Characterization and comparison of a 2-, 4- and 8-MHz central venous catheter ultrasound probe for venous air emboli detection
| Autor: | Stark, Philipp Ch., Kalkbrenner, Christoph, Klingler, Werner, Brucher, Rainer |
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| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2022 |
| Předmět: | |
| Zdroj: | GMS Health Innovation and Technologies; VOL: 16; DOC03 /20220622/ |
| Popis: | This paper presents a concept for detection of venous air emboli inside the superior vena cava using a central venous catheter with integrated Doppler ultrasound transducer installed on the tip. Several Doppler probes each with a single insonation frequencies of 2 MHz, 4 MHz or 8 MHz are characterized and compared for usefulness in this scenario. During in vitro experiments using an artificial blood circulatory with blood mimicking fluid bubbles with defined volumes were injected and recorded as gaseous embolic events. The in vitro results of measured embolus-blood-ratio values (EBR) in respect to the air bubbles volumes and its echogenicity showed a good correlation with the simulation model of spherical cross section scattering of such air bubbles. It is shown that the probe design still needs some improvements using a 4 MHz insonation frequency to get a useable detection sensitivity in such scenario within vena cava superior. The results suggest that it is possible to estimate the air bubble volume corresponding to the EBR using such a catheter probe. In diesem Beitrag wird ein Konzept zur Erkennung von venösen Luftembolien in der oberen Hohlvene vorgestellt, bei dem ein zentraler Venenkatheter mit integriertem Doppler-Ultraschallwandler an der Spitze genutzt wird. Mehrere Doppler-Sonden mit jeweils einer einzelnen Beschallungsfrequenz von 2 MHz, 4 MHz oder 8 MHz werden charakterisiert und auf ihre Nützlichkeit in diesem Szenario verglichen. Bei in vitro Experimenten mit einem künstlichen Blutkreislauf mit Blutsimulatinsflüssigkeit wurden Blasen mit definierten Volumina injiziert und aufgezeichnet. Die in vitro Ergebnisse der gemessenen Embolus-Blood-Ratio-Werte (EBR) in Bezug auf die Luftblasenvolumina und ihre Echogenität zeigten eine gute Korrelation mit dem Simulationsmodell der Streuung solcher Luftblasen im Kugelquerschnitt. Es zeigt sich, dass das Design der Sonde bei Verwendung einer 4 MHz-Insonationsfrequenz noch einiger Verbesserungen bedarf, um eine brauchbare Detektionsempfindlichkeit in einem solchen Szenario innerhalb der Vena cava superior zu erhalten. Die Ergebnisse legen nahe, dass es möglich ist, die Luftblasenvolumina abzuschätzen, die der EBR mit einer solchen Kathetersonde entsprechen. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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