ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 26.01.2021
Просмотров: 418
Скачиваний: 3
13
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМЫ ПУЛЬСОВЫХ ВОЛН
СФИГМОГРАФИЧЕСКИМ МЕТОДОМ.
ИЗМЕРЕНИЕ АРТЕРИАЛЬНОГО ДАВЛЕНИЯ.
Цель работы: Исследование формы пульсовых волн плечевой артерии при различных уровнях компрессии в манжете и взаимосвязь параметров пульсовой волны с артериальным давлением.
ВВЕДЕНИЕ
Сфигмография
Сфигмография обеспечивает получение разнообразной информации о функциональном состоянии артериальных сосудов большого круга кровообращения. В ее основе лежит графическая регистрация колебаний артериальной стенки, возникающих при распространении по сосудам волны повышенного давления. Запись артериального пульса позволяет рассчитывать ряд физиологических показателей, таких как скорость распространения пульсовой волны по сосудам эластического и мышечного типов, модуль объемной упругости и эластическое сопротивление артериальной системы. Ценные сведения для диагностики дает исследование формы пульсовой волны.
Различают прямую и объемную сфигмографию. С помощью прямой сфигмографии непосредственно регистрируются колебания сосудистой стенки любой поверхностно расположенной артерии, вызванные прохождением по ней формы пульсовой волны. Восприятие этих колебаний осуществляется либо с помощью пеллота, либо с помощью воронки, накладываемых непосредственно на артерию. В последнем случае предусматривается воздушная трансмиссия.
Объемная сфигмография, возникшая на базе плетизмографии, регистрирует суммарные колебания сосудистой стенки, преобразованные в колебания объема исследуемого участка тела (например, руки). Регистрация объемной сфигмографии осуществляется с помощью резиновых манжет, накладываемых обычно на любой участок конечности. Ширина манжет должна быть не менее 10 см, а длина соединительных трубок не должна превышать 1 м.
Прямая и объемная сфигмограммы одного и того же участка сосудистой системы принципиально не отличаются друг от друга. Объемная сфигмография применяется для регистрирования кровотока в конечностях. Она позволяет зарегистрировать пульсацию на любом уровне конечности, в то время как прямая сфигмография позволяет регистрировать пульсовые кривые лишь в определенных точках руки и ноги.
Нормальная сфигмограмма. Форма пульсовых волн, зарегистрированных с разных участков сосудистой системы, существенно отличается друг от друга. Различают центральные и периферические сфигмограммы. К первым относятся сфигмограммы сонных, подключичных артерий и дуги аорты. К периферическим относятся сфигмограммы бедренной, лучевой и локтевой (плечевой) артерий, а также объемные сфигмограммы верхних и нижних конечностей. На рис.1 приведены нормальные сфигмограммы периферических (а) и центральных (б) сосудов. Сфигмограмма является циклически повторяющейся с каждым сердечным сокращением кривой. Каждый такой цикл начинается крутым подъемом (cd), обозначенным как анакрота пульсовой волны. Достигнув своей вершины, пульсовая волна начинает снижаться, что соответствует катакроте пульсовой волны (участок df). Интервал времени (cf) от начала анакроты до окончания катакроты составляет систолическую фазу пульсовой волны. Катакрота обычно не достигает базисной линии, прерываясь второй положительной волной, обозначенной как дикротическая (участок fк) волна (дикротический зубец). Интервал времени (fl) от начала дикротического зубца до окончания пульсовой волны, составляет диастолическую фазу.
Центральная сфигмограмма отличается от периферической наличием преданакротического колебания (abc), более крутой анакротой, присутствием, так называемой, инцизуры (efg) и чрезвычайно незначительным дикротическим повышением.
Артериальное давление
Переменное артериальное давление в сосудистой системе является одним из факторов, который характеризует жизнедеятельность организма. Оно не только служит средством для диагноза многих заболеваний, но и является показателем работы сердечно - сосудистой системы. Давление крови в системе кровообращения изменяется в широких пределах, однако обычно этим термином обозначают давление в плечевой артерии. В медицинской практике наибольшее распространение получило измерение двух параметров максимального и минимального давления. Максимальное или систолическое давление достигается при сокращении сердца, и его измерение дает возможность судить о работе сердца. Минимальное или диастолическое давление соответствует остаточному давлению в момент открытия клапана аорты и позволяет рассматривать состояние сосудистого тонуса.
Косвенные методы измерения артериального давления
Для измерения артериального давления широко используются косвенные методы измерения. Косвенные методы основаны на уравновешивании артериального давления на контролируемом участке артерии внешним давлением в компрессионной манжете и измерении этого компрессионного давления в моменты его равновесия с нижним и верхним артериальным давлением. Основным фактором, определяющим точность косвенного метода является правильность и достоверность определения момента равновесия артериального давления и противодавления в компрессионной манжете.
Звуковой метод Короткова
Широкое распространение для определения момента равновесия получил метод звукового определения артериального давления, основанный на прослушивании характерных тонов (тонов Короткова). При снижении давления в манжете до величины, равной систолическому, в дистальном отрезке артерии фонендоскопом прослушивается громкий звук - тон (I фаза), который соответствует конечному систолическому (верхнему) давлению. При дальнейшем снижении давления в манжете тоны сменяются шумами (II фаза). Вслед за этим появляются громкие тоны, интенсивность которых постепенно уменьшается (III фаза). Момент перехода громких тонов в тихие соответствует величине среднего (динамического) артериального давления. И, наконец, звуки совершенно исчезают (IV фаза), что соответствует диастолическому давлению (нижнему).
Если рассматривать явления пульсации сосудистой стенки под манжетой, то можно утверждать, что в период декомпрессии от уровня конечного систолического давления до уровня, равного минимальному динамическому давлению, происходит спадение стенок артерии до их соприкосновения во время диастолы. Манжета в указанном интервале изменений внешнего давления образует в артериальном сосуде условия, подобные работе клапана. Клапан открывается, когда давление в сосуде превышает давление в манжете. Работа любого клапана в технических устройствах и биологических системах сопровождается акустическими явлениями. Нетрудно убедится в том, что соударение стенок артерии или другой эластичной трубки порождает звук. Постепенное усиление звуков при декомпрессии объясняется возрастанием энергии импульсов крови, проходящей под манжетой, за счет увеличения их амплитуды. Энергия колебаний, как известно, пропорциональна квадрату амплитуды.
На описанное явление накладываются специфические особенности динамики пульсирующего потока жидкости, проходящего через сужение сосуда. Турбулентное течение крови в сжатом участке, определяемое импульсным ее пробросом в участке сосуда под манжетой, сопровождается шумами.
При декомпрессии вначале прекращается ограничение пульсовой волны, вызванное сжатием артерии до соприкосновения ее стенок во время диастолы, что соответствует переходу от громких звуков к слабым, а при понижении внешнего давления исчезают и турбулентные явления, связанные с прохождением пульсирующего потока крови через суженное сечение сосуда. В конце диастолы волна проходит беспрепятственно под манжетой и давление в последней уравновешивает диастолическое давление. Таким образом, полное прекращение звуков Н. С. Короткова при декомпрессии следует считать соответствующим диастолическому давлению.
Артериальная осциллография
Артериальная осциллография — косвенный метод определения уровня артериального давления у человека. Клиническое значение этого метода в том, что он позволяет, помимо максимального и минимального давления, определять среднее динамическое давление и характеризовать эластичность сосудистых стенок. Эти показатели имеют исключительное значение для оценки функционального состояния сердечно - сосудистой системы в условиях нормы и патологии.
Принцип артериальной осциллографии заключается в регистрации пульсаций крупной артерии, выявляемых при ее декомпрессии или компрессии. Первые осцилляции возникают в те мгновения, когда максимальное артериальное давление превышает давление воздуха в манжете. По мере снижения давления в манжете осцилляции все больше увеличиваются и достигают наибольшей амплитуды. При дальнейшем уменьшении сдавливания сосудов величина пульсации артерии, передаваемых манжете, постепенно снижается до полного исчезновения. Таким образом, на артериальной осциллограмме регистрируется уровень артериального давления (максимального, минимального и среднего) и степень эластичности сосудов.
На рис. 2,а представлена типичная форма осциллограммы, которая получается только в 25% всех случаев, и на том же рисунке (рис. 2, б) – наиболее часто получаемая осциллограмма, встречающаяся в 75% случаев. На первой кривой (а) мы видим совершенно отчетливо основные опознавательные пункты: первый скачкообразный переход, определяющий положение минимального (диастолического) давления, максимальную по амплитуде осцилляцию – среднее давление, второе скачкообразное уменьшение амплитуды, определяющее положение максимального (систолического) давления. На второй кривой (б) амплитуда постепенно увеличивается, достигает максимума, на котором держится некоторое время, образуя плато, и затем начинает плавно уменьшаться. Расшифровать такую осциллограмму не представляется возможным.
Принципиально новую возможность дешифровки осциллограммы удалось установить после того, как обратили внимание на изменения диастолического отрезка осцилляции.
Рис. 2. Осциллограммы.
Мн – минимальное; Ср – среднее; Кс – конечное систоическое давление. Цифрами обозначено давление в мм рт. ст.
Если постепенно повышать давление в манжете, то можно заметить, что в какой-то момент на этом отрезке кривой (рис. 3) появляется небольшой по амплитуде отрицательный зубец. Далее конец диастолического отрезка еще более уходит вниз за нулевой уровень. Это показывает, что изменения объема приобретают отрицательное значение, что может наблюдаться только в том случае, если давление в манжете в конце диастолы начнет несколько превышать давление в артерии. Объем артерии в конце диастолы начнет уменьшаться по сравнению с тем, который она занимала, когда давление в манжете уравновешивало диастолическое давление. Обычно следующие за этим положительные амплитуды начинают иногда резко, скачкообразно увеличиваться. При следующей систоле обем будет нарастать с большей скоростью. Момент первых изменений в конфигурации диастолического отрезка должен соответствовать величине минимального (диастолического) давления.
Рис. 3. Осциллограма.
1 – кривая давления в манжете; 2 – дифференциальная кривая; 3 – кривая пульса лучевой артерии. Цифрами обозначено давление в мм рт. ст.
Продолжая повышать давление, мы видим, что отрицательные колебания несколько увеличиваются по амплитуде и, начиная с наиболее низко расположенной части, непосредственно переходят в восходящую часть осцилляции, амплитуда которых продолжает нарастать. В некоторый момент непосредственный переход в положительную осцилляцию нарушается. Между отрицательной волной и положительной на уровне нулевого положения манометрапоявляется узловатое утолщение, которое становится все более и более широким. С момента появления этого утолщения положительные осцилляции достигают максимальной величины. Появление этого узловатого утолщения показывает, что в этот момент в конце диастолы объем артерии на коротком отрезке времени не меняется ни в ту, ни в другую сторону, то есть противодавление в манжете в этот момент достигло такой величины, что стенки артерии в конце диастолы спадаются до полного их соприкосновения.
Во время систолы артерия полностью или почти полностью расправляется. Скорость изменения объема достигает своего максимального значения и давление в манжете в этот момент должно быть равно среднему динамическому артериальному давлению.
Далее величина положительных осцилляций может или сразу начать уменьшаться, или они некоторое время могут оставаться неизменными, образуя плато. Но нижний отрезок продолжает испытывать прогрессивную деформацию. Описанное выше утолщение растягивается; это свидетельствует о том, что сосуд остается закрытым все больший и больший промежуток времени. Амплитуда отрицательных колебаний начинает прогрессивно увеличиваться, и положительная осцилляция почти непосредственно начинает переходить в отрицательную. Амплитуда положительных осцилляций по мере увеличения амплитуды отрицательных осцилляций уменьшается; последние, достигнув некоторого максимума, затем тоже начинают уменьшаться. И, наконец, момент исчезновения пульса в лучевой артерии соответствует на осциллограмме величине максимального (систолического) давления.
ОПИСАНИЕ ЛАБАРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ
Функциональная схема (рис.4) лабораторной установки для исследования формы пульсовой содержит :
Микрокомпрессор МК ;
Манжету МА ;
Электронный микроманометр ЭМ ;
Преобразователь колебаний стенки артерии ПКСА ;
Регулируемый пневматический вентиль РПВ ;
Пневмокнопку ПК ;
Фонендоскоп Ф ;
Цифровой запоминающий осциллограф PCS64I;
IBM – совместимый компьютер.
Микрокомпрессор МК обеспечивает подачу в манжету МА давления (режим компрессии) в диапазоне от 0 до 250 мм рт. ст. Величина давления в манжете контролируется электронным микроманометром ЭМ, шкала которого проградуирована в мм рт. ст. Скорость сброса давления из манжеты (режим декомпрессии) и задание фиксированного давления в манжете устанавливается с помощью регулируемого пневматического вентиля РПВ и пневмокнопки ПК. Появление тонов Короткова фиксируется фонендоскопом, путем прослушивания их в дистальном отрезке артерии.
Преобразователь колебаний стенки артерии ПКСА содержит пьезокерамический датчик ПД , согласующий усилитель СУ и фильтр верхних частот ФВЧ (рис.5). Для повышения чувствительности в датчике используются биморфные пьезокерамические диски, работающие на изгиб. С выхода пьезокерамического датчика сигнал поступает на СУ, который имеет высокое входное сопротивление, обеспечивающее большую постоянную времени датчика, позволяющую измерять статическое давление в манжете и пульсовую волну с малыми искажениями на низких частотах. С выхода СУ сигнал поступает на ФВЧ и на ЭМ. ФВЧ позволяет разделить импульсные электрические сигналы малой амплитуды, соответствующие колебаниям стенки артерии, от большого постоянного сигнала, возникающего на пьезодатчике за счет высокого статического давления в манжете.
Электрические сигналы, адекватные форме колебаний стенки артерии, которые формируются на выходе ПКСА, подаются в цифровой запоминающий осциллограф PCS64I, который использует в качестве дисплея IBM – совместимый компьютер.
ЗАДАНИЯ
1. Построить график зависимости выходного напряжения пьезоэлектрического датчика от давления в емкости: Uвых = f (P).
2. Измерить верхнее Рв (систолическое) и нижнее Рн (диастолическое) давление звуковым методом Короткова.
3. Зарегистрировать форму артериальной осциллограммы.
4. Определить величину артериального давления по артериальной осциллограмме и сравнить с величиной артериального давления по методу Короткова.
5. Проанализировать изменение формы осциллограмы в моменты появления вернего, нижнего и среднего давлений.
6. Из артериальной осциллограммы выделить пульсовые волны, соответствующие следующим значениям давления в манжете: (Pв+20), Pв, (Pв+ Pн)/2, Pн и (Pн-20). Для каждого фиксированного значения давления измерить параметры пульсовых волн (рис. 1) и записать в таблицу.