Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Медицина arrow Системы и устройства в кардиологии

Основные показатели функционального состояния организма человека

Методы исследования функционального состояния организма

Функциональное состояние организма (ФСО) человека определяется в процессе исследований и описывается комплексом медикобиологических показателей: физических, биологических и психологических. Метод исследования - способ получения целевой информации, основанный на качественной или количественной связи свойства биосистемы с измеряемыми параметрами, характеризующими это свойство. Для реализации метода исследования необходимо соблюдать следующие условия:

  • 1) количественные или качественное описание связи медикобиологического показателя с измеренным физическим параметром;
  • 2) алгоритм приведения измерения;
  • 3) наличие технических средств проведения исследования;
  • 4) наличие алгоритма и средств обработки полученной информации.

Сущность метода:

  • 1) используемое физическое явление или процесс;
  • 2) измеряемый физический параметр;
  • 3) биологические процессы, характеризуемые этим параметром;
  • 4) медицинская значимость метода;
  • 5) количественные или качественные соотношения для примеров значимости соотношения для примеров диагностики, нашедших широкое применение в клинической практике.

Реализация метода исследования - это биотехническая система (аппарат), т. е. совокупность биологических и технических элементов, выполняющих целевую функцию определения медико-биологических параметров [1].

Существующие АПС в основном проводят анализ электрокардиограммы (ЭКГ), артериального давления (АД), реограммы (РГ) и фотоплетизмограммы пульсовой волны (ПВ), фонокардиосигнала (ФКС) и ряда других физиологических параметров, а также их фурье- и вейвлет-спектров [2] (рис. 1.1).

Метод регистрации электрической активности миокарда (электрокардиография) был предложенн в начале века Эйнтховеном и остается одним из самых распространенных методов диагностики состояния сердца и в настоящее время [3]. Для сердца (рис. 1.2, а) электрокардиосигнал (ЭКС) как регистрируемая электрическая волна имеет сложный характер и отражает возникновение в миокарде де- и реполяризации, а не его сокращение. ЭКС человека состоит из пяти положительных и отрицательных колебаний - зубцов цикла сердечной деятельности (рис. 1.1, б).

Фонокардиосигнал (ФКС) - кривая, отражающая частоту и амплитуду звуковых колебаний, возникающих в результате деятельности сердца (рис. 1.2, г). В клинической практике звуки сердца принято делить на тоны и шумы. Подавляющая часть энергии тонов приходится на частоты 150-200 Гц. Шумы образованы колебаниями более высокой частоты, достигающей 400-1000 Гц.

Наличие шумов свидетельствует о пороках сердца [4]. У здорового человека ФКС должен содержать, как правило, только первый и второй тоны. Регистрация паразитических тонов и высокочастотных шумов говорит о наличии тех или иных отклонений в работе сердца. Спектры типичных и наиболее явных патологий можно сравнивать со спектрами регистрируемых сигналов при помощи взаимокорреляционной функции (ВКФ).

Исследование пульсовой волны (ПВ) является универсальным, особенно в восточной медицине [5; 6]. Восточный врач, образно говоря, «слушает» артерию, как струну и резонатор различных физиологических процессов в организме, обеспечивающих гомеостаз в нем. Форма ПВ зависит от таких факторов, как систолический выброс, интенсивность кровотока, вязкость крови, состояние сосудистой стенки, пре- и посткапиллярного давления и пр.

Фотоплетизмография - это технология оптической регистрации изменений объема тела в результате воздействия на него тех или иных факторов (плетизмография - от греч. plethysmos - набухание, наполнение и grapho - пишу). Она начала применяться медиками еще в XIX веке. Одним из вариантов плетизмографии наряду с механической плетизмографией, электрической и другими видами является фото плетизмография. Она основана на регистрации изменений интенсивности света после его прохождения сквозь биологическую ткань, обусловленных изменениями ее объема.

Сердце - а, его основные биосигналы и их вейвлет-спектры

Рис. 1.1. Сердце - а, его основные биосигналы и их вейвлет-спектры: ЭКС- б, ПВ - в, ФКС - г, кардиоритм (КР) - д

В клинической практике фотоплетизмография чаще всего применяется для наблюдения т. н. «пульсовых волн» - изменений объема участка тела, обусловленных толчковыми притоками крови в фазе систолы.

Реография (от rheos - поток, graphein - записывать) - неинвазивный метод исследования кровообращения, регистрирующий электрическое сопротивление тканей, меняющееся при колебаниях кровенаполнения во время сердечного цикла в момент пропускания через них переменного тока [7, 8].

Поликардиография (ПКГ) - метод исследования фазовой структуры сердечного цикла по изменению интервалов между элементами, синхронно регистрируемыми СФГ сонной артерии, ФКГ и ЭКГ.

Разделение сердечного цикла на фазы связывают с выделением этапов функционирования сердца как насоса, а именно с изменением давления в его полостях. При использовании метода ПКГ для фазового анализа принимают, что длительность волны центрального пульса на сфигмограмме сонной артерии равна периоду изгнания крови из левого желудочка сердца, регистрируемого на ФКГ.

Анализ вариабельности сердечного ритма (ВСР) является простым и удобным способом оценки нервных влияний на сердце, что сделало этот метод весьма популярным в клинической практике, в частности на основе применения т. н. кардиомониторов (КМ). Одним из направлений в этой области является изучение вариабельности сердечного ритма (ВСР) и характерных элементов кардиоциклов [9]. Для проведения такого анализа необходимо преобразование оцифрованного сигнала, представляющего собой последовательность измерений разности потенциалов с определенной частотой дискретизации в вектор параметров кардиоциклов. В этом случае каждый кардиоцикл представлен набором параметров, отражающих величину его зубцов и интервалов.

Аускультация - метод исследования, основанный на выслушивании акустических феноменов, связанных с деятельностью внутренних органов. Аускультативные признаки - характерные звуки, используемые для диагностики деятельности внутренних органов, - представляют собой шумы различной длительности. Для каждого из таких признаков было выявлено наличие характерного диапазона частот, где он сохраняет свою мелодию без искажений.

Сфигмография - графическая регистрация пульсовых колебаний стенки кровеносного сосуда (СФГ).

Магнитокардиография (МКГ) - метод регистрации изменений магнитного поля, обусловленных циклической работой сердца. Поскольку величина возникающих биотоков пропорциональна разности биопотенциалов, то эта же пропорциональность будет существовать и для индукции биомагнитного поля. Поэтому форма и способы анализа магнитокардиограммы аналогичны электрокардиографическим исследованиям.

Скорость пульсовой волны. Ритмические сокращения миокарда образуют ритмические расширения сосудистой стенки (пульс), которые под действием распространения волн давления от начальной части аорты к артериолам и капиллярам вызывают распространение пульсовых волн. С увеличением жесткости сосуда скорость пульсовой волны возрастает. С возрастом эластичность сосудов снижается и скорость распространения пульсовой волны растет. Величина скорости зависит от давления крови и состояния функции сосудистого эпителия.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 
Популярные страницы