El sistema c i r c u l a t o r i o puede verse como un c i r c u i t s cerrado,- como se muestra en l a f i g u r a 1.1; donde se ven l a s dos subdivisio

82  83  Descargar (0)

Texto completo

(1)

.,, .. i

i

I

,=.

L

r

Lr

I^'

i

r'

I.

"TRABAJO FINAL MEDICINA IV-

/ " PRESION"

ps50.4

:

JPROF. LLFolpSO MARTINEZ

INTEGRANTES :

'PEDRAZA DELGADO JOSE LUIS MARTINEZ MARTINEZ ALFONSO

CORIA GARZA JORGE

FW.

(2)

..

P- ..

r -

...

c.

L.,

r

e-

?..

P"

1..

I:

I=-

r

L..

r

L .

CONTEJIDO

I) IiU'TROiXICCION

1.1 F i s i o l o g i a de l a presion ( o r i g e n )

1.2 Mecanismos de c o n t r o l de l a Presion.

1.3

P a t o l o g i a s

11) METODOS DE MEDICION

2.1 Metodos M r e c t o s

2.1.1 Sistemas Acoplados hidraulicamente

2.1.2 Sistemas Acoplados Directamente

2.2 Metodos I n d i r e c t o s

2.2.1 Método de Oclusion por b r a z a l e t e

2.2.2 Método de oalance de Fuerza

111) TRANSDUCTORES

3.1

Fundamentos

3.2 n p o s

3.2.1 C e l d a s de Deformacion

3.2.2 LVIYP

3.2.3 Capacitancis V a r i a b l e 3.2.4 " i e z o e l é c t r i c o s

3.2.5 O p t i c o c

I V ) PROYECTO

4.1

O b j e t i v o d e l P r o y e c t o

4.2 Instrumentaclon B a d c a

4.3

A m p l i f i c a d o r Empleado

(3)

I )

INTRODUCCION

:

1.1 F i s i o l o g í a de l a presion sanguinea.

E l sistema c i r c u l a t o r i o puede verse como un c i r c u i t s cerrado,-

como se muestra en l a f i g u r a 1.1; donde se ven l a s dos subdivisio

-

nes principales, l a c i r c u l a c i o n sistemica y l a circulacion pulmonar. En ambos casos l a sangre debe

ser

bombeada a gran presion a traves

-

de l a r e s i s t e n c i a v a r i a b l e d e l sistema vascular, donde l o s vasos de

gran r e s i s t e n c i a son principalmente l a s a r t e r i o l a s y capilares, y r2

vertida de nuevo a l corazon a traves de l a s venas l a s cuales son

lla

madas vasos de capac1tancia.-En l o que sigue haremos referencia solo

a l a circulacion sistemica, sin embargo todos l o s principios son i

-

gualmente aplicados a l a circulacion pulmonar-.

Debido a que e l corazon es una bomba p u l s á t i l , l a sangre entra-

a l a s a r t L r i a s intermitentemente, creando pulsos de presion que se

-

propagan a l sistema a r t e r i a l . A s i l a presion que impulsa l a sangre;

a trsvez de l a r e s i s t e n c i a v a r i a b l e d e l sistema vascular es l a llama

da presion a r t e r i a l media, esot es, e l promedio de presion d e l pulso

de presion, desde su v a l o r máximo normal de 120 mdg. hasta su valor

minino de 80mmFig.

Ver

f i g u r a 1.2, donde l a incisura que se observa-

esta intimamente relacionada con e l c i e r r e de l a válvula aórtica.

,

I

Fig

1.1

,.-

P r e s i o n e s in-

t r a u o s c u \ a r e r en

los c i r c u i l o s

pui-

(4)

-Ti2.

1.2-

-7i9.1.3

-

L a presion s i s t 6 l i c a es l a generada por l a contraceion VentfiCx

l a r d e l corazón y modificada por l a elaeticidad de l a s a r t e r i a s . La presion d i a s t ó l i c a es l a que e x l s t e en l a s grandes a r t e r i a s durante-

l a r e l a j a c i ó n d e l corazón e i n d i c a e l grado de rechazo de las mismas

La presión sanguínea s i g n i f i c a entonces l a fuerza ejercidapor l a 6 s

gre contra cualquier unidad de área de l a pared d e l vaso. Y e s med&

da c a s i siempre

en

milimetros de mercurio, debido a que ha sido l a

-

referncia estandar por varios afos.

La i n t e r r r e l a c i o n entre l a

da p o r l a siguinte r e l a c i ó n :

F =

AP/R

,

donde : R

=

presion f l u j o y r e s i s t e n c i a esta da-

8nl/n

r4,

donde :

F-flu o sanguine0 a t r s v e s de un u a AP-diferencia de

presion

entre dos

-

extremos del vaso.

R-resistencia del vaso que obstruye e l f l u j o .

n-piscocidad de l a sangre. r-radio d e l vaso.

(5)

f"'

.

<.__

. .

.ll"

.. .

De l o anterior, l a presión a r t e i a l media depende de dos facto-

r e s p r i n c i p a l e s ; e l gasto cardiac0 (cantidad de sangre bombeada por

e l ventriculo izquierdo aÓrta en un minuto) y l a r e s i s t e n c i a p e r i f h

rica. As$ cualqier parametro que influya en e l v a l o r de a l g u m de-

estos dos factores, i n f l u i r á finalmente en l a presión a r t e r i a l me

-

* dia.

En

cuanto a l a r e s i s t e n c i a p e r i f é r i c a , ya que las Vasos

neos son distendibles e l cambio de diámetro es proporcional a l cam-

b i o de presión y estos cambios a BU vez guardan una r e l a c i ó n inver-

sa con l o s cambios en l a r e s i s t e n c i a d e l Va80. L a f i g u r a 1.3 mues-

tra l a d i f e r e n c i a en complianza ( d i s t e n s i i l i d a d por volumen) de

-

l o s sistemas venom y a r t e r i a l , donde se observa que l a compllanza-

de l a s venas es aproximadamente 24 veces l a de l a s a r t e r i a s l o que- explica porque e l sistema venoso es un sistema de capacitancia. bien se observa que l a estimulación o l a inhibición simpática aumez

t a o disminuye l a presión en un vaso a un voluven dado.

Con l a relación dada por l a ecuación (1) podemos explicar 10

-

que se o serva en l a f i g u r a 1.4. A mayor r e s i s t e n c i a mayor es l a

-

caida de presión, e s decir, a mayor r e s i s t e n c i a se crea un gradien-

t e de presión mayor a través de dicha r e s i s t e n c i a

.

A s í en l a aor-

t a l a r e s i s t e n c i a e s c a s i cero por

lo

que l a presión a r t e r i a l media

a l f i n a l de l a aorta e s aún de 100 milimetros de mercurio. A d

mis

mo

l a r e s i s t e n c i a en l a s grandes a r t e r i a s es muy pequeiia de modo

-

que l a presion a r t e r i a l media en l a s a r t e r i a s esta entre 95 y 97

-

d g . ( a r t e r i a s de hasta

3mmm

de diámetro). Entonces l a R e d s t e n c i a

empieza rápidamente a incrementarse en a r t e r i a s de pequeflo c a l i b r e ,

a r t e r i o l a s y c a p i l a r e s donde l a presión l l e g a a c a s i diez milimetros

(6)

En

l o que se r e f i e r e a l a influencia d e l gasto cardiac0 en la-

-

presion a r t e r i a l media veremos que esta depende de l a frecuencia

cardiaca y d e l volumen sistóllco.

La frecuencia cardiaca es afectada por muchos factores, entre-

e l l o s se incluyen p r i n c i p h n t e l o s r e f l e j o s barorreceptores a ni-

v e l bulbar, e l r e a j u s t e por centros suprabulbares de integración, adrenalina Y o t r a s hormonas circulantes, cambios de temperatura y

-

d e l balance lonico de l a sangre.

-

E l volumen sLstÓlico depende en gran medida d e l volumen de saz

gre que regresa a l corazón (Ley de S t a r l i n g ) , d e l tamaeo de este

or

gano y d c su potencia contráctil. Los f a c t o r e t p u e se incluyen eq-

l a p r e d o n a r t e r i a l media se muestran en l a f i g u r a 1.5: T'rosión

A.c\o.cioI

M ~ d i a

c i o o m m U3)

(7)

r-

La presión c i r c u l a t o r i a media e s una medida del grado de l l e n g

do del sistema c i r c u l a t o r i o y e s uno de l o s factores principales

-

que determinan l a razón a l a cual l a sangre fluye del lecho vasCU

-

l a r a l a t r i o derecho d e l corazón por condguiente e l control de la-

r -

-.

I

r-

r - salida cardiaca asimismo.

1.2 Mecanismos de Control de l a P r e d o n Sanguinea.

Existen cierto n b e r o de mecanirnos de comkrol importantes que

regulan en forma continua y precisa l o s procesos f i s i o l Ó g i c o s d e l

-

sistema cardiovascular que influyen d i r e c t a Ó indirectamente con l a

r e y l a c i ó n de l a presión a r t e r i a l media. Los mecanismos de regula-

ción cardiovascular pueden c l a d f i c a r s e en dos grandes grupos; en

-

primer término mecanismos intrinsecos d e l corazón y vasos sanguíneos por ser estos en c i e r t o punto autónomos en sus funciones y regula

-

ción de e s t a s ; y en

seguno

lugar, l o s mecanismos extrineecos de re-

gulación nerviosa y humoral que tienen por objeto coordinar a

un

gra

do mayor los necanismos l o c a l e s intrínsecos, relativamente indepen-

dientes. Así pues l a relación interconexa y coordinada entre estos

mecanismos conserva e l n i v e l honeostático de l a función cardiovascg

l a r según l a s necesidados corporales en muchas circunstancias dife-

rent es.

-

Mecanismos Intrinsecoe.

En

reposo e l gasto cardiac0 e s de unos

5

1. por minuto en e l

-

varón adulto y durante e1 e j e r c i c i o os de aproximadamente 20 1. por minuto. En e l corazón exlaten dos mecanirnos inherentes que pueden

producir en parte este gran aumento d e l gasto:

(8)

Relacionado con l a capacidad inherente de la% c é l u l a s marcapaso d e l

nodo Sinoauricular de reaccionar a cambios en su deformación f í s i c a por variaciones aaecuadas en su frecuencia de descarga espontánea.-

A s í a medida que l l e g a más sangre a l a t r i o mayor e s

la

deformación-

mecánica por tanto mayor l a frecuencia de descarga (hasta c i e r t o

-

limita). S i n embargo l a regulación de l a fecuencia cardíaca es o

-

b r a primsidial de l o s factores extrínsecos nervioso y huqoral.

2) La fuerza con l a que SQ contrae e l corazón durante cada d e t o l e ,

l o que hace v a r i a r e l volumen s i ~ t ó l i c o y también l a presión duran-

t e cada cmtracción. Esto e s l o a elementos c o n t r á c t i l e s d e l m l o c q ~

dio contienen mecanirnos intrínsecos por cambios de volumen, que

r=

gulan l a fuerza de contracción. A medida que v a r i a e l retorno ve-

noso a l corazón, e l miocardio se adapta automáticamente a l o s volu-

menee cambiantes de s a n p e que r e c i b e a través de l a s venas. De

-

este modo y dentro de c i e r t o s l í m i t e s f i s i o l ó & c o s e l corazón nor

-

mal expulsa toda l a sangre que r e c i be ( Ley de Frank Starling).

A81

como en e l corazón,el sistema e l s sterna vascular cuenta

-

con ciertos mecanirno intrinsecoa para l a r e g u l a c i h de l a presión-

a r t e r i a l media y d e l f l u j o sanguineo. r a r a que e l corazón y e l

d g

tema vascular funcionen en forma adecuada, l a mayor parte de l o s

-

Vasos sanguíneos deben estar por l o menos parcialmente "constrefíi

-

dos" en t3do momento. Para que sea posible esto, l a constricción

-

vascular enciertas regiones debe equilibrarse en forma precisa con- l a dllataci66 vascular en o t r a s zonas, para que e l gasto cardiac0

-

sea adecuado. Esto se l o g r a principalmente por l a dietensibilldad-

inherente de l o s vasos sangdneos. Además l a s c é l u l a s de mÚsculo

-

l i s o de l o s Va808 sanguineos de menor c a l i b r e cuentan con una pro

-

piedad inherente de automaticidad que producen contracción rítmica-

.

I

(9)

y mantienen c i e r t o grado de contracción p a r c i a l o tono,

mimo

que

-

puede ser modificado considerablemente por factores extrinsecos nez

vioso y mecánico (variaciones de l a p r e d ó n intravascular mima) Mecani m o a Extrinseco s.

Existen factores nervioeos mucho más importantes que se transmi

ten p o r l a s ramas simpática y para@lmp&tica d e l sistema nervioso au-

(10)

Los cambios en l a frecuencia cardiaca

son

efectuados mediante-

control central en e l bulbo por l o s nervios eferentes parasimpáticos

(vago izquierdo y vago derecho) y simpático (acelerador). Los ner

-

v i o s parasimpáticos lnervan principalemente l o s nodos sinoauricular- y auriculoventricular.

Los

nervios simpáticos se distribuyen p r i m &

paimente por l o s ventrículos.

La estimulación del simpático prbduce e l mismo efecto que l a a-

plicación de noradrenalina a l corazón. La contractibilidad y f r o

-

cuencia cardiaca aumentan. L a estimulación de l o s nervios paraaimpa

ticos, ejerce e l efecto opuesto. La estimuiaciin simpática no sbla-

i o n t o incrementa l a frecuencia

sino

también hace que l a s f i b r a s del

miocardio se contraigan con

mayor

f u e r m y a d ' se expulsa una mayor

cantidad de sangre en l a s i s t o l e .

En e l bulbo ee encuentra e l centro vasomotor y e l centro cardia co que constan cada uno de una area i n h i b i t o r i a y excitatoria. Las-

aferencias a estos centros se

originan

de barorreceptores en e l ca

-

yado aÓrtico a través d e l vago y en e l seno carotídeo a través del

-

vago y del glosofaringeo. Además de l a s aferencias. a través del va- go desde elementos barosensibles en l a auricula izquierda que par

-

ticipan en e l r e f l e j o para l a regulación del volumen sanguíneo por

-

l a secresión de aldosterona en l a corteza suprarrenal. Y t a n b i b

-

desde elementos

-

receptores en l o s ventrfculos.

E l mecanismo extrínseco de regulación vascular es principalmen- t e neural y humoral. E l sistema nervioso simpático es primordial

mente vasoconstrictor aunque posee f i b r a s vasodilatadoras ( c o l i n é r a

cas) de menor importancia. Las f i b r a s parasimpáticas quedan r e s t r i g

gidris a c i e r t a s glándulas donde causan vasodilatación.

La fi::ura 1.7 resume l a s funciones d e l r e f l e j o barorreceptor.

-

(11)

I--. W".* _* '...,. ~. ... ~ .... < . , .. ,._. ... '. _ _ ~_,._.

v

--.

.

, ,. , , . , ..,. ... ~, I. _--,-

Que es e l mecanismo básico que guarda relación con l a r e g u l a c i h de-

l a p r e s i h a r t e r i a l media. L a cual determina asimismo l a actlvidad-

de l o s barorreceptores y de esta forma l a frecuencia cardiaca y e l

-

tono de l a s a r t e r i o l a s ee regula continuamente.

Control crónico de l a Presión A r t e r i a l .

Si bien son importantes los barorreceptores y o t r o s mecaniwoe-

nerviosos para l o s a j u s t e s rápidos e inmediatos de l a circulación,

-

e l c-ntrol crónico de l a presión a r t e r i a l depende de l a r e g u b c i á n

-

de liquido6 y e l e c t r o l i t o s corporales por e l

rifl6n.

E l mecanismo de retroalimentacion negativa d e l control de l a presión a r t e r i a l cróni-

c a e s :

1) E l descc-rnso de l a pre8ión en l a s a r t e r i o l a s renales causa s e c r e d n

de una enzima, renina, p o r l a s c é l u l a s yuxtaglomerulares d e l

r i ñ ó n .

2) La renina l i b e r a d a en l a circulación aumenta indirectamente l a 62

cresiÓn de aldosterona por l a corteza suprarrenal.

3)

La aldosterona a l actuar sobre e l riñbn incrementa l a retención de sodio y agua, con aumento d e l volumen sanguíneo.

4) La renina causa indirectamente v a s o c o n s t r i c c i h p e r i f é r i c a ( siste

ma renina-angiotensina).

5)

E l incremento d e l volumen sanguíneo junto con l a vasoconstricción aumentan e l retorno venoso y e l gasto cardiac0 elevando a d l a pre

-

-

sión a r t e r i a l .

(12)

1.3 Patologias.

Hip er t en sion.

L a hipertension es una elevacion soetenida de l a p r e d o n a r t e r i a l

general. La presion a r t e r i a l esta determinadas por e l gasto cardiaco-

y l a r e s i s t e n c i a p e r i f e r i c a (presion=flujo x r e s i s t e n c i a ) , a d l a hi

-

pertension puede ser producida elmvando e l gasto cardlaco, pero l a hi-

pertension sostenida usualnente se debe a l incremento de l a Resisten

-

c i a P e r i f e r i c a . Varios investigadores han encontrado que a l t o s n i v e l e s

de sustancias vasoconstrictoras circulantes en l a sangre cautjan hiper-

ten sion.

E l incremento de l a Presion a r t e r i a l con l a edad esta generaimen-

t e asociado con a r t e r i o e s c l e r o s i s , que alcanza aproximadamente 200

-

mm

de

HE.,

l a variacion e6 considerable de persona a persona.

En

la-

f i g u r a siguiente se muestra e l rango normal de l a presión a r t e r i a l con

respecto a l a edad?

(13)

guinea a l t a alguna vez en SU vida.

En

general, cualquier cosa que deteriora l a función

causa retencion d e l f l u i d o extracelular 8 hipertensión.

l o s siguientes :

-La remoción, deposición o deetruccion d e l t e j i d o renal.

RemociÓn completa de ambos riñones.

--Insuficiencia renal.

d e l ri8Ón

-

Incluyendo-

-Constriction de l a a r t e r i a renal donde l a hipotension e s causada por

lo

menos parcialmente por e l aumento en volumen del f l u i d o extracelu-

l a r que e s causado por l a incapacidad d e l riñon para excretar fluido.

-Enfermedades de l o s riñones donde e l rr.ecaniemo renina-angiotensina

-

asta afectado.

Xn cuanto a l a hipertension N e u r o g h i c a , l a fuerte estiaulacion-

d e l SN Simpatico que pueda o c u r r i r en une c r i s i s nerviosa severa Ó

-

en

estados de ansiedad pueden causar aguda elevacion de l a preaion

-

a r t e r i a l . Sin embargo estos episodios hipertensivos usualmente perma-

necen durante minutos o p o c ~ s horas.

Por

o t r a parte algunas o o n d i c i ~

ne8 pueden causar elevacion crónica de l a P.A. como?.

-isquemia cerebral,

lo

cual causa hipertension crónica que presumiblz

mente es causada por l a estimulacion crónica d e l

CN

Simpático. Este

-

tipo de hipertensión puede

ser

causado por compresloón d i r e c t a d e l

-

c.entro vasomotor por tumores cerebrales, pero esto ocurre raramente.

-DesnervaciÓn de Barorreceptores.

Don

de e l

centro

vasomotor trans-

mite un número de impulsos d e l simpático en exceso a l cuerpo, por

es

timulos inadecuados de los Barorreceptores.

uPhaochromocytoma"-pequeños tumores en l a medula adrenal que secre

-

tan gran cantidad de epinefrina y norepinefrina que en l a médula ad-

(14)

, . . . ,",.. " . c". .. ..*

..

.

c ...

-

.__

r^l c _... c .

e. .

p_

-, .

r-

__.

su secresion por l o quo existe p a n cantidad de estas doe hormonas

-

circulando que hacen que l a P.A. se eleve demasiado.

Hipertension Esencial.

E l termino hipertendon esencial s i g n i f i c a hipertension sin cag

sa conocida. Cualquier persona que tiene una presion a r t e r i a l mayor

de 140/90

sin

causa aparetne se considera con hipertension a r t e r i a l -

esencial.

Temprano en e l curso de l a presion a r t e r i a l esencial, l a s e l e

-

vaciones de l a presion a r t e r i a l

son

intermitentes y hay una respuesta

presora exagerada a estimulos como e l

frio

o

l a excitación y poste

-

riormente, l a elevación de l a p r e d o n sanguinea se ruhlve sostenida.

E l mecanismo barorreceptor se "situ." en o t r o n i v e l de modo que l a

Presion Sanguinea es mantenida en un n i v e l elevado.

A continüacion se enlistan algUIl06 procedimientos comunicados

-

como productores de hipertensión a r t e r i a l y en seguida se enlistan

-

l a s principales causas de hipertension d i a s t ó l i c a sostenidas.

Procedimientos comunicados CODO productores de hipertendbn 806-

tenida :

1. I n t e r f e r e n c i a con e l f l u j o

sanguíneo

renai(hipertensi6n r e n a l ) .

a. Constriccibn de una a r t e r i a r e n a l ; e l obD0 riiion es extirpado

b. Constricci6n de una a r t e r i a

renal,

e l otro rifion intacto(hi-

C. Constriccibn de ahbas a r t e r i a s renales

o

de l a aorta.

d. Compresión del

riñón

por

capsulas de bule, producción do perine

-

(hiperteneión üoldblatt de u11 riñon).

partensión Goldblatt de 2 rliiones).

iritis, etc.

2. Intorrupción do l a entrada do impulms aferentes

en

l o s barorre-

ceptores a r t e r i a l e s ( h i p e r t e n s i b

neurogena).

a. Desnerracl6n de 108 senos carotídeos y d e l arco aórtico.

(15)

3.

Tratamiento con cortlcosteroZdes a. Desoxicortlcosterona y sal.

b. Otros

mineralocortlcosteroldes.

S u p r a r r e n d e c t o d a p a r c i a l ( hlpertenslbn por regeneración mpra- rrenai)

4.

5. Genética

a. Hipertensidn espontánea.

b. Hipertensidn Inducida por s a l .

Principales causas de h l p e r t e n d b n d l a s t d l i c a sostenida:

r -

1.

...

c 2.

L . 4. 5.

:--

.. . PI.

7 .

a.

9.

r * r "

Desconosida (hlpertensibn esencial).

Enfermedades cortlcoeuprarrenales 1

I -

a. Bipersecrecidn de aldosterona (sindrome de

em).

b. Hlpersecreclbn de otros mlneralocortlkoateroldee.

C. Hipersecrecldn de glucocortlcoateroldes (síndrome de C u s h l n ~ )

Rimgr de origen medular suprarrenal

o

paragangllonar ( feocromoclt~

ma)

Rimor de c é l u l a s yuxtaglomerularee

Estrechaaiento de

u a

o

ambas a a t e r l a s

renaies

(hipertensibn re-

n d ) '

Enfermedad renal a. Olonerulonefritis b. Plelone f r l t l s

C. Enfermedad pollqu$stlca.

Estenosis adrtica (coartacibn)

Poiicitemia grave.

Antlconceptlvos-bucales '

I

1

I

-

I

1

1

(16)
(17)

-

1 ' .

,,

. L $ ~ , , A ~ - U S I. , .'Ti >&ECT330PTXCOS. PrQbnblemente usrque e l m:!awriietro d e

YiiEpers

a m 6

t a l p o p u i e r i u o d p e r o con

e l

i n c a v e n i e n t e de tijú>s

-

las

mr-nonetros o p t i c a s , G i l ñ o n

(1543)

s ñ z p t e e l T r i n c i p i o i s t o

-

e l e c t r i c 0 be t r n n s c i u c c i h

a

e s t e rnrnometr3. ln una u e

sus

z - i i -

c: cienc.?,, confarme I n p r t : F i s m

e :

eplicaun,

e l

i w z

d c

l u z

r e d e

-

;IC+, ciecúr. e l e c p e j 3 r3bi.e 1;: membr snF t i l o - t i c s v t : r i z b ? 1 ; ~ can- tic8:o

cc

l u z

que slcnnz.abri a l :'otoc::..a(;s; en ;trr G i i p o n

. ~ ~ n t 3

-

u

n s ?a.ibra ?obrt. l i ! ineriibrcma e l e : ? s t i c ? y c>l:>c.5

1;.

fuente ue l u z -

F.

un

l a c 0 y

;:1

f u t o a e t e c t u r

en

e l a t r o . La P r e s i m E : , i i c ; > i i a el-

n n n a a c t r o c a u w b s que l a sazbz-9 ;:ltc-r;.b:- l;. c;;nt-iit u u e

l , . ~

c

álc

nz;ii;r

a l i . > t > c a s o u a . La niisnic t L c n i c o Zue u t i l i z a ; ! p a r e l -

a u t j r (Gcades

1556),

o u e i n u& un t u b >

d~

burii2n c 0 1 . 3 In mciubru-

(18)

, ,~_, ,. "... ,.._ ,... +....+-,

Su transductor y t ~ d o

e l

sistema e x h i b í a una f r e c u e n c i a natu

r-1

6e 25

H?,.

y

un

desp l a z a m i e n t o de v o l m e n de

unos 15

centi!i-

t r . r c u b i c J r p a r ~ ( J O m i l i m e t r o s de mercurio.

-

. 7 . . J . , , 7 ..., ~,,

.L .t.-aLL!J; DE CAPACITANCIA. Mientras l o s sistemas rriecno s 2 t i c o s

er'.n

y r f e c c i macios,

ere

c a d a v e z más c l a t o que

los

s i c t : mcs e

-

l e c t r i c a r , gaseiéin c a r a c t e r i s t i c a s muy a t r a c t i v o s s Chute

(1537)-

u n 2 ue l o s p i e n e r o s en

este

t i p o de d i s p ~ s i t i v o s , receni3ciS que-

e l net;:::, de cambio de c a p a c i t n n c i a permitfa. l a d e t e c c i ó n Ce l a

' a e I ' l e c c i m d e

un

diafragma e l a e t i c o s i n l a a d i c i o n de u e s o s3Dre

c l ,

1.)

L . L K I ~ pr-rmitia l a r e t e n c i o n de l a f r e c u e n c i a

n : , t u r a l

d e l

-

di-frryync. F o r a demostrar e'ete hehco construy6

un

man

m e t r a

en-

e l cu-1

I F

mernbr:inn. e l a s t i c a e r a

un

p l a t o de v i d r i o p l a t e a d s e l

cue1 c u i b í ~ un? f r e c u c n c i f l de r e ~ o n a n c i a de 207

Hz..

cumda c r a -

,.

-..

Y '? i i t . - . t > i LIXZ funcion e s c a l a n de presion. SchUtz

no

r e p o r t o cie

-

.:.: lles a u i c i o n a l e s , r e p o r t 6 q e u BU d i s p o s i t i v o

era

entera.iit:n%t:

-

c

;i-i',~:ct9ric, p:rz 1.0. r e g i s t r o s ae

!,resion

dondequiera

en

e l

-

F j . s l ; r li,? c i r c u l a t a r i o y su ~ m p l i f i c a d o r o s c i l o g r o f i c o y r e g i s t r o -

(19)

Muchos o t r o s autores describen sistemas basados en cambios de ca-.

pacltanclas, pero

en

general l a s frecuencias de resonancia reportadas-

y desplazamientos volumetrlcos i n d i c a s n que facilmente, estos sistemas pueden r i v a l i z a r con l o s msjores dispositivos mecano optlcos. Sin em-

bargo esots sistemas presentan algunas desventajas como : para obtener

una frecuencia de resonancia elevada debe u t i l i z a r s e

un

diafragma peq-

flo y poco f l e x i b l e es decir bastante rigido. E l espacio entre e l pla-

to deflectivo y e l estacionario debe ser pequeño para obtener un gran- rango de conversion. Estas c a r a c t e r l s t l c a s conllevan a una capacite

c i a pequefia, l a cual puede

ser

deseable pars acoplar e l transductor a l

equipo electronlco, d n embargo l a s capaeitanclas p a r a s i t a n - d e l cable-

que l o conecta a l amplificador puedei ser tan grandes que enmascaran

-

l a del transductor trayendo reducclon en l a sensibilidad. Otra difl

-

cultad es l a i n e s t a b i l i d a d termica de

-

l o s transductores capacitlvos,

-

ya que puede haber grandee variaciones en l a separacion d e l elemento

-

f i j o y e l movible a l haber. grandes cambios de temperatura.

MAIIOKETROC DE GAMAS DE

DEKBMAC[ON.

O

En

1786

Tomlinson reportó que un alambro cuando e s eometido a

un-

estiramiento, exhibla c m b l o s en U. resistencia. E l uso de

ltrdn

Qa-

ges para detectar l a p r e a o n a r t e r i a l fue reportado primeramente por

-

Lqmbert y Wood

(19.947),

quienes usaron

un

elemento con

4

strain gages

-

en un puente acoplado a un diafragma elastico. Cuando l a p r e d o n era-

aplicada a l diafragma e l esfuerzo

en un

par de g a l g a s

(2,3)

era l n c r c

mentado y e l de l a s o t r a s dos

(l,4)

era decrementado, como puede verse @ri

'ri

ri*a

2.1.

t

En

ma estudio i n i c i a l , e l c u d empleaba un tubo gula conectado a

na galga de aguja No. 19, obturieron una frecuencia de reconancia de 60

(20)

r

C .

L obtenido con estos transductores alectricos de a l t a calidad comercial-

c..

mente disponibles

..

c

?...

c

L

F L"

r-

L_

-FIQ 2.1-

La dioponibilidad comercial de strain gages depositadas, BU bajo-

costo y capacidad de detectar muy pequeflos e e f u e r w s , ha estimulado a

muchos investigadores a construir BUS pr&pios transductores de presion.

Un tipo de estos d l s p o d t l v o s muy ut11 es un tr&sductor de semlconduc-

(21)

en animales.

I

-FIG

2.2-

E l transductor miniatura u t i í i a a cuatro s t r a i n gages de semicon-

ductor depositadas d-rectamente sobre e l diafragma.

La

camara detras

d e l diafragma esta s e l l a d a a una atmosfera de presion. E l rango de

-

presion e s de -50 a 300 mm de Hg. y, y para esta presion, e l diafrag-

ma se mueve solo

3

micras. La frecuencia natural d e l diafragma esta-

dada a 30 Khz. Una sensitividad de 100 microvolts/mmHg. e s reporta

-

da. No hay duda que l o s transductores de presion d e l t i p o de s t r a i n

&age, son y continuaran siendo, d i s i o s I t i v a s m u y populares para l a con

version de l a señal de presion en une Sefial e i e c t r i c a . Su a l t o grado

de perfeccionamiento, disponibilidad comercial, y capacidad de mane-

j a r altoa rangos de sensitividad y tiempos de respuesta l o s hacen u-

t i l i z a b l e s con c a s i todos l o s s i s t mas de r e g i s t r o .

MANOMETROS INDUCT1 VOS.

En l o s Estados Unidos e l primer transductor d e l t i p o inductivo-

(22)

r a c i l i n d r i c a

(38mm

de diametro y 12

m m

de l a r @ ) el cual estaba

-

d;vidido en dos coapartimientos por

un

diafragma de metal. Eb ca-

da compartimiento y muy cerca de l a mernbruia estsban dos bobinas i-

denticas l a s c u a l e s eran conectadas a un puente balanceado de 1000

-

HZ.

La preeion apliceda a l diafragma alteraba l a reluctancia de l a

sende megnetica entre l a s dos bobinas, cambiado su inductancia y desbalanceando a l puente, proporcionando a s í una s e s a l para ser

-

procesada y desplegada. Aunque no se reportan c a r a c t e r i s t i c a s ope- racionales, l a s comparaciones simultaneas obtenidas con o t r o s

reez

t r o s p o r o t r o s metodos no muestran diferencias detectables.

En

1947,

Schaevitz llamo l a atencion respecto a l v a l o r d e l trang

formador l i n e a l deiferencial v a r i a b l e

(LVDT)

para detectar pequefios

cambios mecanicos de desplazamiento. En poco tiempo

-

su uso se hizo

comercialmentz f a c t i b l e . Utilizando un

LVDT

miniatura, Schafer y

-

Shirer

(1949)

construyeron un transductor de presion dentro de una-

jeringa de 2 m l . Este c o n s i s t i a ( v e r f i g . 2.3) de un peque50 d i a

-

fragma de metal (aporos 1 cm) a l cual el nucleo d e l

LVDT

era monta-

do. Alrededor dkl nucleo habia una peque?a bobina l a cual era ex-

tada por un oscilador de 5 KHz, en e l otro ladode esta bobina habia

dos bobines de levante conectadas en s e r i e y en oposicion. E l des plazamiento del diafragma por l a preslon aplicada a e l causaba que-

e l nucleo se moviere

*

inciernentara e l vóltaje Inducido en una de

-

l a s bobinas secundarias y decrementara aquel inducido en l a otra,

-

praporcionado de este modo una señal l a cual era procesada para e l

r e g i s t r o en un oscilosconio.

(23)

r.

-..

t

1.7mm

-FiG

2 . 5

O I

una respuesta sinusoidal Uniforme que se extendia de

O

a 130

Bz

cuan-

do era conectado a una aguja de g a l g a

No.

20 y una frecuencia de r e

-

sonancia para e l transductor l l e n o de f l u i d o mayor a

600 He.

E l uso de transductores d e l t i p o inductivo para detectar l a de

-

flexion de un miembro e l a s t i c 0 expuesto a presion ofrece ventajas

-

practicas. P o r ejemplo, l a s c a r a c t e r i s t i c a s de l a mayoria de l o s c i r

cuitos inductivos aparecen como bastante independientes de l a temperg tura en e l rango de temperaturas encontradas en l o s sistemas biologi-

COS.

hi muchas instancias, l a e f i c i e n c i a de l a convereion e s bastante-

(24)

En

e l caso de un LVDT s a l i d a s en e l rango de 0.2

a

5

mV por

mi-

lésima de pulgada de movimiento d e l nucleo con una excitacion de

un-

v o l t i o pueden s e r obtenidas. Esta c a r a c t e r i s t i c a ha a t r a i d o l a ate2

cion de

un

constructor e l cual acoplo

un

LVDT a un tubo de Bourdon

-

corto duro para obtener un transductor de bajo consto y buena C a l i

-

dad que tiene una frecuencia de resonancia de 50

Bz

y un desplaza-

miento de volumen de .? milimetros cubicos

?or

100 mm de Bg.

2.1.2 CICTSMAC ACOPLABIS DIRECTAMBlTE.

-WOHZTROS DE PUNTA DE CATETER.

De teccion de l a preaion por medio de

un

transductor colocado

-

dentro d e l sistema vascular fue p o s i b l e desde 1898. Orunbaum d e s c r i

b i o e l primer transductor de punta de cateter. Es interesante hacer notar que este fue e l primer transductor electric0 de presion. Desde

entonces se ha hecho un esfuerzo considerable para e l desarrollo de-

dichos transductores.

Los

hay de srain gages e l e c t r o l i t i c a s , de ti-

po inductivo, etc. Modelos de s t r a i n gage de r e s i s t e n c i a hicieron

-

su a p u l c i o n cn 1958 cuando Warnick y Drake describieron su transdug t o r c i l i n d r i c o hJeco e l cual estab montado a l f i n a l de un cateter

-

estandar para permitir e l r e g i s t r o de presion y muestre0 de sangre

-

del s i t i o de nedicion.

-

Por l a d i f i c u l t a d en l a fabricacion de micro componentes reque-

r i d o s para ensamblar e l transductor a l cateter en su punta, l o s

in

-

vestigadoras han desarrollado transductores de punta de cateter en

-

l o s cuales e l equipo sensor esta a l lado opuesto d e l cateter. Noble

describio en 1957

un

ineresante transductor sonic0 e l Cual consistia

(25)

Justo detras d e l diafragma l a pared que separa l o s dos iumenea

es cortada, creands

un

puerto e l cual permite l a comunicac ion eii

-

tre los lumenes. Presion aplicada a l diaffragna e l a s t l c o decrement=

ba e l tamaao d e l puerto. Deteccion d e l tamaño d e l puerto era acomq

t i d a transmitiencio

un

tono

de 1400

Hr

y se media l a intensidad dbl- sonido r e c i b i d o en el otro.

Con

c i r c u i t e r i a electtonica apropiada-

Noble era capaz de l o g r a r una frecuencia de respuesta sinusoidal

-

uniforme de O a 100 Hz con

7%

de respuesta a 128

Bz.

Los

transductores de punta de cateter tienen sus limitaciones.

La mayoria de unidades tienen

un

dlametro de 2-3 mmy por tanto 8010

pueden

ser

insertados

en

va0808 sanguineos

mayores

que e s a t a l l a .

-

Como l o s investigadores estan interesados en a e d i r l a presion en pe

quef.os vasos, hay necesidad de sistcmas de resnuesta rapidos l o s

-

cuales puedan ser usadas con peque.ias agujas. Un transductor COI!

-

un

desplazamiento de volupnen cercano a cero puede

ser

crean0 por

mz’

dio del uso de servosistemas.

Por

ejemplo, s i l a s a l i d a de

un

trans

ductor de desplazamiento acoplado a l diafragma expuesto a l a presion

es aplicado a

un

amplificador e l cual forza a l diafragma a regresar

a fiu posicion indestendida, l a corriente ( o e l v o l t a j e ) aplicado a l

actuador esta relacionado con l a p r i s i o n aplicada a l diafragma.

-

Esta presion puede ser medida sin desplazamiento d e l diafragma, es-

decir, e l desplazamiento de volumen d e l d i s p o s i t i v o es teorlcamente

zero.

2.2 HETODOS INDIRECTOS.

2.2.1 MgToDo DE OCLUCION POR BRAZALETE.

Este metodo usa un brazalete oclusivo aplicado a l brazo Y PO-

cionado brquialmente sobre l a a r t e r i a braquial.

Em

l a secuencia no2

mal de medida el braza ete es i n f l a d o hasta cerca de l a presion 818

(26)

.I"

% .

. -

..

..-.

. .

....

r..

. .

*.^

lacion Banguinea.

e s luego deslnflado y l a presion d e este a l a cual f l u j o p u l s a t i l -

comienza y cuando este se vuelve continuo(presi0n d i a s t o i i c a )

-

son notadas. Se asume que l a preeion e s transmitida a l a a r t e r i a

-

sin

atenuacion, entonces l a s

dos

presiones del brazalete registra-

das correspbnderan a l a s presiones B i s t o l i c a s y diaStOliCE-s r e a

-

l e s respectivamente.

Como se muestra en' l a f i g u r a 2.4, e l 'brazalete

-

,*

Varios metodos han sido usados para determinar e l estado de

flz

j o en l a a r t e r i a y a d p o s i b i l i t a r e1 encontrar l a s presiones di-

t o l l ca y s i s t o l i c a .

E l esquema mes ampliamente usado e s e l basado en e l c ~ b i o en

-

-

(27)

-Bp . , , , , , ,_ , ., . I .~",. , ., ,..~. I, ~. i,* .... - ,.-.**-c- .... _,, .., ~

_~.,

.. ._,-. *_l ..,, ... ~, .~_,~.. . . ,, .,.,

I I

de l a constriccion.

Los

s o n i c o s de Korotkoff, nombrado despues de

su descubridor, pueden

ser

detectados p o r

un

estetoscopio o un transdus

tor piezoelectrico colocado sobre l a arteria. Como muestra i a

fie-

r a 2.4 e l car-cter e intensidad de l o s sonidos v a r i a conforme l a prs

C . sion en e l brazalete es reducida. Es aceptado en general que e l i- I =

."

. .

r .

.

r-.

t, . .

P"

, .

f--

. _

n i c i o de l a f a s e I y e l i n i c i o de l a fase I V eran usados como c r i t e -

r i o

para l a s presiones s i s t o l i c a s y d i a s t o l i c s s , respectivamente, l a

pregion del brazalete a l a cual estos puntos ocurren puede

ser

medi-

da en e l esfigmomanom t r o y representa l a s presiones verdaderas d i a s

t o l i c a s y 6 i 8 t O l i C a . Qeddes sugiere que

si

l a medida e s tomada con-

cuidado, l a p r e a o n s i s t o l i c a aparente estara

5

mm de Hg por debajo-

de l a r e d y l a d i a s t o l i c a

8

mm de Hg. por a r r i b a de l a real.

Una aplicacion d e l metodo inctirecto son l o s sistemas de medicion au-

tomaticos, de 1 0 6 wale8 un ejemplo es e l mostrado en l a f i g u r a

-

(28)

f

'

c _

-

2.2.2 METODOC

DE

BALANCE

DE

FUERZAS.

Una segund c l a s e de mediciones no i n v a d v a s corresponde a l a e

u t i l i z a d a s en medlcionefi intj.!aocularei ( tonometria). Un tonometro popular e s e l desarro lado por Mackay-Marg consistente de una ca

-

nula conteniendo un transductor de fuerza.

La

superficie d e l tren2

ductor de fuerza es coplanar con e l a n i l l o annular exterior a r r e

-

glado de l a canula.

primero pone en contacto l a superficie d e l tr-nsductor, c a u m d o

-

que se incremente l a fuerza conforme l a canula es avanzada.

La

-

cornea e s aplanada en

forma

creciente y l a canula e8 avanzada más,

hasta que l a region plana cubre justamente e l a r e a d e l transduc

-

tor de faerza. Esto se muestra en l a f i g u r a 2.6.

Cuando esta es aplicada, l a superficie corneal

-FI5 2.6-

I Flat surface

la1

Force

-

1 lec

(29)

. "

A este punto l a fuerza medida es maxlma, ya que tanto l a preslon

del fluido intraocular y l a fuerza requerida para doblar l a cornea

ea

tan

en

e q u i l i b r i o y e l tkansductor medira dicha fuerza. Para una medi

cion preciea de l a p r e d o n Intraocular r e a l es esencial que e l trans-

ductor de fuerza sea l o más l i n e a l poeible.

Aunque e l metodo de balance de fuerza para mediclonlndlrecta de

-

l a preeion a r t e r i a l puede ser aplicado a l a t o n m e t r i a , hag o t r a e

a

-

plicaclones que se deben condderar. Una es l a de l a m d l c i o n de la-

presion intracranbal en infantee para l a deteecion de hidrocefalia..

Otra aplloacion es

l a desdcrita por S w t h para determinar

l a

-

presion intra-amiiotlca. Para e s t e proposito Smyth desarrollo

un

-

transductor de

anillo

blindado e l c u d

re

porta que tiene buena pro

-

clsion para medir presiones a través de l a pared abdominal e i n c l u d -

(30)

111) TRANSDUCTORES :

3.1 Fundamentos.

I. La presión es definida como fuerza e j e r c i d a por unidad de área

en e l sistema CQS, BU unidad es e l BAR y esta definido como una di- 2

na por

cm

.

Las presiones f i s i o l o g i c a s generalmente se expresan

-

en milimetros de mercurio aunque para presiones vmosas se u t i l i z a n

presiones de centirnetros de Agua. L a s mediciones de presión se pu2 den efectuar con respecto a l vacio (Presion Absoluta) como l a pre

-

< _ - siÓn atmosferica.

Sin

embargo l a s presiones f i s i o l o g i c a s normalmeg

..*

-"

_ _

c

t e se expresan r e l a t i v a s a i a presion atmosferica eristente en e l

-

tiempo de medición

a

l a cual se l e llama medicion d i f e r e n c i a l do-

presión

Como l o s cambios de presion atmosferica tienen solo un efecto-

de segundo orden en l a mayoria de l a s presiones f i s i o l o g i c a s , por

-

l o regular

no

se necesita especificar l a presión atmosférica ab6012

t a a l a cual l a medición fue efectuada.

Sin

embargo para algunos

-

transductores estos cambios de presión tienen efectos mayores

en

l a

señal registrada, como

en

l o s que se usa una preelon de referencia-

dentro de una camara con respecto a l a cual se mide l a presión.

Para este tipo de transductores u t i l i z a d o s

en

mediciones pro

-

longadas, cambios en l a presión atmosferica pueden r e s u l t a r en e

-

r r o i e s significantes, a menos que l a lectura se corregida. Otra

-

desventaja de este tipo de transductores es que l a s variaciones de-

temperatura afectan a l a presión de r e f e r e n c i a l o cual también tie-

ne que ser corregido.

La mayoria de l a s presiones f i s i o l o g i c a s son dinámicas y consls ten de una-preeion promedio y una componente periódico cuyo periodo ea i g u a l a l periodo cardiac0 o r e s p i r a t o r i o . La presion promedio

-

(31)

I

8e puede expresar como:

?-

Como se induce en l a f i g u r a 3.1 P(t)

t

Plti

-FIG 3.1-

Si acoplamos un manometro de mercurio para r e g i s t r a r esta se

-

ñal, l a masa de mercurio reduce l a respuesta en frecuencia y l o s

-

cambios en e l periodo

son

sobreamortiguados. Este efecto es seme

-

jante a usar

un

f i l t r o pasabajas para eliminar l a fundamental y BUS-

armónicas

de

l a señal obtenida con un transductor. P o r l o tanto pa-

ra tener un r e g i s t r o exacto de l a señal de presion, se requiere que-

e l sistema de r e g i s t r o sea capaz de manejar un nÚmero suficiente de

armonicas de l a frecuencia fundamental,

sin

riistorsion s i g n i f i c a t i v a

en fase y amplitud.

Para sistemas de medicion de presion sanguinea se considera que

10 armonicas

son

suficientes. Por ejemplo si l a frecuencia cardiaca

e s de l2O/min, implica que l a respuesta d e l sistema debe 881' plana

-

hasta 20

He.

La mayoria de instrumentos de medicion de presión dan una seilal

e l é c t r i c a a l a salida y usan transductores que operan bajo e l prinC&

(32)

presiones y fuerzas elástica5 puede s e r usado como una medida de pre

.-

sión

.

..

....

Los

transductores más comunmente empleadoir son: Celdas de

De

-

formación ( S t r a i n Gage) de metal y de semíconductor, elementos p i e

-

..-

zoelectricos, capacitancia variable, inductancia Variable, Transfor-

Uno

8 a~ ant06 transduc toree-

mador es d i f e r e n c i a l e s y Pot enciometros.

emplean p r i n c i p i o s más esotéricos como

son:

magnetostriccion, ioni-

!&ación, fotoelectricidad, alambres vibratorios, potenciales eiectro-

cineticos, entre otros.

La s a l i d a e l é c t r i c a de l o s transductores mencionados e s en

for-

ma de una señal analógica.

En

l a actualidad, como para e l procesa

-

miento de l a información proporcionada por e l transductor, se u t i l i -

zan computadoras d i g i t a l e s , l a señal entregada por este e s convertl-

da a señal d i g i t a l . A l y n o s transductores estan siendo desarrolla- dos, incorporandoles codificadores d i g i t a l e s integrados en su cuer

-

PO.

-

3.2 Tipos de Transductores.

3.2.1 Celdas de Deformacion. (Strain Gage)

Sabemos que l a resistencia de

un

alambre es directamente pro

-

porcional a su longitud y a BU r e s i s t i v i d a d e inversamente propor

-

cional a su área de sección transversal, por l o tanto si estiramos

-

un alambre su r e s i s t e n c i a cambia. Lo anterior e s l a base de l o s

-

transductores de celdas de deformación o strain gage.

b c s l - D l u 4

=*

-LE3

p=

PLÍistid8M

4-

= A

COYDULTOP H O Y > # W 8

(33)

....

.

....

c -

-

Tipos de Celdas de Deformacion:

Los

t i p o s de celdas.de deforma

-

cion r e s i s t i v a s usadas como transductores más comunes son l a s de Q

lamento metalico no adheridas, l a s de celdas de hojas metalican a

-

dboridas y l a s p i e z o r e s i s t i v a s adheridas

6

celdas de semiconductor. Las celdas de filamento netalico no adheridas usadas en i n s t e mentos médicos, son construidos de uno o más filamentos de alambre-

remistivo tensionado entre soportes aislantes, l o s soportes

son

f i -

jados directamente en e l elemento e l a s t i c 0 usado como sensado

6

son

sujetadas independientemente con un a i s l a n t e r í g i d o a c o p l a d o e l

o-

l a e n t o e l á s t i c o y l o s filamentos feII&onadom.

El

desplazamiento d.el elemento de sensado caum cambios en la-

longitud de l o s filamentos, con un cambio resultante de r e s i s t e n

-

Las celdas de deformación de hojas metálicas adheridas, 8on co-

-

como constantan pegada a una peucula de 80

-

mo

lam mostradas

en

l a f i g u r a

3.4.

hoch. de una aleación

porto

epóxica.

Consiste de una hoja metálica

(34)

a

Diophiogrn. SPOIO~

1 2 0 - roYtle Conic01 noun1

- F I G 3.4-

La hoja e s cortada en una direccion de t a l foama que se forme-

un patron de r e j a sensitivo a l esfuerzo en un solo eje. Las celdas

de deformación piesoresistivas, presentan mayor variación de resis-

tencia, mas de 100 veces, que l a s celdas de hojas metalicas, para

-

alguna deformación. Por l o tanto s i conectamos esta tipo de celdas a un puente de Wheatstone, su s a l i d a es sufici,entemente grande y

-

por l o tanto se requieren menos pa606 de amplificacion. Estos grag

des caubios en r e s i s t e n c i a producen un gran desbalance en e l puente

Y por l o tanto este se debe alimentar con una fuente de corriente

-

Para que l a s a l i d a sea l i n e a l .

(35)

iaentos p i e z o r e s i s t i v o e de s i i i c i o monocristnlino que son adheridas

atomicamente usando tecnicas de dlfusibn.

Los

sensores de-tensibn

son

una parte integral d e l sustrato de s i l i c i o y

no

dependen de ma-

t e r i a l e s no e l á s t i c o s para transmitir l a deformación. La configu- racidn de l a parte sensora es construida usando enmascaramiento de

oxido y tecnicas f o t o l i t o g r a f i c a s para formar un enrejado con li

-

nene tan f i n a s como 0.001 pulg..

Esta parte de seneado e s a i s l a d a electricamente d e l sustrato-

por medio de uniones

P-N.

Las ventajas de e s t e método

son

que e l

sustrato monocristalino se considera teoricamente como un material

e l á s t i c o p e r f e c t o ; l a deformación transmitida a l o s elementos de

seneado a travéz de l a adhesión atomica no permiten deslieamien

toE,

no

r e p e t i t i b i l i d a d y o t r o s t i p o s de problemas de i n e l a s t i c i

dad;

Los

elementos de sensado son del orden de 0.00001 a 0.0001

pulg. de espesor e indican bajos gradientes de deformación a tra

vez de e l l o s y buena respuesta térmica, además de que con estos sensores delgados, se puede obtener una a l t a r e s i s t e n c i a por uni

dad de longitud en un pequeiio espacio, usando a l t o s n i v e l e s de i m -

purezas. E l problema de expansión d i f e r e n c i a l entre l a s celdas y

10s soportes a l a s cuales son pegadas m n eliminadas.

Por

medio de esta tecnica se pueden construir un amplio rango

de diafragmas de s i l i c i o para e l diseño de transductores de p r e

-

sion miniatura.

-

transductores de d i f e r e n t e s d i m e t r o s que u t i l i z a n este t i p o de

-

elementos de seneado en donde l a construccibn monolitica d e l sen

-

sor proporciona excelente h i s t e r e s i s y c a r a c t e r i s t i c i s térmicas, y

(36)

L.

I

L.

1/32" Diameter

=

For Dynamic Use Only

m

Smallest Pressure Sensor Available H Avallabio Gage (G). Differential (D)

e v i t a n interconexiones con materiales que produzcan f a t i g a o resonan_

c i a s secundarias indeseables.

E l proceso de ainiaturización incrementa l a frecuencia natural-

y reduce e l area sensitiva a l a presion, por l o cual son adecuadas

-

para l a medición de presión e s t á t i c a y dinámica en aplicaciones

-

donde e l tamaño y l a respuesta en frecuencia son importantes.

En

e l

monítoreo de presion en e l cuerpo humano

,

l o s elementos piezoresis-

t i v o s son l o s mas usados en l o s transductores, principalmente porque

es

un

dispositivo de baja impedancia d e l orde de 300 a 200 ohms y

-

porque puede ser usado con un amplificador de portadora (Carrier

-

Amplifier).

Los

transductores que s e emplean para e l monitoreo de

-

(37)

, '

r

c

r

l a presion a r t e r i a l y rangos entre -10 a 40 d g . para l a p r e d o n

-

venosa, en métodos de medición invasivos, además e l transductor de-

be tener un rango de sensitividad de 10 a 25 mV/lOOmnHg a hproxima-

daaente

6

V de dc. de exitación, su linealidad debe ser del orden--

de mas men08 1% y su e s t a b i l i d a d a l a temperatura d e l orden de mas- menos

%

en

un

rango de 20 OC a

37

OC. Algunas celdas de deforma

-

cion P i e s o r e d e t i v a s , son mostradas en l a f i g u r a

3.6.

L 1

P*

ENDEVCO@P-9 S h i n b g c

(al

&ti".

Ni Ribbon

(38)

r

C..

3.2.2

Transductores con Transfbrmadar Lineal M f e r e n c i a l Variable.

(

LVDT

1

En

l a f i g u r a

3.7

se muestra e l elemento más común de inductan-

-

c i a mutua, e l cual produce una s a l i d a e l d c t r i c a proporcional a i

..

desplazamiento de un núcleo móvil.

c

.. .

Coil 1. secondary Coil 2. second.ry Motion 10 be \\rlm.1coil/ . ,

Oilfwrence vo~tapw Outpul Eawc. 1

.

Esec. 2

-FIG

3.7-

Una señal de C.A. e s aplicada a l primario y dos devanados se

-

cundarios espaciados simetricamente de e l primario, son conectados-

externamente en s e r i e en oposicion. E l movimiento del núcleo v a r í a

l a inductancia mutua (acoplamiento) de cada secundario respecto al-

primario, l o que determina e l v o l t a j e inducido d e l primario a cada-

secundario.

hi

l a f i g u r a

3.9

se muestra l a forma en que se maneja-

este tipo de dispositivos, su exctación a s í como l a forma en que se

Figure

Fig  1.1  ,.-  P r e s i o n e s   in-

Fig 1.1

,.- P r e s i o n e s in- p.3
figura  4.2  muestra  en  forma  de  bloques  un  amplificador-carrier  simple  -  usado  en  e l   monitoreo  de  p r e d o n

figura 4.2

muestra en forma de bloques un amplificador-carrier simple - usado en e l monitoreo de p r e d o n p.62

Referencias

Actualización...