MONITOR PACJENTA PM 50

ZASTOSOWANIE MIKROSYSTEMÓW W MEDYCYNIE LABORATORIUM I. Cel ćwiczenia: Ćwiczenie nr 7 MONITOR PACJENTA PM 50 Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z budową i działaniem elektronicznego urządzenia do pomiaru oraz monitorowania saturacji i ciśnienia krwi, które wykorzystuje miniaturowy czujnik optyczny oraz czujnik ciśnienia MEMS. Opis działania PM 50 oraz programu komputerowego Opcja MENU modułu monitora pacjenta pozwala na dokonanie podstawowych ustawień i na podgląd zapisanych pomiarów oraz na synchronizację urządzenia. W podmenu Ustawienia systemu można dokonać podstawowych ustawień, takich jak godzina, język, zadeklarowanie nowego pacjenta, włączenie alarmów. Można również wybrać tryb działania urządzenia: 1. MP (Monitor Pacjenta) lub 2. ABPM (ambulatoryjny monitor ciśnienia krwi, czyli holter ). W podmenu Ustawienia BP (pomiary ciśnienia krwi) ustawia się skrajne parametry pomiarów, których przekroczenie powoduje włączenie alarmu (tylko podczas monitorowania chorego). Kolejną opcją jest sposób wykonania pomiaru (np. automatyczny) oraz dane o pacjencie (dziecko, niemowlę, osoba dorosła). W podmenu ABPM znajdują się ustawienia zainstalowane w oprogramowaniu urządzenia. Są to interwały dnia i nocy, według których ma być dokonywany pomiar oraz czas pomiarów specjalnych. Następnie można dokonać ustawień pulsoksymetru (SpO2). Można wybrać stan pozycji DŹWIĘK PULSU, co pozwala na nasłuchiwanie dźwięku tętna w trybie monitorowania. Podmenu to daje możliwość ustawienia podobnie jak przy pomiarze ciśnienia, alarmu przy wyniku przekraczającym skrajne ustawienia pomiaru. Podmenu Tabela BP oraz Tabela SpO2 przedstawiają wyniki pomiarów w formie tabel, które pozwalają przejrzeć zapisane pomiary w porządku chronologicznym tzn. według kolejności ich wykonywania. Natomiast podmenu Trend pokazuje wykonane pomiary w formie wykresów. Po zainstalowaniu programu na komputerze można dokonać wszystkich ustawień, które opisano powyżej za pomocą oprogramowania. Umożliwia ono obserwację wykonywanych pomiarów oraz ich szczegółową analizę. Przy każdorazowym uruchomieniu oprogramowania wyświetla się okno dialogowe, w którym należy wybrać nazwę użytkownika (pacjenta). Podczas wprowadzaniu nowego użytkownika pojawi się okno, w którym powinna zostać zadeklarowana ścieżka zapisywania pobieranych pomiarów. Po ukończeniu konfiguracji 1

wstępnej otwiera się interfejs główny, na którym znajduje się pasek menu, pasek narzędzi, wyświetlanie obszarów trendów oraz pasek stanu. W pasku narzędzi znajduje się ikona Noszenie, pod którą znajduje się opis sposobu założenia na pacjenta poszczególnych elementów urządzenia oraz zalecenia jak się zachowywać podczas pomiarów. Kolejne ikony związane są z wykonywaniem planu pomiarów. Programowanie umożliwia wybór statusu dla urządzenia. W opcji ABPM należy ustawić plan pomiarów. W oknie dialogowym pojawią się dane pacjenta, jego ID oraz czas i interwały czasowe pomiarów podczas aktywności dziennej oraz podczas snu badanego pacjenta. Kolejna ikona dotyczy funkcji pobierania danych. Funkcję tą można wykonać po przeprowadzeniu serii pomiarów przez PM 50, który został odłączony od komputera. Wybranie funkcji Wczytaj pomiary pozwala na pobranie określonych danych po ponownym podłączeniu urządzenia do komputera. Mogą to być dane ABPM lub MP. Po pobraniu danych z Monitora następuje ich automatyczne zapisanie. Gdy dane zostaną zapisane można rozpocząć ich analizę przez wybranie skrótu Baza danych oraz odpowiedniego pliku dotyczącego pacjenta. Przed edycją można utworzyć kopię zapasową. Istnieje również możliwość skasowania części danych, które są niepotrzebne. Skrót Edycja pozwala na edycję danych, które dotyczą ciśnienia krwi. W oknie dialogowym można odczytać informacje, dotyczące czasu pomiaru, daty, zmierzone wartości ciśnienia skurczowego i rozkurczowego, tętna oraz obliczonego ciśnienia średniego. Trend BP przedstawia poszczególne wyniki pomiarów ciśnienia rozkurczowego, skurczowego i tętna w określonym przedziale czasu w formie wykresu. Przykład wykresu pomiaru ciśnienia i tętna przedstawiono na rysunku 1. Pionowe linie przerywane przedstawiają wartości ciśnienia rozkurczowego i skurczowego. Poziomy wykres w postaci linii łamanej przedstawia pomiar tętna. Przesuwanie myszki po obszarze wykresu powoduje wyświetlanie szczegółowych danych dotyczących danego pomiaru. W przypadku zbyt krótkich odległości pomiędzy poszczególnymi pomiarami można przesunąć kursor po osi czasu, by rozciągnąć wykres. Przesuwając kursor w przeciwnym kierunku można go zmniejszyć. Podobną analizę można przeprowadzić dla wykresu procentowego stężenia tlenu we krwi, wybierając ikonę Trend SpO2. Na poniższym rysunku przedstawione są wartości utlenowania krwi (górny wykres) oraz tętna (dolny wykres) narysowane jasną linią na ciemnym tle (Rys. 2). Obszary obu pomiarów przy większych wahaniach wartości mogą zachodzić na siebie. Podobnie jak w wypadku wykresu BP, można wykres rozciągnąć lub zmniejszyć przesuwając kursor po linii czasu. 2

a) b) Rys. 1. Wykresy przedstawiające wyniki pomiarów (Trend BP): a) ciśnienia i pulsu w postaci linii, b) ciśnienia w postaci jasnego (czerwonego) pola na ciemno-zielonym (jasno-zielonym) tle, pulsu w postaci linii w dolnej części wykresu 3

Rys. 2. Wykres przebiegu wartości SpO2 (górna linia) oraz tętna (dolna linia) (Trend SpO2) Kolejne dwie funkcje dotyczą statystycznego przedstawiania charakterystyk. Pierwszą formą jest histogram, który jest wykresem słupkowym (Rys. 3). Przedstawia on wszystkie wyniki przeprowadzonych pomiarów ciśnienia tętniczego (skurczowe, rozkurczowe i średnie). Można tutaj wybrać opcję dotyczącą całego dnia, jaki i oddzielnie dnia i nocy. Rys. 3. Przykład histogramu słupkowego 4

Drugą formą statystycznego przedstawiania wyników jest diagram kołowy, który podaje takie same informacje jak histogram słupkowy (Rys. 4). W tym wypadku istnieje również możliwość dostosowania wykresu w taki sposób, by przedstawione zostały procentowe wartości powyżej i poniżej normy oraz zgodne z normą. Rys. 4. Przykład diagramu kołowego Linia korelacji to możliwość przedstawienia korelacji linii trendu ciśnienia skurczowego z linią trendu ciśnienia rozkurczowego, uzyskanych dla odpowiednich punktów pomiarowych. Wokół linii są małe kółka białe pokazują wartości ciśnienia zmierzone w dzień, a czarne w nocy (Rys. 5). Rys. 5. Korelacja wyników pomiarów ciśnienia skurczowego i rozkurczowego 5

Wszystkie możliwości programu dotyczące statystycznego przedstawiania wyników (histogram, diagram kołowy, linia korelacji) są bardzo przydatne w obserwacji danych zbieranych przez dłuższy czas. Po wykonaniu wszystkich analiz i edycji oprogramowanie tworzy raporty diagnostyczne, które mogą zostać wybrane do druku. Gdy w menu zostanie wybrana ikona Raport, a następnie Konfiguruj Raport można wydrukować istniejący już raport, bądź wybierając Edycja Raportu można przed wydrukiem dokonać jego edycji. Program posiada również możliwość edycji informacji diagnostycznych pacjenta. Wybierając w menu Edycja, a następnie Dane pacjenta wyświetla się okno danych pacjenta, lista aktualnych leków, informacje o diagnozie choroby oraz informacje od lekarza. Wchodząc w każdy z tych interfejsów można dodawać lub zmieniać dane dotyczących np. podawanych leków, interpretacji wyników pomiarów oraz zaleceń (dokonuje tego lekarz). II. Opis stanowiska laboratoryjnego Miniaturowe urządzenie (Rys. 6 i 7) składa się z: 1. modułu pacjenta PM 50, 2. mankietu z kablem ciśnieniowym łączącym go z modułem, 3. czujnika do pomiaru stężenia SpO2, model SpO2-01-DR (z kablem elektrycznym), 4. kabla USB do przesyłania danych z modułu do komputera, 5. instrukcji obsługi Monitora Pacjenta PM50. 2 1 3 Rys. 6. Monitor Pacjenta PM 50 6

UP MENU/OK POWER DOWN Rozpoczęcie/przerwanie pomiaru ciśnienia w trybie nie atomatycznym (pompowanie mankietu) Rys. 7. Moduł monitora pacjenta PM 50 III. Przebieg ćwiczenia: W ramach ćwiczenia należy przeprowadzić badania ciśnienia krwi, tętna i procentowej zawartości tlenu we krwi oraz wykonać analizę wyników pomiarów przy pomocy programu ABPM Patient Monitor. Serię pomiarów wykonuje każdy student (dwu-osobowe grupy). 1. Uruchom program komputerowy ABPM Patient Monitor i wpisz nazwę użytkownika (dane studenta-pacjenta).w oknie Configuration Set ustaw domyślną ścieżkę pacjenta => w oknie zaznaczone ma być always use defant path => OK (C\Program Files (x86)\abpm\data\). 2. Podłącz mankiet oraz czujnik SpO2 do modułu Monitora Pacjenta. 3. Włącz moduł monitora pacjenta przyciskiem [POWER] (przycisnąć i przytrzymać). Na tym etapie przygotowywania pomiarów nie podłączamy monitora pacjenta do komputera! 4. Zapoznaj się z interfejsem modułu Monitora; wybierając [MENU SYSTEMU] możesz przeglądać poszczególne ustawienia Monitora, korzystając z przycisku [UP] lub [DOWN] zmieniać poszczególne opcje. Wchodząc w [USTAW. SYSTEMU] wybierz funkcję [NOWY PACJENT] i ustaw [TAK] (nie wybrana opcja jest otoczona czerwoną ramką, po zatwierdzeniu przez [OK] otoczona jest białą ramką,) W pozycji [NOWY PACJENT] pojawi się pole Usunąć ostatnią wartość?. Należy wybrać [TAK] i usunąć zapis pomiaru ostatniego studenta. Następnie w funkcji [NOWY PACJENT] należy wybrać [NIE] i powrócić do [USTAW. SYSTEMU]. Kolejno należy przycisnąć [WYBÓR FUNKCJI] i ustawić tryb [MP] 1. Do [MENU SYSTEMU] wracamy przez ustawienie wyjdź i naciśnięcie OK. 1 MP monitor pacjenta; w trybie MP [WŁ] w pozycji [POMIAR AUTO] nastąpi automatyczny pomiar ciśnienia według ustawionego interwału czasu (5, 10, 15 itd. minut) ABPM ambulatoryjny monitor ciśnienia krwi holter, w trybie APBM możliwy jest tylko jednorazowy pomiar ciśnienia. 7

W [MENU SYSTEMU], po wejściu w opcję [USTAW. BP] sprawdzić, czy ustawiony jest [POMIAR AUTO] WŁ, [INTERWAŁ] czasowy 5 (min) oraz [TRYB POMIARU] DOR (dorosły). 5. Konfiguracja pulsoksymetru (SpO2) W [MENU SYSTEMU] modułu wybierz pozycję [USTAW.SPO2]. Wybierz pozycję [DŹWIĘK PULSU] i ustaw [WYŁ]. W pozycjach [ALM ] ustawione są górna i dolna granica wartości SpO2 zgodnie z Instrukcją (tabelą na str. 12). Nie włączamy żadnych sygnałów dźwiękowych ani alarmów! 6. Za pomocą kabla USB podłącz Monitor Pacjenta do komputera. Jeśli przy ustawianiu [MENU SYSTEMU] włączy się pompowanie mankietu, wyłącz je przez przyciśnięcie zielonego przycisku modułu. a) W programie ABPM Patient Monitor wybierz ikonę Programowanie/Upload => Use Usb. Następnie, wybierz tryb => ABPM i uzupełnij okno w sposób przedstawiony na rysunku 8, wpisując nazwisko i nr indeksu. Dla pomiarów w dzień ma być wpisany interwał czasowy 5 minut (pozostałe ustawienia brak). Następnie wybierz tryb => MP (Patient Monitor) i uzupełnij kolejne okno wpisując nazwisko i nr indeksu. b) Odłącz kabel USB od komputera. a) b) Rys. 8. Ustawienia dla trybu: a) ABPM, b) MP Proszę wykonać wszystkie zalecane powyżej operacje, aby na koniec pomiarów uzyskać wyniki w formie raportu. 7. Załóż mankiet na ramię lewej ręki 2 (zostawić pod mankietem luz na ok. 2 palce), a czujnik SpO2 na palec wskazujący prawej ręki (Rys. 9). Sprawdź, czy w [MENU SYSTEMU] ALM - alarm 2 Przed pomiarem ciśnienia należy odpocząć, leżąc lub siedząc spokojnie przez około 5-10 minut. Nie należy mierzyć ciśnienia od razu po zjedzonym posiłku wskazane jest odczekanie co najmniej godzinę. Przerwa 8

ustawiony jest tryb MP. Na wyświetlaczu powinny być wyświetlane wyniki pomiarów pulsu i SpO2. 8. Każdy student wykonuje automatycznie 8 pomiarów ciśnienia co 5 minut. Poczekać na automatyczne rozpoczęcie pomiaru ok. 1-2 minuty. (Jeśli monitor nie rozpocznie pomiaru wymusić go zielonym przyciskiem). Uwaga! Jeśli student po kilku pomiarach poczuje ból lub zauważy, że ręka zaczyna mu sinieć, należy przerwać wykonywanie pomiarów zielonym przyciskiem, rozluźnić nieco mankiet lub zamienić się z kolegą z grupy. 9. Po zakończeniu pomiarów zdejmij czujnik z palca i mankiet z ramienia oraz ponownie podłącz moduł pacjenta PM 50 do komputera. 10. W programie kliknij ikonę wczytywania Download i w oknie ustaw => Use Usb => OK. W kolejnym pojawiającym się oknie Select the status of device wybierz Patient Monitor i OK. Nastąpi pobranie danych z modułu monitora pacjenta. Kolejno w oknie ABMP pokazane jest ścieżka zapisu pod nazwą: C:\...\data\student\ward model\datagodzina.awp 11. Za pomocą okna do Download => Use Usb => wybierz MP i zapisz zmierzone dane w komputerze. Program wskaże nazwę Twojego zbioru /nazwisko/datagodzina.awp => OK. 12. Wybierając ikonę Baza danych/open znajdź Twój plik z zapisaną wcześniej nazwą, kliknij dwukrotnie (lewe okno), zaznacz zbiór (prawe okno) => OK. 13. Pojawia się graf pomiaru ciśnienia. Przy małej liczbie pomiarów trzeba rozciągnąć oś czasu myszką (w prawo). 14. Przeanalizuj wyniki badań przeglądając poszczególne rodzaje wykresów, klikając na poszczególne ikony. 15. Aby wydrukować raport, który stanowi główną część sprawozdania, kliknij ikonę Report i następnie ikonę drukarka. W oknie Drukowanie kliknij do PDF 8 => OK. W kolejnym oknie Do PDF 8 kliknij Browse i podaj ścieżkę zapisu raportu: /pulpit/labmed.../nazwa pliku => zapisz, w oknie Do PDF 8 => OK. Raport można edytować przez kliknięcie zakładki Report/Konfiguruj, raport/dodaj raport/edycja raportu. 16. Sporządź sprawozdanie. W sprawozdaniu powinny znaleźć się wydrukowany raport z pomiarów ciśnienia, wnioski dotyczące wykonanego ćwiczenia oraz opracowanie tematu podanego przez prowadzącego podczas ćwiczenia. półgodzinna jest natomiast wymagana po ostatnim wypalonym papierosie, kawie, herbacie albo po przyjściu z mrozu. Opaska ciśnieniomierza powinna znajdować się 2-3 cm nad zgięciem łokcia; pod opaskę powinny wchodzić 2 palce, aby nie była zbyt mocno zaciśnięta. Ramię powyżej mankietu nie powinno być uciśnięte podciągniętym do góry rękawem bluzki czy koszuli, nie należy też zakładać mankietu na rękaw (nawet z cienkiej tkaniny). Podczas mierzenia ręka powinna być swobodnie oparta na stole (nie powinno się jej trzymać w powietrzu). 9

Rys. 9. Rozmieszczenie poszczególnych elementów urządzenia Przykłady pytań sprawdzających wiedzę: 1. Jakie czujniki MEMS są stosowane w biologii i medycynie? 2. W jakich urządzeniach zastosowano pomiary biopotencjałów? Jakie MEMS-y mogą być stosowane do tych pomiarów? 3. Jakie czujniki stosowane są w urządzeniach do pomiaru ciśnienia krwi. Opisz ich budowę oraz zasadę działania pomiaru oscylometrycznego. 4. Co to jest telemedycyna? 5. Jaki czujnik zastosowano w urządzeniu do badania utlenowania krwi (budowa i zasada działania). 6. Wymień najpopularniejsze elektroniczne przenośne urządzenia stosowane do domowej opieki pacjenta i opisz zastosowane w nich metody badań oraz czujniki MEMS. Literatura: 1. Praca zbiorowa, Biopomiary, PAN, Warszawa 2001. 2. Jan A. Dziuban, Technologia i zastosowanie mikromechanicznych struktur krzemowych i krzemowo-szklanych w technice mikrosystemów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2004. 3. http://www.tensoval.pl/oscillometric-measurement-devices.php 4. A. Górecka-Drzazga, Wykład mikrosystemy w medycynie. 5. A. Górecka-Drzazga, Wprowadzenie do ćwiczenia nr 7. 10