Vliv elektrodového buzení na ohřev tkáně u transkutánního měření plynů

Abstract

Vliv elektrodového buzení na ohřev tkáně u transkutánního měření plynů Cílem této práce je ověřit jaké vlivy mají parametry budících impulsů na ohřev tkáně při transkutánním měření plynů. Porovnání mezi naměřenými hodnotami na zdravém člověku a různými simulacemi numerického modelu vytvořeného v prostředí Comsol Multiphysics s různými výkony jsou prováděna za účelem určení limitace použití této metody. Pro výpočet vlivu excitace elektrod na zahřívání tkáně při měření transkutánního plynu byly použity simulace za normálních podmínek při různých teplotách okolního prostředí, různých poloměrů cév. Dále pro různé rychlosti průtoku a rozdílně hluboko uložené krevní cévy. Následně byla provedena přímá měření v laboratořích ČVUT v Kladně a dále hodnocena programovacím prostředím MATLAB z Mathworks verze R2020a. Šíření tepla na tkáně se u každé osoby liší podle různých faktorů. Obecně teplota transkutánního senzoru se začíná stabilizovat po době aplikace 6 min. Ochlazení lidské kůže po odpojení senzoru je 2 min než se teplota vrátí skoro do původní teploty. Hloubka kapiláry, rychlost proudění krve a teplota okolní místnosti jednoznačně ovlivňují zahřátí tkáně a rozsah šíření teplot. Závěrem této práce lze považovat šíření tepla na povrchových vrstvách lidské kůže za lehce ovlivněné různými faktory a je odlišné mezi jednotlivými lidmi.

Influence of electrode excitation on tissue heating in transcutaneous gas measurement. The aim of this work is to verify the effects of excitation pulse parameters on tissue heating during transcutaneous gas measurement, comparison between measured values in a healthy person and various simulations of a numerical model created in Comsol Multiphysics with different performance to determine the limitation of this method. Simulations under normal conditions, different ambient temperatures, different vessel radii, different flow rates, different blood vessel depths were used to calculate the effect of electrode excitation on tissue heating when measuring transcutaneous gas. In addition, direct measurements were performed in the laboratories of the Czech Technical University in Kladno and further evaluated by the MATLAB programming environment from Mathworks version R2020a. The spread of heat to the tissues varies from person to person according to various factors. In general, the temperature of the transcutaneous sensor begins to stabilize after an application time of 6 minutes. Cooling of human skin after disconnecting the sensor is 2 minutes before the temperature returns to almost the original temperature. The depth of the capillary, the speed of the blood flow and the temperature of the surrounding room clearly influence the heating of the tissue and the range of temperature propagation. The conclusion of this work can be considered the spread of heat on the surface layers of human skin as slightly affected by various factors and is different between people.