/idade/idade)

Faixa normal em volume do fluido intersticial

* O volume do fluido intersticial está relacionado com
* O peso total: faixa normal 16% +/- 3 do peso total
* O tamanho do espaço (distância intercapilar): 80 +/- 5 µm

Distribuição estimada de oxigênio no tecido
1.Valor estimado de distribuição de oxigênio relativo à distância intercapilar (36).A figura 8 mostra o efeito das variações da distância intercapilar (volume de fluido intersticial) em relação à distribuição de oxigênio no tecido. Em caso de aumento do volume intersticial, a distribuição de oxigênio é reduzida.


2.Estimativa de distribuição de oxigênio relativa à resistência (32)

Frequências baixas de medição de bioimpedância e falta de oxigênio
A impedância elétrica de um tecido vivo pode ser continuamente medida a fim de determinar sua evolução fisiopatológica. Algumas patologias como isquemia, infarto ou necrose implicam em alterações celulares que se refletem como alterações de impedância. O monitoramento da bioimpedância foi proposto para a detecção de isquemia. Na maioria dos casos, o evento é detectado ou monitorado porque ocorre uma alteração no volume extra-intracelular.
A figura seguinte ilustra como a isquemia é monitorada por medições de bioimpedância.
Durante a condição normóxica, uma quantidade significante de corrente de baixa freqüência é capaz de fluir através dos espaços extracelulares. Quando a isquemia e a consequente falta de oxigênio (hipóxia) forem causadas por quaisquer meios, as células não conseguem gerar energia suficiente para alimentar as bombas de íons e a água extracelular penetra na célula. Como resultado, as células crescem e invadem o espaço extracelular. Isto causa uma redução da corrente de baixa frequência que produz um aumento do módulo de impedância nesta baixa frequência. Portanto a medição da bioimpedância em baixas frequências é um indicador de isquemia do tecido.


A descrição simplística da relação isquemia-impedância não poderia estar correta para células contendo junções comunicantes. Em tais casos (e.g. miocárdio) o aumento da impedância observada em baixas frequências é principalmente atribuído ao fechamento das junções comunicantes (Gersing, 1998) (Groot, 2001).
Por exemplo, o gráfico a seguir mostra a evolução dos módulos de impedância em 1 kHz para seis sondas de impedância inseridas em um coração pulsante de porco sujeito a uma isquemia regional (vide método em Groot, 2001). Três delas estão dentro da área normóxica e as outras três estão dentro da área influenciada pela isquemia.


O processo de necrose que ocorre após um longo período de isquemia também pode ser detectado porque a perda da integridade da membrana permite a continuidade entre o meio extra e intracelular e, consequentemente, a magnitude da impedância em baixas freqüências diminui (Haemmerich et al., 2002).
As medições de frequência única são realizadas de maneira fácil e fornecem informações necessárias para acompanhar os processos de isquemia. Portanto, alguns pesquisadores as promoveram como base para um parâmetro clínico para monitorar a condição do tecido.

Espectrometria de Bioimpedância (BIS)
Utilizando a técnica de espectrometria e em particular a cronoamperometria (1), (2) (37), o Sistema EIS faz o cálculo e uma estimativa da concentração de eletrólitos do fluido intersticial e da concentração de H+ do fluido intersticial (21) (22) (Figura 11) de acordo com o fluxo iônico (coeficiente de difusão dos íons) (12) (16).


Resultado da BIS: Aplicações da medição da concentração estimada de Na+ no fluido intersticial:
A concentração de Na+ no fluido intersticial dá acesso à atividade estimada de:
Na+/K+ ATPase (38) (Fig.12)


Trocador de Na+/H+ (39) Trocador de Na+/Ca2+ (40) Co-transportador de Na+/Cl- (41)

Efeito do pH do fluido intersticial no corpo humano (27), (28) (29), (30)
O fluido intersticial ou pH do tecido (faixa normal 7,31-7,35) possui ação sobre as atividades enzimáticas e, portanto, na função hepática e pancreática (28) (29), (30)
O fluido intersticial ou pH do tecido (faixa normal 7,28-7,32) possui ação sobre o fluxo sanguíneo cerebral e excitabilidade neuronal. (27)

Pressão hidrostática e osmótica: o equilíbrio de Starling (42)

Fisiologia do fluido intersticial (25) (26) .
Nenhum método direto para amostragem do fluido intersticial está atualmente disponível. A composição do fluido intersticial, que constitui o ambiente das células e que é regulado pela atividade celular e distribuição iônica, foi anteriormente medida pela bolha de sucção ou técnicas de parafina líquida ou por implante de uma cápsula perfurada ou de um fio. Os resultados variaram, dependendo da técnica de amostragem e das espécies de animais investigadas.
Em um estudo, a distribuição iônica entre compartimentos vascular e intersticial em concordância com o equilíbrio de Donnan (25) (26); em outros, as concentrações de sódio e potássio foram mais elevadas no fluido intersticial do que no plasma (25) (26). Entretanto, as publicações (25) (26) poderiam estabelecer os seguintes elementos:
1. O fluido intersticial difere do sangue total pela ausência de células vermelhas, e difere do plasma sanguíneo por causa da pequena quantidade de proteínas. A ausência da hemoglobina e o baixo nível de proteínas que são os principais tampões do sistema sanguíneo explicam um pH intersticial mais ácido e mais importante, o equilíbrio ácido-base e variações de gases no fluido intersticial.
2. Qualquer substância que passe entre as células e a corrente sanguínea deve atravessar o espaço intersticial. Estas substâncias incluem oxigênio, dióxido de carbono, glicose, assim como milhares de outros compostos.
3. De modo diferente da corrente sanguínea, o fluido intersticial é estagnado.
4. O volume do fluido intersticial está muito relacionado ao conteúdo da quantidade de sódio
As trocas entre o setor vascular e o fluido intersticial são complexas. A distribuição dos eletrólitos de cada lado da membrana é regulada pelo “equilíbrio de Donnan” que explica por que a concentração de sódio é mais importante no setor plasmático.

Modelização EIS(43)
O que é modelização?
A modelização não é a mesma imagem convencionalmente usada na medicina. A abordagem é mais parecida com a de um físico. Reduzimos a diversidade e a complexidade das funções corporais através de uma escolha apropriada de considerações e medições.
Estamos apenas mantendo as propriedades físicas do sistema corporal que se relacionam com o problema proposto. Em resumo, abordamos a realidade através de um modelo. A abstração é a base conceitual de um modelo: um objeto real, um fenômeno é analisado a fim de salvar apenas as características essenciais, aquelas que exercem uma influência sobre o que desejamos estudar.
Devemos desmembrar problemas complexos em problemas simples. Este método foi descrito por René Descartes (França) em seu Discurso sobre o método: “…dividir cada uma das dificuldades para ser examinada em pequenos fragmentos que serão individualmente resolvidos…”
A modelização médica é uma ferramenta de controle e é útil nas decisões terapêuticas. A modelização não se destina a reproduzir exatamente a realidade; apenas um modelo idêntico ao sistema poderia ser considerado uma representação exata da realidade. A simulação proporciona o entendimento, torna possível formular teorias e testá-las e algumas vezes isto leva ao entendimento do que é incompreensível sem ela, funcionando de acordo com uma lógica centrada em um computador.

Processo de modelização do sensor EIS
Avaliação direta
• Escala de conversão: a conversão do EIS é da escala de 0-100 a -100/+100 (etapa1)
• Diagrama de
Venn (etapa 2)
• Equação de
Maxwell (etapa 3)
A primeira localização de órgãos por problemas diretos apareceu através da aplicação do cálculo matemático dos diagramas de Venn (44) e a aplicação da equação de Maxwell (45) para o valor da intensidade da zona diferente do modelo do corpo humano.
• Cromatologia (etapa 4)

O modelo do Sistema EIS é feito de acordo com a cromatologia, relacionada à condutividade (de 0 a 110 10-6 S.m-1) da zona.

Diagrama do processo de modelização do EIS:

 
Fonte:
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fast Check Up: 11- 50525227
 
 
 
 
 


IMPORTANTE

  •  Procure o seu médico para diagnosticar doenças, indicar tratamentos e receitar remédios. 
  • As informações disponíveis no site da Dra. Shirley de Campos possuem apenas caráter educativo.
Publicado por: Dra. Shirley de Campos
versão para impressão

Desenvolvido por: Idelco Ltda.
© Copyright 2003 Dra. Shirley de Campos