Sensor for Pressure Measurement in Pleural Cavity

Tomáš Mimra

Master's thesis

Abstract:

Tato diplomová práce pojednává o návrhu systému určenému k měření tlaku v pohrudniční dutině. V úvodu práce je rozebrána anatomie a fyziologie dutiny. Následně jsou prezentována aktuální řešení čerpaná z dostupné literatury. Poté je popsáno navržení a výběr měřícího řetězce a vybrána vhodná řešení z hlediska tvaru a materiálu. Dále jsou prezentovány čtyři metody testování vytvořených měřících balónků připojené k měřícímu řetězci. První z experiment otestoval maximální měřitelnou frekvenci dýchání. Druhý test ukazuje jakou senzitivitu má měřící řetězec na změny tlaku. V třetím testu jsou podrobeny měřící balónky praktickému testu, kdy se balónky vkládají do umělé plíce připojené k plicnímu ventilátoru a úkolem měřícího řetězce je zachytit dýchací křivku. Jako poslední experiment bylo otestování vytvořeného fyzického modelu a rovněž otestování měřící schopnosti balónku. U každého z testu jsou prezentovány statistické výsledky měření jež ukazují shodu tlaku skutečného a naměřeného a také vzájemnou korelaci mezi vstupní dechovou křivkou a křivkou změřenou.

Abstract:

This diploma thesis deals with the design of a system designed to measure the pressure in the pleural cavity. The anatomy and physiology of the cavity are discussed in the introduction. Subsequently, current solutions drawn from the available literature are presented. Then the design and selection of the measuring chain are described and suitable solutions in terms of shape and material are selected. Next, four methods of testing the created measuring balloons connected to the measuring chain are presented. The first of the experiments tested the maximum measurable respiratory rate. The second test shows how sensitive the measuring chain is to pressure changes. In the third test, the measuring balloons are subjected to a practical test, in which the balloons are inserted into an artificial lung connected to a ventilator and the task of the measuring chain is to capture the breathing curve. The last experiment was to test the self-made physical model and to test the measuring ability of the balloon. For each of the tests, the statistical results of the measurements are presented, which show the agreement of the actual and measured pressure, and the mutual correlation between the input breath curve and the measured curve.

Keywords

tlak, pohrudniční dutina, balónek, dechová křivka

Keywords

pressure, pleural pressure, intrapleural pressure, measuring balloon, breath curve

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 4. 6. 2021
• Supervisor: Martin Černý
• Reader: Norbert Noury

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Master programme:
Biomedicínské inženýrství