28.06.2020

Пулсови вълни. Математически модел за изчисляване на скоростта на пулсовата вълна. Клиничен метод за определяне на скоростта на пулсовата вълна


Артериален пулссе наричат ​​ритмични колебания на артериалната стена, причинени от изхвърлянето на кръв от сърцето в артериалната система и промяната на налягането в нея по време на лявата камера.

Пулсова вълна възниква в устието на аортата по време на изхвърлянето на кръв в нея от лявата камера. За да се приспособи ударният обем на кръвта, обемът, диаметърът на и в аортата се увеличават. По време на вентрикуларната диастола, поради еластичните свойства на стената на аортата и изтичането на кръв от нея в периферните съдове, нейният обем и диаметър се възстановяват до първоначалните си размери. По този начин, по време на рязко трептене на стената на аортата възниква механична пулсова вълна (фиг. 1), която се разпространява от нея към големи, след това към по-малки артерии и достига до артериолите.

Ориз. 1. Механизмът на възникване на пулсова вълна в аортата и нейното разпространение по стените на артериалните съдове (a-c)

Тъй като артериалното (включително пулсовото) налягане намалява в съдовете с разстоянието от сърцето, амплитудата на пулсовите колебания също намалява. На нивото на артериолите пулсовото налягане пада до нула и няма пулс в капилярите, а след това във венулите и повечето венозни съдове. Кръвта тече равномерно в тези съдове.

Скорост на пулсовата вълна

Пулсовите колебания се разпространяват по стените на артериалните съдове. Скорост на разпространение на пулсовата вълназависи от еластичността (разтегливостта), дебелината на стените и диаметъра на съдовете. По-високи скорости на пулсовата вълна се наблюдават при съдове с удебелена стена, малък диаметър и намалена еластичност. В аортата скоростта на разпространение на пулсовата вълна е 4-6 m/s, в артериите с малък диаметър и мускулен слой(например в лъч), тя е около 12 m/s. С възрастта разтегливостта на кръвоносните съдове намалява поради уплътняването на стените им, което е придружено от намаляване на амплитудата на пулсовите колебания на артериалната стена и увеличаване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна по тях (фиг. 2).

Таблица 1. Скорост на разпространение на пулсовата вълна

Скоростта на разпространение на пулсовата вълна значително надвишава линейната скорост на движение на кръвта, която в аортата е 20-30 cm/s в състояние на покой. Пулсовата вълна, възникнала в аортата, достига дисталните артерии на крайниците за приблизително 0,2 s, т.е. много по-бързо, отколкото порцията кръв, чието изхвърляне от лявата камера е предизвикало пулсовата вълна, ще достигне до тях. При хипертония, поради повишеното напрежение и скованост на артериалните стени, скоростта на разпространение на пулсовата вълна през артериалните съдове се увеличава. Измерването на скоростта на пулсовата вълна може да се използва за оценка на състоянието на артериалната съдова стена.

Ориз. 2. Свързани с възрастта промени в пулсовата вълна, причинени от намаляване на еластичността на артериалните стени

Свойства на пулса

Записването на пулса е от голямо практическо значение за клиничната практика и физиологията. Пулсът позволява да се прецени честотата, силата и ритъма на сърдечните контракции.

Таблица 2. Импулсни свойства

Пулс -брой удари на пулса за 1 минута. При възрастни в състояние на физически и емоционален покой нормалната честота на пулса (сърдечната честота) е 60-80 удара/мин.

За характеризиране на пулса се използват следните термини: нормален, рядък пулс или брадикардия (по-малко от 60 удара / мин), чести пулс или тахикардия (повече от 80-90 удара / мин). В този случай трябва да се вземат предвид възрастовите стандарти.

ритъм- индикатор, отразяващ честотата на импулсните трептения, следващи една след друга, и честотата. Определя се чрез сравняване на продължителността на интервалите между ударите на пулса по време на палпиране на пулса за минута или повече. U здрав човекпулсови вълни следват една след друга на равни интервали и такъв импулс се нарича ритмичен.Разликата в продължителността на интервалите с нормален ритъм не трябва да надвишава 10% от средната им стойност. Ако продължителността на интервалите между ударите на пулса е различна, тогава се наричат ​​пулс и сърдечни контракции аритмичен.Обикновено може да се открие "дихателна аритмия", при която честотата на пулса се променя синхронно с фазите на дишане: увеличава се при вдишване и намалява при издишване. Респираторната аритмия се среща по-често при млади хора и при лица с лабилен вегетативен тонус. нервна система.

Други видове аритмичен пулс (екстрасистол, предсърдно мъждене) свидетелстват за и в сърцето. Екстрасистолията се характеризира с появата на необичайна, по-ранна флуктуация на пулса. Амплитудата му е по-малка от предишните. Екстрасистолното трептене на пулса може да бъде последвано от по-дълъг интервал до следващия следващ пулс, така наречената „компенсаторна пауза“. Този пулс обикновено се характеризира с по-висока амплитуда на трептене на артериалната стена поради по-силна контракция на миокарда.

Напълване на импулса (амплитуда)- субективен показател, оценен чрез палпация по височината на артериалната стена и най-голямото разтягане на артерията по време на сърдечна систола. Напълването на импулса зависи от размера пулсово налягане, ударен обем, обем на циркулираща кръв и еластичност на артериалната стена. Обичайно е да се разграничават следните опции: пулс с нормален, задоволителен, добър, слаб пълнеж и, като краен вариант на слаб пълнене, нишковиден пулс.

Добре напълненият пулс се възприема осезаемо като пулсова вълна с висока амплитуда, палпира се на известно разстояние от линията на проекция на артерията върху кожата и се усеща не само при умерен натиск върху артерията, но и при слабо докосване до областта на неговата пулсация. Нишковидният пулс се възприема като слаба пулсация, палпирана по тясна линия на проекция на артерията върху кожата, чието усещане изчезва, когато контактът на пръстите с повърхността на кожата отслабне.

Импулсно напрежение -субективен показател, оценен чрез количеството на налягането, приложено върху артерията, достатъчно за изчезването на нейната пулсация дистално от точката на натиск. Пулсовото напрежение зависи от средното хемодинамично налягане и до известна степен отразява нивото на систолното налягане. При нормално кръвно налягане пулсовото напрежение се оценява като умерено. Колкото по-високо е кръвното налягане, толкова по-трудно е да се притисне напълно артерията. При високо кръвно налягане пулсът става напрегнат или твърд. При ниско кръвно налягане артерията лесно се притиска и пулсът се оценява като мек.

Сърдечен ритъмсе определя от стръмността на повишаване на налягането и постигането от артериалната стена на максималната амплитуда на пулсовите колебания. Колкото по-голяма е стръмността на увеличението, толкова повече кратък периодвреме амплитудата на импулсното трептене достига максималната си стойност. Честотата на пулса може да се определи (субективно) чрез палпация и обективно според анализа на стръмността на увеличаването на анакрозата на сфигмограмата.

Честотата на пулса зависи от скоростта на повишаване на налягането в артериалната система по време на систола. Ако по време на систола повече кръв се изхвърля в аортата и налягането в нея се увеличава бързо, тогава най-голямата амплитуда на артериалното разтягане ще бъде постигната по-бързо - тежестта на анакротата ще се увеличи. Колкото по-голяма е стръмността на анакротиката (ъгълът a между хоризонталната линия и анакротиката е по-близо до 90°), толкова по-висока е честотата на пулса. Този пулс се нарича бърз.При бавно повишаване на налягането в артериалната система по време на систола и ниска скорост на нарастване на анакрозата (малък ъгъл a), пулсът се нарича бавен.При нормални условия пулсът е междинен между бързия и бавния пулс.

Бързият пулс показва увеличаване на обема и скоростта на изтласкване на кръвта в аортата. При нормални условия пулсът може да придобие такива свойства, когато тонусът на симпатиковата нервна система се повишава. Постоянно присъстващият ускорен пулс може да е признак на патология и по-специално да показва недостатъчност на аортната клапа. При аортна стеноза или намален вентрикуларен контрактилитет могат да се развият признаци на бавен пулс.

Колебанията в обема на кръвта и налягането във вените се наричат венозен пулс. Венозен пулсопределени в големи вени гръдна кухинаи в някои случаи (с хоризонтално положение на тялото) могат да бъдат записани във вените на шията (особено югуларната). Записаната венозна пулсова крива се нарича флебограма.Венозният пулс се причинява от влиянието на контракциите на предсърдията и вентрикулите върху кръвния поток във вената кава.

Проучване на пулса

Изследването на пулса позволява да се оценят редица важни характеристики на сърдечно-съдовото състояние. съдова система. Наличието на артериален пулс в субекта е доказателство за миокардна контракция, а свойствата на пулса отразяват честотата, ритъма, силата, продължителността на систолата и диастолата на сърцето, състоянието на аортните клапи, еластичността на артериалната артерия. съдова стена, кръвен обем и кръвно налягане. Колебанията на пулса в стените на кръвоносните съдове могат да бъдат записани графично (например с помощта на сфигмография) или оценени чрез палпация в почти всички артерии, разположени близо до повърхността на тялото.

Сфигмография— метод за графично записване на артериалния пулс. Получената крива се нарича сфигмограма.

За да се регистрира сфигмограма, в зоната на пулсация на артерията се инсталират специални сензори, които откриват механични вибрации на подлежащите тъкани, причинени от промени в кръвното налягане в артерията. По време на едно сърдечен цикълзаписва се пулсова вълна, на която се идентифицира възходящ участък - анакрота, и низходящ участък - катакрота.

Ориз. Графична регистрация на артериален пулс (сфигмограма): CD-anacrotic; de - систолно плато; dh - катакрота; f - инцизура; g - дикротична вълна

Anacrota отразява разтягането на артериалната стена чрез повишаване на систоличното кръвно налягане в нея през периода от началото на изтласкването на кръвта от вентрикула до достигане на максималното налягане. Catacrota отразява възстановяването на първоначалния размер на артерията през времето от началото на намаляване на систоличното налягане в нея до достигане на минималното диастолично налягане в нея.

Катакротата има инцизура (прорез) и дикротично издигане. Инцизурата възниква в резултат на бързо понижаване на артериалното налягане в началото на камерната диастола (протодиастолен интервал). По това време, когато полулунните клапи на аортата все още са отворени, лявата камера се отпуска, което води до бързо намаляване на кръвното налягане в нея и под въздействието на еластични влакна аортата започва да възстановява своя размер. Част от кръвта от аортата се движи към вентрикула. В същото време той отблъсква платната на полулунните клапи от стената на аортата и ги кара да се затворят. Отразявайки се от затворените клапи, вълната от кръв ще създаде ново краткотрайно повишаване на налягането в аортата и другите артериални съдове, което се записва на катакротичната сфигмограма чрез дикротично покачване.

пулсации съдова стенаноси информация за състоянието и функционирането на сърдечно-съдовата система. Следователно анализът на сфигмограмата позволява да се оценят редица показатели, отразяващи състоянието на сърдечно-съдовата система. От него можете да изчислите продължителността, сърдечния ритъм и сърдечната честота. Въз основа на моментите на началото на анакротата и появата на инцизура може да се оцени продължителността на периода на изхвърляне на кръв. Стръмността на анакротата се използва за преценка на скоростта на изтласкване на кръвта от лявата камера, състоянието на аортните клапи и самата аорта. Честотата на пулса се оценява въз основа на стръмността на анакротизма. Моментът на регистриране на инцизурата позволява да се определи началото на вентрикуларната диастола и появата на дикротично издигане - затварянето на полулунните клапи и началото на изометричната фаза на вентрикуларната релаксация.

При синхронно записване на сфигмограма и фонокардиограма на техните записи, началото на анакротиката съвпада във времето с появата на първия сърдечен тон, а дикротичното покачване съвпада с появата на втория сърдечен ритъм. Скоростта на увеличаване на анакротата на сфигмограмата, отразяваща повишаването на систоличното налягане, при нормални условия е по-висока от скоростта на намаляване на анакротата, отразяваща динамиката на намаляване на диастолното кръвно налягане.

Амплитудата на сфигмограмата, нейната инцизура и дикротичното издигане намаляват, когато мястото на запис на SS се отдалечава от аортата към периферните артерии. Това се дължи на намаляване на кръвното налягане и пулсовото налягане. В местата на съдовете, където разпространението на пулсовата вълна среща повишено съпротивление, възникват отразени пулсови вълни. Първичните и вторичните вълни, движещи се една към друга, се сумират (като вълни на повърхността на водата) и могат да се усилват или отслабват взаимно.

Изследването на пулса чрез палпация може да се извърши на много артерии, но особено често се изследва пулсацията на радиалната артерия в областта. стилоиден процес(китки). За целта лекарят обвива ръката си около ръката на изследваното лице в областта на китката, така че палеце била разположена на задната страна, а останалата част – на предната му странична повърхност. След като опипате радиалната артерия, натиснете я с три пръста към подлежащата кост, докато под пръстите се усетят пулсови импулси.

Пулсова вълна

Пулсовата вълна е вълна от повишено (над атмосферното) налягане, разпространяваща се през аортата и артериите, причинена от изхвърлянето на кръв от лявата камера по време на систола.

Пулсовата вълна се разпространява със скорост Upm/s. По време на систола той ще измине разстояние, равно на S Vntcm, което е по-голямо от разстоянието от сърцето до крайниците. Това означава, че предната част на пулсовата вълна ще достигне крайниците, преди налягането в аортата да започне да намалява.

Пулсова вълна, иначе вълна на повишено налягане, възниква в аортата в момента на изтласкване на кръвта от вентрикулите. По това време налягането в аортата рязко се повишава и стената й се разтяга. Вълната на повишено налягане и вибрациите на съдовата стена, причинени от това разтягане, се разпространяват с определена скорост от аортата до артериолите и капилярите, където пулсовата вълна затихва.

Амплитудата на пулсовата вълна намалява, докато тя продължава към периферията, и потокът на кръвта става по-бавен. Трансформацията на централния импулс в периферния се осигурява от взаимодействието на два фактора - затихване и добавяне на вълни. Кръвта, която има значителен вискозитет, се държи в съд (който може да се сравни с еластична компресионна камера) като течен амортисьор, изглаждайки малки внезапни промени в налягането и забавяйки скоростта на неговото покачване и спадане.

Скоростта на разпространение на пулсовата вълна не зависи от скоростта на движение на кръвта. Максималната линейна скорост на кръвния поток през артериите не надвишава m/s, а скоростта на разпространение на пулсовата вълна при хора на млада и средна възраст с нормално кръвно налягане и нормална съдова еластичност е равна на аорта/s, а в периферните артерии Госпожица. С възрастта, тъй като еластичността на кръвоносните съдове намалява, скоростта на разпространение на пулсовата вълна, особено в аортата, се увеличава.

За да се калибрира амплитудата на пулсовите вълни, към пневматичната сензорна система се подава точно измерен обем въздух (300 или 500 mm3) и полученият електрически калибриращ сигнал се записва.

При слаби сърдечни контракции пулсовата вълна не достига периферията на тялото, включително радиалните и бедрените артерии, разположени далеч от сърцето, където следователно пулсът може да не се палпира.

Определете фазовата разлика в пулсовата вълна между две точки на артерията, разположени на разстояние 20 cm една от друга.

Окончателното решение на проблема с пулсовите вълни и тяхното възникване, когато потокът течност в тръбата внезапно спре, принадлежи на нашия известен учен Н. Е. Жуковски, който даде цялостно решениепроблеми с импулсни вълни в еластична тръба и с хидравличен удар, който е изключително важен за водоснабдителните съоръжения и преди това е довел до многобройни аварии във водоснабдителните мрежи, преди да бъдат сменени така наречените самоварни кранове, които внезапно прекъсват потока на водата чрез вентилни кранове, които постепенно отварят и затварят водния поток.

За да се намери система от базисни функции за кривите на пулсовата вълна, последните се записват синхронно с електрокардиограмата. Бяха записани около 350 криви на пулсовата вълна, които след това бяха въведени в паметта на компютъра едновременно с ЕКГ.

Постепенното увеличаване на вакуума беше придружено от увеличаване на амплитудата на пулсовата вълна до нивото на налягане от mmHg. Изкуство. По-нататъшното увеличаване на вакуума компресира окото толкова много, че амплитудата на пулсовата вълна рязко намалява дори при вакуум от 100 mm Hg. Изкуство. превърнати в случайни трептения.

Диастолното налягане в орбиталната артерия се определя от първата ясна пулсова вълна на централната артерия на ретината, систолното налягане от изчезването на пулсацията.

Пулсова вълна

Пулсовата вълна е вълна от повишено налягане, разпространяваща се през артериите, причинена от изхвърлянето на кръв от лявата камера на сърцето по време на систола. Разпространявайки се от аортата към капилярите, пулсовата вълна затихва.

Тъй като аортата е главният кръвоносен съд, скоростта на аортната пулсова вълна е от най-голям медицински интерес при изследване на пациенти.

Появата и разпространението на пулсова вълна по стените на кръвоносните съдове се дължи на еластичността на стената на аортата. Факт е, че по време на систола на лявата камера силата, генерирана при разтягане на аортата от кръв, не е насочена строго перпендикулярно на оста на съда и може да се разложи на нормални и тангенциални компоненти. Непрекъснатостта на кръвния поток се осигурява от първия от тях, докато вторият е източникът на артериалния импулс, който се разбира като еластични вибрации на артериалната стена.

За хората на млада и средна възраст скоростта на разпространение на пулсовата вълна в аортата е 5,5-8,0 m/s. С възрастта еластичността на стените на артериите намалява и скоростта на пулсовата вълна се увеличава.

Скоростта на разпространение на пулсовата вълна в аортата е надежден метод за определяне на съдовата скованост. Стандартната му дефиниция използва техника, базирана на измерване на пулсови вълни със сензори, инсталирани в областта на каротидната и феморалната артерия. Определянето на скоростта на разпространение на пулсовата вълна и други параметри на съдовата скованост позволява да се идентифицира началото на развитието на тежки нарушения на сърдечно-съдовата система и правилно да се избере индивидуална терапия.

PWV се увеличава при атеросклероза на аортата, хипертония, симптоматична хипертония и при всички патологични състояния, когато съдовата стена се удебелява. Намаляване на PWV се наблюдава при аортна недостатъчност и отворен дуктус артериозус.

За регистриране на пулсовите колебания се използват оптични сфигмографи, които механично усещат и оптично записват вибрациите на съдовата стена. Такива устройства включват мшанокардиограф с крива, записана върху специална фотохартия.Фотографският запис създава неизкривени вибрации, но е трудоемък и изисква използването на скъпи фотографски материали. Електросфигмографите, които използват пиезокристали, кондензатори, фотоклетки, въглеродни сензори, тензодатчици и други устройства, станаха широко разпространени. За записване на трептенията се използва електрокардиограф с мастиленописец, мастиленоструен или термичен запис на трептенията. Сфигмограмата има различен модел в зависимост от използваните сензори, което ги прави трудни за сравнение и дешифриране. По-информативен е едновременният полиграфски запис на пулсацията на каротидната, радиалната и други артерии, както и ЕКГ, балистограма и други функционални промени в сърдечно-съдовата дейност.

За да се определи тонуса на кръвоносните съдове и еластичността на стените на кръвоносните съдове, се определя скоростта на разпространение на пулсовата вълна. Увеличаването на съдовата скованост води до увеличаване на PWV. За целта се определя разликата във времето на поява на пулсови вълни, така нареченото закъснение. Едновременният запис на сфигмограми се извършва чрез поставяне на два сензора върху повърхностните съдове, разположени проксимално (над аортата) и дистално от сърцето (на каротидната, феморалната, радиалната, повърхностната темпорална, фронталната, орбиталната и други артерии). След определяне на времето на забавяне и дължината между двете изследвани точки, PWV (V) се определя по формулата:

Пулсова вълна

пулсова вълна.

А b V Ж

хсъс скорост u.

Където p 0 х T- време; w - кръгова честота на трептенията; c е определена константа, която определя затихването на вълната. Дължината на вълната на импулса може да се намери от формулата

r a

Х) (б).

(Формула на Моенс-Кортевег):

Където д- модул на еластичност, r - плътност на съдовото вещество, ч- дебелина на стената на съда, д- диаметър на съда.

Интересно е да се сравни (9.15) с израза за скоростта на разпространение на звука в тънък прът:

При хората модулът на еластичност на кръвоносните съдове се увеличава с възрастта, следователно, както следва от (9.15), скоростта на пулсовата вълна също става по-голяма.

Скорост на разпространение на пулсовата вълна

В момента на систола определен обем кръв навлиза в аортата, налягането в началната й част се повишава и стените се разтягат. Тогава вълната на налягането и съпътстващото я разтягане на съдовата стена се разпространяват по-нататък към периферията и се определят като пулсова вълна. По този начин, с ритмичното изхвърляне на кръв от сърцето, в артериалните съдове се появяват последователно разпространяващи се пулсови вълни. Пулсовите вълни се разпространяват в съдовете с определена скорост, която обаче изобщо не отразява линейната скорост на движение на кръвта. Тези процеси са коренно различни. Сали (N. Sahli) характеризира пулса на периферните артерии като „вълнообразно движение, което възниква в резултат на разпространението на първичната вълна, образувана в аортата към периферията“.

Определянето на скоростта на разпространение на пулсовата вълна, според много автори, е най-надеждният метод за изследване на вискоеластичното състояние на кръвоносните съдове.

За да се определи скоростта на разпространение на пулсовата вълна, се извършва едновременен запис на сфигмограми от каротидната, феморалната и радиалната артерия (фиг. 10). Инсталирани са импулсни приемници (сензори): вкл каротидна артерия- на ниво горния ръбщитовидния хрущял, на феморалната артерия - на мястото, където излиза от под пупартовия лигамент, на радиалната артерия - на мястото на палпиране на пулса. Правилното приложение на сензорите за импулс се контролира от позицията и отклоненията на „зайчетата“ върху визуалния екран на устройството.

Ако едновременното записване на трите криви на пулса е невъзможно по технически причини, тогава едновременно записвайте пулса на каротидната и феморалната артерия, а след това на каротидната и радиалната артерия. За да изчислите скоростта на разпространение на пулсовата вълна, трябва да знаете дължината на артериалния сегмент между импулсните приемници. Измерванията на дължината на участъка, по който се разпространява пулсовата вълна в еластичните съдове (Le) (аорта-илиачна артерия), се извършват в следния ред (фиг. 11):

Фиг. 11. Определяне на разстояния между импулсни приемници - "сензори" (според V.P. Nikitin).

Символи в текста:

a - разстоянието от горния ръб на тироидния хрущял (местоположението на импулсния приемник на каротидната артерия) до югуларния прорез, където се проектира горният ръб на аортната дъга;

b- разстояние от югуларния вдлъбнатина до средата на линията, свързваща двете spina iliaca anterior (проекция на разделянето на аортата на илиачните артерии, който при нормален размер и правилна форма на корема точно съвпада с пъпа);

c е разстоянието от пъпа до местоположението на импулсния приемник на бедрената артерия.

Получените размери b и c се добавят и разстоянието a се изважда от тяхната сума:

Изваждането на разстояние a е необходимо поради факта, че пулсовата вълна в каротидната артерия се разпространява в посока, обратна на аортата. Грешката при определяне на дължината на сегмент от еластични съдове не надвишава 2,5-5,5 cm и се счита за незначителна. За определяне на дължината на пътя, когато пулсова вълна се разпространява през съдовете мускулен тип(LM) трябва да бъдат измерени следните разстояния (виж Фиг. 11):

От средата на югуларния прорез до предната повърхност на главата раменна кост (61);

От главата на раменната кост до мястото на поставяне на импулсния приемник на радиалната артерия (a. radialis) - c1.

По-точно това разстояние се измерва при абдуцирана под прав ъгъл ръка - от средата на югуларната изрезка до мястото на пулсовия датчик на радиалната артерия - d(b1+c1) (виж фиг. 11).

Както в първия случай, от това разстояние е необходимо да извадим сегмента a. Оттук:

Фиг. 12. Определяне на времето на забавяне на пулсовата вълна от началото на издигането на възходящия край на кривите (според В. П. Никитин)

а - крива на бедрената артерия;

te е времето на забавяне в еластичните артерии;

tm е времето на забавяне в мускулните артерии;

Второто количество, което трябва да се знае, за да се определи скоростта на разпространение на пулсовата вълна, е времето на забавяне на импулса в дисталния сегмент на артерията по отношение на централния импулс (фиг. 12). Времето на забавяне (r) обикновено се определя от разстоянието между началото на нарастването на централната и периферната пулсова крива или от разстоянието между точките на огъване на възходящата част на сфигмограмите.

Времето на забавяне от началото на издигането на централната пулсова крива (каротидна артерия - a. carotis) до началото на издигането на сфигмографската крива на бедрената артерия (a. femoralis) - времето на забавяне на разпространението на пулсова вълна по протежение на еластичните артерии (te) - времето на забавяне от началото на издигането на кривата a. carotis преди началото на покачването на сфигмограмата от радиалната артерия (a.radialis) - времето на забавяне в съдовете от мускулен тип (tM). Регистрирането на сфигмограмата за определяне на времето на забавяне трябва да се извършва при скорост на движение на фотохартията 100 mm/s.

За по-голяма точност при изчисляване на времето на забавяне на пулсовата вълна се записват 3-5 импулсни трептения и средната стойност се взема от стойностите, получени по време на измерването (t) За да се изчисли скоростта на разпространение на пулсовата вълна (C), пътят (L), изминат от импулсната вълна (разстоянието между приемниците), сега е необходим импулс), разделен на времето за забавяне на импулса (t)

И така, за артерии от еластичен тип:

за мускулни артерии:

Например, разстоянието между импулсните сензори е 40 cm, а времето на забавяне е 0,05 s, тогава скоростта на разпространение на импулсната вълна е:

Обикновено при здрави хора скоростта на разпространение на пулсовата вълна през еластичните съдове варира от 500-700 cm / s, а през мускулните съдове - 500-800 cm / s.

Еластичното съпротивление и следователно скоростта на разпространение на пулсовата вълна зависи преди всичко от индивидуалните характеристики, морфологичната структура на артериите и възрастта на субектите.

Много автори отбелязват, че скоростта на разпространение на пулсовата вълна се увеличава с възрастта, малко повече в еластичните съдове, отколкото в мускулните съдове. Тази посока на промените, свързани с възрастта, може да зависи от намаляването на разтегливостта на стените на съдовете от мускулен тип, което до известна степен може да бъде компенсирано чрез промяна във функционалното състояние на неговите мускулни елементи. И така, Н.Н. Савицки цитира, според данните на Лудвиг (Ludwig, 1936), следните норми за скоростта на разпространение на пулсовата вълна в зависимост от възрастта (виж таблицата).

Възрастови норми за скоростта на разпространение на пулсовата вълна през съдове от еластичен (Se) и мускулен (Sm) тип:

При сравняване на средните стойности на Se и Sm, получени от V.P. Никитин (1959) и К.А. Морозов (1960), с данните на Лудвиг (Ludwig, 1936), трябва да се отбележи, че те съвпадат доста тясно.

Скоростта на разпространение на пулсовата вълна през еластичните съдове се увеличава особено с развитието на атеросклероза, както ясно се вижда от редица анатомично проследени случаи (Ludwig, 1936).

Е.Б. Бабски и В.Л. Карпман предложи формули за определяне на индивидуално подходящи стойности на скоростта на разпространение на пулсовата вълна в зависимост от или като се вземе предвид възрастта:

В тези уравнения има една променлива B - възраст, коефициентите са емпирични константи. Приложението (Таблица 1) показва индивидуално подходящи стойности, изчислени с помощта на тези формули за възраст от 16 до 75 години. Скоростта на разпространение на пулсовата вълна през еластичните съдове също зависи от нивото на средното динамично налягане. С повишаване на средното налягане скоростта на разпространение на пулсовата вълна се увеличава, характеризирайки повишеното "напрежение" на съда поради пасивното му разтягане отвътре от високо кръвно налягане. При изследване на еластичното състояние на големите съдове постоянно възниква необходимостта да се определи не само скоростта на разпространение на пулсовата вълна, но и нивото на средното налягане.

Несъответствието между промените в средното налягане и скоростта на разпространение на пулсовата вълна до известна степен е свързано с промени в тоничното свиване на гладките мускули на артериите. Това несъответствие се наблюдава при изследване на функционалното състояние на артериите от предимно мускулен тип. Тоничното напрежение на мускулните елементи в тези съдове се променя доста бързо.

За да идентифицира "активния фактор" на мускулния тонус на съдовата стена, V.P. Никитин предложи дефиниция на връзката между скоростта на разпространение на пулсова вълна през мускулните съдове (Sm) и скоростта през еластичните съдове (E). Обикновено това съотношение (CM/C9) варира от 1,11 до 1,32. При повишен тонус на гладката мускулатура той се повишава до 1,40-2,4; при намаляване намалява до 0,9-0,5. Намаляване на SM/SE се наблюдава при атеросклероза, поради увеличаване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна по протежение на еластичните артерии. При хипертонията тези стойности, в зависимост от стадия, са различни.

По този начин, с увеличаване на еластичното съпротивление, скоростта на предаване на импулсните трептения се увеличава и понякога достига големи стойности. Високата скорост на разпространение на пулсовата вълна е безусловен признак за повишаване на еластичното съпротивление на артериалните стени и намаляване на тяхната разтегливост.

Скоростта на разпространение на пулсовата вълна се увеличава с органични увреждания на артериите (повишен Se при атеросклероза, сифилитичен мезоаортит) или с повишено еластично съпротивление на артериите поради повишен тонус на гладките им мускули, разтягане на съдовите стени от високо кръвно налягане (повишаване на Se при хипертония, невроциркулаторна дистония от хипертоничен тип) . При невроциркулаторна дистония от хипотоничен тип, намаляването на скоростта на разпространение на пулсовата вълна по протежение на еластичните артерии се свързва главно с ниско ниво на средно динамично налягане.

На получената полисфигмограма кривата на централния пулс (a. carotis) също определя времето на изтласкване (5) - разстоянието от началото на издигането на пулсовата крива на каротидната артерия до началото на падането на нейната основна систолна част.

Н.Н. За по-правилно определяне на времето на изгонване Савицки препоръчва използването на следната техника (фиг. 13). Начертаваме допирателна през петата на incisura a. carotis нагоре по катакротата, от точката на отделянето му от извивката на катакрота спускаме перпендикуляра. Разстоянието от началото на нарастването на импулсната крива до този перпендикуляр ще бъде времето на изтласкване.

Фиг. 13. Метод за определяне на времето на експулсиране (според N.N. Savitsky).

Начертаваме права AB, съвпадаща с низходящото коляно на катакрота.На мястото, където излиза от катакрота, начертаваме права CD, успоредна на нулевата. От точката на пресичане спускаме перпендикуляра към нулевата линия. Времето на изтласкване се определя от разстоянието от началото на нарастване на импулсната крива до пресечната точка на перпендикуляра с нулевата линия. Пунктираната линия показва определянето на времето на експулсия според местоположението на инцизурата.

Фиг. 14. Определяне на времето на изтласкване (5) и времето на пълна инволюция на сърцето (Т) според централната пулсова крива (според V.P. Nikitin).

Времето на пълна инволюция на сърцето (продължителност на сърдечния цикъл) T се определя от разстоянието от началото на нарастването на централната пулсова крива (a. carotis) на един сърдечен цикъл до началото на повишаването на кривата на следващия цикъл, т.е. разстоянието между възходящите крайници на две пулсови вълни (фиг. 14).

9.2. Пулсова вълна

Когато сърдечният мускул се свие (систола), кръвта се изхвърля от сърцето в аортата и артериите, простиращи се от нея. Ако стените на тези съдове бяха твърди, тогава налягането, възникващо в кръвта на изхода от сърцето, би се предавало към периферията със скоростта на звука. Еластичността на стените на кръвоносните съдове води до факта, че по време на систола кръвта, изтласкана от сърцето, разтяга аортата, артериите и артериолите, т.е. големите съдове получават повече кръв по време на систола, отколкото тече към периферията. Нормалното систолично налягане на човек е приблизително 16 kPa. По време на отпускане на сърцето (диастола) разтегнатите кръвоносни съдове се свиват и потенциалната енергия, предадена им от сърцето чрез кръвта, преминава в кинетична енергиякръвен поток, като същевременно се поддържа диастолично налягане от приблизително 11 kPa.

Вълна от повишено налягане, разпространяваща се през аортата и артериите, причинена от изхвърлянето на кръв от лявата камера по време на систола, се нарича пулсова вълна.

Пулсовата вълна се разпространява със скорост 5-10 m/s или дори повече. Следователно, по време на систола (около 0,3 s) тя трябва да се разпространи на разстояние от 1,5-3 m, което е по-голямо от разстоянието от сърцето до крайниците. Това означава, че началото на пулсовата вълна ще достигне крайниците, преди налягането в аортата да започне да намалява. Профилът на част от артерията е показан схематично на фиг. 9.6: А- след преминаване на пулсовата вълна, b- началото на пулсовата вълна в артерията, V- пулсова вълна в артерията, Ж- високото кръвно налягане започва да спада.

Пулсовата вълна ще съответства на пулсация на скоростта на кръвния поток в големите артерии, но скоростта на кръвта (максимална стойност 0,3-0,5 m/s) е значително по-малка от скоростта на разпространение на пулсовата вълна.

От моделния опит и от общите представи за работата на сърцето става ясно, че пулсовата вълна не е синусоидална (хармонична). Като всеки периодичен процес, пулсовата вълна може да бъде представена чрез сбор от хармонични вълни (вижте § 5.4). Затова ще обърнем внимание, като модел, на хармоничната пулсова вълна.

Да приемем, че една хармонична вълна [виж (5.48)] се разпространява по протежение на съда по оста хсъс скорост . Вискозитетът на кръвта и еластично-вискозните свойства на съдовите стени намаляват амплитудата на вълната. Можем да предположим (вижте например § 5.1), че затихването на вълната ще бъде експоненциално. Въз основа на това можем да напишем следното уравнение за пулсовата вълна:

Където Р 0 - амплитуда на налягането в пулсовата вълна; х- разстояние до произволна точка от източника на вибрации (сърце); T- време;  - кръгова честота на трептенията;  е определена константа, която определя затихването на вълната. Дължината на вълната на импулса може да се намери от формулата

Вълната на налягането представлява известно "излишно" налягане. Следователно, като се вземе предвид „основното“ налягане Р А(атмосферно налягане или налягане в средата около съда) промяната в налягането може да бъде записана по следния начин:

Както може да се види от (9.14), докато кръвта се движи (както Х)колебанията в налягането се изглаждат. Схематично на фиг. Фигура 9.7 показва колебанията на налягането в аортата близо до сърцето (a) и в артериолите (б).Графиките са дадени, като се приема модел на хармонична пулсова вълна.

На фиг. Фигура 9.8 показва експериментални графики, показващи промяната в средната стойност на налягането и скоростта и кръвния поток в зависимост от вида на кръвоносните съдове. Хидростатичното кръвно налягане не се взема предвид. Налягането е над атмосферното. Защрихованата зона съответства на колебания в налягането (пулсова вълна).

Скоростта на пулсовата вълна в големите съдове зависи от техните параметри, както следва: (Формула на Моенс-Кортевег):

Където д- модул на еластичност,  - плътност на съдовото вещество, ч- дебелина на стената на съда, д- диаметър на съда.

За да продължите изтеглянето, трябва да съберете изображението:

Артериален пулс

Артериален пулс

Артериалният пулс е ритмичното трептене на артериалната стена, причинено от изхвърлянето на кръв от сърцето в артериалната система и промяната на налягането в нея по време на систола и диастола на лявата камера.

Пулсова вълна възниква в устието на аортата по време на изхвърлянето на кръв в нея от лявата камера. За да се приспособи ударният обем на кръвта, обемът, диаметърът на аортата и систоличното налягане в нея се увеличават. По време на вентрикуларната диастола, поради еластичните свойства на стената на аортата и изтичането на кръв от нея в периферните съдове, нейният обем и диаметър се възстановяват до първоначалните си размери. Така по време на сърдечния цикъл възниква рязко трептене на стената на аортата, възниква механична пулсова вълна (фиг. 1), която се разпространява от нея към големи, след това към по-малки артерии и достига до артериолите.

Ориз. 1. Механизмът на възникване на пулсова вълна в аортата и нейното разпространение по стените на артериалните съдове (a-c)

Тъй като артериалното (включително пулсовото) налягане намалява в съдовете с разстоянието от сърцето, амплитудата на пулсовите колебания също намалява. На нивото на артериолите пулсовото налягане пада до нула и няма пулс в капилярите, а след това във венулите и повечето венозни съдове. Кръвта тече равномерно в тези съдове.

Скорост на пулсовата вълна

Пулсовите колебания се разпространяват по стените на артериалните съдове. Скоростта на разпространение на пулсовата вълна зависи от еластичността (разтегливостта), дебелината на стените и диаметъра на съдовете. По-високи скорости на пулсовата вълна се наблюдават при съдове с удебелена стена, малък диаметър и намалена еластичност. В аортата скоростта на разпространение на пулсовата вълна е 4-6 m / s, в артериите с малък диаметър и мускулен слой (например в радиалната) е около 12 m / s. С възрастта разтегливостта на кръвоносните съдове намалява поради уплътняването на стените им, което е придружено от намаляване на амплитудата на пулсовите колебания на артериалната стена и увеличаване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна по тях (фиг. 2).

Таблица 1. Скорост на разпространение на пулсовата вълна

Мускулни артерии

Скоростта на разпространение на пулсовата вълна значително надвишава линейната скорост на движение на кръвта, която в аортата е cm/s в състояние на покой. Пулсовата вълна, възникнала в аортата, достига дисталните артерии на крайниците за приблизително 0,2 s, т.е. много по-бързо, отколкото порцията кръв, чието изхвърляне от лявата камера е предизвикало пулсовата вълна, ще достигне до тях. При хипертония, поради повишеното напрежение и скованост на артериалните стени, скоростта на разпространение на пулсовата вълна през артериалните съдове се увеличава. Измерването на скоростта на пулсовата вълна може да се използва за оценка на състоянието на артериалната съдова стена.

Ориз. 2. Свързани с възрастта промени в пулсовата вълна, причинени от намаляване на еластичността на артериалните стени

Свойства на пулса

Записването на пулса е от голямо практическо значение за клиничната практика и физиологията. Пулсът позволява да се прецени честотата, силата и ритъма на сърдечните контракции.

Таблица 2. Импулсни свойства

Нормално, бързо или бавно

Ритмични или аритмични

Високо или ниско

Бързо или бавно

Твърди или меки

Пулс - броят на ударите на пулса за 1 минута. При възрастни в състояние на физическа и емоционална почивка нормалната честота на пулса (сърдечната честота) е bpm.

За характеризиране на пулса се използват следните термини: нормален, рядък пулс или брадикардия (по-малко от 60 удара/мин), ускорен пулс или тахикардия (повече удара/мин). В този случай трябва да се вземат предвид възрастовите стандарти.

Ритъмът е индикатор, който отразява честотата на пулсовите колебания, следващи един след друг, и честотата на сърдечните контракции. Определя се чрез сравняване на продължителността на интервалите между ударите на пулса по време на палпиране на пулса за минута или повече. При здрав човек пулсовите вълни следват една след друга на равни интервали и такъв пулс се нарича ритмичен. Разликата в продължителността на интервалите с нормален ритъм не трябва да надвишава 10% от средната им стойност. Ако продължителността на интервалите между ударите на пулса е различна, тогава контракциите на пулса и сърцето се наричат ​​аритмични. Обикновено може да се открие "дихателна аритмия", при която честотата на пулса се променя синхронно с фазите на дишане: увеличава се при вдишване и намалява при издишване. Дихателната аритмия се среща по-често при млади хора и при лица с лабилен тонус на вегетативната нервна система.

Други видове аритмичен пулс (екстрасистолия, предсърдно мъждене) показват нарушения на възбудимостта и проводимостта в сърцето. Екстрасистолията се характеризира с появата на необичайна, по-ранна флуктуация на пулса. Амплитудата му е по-малка от предишните. Екстрасистолното трептене на пулса може да бъде последвано от по-дълъг интервал до следващия следващ пулс, така наречената „компенсаторна пауза“. Този пулс обикновено се характеризира с по-висока амплитуда на трептене на артериалната стена поради по-силна контракция на миокарда.

Пълненето (амплитудата) на пулса е субективен показател, оценен чрез палпация по височината на издигане на артериалната стена и най-голямото разтягане на артерията по време на сърдечната систола. Напълването на пулса зависи от големината на пулсовото налягане, ударния обем, обема на циркулиращата кръв и еластичността на артериалните стени. Обичайно е да се разграничават следните опции: пулс с нормален, задоволителен, добър, слаб пълнеж и, като краен вариант на слаб пълнене, нишковиден пулс.

Добре напълненият пулс се възприема осезаемо като пулсова вълна с висока амплитуда, палпира се на известно разстояние от линията на проекция на артерията върху кожата и се усеща не само при умерен натиск върху артерията, но и при слабо докосване до областта на неговата пулсация. Нишковидният пулс се възприема като слаба пулсация, палпирана по тясна линия на проекция на артерията върху кожата, чието усещане изчезва, когато контактът на пръстите с повърхността на кожата отслабне.

Пулсовото напрежение е субективен показател, оценен от силата на налягането, приложено върху артерията, достатъчно за изчезването на нейната пулсация дистално от точката на натиск. Пулсовото напрежение зависи от средното хемодинамично налягане и до известна степен отразява нивото на систолното налягане. При нормално кръвно налягане пулсовото напрежение се оценява като умерено. Колкото по-високо е кръвното налягане, толкова по-трудно е да се притисне напълно артерията. При високо кръвно налягане пулсът става напрегнат или твърд. При ниско кръвно налягане артерията лесно се притиска и пулсът се оценява като мек.

Честотата на пулса се определя от стръмността на повишаване на налягането и артериалната стена, достигаща максималната амплитуда на пулсовите колебания. Колкото по-голяма е стръмността на нарастването, толкова по-кратък е периодът от време, през който амплитудата на импулсното колебание достига максималната си стойност. Честотата на пулса може да се определи (субективно) чрез палпация и обективно според анализа на стръмността на увеличаването на анакрозата на сфигмограмата.

Честотата на пулса зависи от скоростта на повишаване на налягането в артериалната система по време на систола. Ако по време на систола повече кръв се изхвърля в аортата и налягането в нея се увеличава бързо, тогава най-голямата амплитуда на артериалното разтягане ще бъде постигната по-бързо - тежестта на анакротата ще се увеличи. Колкото по-голяма е стръмността на анакротиката (ъгълът a между хоризонталната линия и анакротиката е по-близо до 90°), толкова по-висока е честотата на пулса. Този пулс се нарича ускорен. При бавно повишаване на налягането в артериалната система по време на систола и ниска скорост на нарастване на анакрозата (малък ъгъл a), пулсът се нарича бавен. При нормални условия пулсът е междинен между бързия и бавния пулс.

Бързият пулс показва увеличаване на обема и скоростта на изтласкване на кръвта в аортата. При нормални условия пулсът може да придобие такива свойства, когато тонусът на симпатиковата нервна система се повишава. Постоянно присъстващият ускорен пулс може да е признак на патология и по-специално да показва недостатъчност на аортната клапа. При аортна стеноза или намален вентрикуларен контрактилитет могат да се развият признаци на бавен пулс.

Колебанията в обема и налягането на кръвта във вените се наричат ​​венозен пулс. Венозният пулс се определя в големите вени на гръдната кухина и в някои случаи (с хоризонтално положение на тялото) може да бъде записан в цервикалните вени (особено югуларната). Записаната венозна пулсова крива се нарича венограма. Венозният пулс се причинява от влиянието на контракциите на предсърдията и вентрикулите върху кръвния поток във вената кава.

Проучване на пулса

Изследването на пулса ви позволява да оцените редица важни характеристики на състоянието на сърдечно-съдовата система. Наличието на артериален пулс в субекта е доказателство за миокардна контракция, а свойствата на пулса отразяват честотата, ритъма, силата, продължителността на систолата и диастолата на сърцето, състоянието на аортните клапи, еластичността на артериалната артерия. съдова стена, кръвен обем и кръвно налягане. Колебанията на пулса в стените на кръвоносните съдове могат да бъдат записани графично (например с помощта на сфигмография) или оценени чрез палпация в почти всички артерии, разположени близо до повърхността на тялото.

Сфигмографията е метод за графично записване на артериалните импулси. Получената крива се нарича сфигмограма.

За да се регистрира сфигмограма, в зоната на пулсация на артерията се инсталират специални сензори, които откриват механични вибрации на подлежащите тъкани, причинени от промени в кръвното налягане в артерията. По време на един сърдечен цикъл се записва пулсова вълна, на която се идентифицира възходящ участък - анакротичен, и низходящ участък - катакротичен.

Ориз. Графична регистрация на артериален пулс (сфигмограма): CD-anacrotic; de - систолно плато; dh - катакрота; f - инцизура; g - дикротична вълна

Anacrota отразява разтягането на артериалната стена чрез повишаване на систоличното кръвно налягане в нея през периода от началото на изтласкването на кръвта от вентрикула до достигане на максималното налягане. Catacrota отразява възстановяването на първоначалния размер на артерията през времето от началото на намаляване на систоличното налягане в нея до достигане на минималното диастолично налягане в нея.

Катакротата има инцизура (прорез) и дикротично издигане. Инцизурата възниква в резултат на бързо понижаване на артериалното налягане в началото на камерната диастола (протодиастолен интервал). По това време, когато полулунните клапи на аортата все още са отворени, лявата камера се отпуска, което води до бързо намаляване на кръвното налягане в нея и под въздействието на еластични влакна аортата започва да възстановява своя размер. Част от кръвта от аортата се движи към вентрикула. В същото време той отблъсква платната на полулунните клапи от стената на аортата и ги кара да се затворят. Отразявайки се от затворените клапи, вълната от кръв ще създаде ново краткотрайно повишаване на налягането в аортата и другите артериални съдове, което се записва на катакротичната сфигмограма чрез дикротично покачване.

Пулсацията на съдовата стена носи информация за състоянието и функционирането на сърдечно-съдовата система. Следователно анализът на сфигмограмата позволява да се оценят редица показатели, отразяващи състоянието на сърдечно-съдовата система. От него можете да изчислите продължителността на сърдечния цикъл, сърдечния ритъм и сърдечната честота. Въз основа на моментите на началото на анакротата и появата на инцизура може да се оцени продължителността на периода на изхвърляне на кръв. Стръмността на анакротата се използва за преценка на скоростта на изтласкване на кръвта от лявата камера, състоянието на аортните клапи и самата аорта. Честотата на пулса се оценява въз основа на стръмността на анакротизма. Моментът на регистриране на инцизурата позволява да се определи началото на вентрикуларната диастола и появата на дикротично издигане - затварянето на полулунните клапи и началото на изометричната фаза на вентрикуларната релаксация.

При синхронно записване на сфигмограмата и фонокардиограмата на техните записи, началото на анакротиката съвпада във времето с появата на първия сърдечен тон, а дикротичното покачване съвпада с появата на втория сърдечен ритъм. Скоростта на увеличаване на анакротата на сфигмограмата, отразяваща повишаването на систоличното налягане, при нормални условия е по-висока от скоростта на намаляване на анакротата, отразяваща динамиката на намаляване на диастолното кръвно налягане.

Амплитудата на сфигмограмата, нейната инцизура и дикротичното издигане намаляват, когато мястото на запис на SS се отдалечава от аортата към периферните артерии. Това се дължи на намаляване на кръвното налягане и пулсовото налягане. В местата на съдовете, където разпространението на пулсовата вълна среща повишено съпротивление, възникват отразени пулсови вълни. Първичните и вторичните вълни, движещи се една към друга, се сумират (като вълни на повърхността на водата) и могат да се усилват или отслабват взаимно.

Изследването на пулса чрез палпация може да се извърши в много артерии, но особено често се изследва пулсацията на радиалната артерия в областта на стилоидния процес (китката). За да направите това, лекарят обвива ръката си около ръката на изследваното лице в областта на ставата на китката, така че палецът да е разположен от задната страна, а останалата част от предната му странична повърхност. След като опипате радиалната артерия, натиснете я с три пръста към подлежащата кост, докато под пръстите се усетят пулсови импулси.

Артериален пулс. Пулсова вълна, нейната скорост

РЕЦЕНЗИОННИ СТАТИИ

UDC 611.13-07:612.15

СКОРОСТ НА ПУЛСОВАТА ВЪЛНА И ЕЛАСТИЧНИТЕ СВОЙСТВА НА ОСНОВНИТЕ АРТЕРИИ: ФАКТОРИ, ВЛИЯЩИ НА ТЕХНИТЕ МЕХАНИЧНИ СВОЙСТВА, ВЪЗМОЖНОСТИ ЗА ДИАГНОСТИЧНА ОЦЕНКА

О.В. Илюхин, Ю.М. Лопатин

Катедра по кардиология с функционална диагностика, Волгоградски държавен медицински университет

СКОРОСТ НА ПУЛСОВАТА ВЪЛНА И ЕЛАСТИЧНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ НА МАГИСТРАЛНИТЕ АРТЕРИИ: ФАКТОРИ, ВЛИЯЩИ НА ТЕХНИТЕ МЕХАНИЧНИ СВОЙСТВА И ВЪЗМОЖНОСТИ ЗА ТЯХНАТА ДИАГНОСТИЧНА ОЦЕНКА

О.В. Илюхин, Ю.М. Лопатин

Резюме. Статията представя обобщение на методите за оценка на скоростта на пулсовата вълна и тяхното клинично значение.

Ключови думи: скорост на пулсовата вълна, артерии, комплайанс

Основните свойства на съдовата стена, които определят нейната еластичност, са еластичността, разтегливостта и твърдостта. Комплайънсът, или както се използва терминът „комплайънс“ в западната литература, е промяна в напрежението на съдовата стена и зависимостта на кръвния обем от налягането. Следователно напрежението на стената зависи главно от съотношението на еластичните и колагеновите влакна: ако преобладават колагеновите влакна, тогава артериалната стена ще бъде по-твърда, и обратното, ако еластичните влакна ще бъдат по-меки и по-гъвкави. Разтегливостта на съда зависи от способността на диаметъра на съда да се променя в отговор на промените във вътресъдовото налягане. Реципрочната стойност на удължението е твърдостта. Разтегливостта на артериалната стена може да се оцени чрез скоростта на пулсовата вълна (PWV).

Използване на SPV в клиничната практика и научна дейностможете да оцените съдовия тонус, да получите представа за състоянието на регионалния кръвен поток, органичния или функционалния характер съдови промени,

изследване на фармакодинамиката на вазоактивни лекарства. В клиничната практика артериалната скованост се определя с помощта на доплерография и ехокардиография (ЕхоКГ), които позволяват да се определи не само скоростта на кръвния поток, но и дебелината на стената, лумена на съда и да се оценят характеристиките на сърдечния изход. Недостатъкът на тази техника е изследването на артерията на малка площ и използването на скъпо оборудване. Предлага се въвеждането на метод за определяне на PWV с помощта на компютърна фотоплетизмография, който се състои в регистриране на периферна пулсова вълна от показалеца с инфрачервен сензор и цифрова обработка на неговите обемни характеристики.

Един от най-простите неинвазивни, макар и забравени методи за определяне на PWV е механокардиографският метод за запис на сфигмограми. С помощта на сфигмографския метод е възможно да се оцени състоянието на артериите чрез промяна на диаметъра на напречното сечение на съда в различни моменти от сърдечния цикъл. При всяко свиване на сърцето налягането

Налягането в артериите се увеличава, диаметърът на напречното сечение на съда се увеличава, след което всичко се връща в първоначалното си състояние. Целият този цикъл се нарича артериален пулс, а неговият запис в динамика се нарича сфигмограма. Методът се основава на синхронен запис на сфигмограми от две или повече точки на съдовата система. Различават се сфигмограми на централен пулс (записът се извършва на големи артерии, близки до сърцето - субклавиални, каротидни) и периферен (записът се извършва от по-малки артериални съдове).

Като се има предвид морфологичната структура на артериите, PPV се разграничава според съдове от еластичен (в областта aa. carotis - femoralis) и мускулен (aa. carotis - radialis) тип. Обикновено сензорите се поставят върху областта на каротидната, феморалната и радиалната артерия и произвеждат синхронен запис, понякога паралелно се записва електрокардиограма. Морфология на кривите, записани от големи и периферни съдове, не е същото. Кривата на каротидната артерия има по-сложна структура (фиг.). Започва с малка амплитуда "а" вълна (предсистолна вълна), последвана от рязко покачване (анакро-та "а-b"), съответстваща на периода на бързо изтласкване на кръвта от лявата камера в аортата (закъснение между отварянето на аортните клапи и появата на пулса на каротидната артерия е »0,02 s), тогава на някои криви могат да се видят малки колебания. Впоследствие кривата рязко пада надолу (дикротична вълна “v-g”). Тази част от кривата отразява период на бавен кръвен поток в съдовото легло (при по-ниско налягане). В края на тази част от кривата, съответстваща на края на систола, ясно се записва прорез (incisura "b") - краят на фазата на изтласкване. Той може да измерва кратко повишение ("b"), причинено от затръшването на полулунните клапи на аортата, което съответства на момента на изравняване на налягането в аортата и вентрикула (според N.N. Savitsky).

ЕКГ 1 II il i / ÄS* / /

СЪС<\ >G 6 b fi

a rte ri! 1 з

o e. pei ^no i 1

G.....t t 1

Ориз. Морфология на сфигмограмите

След това кривата постепенно намалява (леко спускане), като в повечето случаи се вижда леко издигане на спускането. Тази част от кривата отразява диастоличния период на сърдечната дейност.

Морфологията на периферната пулсова крива е по-малко сложна. Разграничава 2 колена: възходящо - анакротично „а” (причинено от внезапно повишаване на налягането в изследваната артерия) с допълнителна дикротична вълна „6” и низходящо (виж фигурата). Синхронното записване на сфигмограми от каротидната, феморалната и радиалната артерия, заедно с данните за дължината на съдовете, ви позволява да определите скоростта на разпространение на пулсовата вълна с помощта на компютърна програма или ръчно.

PWV е динамична стойност и не може да бъде постоянна за едно и също лице. Скоростта на разпространение на пулсовата вълна зависи от морфологичната структура на съда (еластичен или мускулен тип), неговия диаметър или напречно сечение на лумена, твърдостта на съдовата стена, състоянието на коагулационните и антикоагулационните системи на кръв, липиди и въглехидратния метаболизъм, възраст, кръвно налягане (АН), сърдечна честота (HR), антропометрични данни и редица други показатели. Нека да разгледаме основните.

Еластичността на съдовата стена е пряко свързана с нейната морфологична структура и са важни както количествените характеристики, така и характеристиките на тяхната структура и физикохимични свойства. Еластичните свойства на кръвоносните съдове се определят от еластин, колаген и подредени гладкомускулни клетки. В големите главни артерии еластинът и колагенът представляват до 50% от сухото тегло. Връзката между тях в различни области съдово леглоразлични . Съдържанието и връзката на структурните елементи до голяма степен определя биомеханиката на съдовата стена. Не по-малко важно от количественото съдържание на структурните елементи е тяхното относително разположение.

Скоростта на разпространение на пулсовата вълна се влияе от промените в лумена на съда или неговия диаметър. Вазомоторната активност на артериите се променя по време на сърдечния цикъл. През 1961 г. б. Изчакайте! д! a1. извършват едновременни записи на диаметъра на аортата и кръвното налягане при куче по време на сърдечния цикъл. През 1979 г., при записване на промените във външния диаметър на общата каротидна артерия по време на сърдечния цикъл, беше направено заключението, че има феномен на хистерезис за кривите диаметър-налягане по време на сърдечния цикъл, тежестта на която зависи от величината на пулсовото налягане .

БЮЛЕТИН НА ВолСМУ

Феноменологията на хистерезиса на кривите на диаметъра за фазите на натоварване-разтоварване на съд с налягане се дължи на промени в еластичните свойства на съдовата стена, които от своя страна се определят от активността на комплекс от компоненти на съда стена – гладка мускулатура, еластин и колаген. Еластинът и колагенът са пасивни компоненти на стената; тяхната активност за ограничаване на разтягането на артерията е ограничена и би имала постоянен, равномерен характер, без да осигурява разглежданите характеристики на преструктуриране на свойствата на съдовата стена. Бързото преструктуриране на механичните свойства на артериалната стена за период от един сърдечен цикъл очевидно е свързано с работата на функционално лабилния компонент на стената - гладката мускулатура. Известно е, че гладките мускули, променяйки своята активност, могат значително да повлияят на процеса, който се съпротивлява на разтягане, което се проявява чрез промяна в биомеханичните характеристики на съда. Процесът на вазодилатация се нарушава поради промени в съдовата стена по време на стареене, атеросклероза, сърдечна недостатъчност, хиперхолестеролемия, диабет, уремия, менопауза.

PWV до голяма степен се влияе от нивото на систолното кръвно налягане и пулсовото налягане. Пулсовото налягане е свързано с количеството миокардна маса на лявата камера и следователно със степента на хипертрофия на лявата камера. Повишаването на систоличното кръвно налягане и пулсовото налягане има пряка връзка с увеличаването на съдовата скованост, което води до повишаване на PWV. Според редица автори пулсовото налягане може да се счита за реален показател за възрастта на артериите, което не винаги съответства на биологичната възраст на човека. В по-малка степен еластичността на артериалната стена се влияе от нивото на диастолното кръвно налягане. Установена е пряка корелация между средното кръвно налягане (Avg.BP) и стойността на PWV и, според авторите, стойностите на Avg.BP могат да имат по-голямо влияние върху промените в еластичността на съдовата стена .

Скоростта на разпространение на пулсовата вълна се влияе от твърдостта на съдовата стена. PWV характеризира еластичното напрежение на съдовите стени и се увеличава с увеличаване на артериалната скованост. Така при индивиди с разтегливи артерии PWV е по-ниска и отразената вълна се връща към възходящата аорта по време на диастола. В твърдите артерии PWV се увеличава и отразената вълна се връща по-рано по време на систола, което води до повишено систолно и пулсово налягане и левокамерно следнатоварване. Според литературата, колкото по-висока е сковаността на аортата, толкова по-лошо

субендокарден кръвен поток, което от своя страна води до повишена субендокардна миокардна исхемия.

Известно е, че артериалната скованост и PWV се влияят от възрастта и е установена пряка корелация между тези показатели. Обикновено PWV се променя през целия живот и главно в артериите от еластичен тип, а не в мускулите поради еволюционни промени в стените на кръвоносните съдове. С възрастта твърдостта на съдовата стена се увеличава поради увеличаване на съдържанието на колагенови влакна, а еластичността на артериалната стена намалява поради дегенерация на тъканта, отговорна за еластичността на кръвоносните съдове. Предложено голям бройформули за определяне на индивидуално подходящи стойности на скоростта на разпространение на пулсовата вълна в зависимост от възрастта. По този начин, според литературни данни, получени по различно време, PWV в същите възрастови интервали има почти сходни показатели: за 20-44 години PWV в артериите от еластичен тип е 6,6-8,0 m / s, а PWV в артериите от мускулен тип е 6.6-8.0 m/s 6.8-7.4 m/s; на 4570 години - PWV в еластичните артерии е 8,5-9,7 m/s, а PWV в мускулните артерии е 7,4-9,3 m/s.

Известно е, че извършването на физическа активност предизвиква и редица промени в еластичността на съдовата стена. Изследвания на еластична устойчивост артериална системашироко използвани в спортната медицина. При изследване на функционалните промени в централната хемодинамика (BP, периферно съдово съпротивление, минута, ударни обеми на сърцето) и реакцията на еластичност на артериалната стена, която се оценява като модул на еластичност, при спортисти при извършване на значителна физическа активност, беше отбелязано, че при извършване на работа има значително увеличение на еластичното съпротивление на артериалната стена, разкрита е пряка зависимост на модула на еластичност от нивото на пулсовото налягане и продължителността на диастолата. Увеличаването на съпротивлението на съдовата стена в този случай е адаптивен механизъм на артериалното легло, който предотвратява отлагането на кръв в резултат на повишена интензивност на кръвния поток.

Сърдечната честота не изглежда да има значителен ефект върху PWV в повечето проучвания, но, особено при жените, PWV може да бъде допълнително повлияна от сърдечната честота, като се вземат предвид височината и обиколката на талията. Повечето автори са склонни да смятат, че показателите за съдова еластичност както при пациенти с нормално кръвно налягане, така и при пациенти с хипертония са значително

по-високите степени са свързани с кръвното налягане и възрастта и нямат ясна връзка със сърдечната честота.

Състоянието на артериалната стена, и на първо място, за съдовете от мускулен тип, също може да бъде повлияно от функцията на ендотела. R. Furchgott и J. Zawadzki (1980) са първите, които говорят за независимата роля на съдовия ендотел в регулацията на съдовия тонус. Авторите откриха способността на изолирана артерия независимо да променя своята мускулен тонусв отговор на действието на ацетилхолин без участието на централни (неврохуморални) механизми. Основната роля в това е дадена на ендотелните клетки, които са характеризирани от авторите като „сърдечно-съдови. ендокринен орган, който осъществява връзката между кръвта и тъканите в критични ситуации."

Известно е, че съдовият ендотел регулира локалните процеси на хемостаза и миграция на кръвни клетки в съдовата стена. Обикновено ендотелиумът синтезира вещества, които отпускат гладкомускулните клетки на съдовата стена, и на първо място азотен оксид (NO) и неговите производни (фактори на ендотелна релаксация - EGF), както и простациклин и ендотелиум-зависим фактор на хиперполяризация. EGF-NO, произвеждан от съдовия ендотел, повишава локалната перфузия, стимулира производството на простагландини, като по този начин повлиява кръвното налягане. Азотният оксид изпълнява важна функция в регулирането на коронарния кръвен поток: той разширява или стеснява лумена на кръвоносните съдове според нуждите. Повишен приток на кръв, например при физическа дейност, води до механично дразнене на ендотела. Това механично дразненестимулира синтеза на NO, което предизвиква отпускане на съдовата мускулатура и по този начин причинява вазодилатация. С възрастта ендотелният синтез на азотен оксид намалява и се развива повишена реактивност на ендотела към вазоконстрикторни фактори. В допълнение към директния ефект върху компонентите на съдовата стена, NO също има ефект върху активността на кръвните клетки, по-специално, той ефективно инхибира както агрегацията, така и адхезията на тромбоцитите и левкоцитите към съдовия ендотел и активира освобождаването на ренин от юкстагломерулни клетки. В допълнение, EGF-NO не само регулира съдовия тонус, но и предотвратява патологичното ремоделиране на съдовата стена и прогресията на атеросклерозата.

От друга страна, се получава синтез на вещества с вазоконстрикторен ефект - ендотелни констрикторни фактори: свръхокислени аниони, вазоконстрикторни простаноиди като тромбоксан А2, както и ендотелин-1 и др. При продължително излагане на различни увреждащи фактори върху съдовия ендотел, настъпва постепенно изчерпване на неговата ком-

пензаторна „разширяваща” способност и впоследствие дори на обикновени стимули ендотелните клетки започват да реагират с вазоконстрикция и пролиферация на гладкомускулни клетки на съдовата стена. Следователно ендотелната дисфункция (ЕД) се отнася до дисбаланс между факторите, които осигуряват тези взаимодействия.

Увеличаването на налягането в съда при постоянна скорост на кръвния поток инхибира освобождаването на EGF. Освен това е установено, че продължителният ефект на кръвното налягане върху артериалната стена насърчава морфологичното преструктуриране на нейните компоненти и води до изкривена вазомоторна реакция. В по-малка степен състоянието на артериалната стена се влияе от показатели като вискозитет на кръвта, генетични характеристики, етнически фактори, състояние на ренин-ангиотензиновата система, промени в електролитния състав на кръвта и др. Според редица Според авторите, еластичните свойства на артериалната стена, независимо от патологията, зависят главно от възрастта и нивото на систолното кръвно налягане.

Изследването на еластично-вискозните свойства дори с помощта на методи за катетеризация все още е много трудна задача. Това се дължи на факта, че линейните математически зависимости не могат да бъдат приложени към изследвания модел (в литературата често наричан аортна компресионна камера). Основните проблеми са от фундаментално естество и са свързани предимно с факта, че притока на кръв от лявата камера в съдовото легло се осъществява под формата на дискретни емисии, които са отговорни за вълновите процеси в артериите. Както вече посочихме по-горе, в широката медицинска практика най-широко се използват методи, базирани на запис на сфигмограми или осцилография.

Осцилографията или артериалната осцилография е метод за изследване на артериалните съдове, който позволява да се прецени еластичността на съдовите стени, стойността на максималното, минималното и средното кръвно налягане. Методът се основава на принципа на регистриране на колебателни процеси, протичащи в артериалните съдове. Осцилографията предоставя по-точна информация за кръвното налягане и ви позволява да изчислите някои допълнителни показатели за функционалното състояние на съдовата стена.

Устройствата се използват за запис на осцилограми различни системи. Един от първите осцилоскопи е устройство, проектирано от L.I. Усков през 1904 г. Основата на това и други съвременни устройства е сензор, който гарантира, че изходната стойност е пропорционална на налягането от двете страни на записващата мембрана. Извършва се запис на осцилограмата

БЮЛЕТИН НА ВолСМУ

се записва от записващо устройство върху градуирана (mmHg) хартия. При записване на осцилограма пациентът трябва да избягва всякакво напрежение и движение.

Сфигмографията се използва много по-често и се основава на изследването на колебанията в артериалната стена, причинени от освобождаването на ударния обем на кръвта в артериалното легло. При всяко свиване на сърцето налягането в артериите се увеличава и тяхното напречно сечение се увеличава, след което се възстановява първоначалното състояние. Целият този цикъл от трансформации се нарича артериален пулс, а неговият запис в динамика се нарича сфигмограма. Различават се сфигмограми на централен пулс (записът се извършва на големи артерии, близки до сърцето - субклавиални, каротидни) и периферен (записът се извършва от по-малки артериални съдове). През последните години за запис на сфигмограма се използват пиезоелектрични сензори, които позволяват не само точно възпроизвеждане на пулсовата крива, но и измерване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна.

Сфигмограмата има определени точки за идентифициране и, когато се записва синхронно с ЕКГ и PCG, позволява да се анализират фазите на сърдечния цикъл поотделно за дясната и лявата камера. Технически, записването на сфигмограма не е трудно. Обикновено се прилагат едновременно 2 или повече пиезоелектрични сензора или се прави синхронен запис с електро- и фонокардиограми.

През последните години се обръща все по-голямо внимание на определянето на PWV. В момента на систола определен обем кръв навлиза в аортата, налягането в началната й част се повишава и стените се разтягат. Тогава вълната на налягането и съпътстващото я разтягане на съдовата стена се разпространяват по-нататък към периферията и се определят като пулсова вълна. По този начин, с ритмичното изхвърляне на кръв от сърцето, в артериалните съдове се появяват последователно разпространяващи се пулсови вълни. Пулсовите вълни се разпространяват в съдовете с определена скорост, която обаче изобщо не отразява линейната скорост на движение на кръвта.

За да се определи скоростта на разпространение на пулсовата вълна, едновременно се записват сфигмограми от каротидната, феморалната и радиалната артерия. Импулсни приемници (сензори) са инсталирани: на каротидната артерия - на нивото на горния ръб на тироидния хрущял (по-добре е да се палпира пулсацията на шията на мястото, където се допират трахеята и стерноклеидомастоидния мускул), на феморална артерия - на мястото, където излиза от пупартния лигамент (по-добре малко под лигамента, за по-добра регистрация на сигнала), на радиалната артерия - на мястото на палпиране на пулса. Извършва се правилното прилагане на сензорите за импулс

под визуален контрол на монитора.

Ако едновременното записване на трите криви на пулса е невъзможно по технически причини, тогава едновременно записвайте пулса на каротидната и феморалната артерия, а след това на каротидната и радиалната артерия. За да изчислите скоростта на разпространение на пулсовата вълна, трябва да знаете дължината на артериалния сегмент между импулсните приемници.

При изследване на PWV каротидно-радиалният участък условно съответства на мускулния тип артерии и се измерва, както следва: сумата от разстоянията от мястото на поставяне на сензора върху каротидната артерия до главата на раменната кост и от главата на раменната кост към мястото най-добра регистрацияпулс на радиалната артерия. Дължината на артерията (О) от еластичен тип се определя от сумата от разстоянията от югуларния изрез на гръдната кост до пъпа и до мястото, където е записан пулсът на a. femoralis.

При ръчна обработка на сфигмограма е необходимо да се определи още един показател - времето на забавяне на импулса (/) в дисталния сегмент на артерията по отношение на централния импулс, което обикновено се определя от разстоянието между началото на повишаване на централната и периферната пулсова крива или от разстоянието между точките на огъване на възходящата част на сфигмограмата.

За да се изчисли PWV (C), сега е необходимо да се раздели пътят, изминат от импулсната вълна (разстоянието между импулсните приемници) на времето за забавяне на импулса: 0 = dA. IN автоматични системитип компютърна конзола Co!eop (SatrPog), определянето на индикатора за време се извършва от съответната програма. Измерванията се повтарят и средното време на латентност се изчислява за поне 10 сърдечни цикъла. При провеждане на изследвания с това устройство трябва да се има предвид, че резултатите могат да се считат за обективни с коефициент на представителност най-малко 0,890 и коефициент на повторяемост съответно 0,935.

Въвеждането на ехокардиографията в клиничната практика направи възможно извършването на точна и надеждна оценка на редица показатели за еластичност на стените главни артерии. Стана възможно да се определи разтегливостта, твърдостта на аортата и отразената вълна на налягане. Отразената вълна възниква на мястото на аортната бифуркация и на нивото на съдовете с максимално съдово съпротивление. Обикновено ОВ се връща в аортата при диастола, което значително допринася за ефективната коронарна миокардна перфузия. При оценка на състоянието на съдовата стена важен показател е индексът, дефиниран като съотношението на напречното сечение на средата/диаметъра на лумена. Известно е, че е характерно увеличение на този показател

Това важи за пациенти с хипертония.

Разбира се, не сме разгледали всички методи и методи за оценка еластични свойстваглавни артерии. В тази работа е направен анализ на най-използваните показатели в клиничната практика. От наша гледна точка най-приложимият метод е компютърният анализ с помощта на автоматизирана приставка като Colson (Complior), устройство, което се е доказало в редица многоцентрови международни проучвания.

ЛИТЕРАТУРА

1. Алмазов В.А., Беркович О.А., Ситников М.Ю. и други // Кардиология. - 2001. - бр. - стр. 26-29.

2. Беленков Ю.Н., Мареев В.Ю., Агеев Ф.Т. // Кардиология. - 2001. - бр. - С. 4-9.

3. Гогин Е.Е. Хипертонична болест. - М, 1997. - 400 с.

4. Затейщиков Д.А., Минушкина Л.О., Кудряшова О.Ю. и други // Кардиология. - 1999. - № 6. - С. 14-17.

b. Затейщикова А.А., Затейщиков Д.А. // Кардиология. - 1998. - № 9. - С. 68-78.

6. Лебедев Н.А., Калакутски Л.И., Горлов А.П. и други // Нови информационни технологии в медицината, биологията, фармакологията и екологията: материал. XI международна конференция. - Украйна, Ялта. - 2003. - С. 58.

7. Казачкина С.С., Лупанов В.П., Балахонова Т.В. // Сърце. провал. - 2003. - Т. 4. - № 6. - С. 315-317.

8. Каро К., Медли Т., Шротер Р. и др., Механика на кръвообращението. - М.: Мир, 1981. - 624 с.

9. Карпман В.Л., Орел В.Р., Кочина Н.Г. и други // Клинични и физиологични характеристики на сърдечно-съдовата система при спортисти: сборник, посветен. 25 години катедра спорт. медицина на името на проф. В.Л. Карпман / RGAFK. - М. - 1994. - С. 117-129.

10. Карпов Р.С., Дудко В.А. атеросклероза. Патогенеза, клинична картина, функционална диагностика, лечение. - Томск, 1998. - 655 с.

11. Кочкина М.С., Затейщиков Д.А., Сидоренко В.А. // Кардиология. - 2005. - № 1. - С. 63-71.

12. Липовецки B.M., Plavinskaya S.I., Ilyina G.N. Възраст и функция на човешката сърдечно-съдова система. - Л.: Наука, 1988. - 91 с.

13. Минкин Р.Б. Заболявания на сърдечно-съдовата система. - Санкт Петербург, 1994. - 271 с.

14. Недогода С.В., Лопатин Ю.М. // Артериална хипертония. Екстра издание. - 2002. - С. 13-15.

15. Недогода С.В., Лопатин Ю.М., Чаляби Т.А. и други // Южна Русия. пчелен мед. жур. - 2002. - № 3. - С. 39-43.

16. Оганов Р.Г., Небиеридзе Д.В. // Кардиология. -2002. - Т. 42. - № 3. - С. 35-39.

17. Савицки Н.Н. Биофизични основи на кръвообращението и клинични методи за изследване на хемодинамиката. - М.: Медицина, 1974. - 312 с.

18. Тарасова О.С., Власова М.А., Боровик А.С. и други // Методология на флоуметрията. - 1998. - № 4. - С. 135-148.

19. Титов В.И., Чорбинская С.А., Белова Б.А. // Кардиология. - 2002. - Т. 42. - № 3. - С. 95-98.

20. Фофонов П.Н. Учебник надбавка на механокардиография. - Л, 1977.

21. Albaladejo P., Copie X., Boutouyrie P., et al. // Хипертония - 2001. - Vol. 38. - С. 949-952.

22. Асмар Р. Клинични приложения на артериалната скованост и скоростта на пулсовата вълна. - Париж, 1999. - 1b7 с.

23. Асмар Р., Бенетос А., Лондон Г. М. и др. // Кръвно налягане. - 1995. - кн. 4. - С. 48-54.

24. Asmar R, Rudnichi A, Blacher J, et al. //Am. J. Hypertens. - 2001. - кн. 14. - С. 91-97.

25. Bortel van L.M.A.B., Struijker-Boudier H.A.J., Safar M.E. //Хипертония. - 2001. - кн. 38. - С. 914-928.

26. Бъртън A.C. // Physiol. Rev. - 1954. - кн. 34. -P. 619-642.

27. Busse R, Bauer R.D., Schabert A., et al. //Основен. Рез. Кардиол. - 1979. - кн. 74. - С. 545-554.

28. Dobrin P.B., Rovick A.A. // амер. J. Physiol. -1969. - том. 217. - P. 1644-51.

29. ENCORE Следователи. Ефект на нифедипин и церивастатин върху коронарната ендотелна функция при пациенти с артериално заболяване. Проучването ENCORE I (Оценка на нифедипин и церивастатин за възстановяване на коронарната ендотелна функция) // Circulation. - 2003. - кн. 107. -P. 422-428.

30. Furchgott R.F., Zawadfki J.V. //Природа. - 1980. -Кн. 288. - С. 373-376.

31. Furchgott R.F., Vanhoutte P.M. // FASEB J. -1989. - том. 3. - С. 2007-2018.

32. Халок П. // Арх. Интер. Med. - 1934. - кн. 54. -P. 770-98.

33. Hashimoto M, Miyamoto Y, Matsuda Y, et al. // J. Pharmacol. Sci. - 2003. - кн. 93. - С. 405-408.

34. Leitinger N., Oguogho A., Rodrigues M., et al. // J. Physiol. Pharmacol. - 1995. - кн. 46. ​​​​- Доп. 4. -P. 385-408.

35. Lusher T.F., Barton M. // Clin. Кардиол. - 1997. -Кн. 10. - Доп. 11. - С. 3-10.

36. Millasseau S.C., Kelly R.P., Ritter J.M., et al. // Клинична наука. - 2002. - кн. 103. - С. 371-377.

37. Оливър Дж.Дж., Уеб Д.Дж. // Артериосклероза, тромбоза и съдова биология. - 2003. - кн. 23. - С. 554.

38. O"Rourke M.E. // Хипертония. - 1995. - Том 26. - С. 2-9.

39. Panza JA, Quyyumi AA, Brush J.E.J., et al. // Н. инж. J. Med. - 1990. - кн. 323. - С. 22-27.

40. Quyyumi A.A. //Am. J. Med. - 1998. - кн. 105. -P. 32-39.

41. Rubanyi G.M., Freay A.D., Kauser K., et al. // Кръвоносни съдове. - 1990. - кн. 27. - № 2. - С. 240-257.

42. Safar M.E., Laurent S. et al. // Ангиология. - 1987. -Кн. 38. - С. 287-285.

43. Safar M.E., Лондон G.M. // В Учебник по хипертония. - Blackwell Scientific, Лондон, 1994. - P. 85-102.

44. Schricker K., Ritthaler T., Kramer B.K., et al. // Acta Physiol. Сканиране. - 1993. - кн. 149. - Доп. 3. -П. 347-354.

45. Томас Г., Мостагим Р., Рамуел П. // Комуникации за биохимични и биофизични изследвания. -1986. - том. 141. - Доп. 2. - С. 446-451.

46. ​​​​Watanabe H., Obtsuka S., Kakibana M. и др. // J. Am. полк. Кардиол. - 1993. - кн. 21. - С. 1497-1506.

47. Williams S.B., Cusco JA, Roddy M.A., et al. // J. Am. полк. Кардиол. - 1996. - кн. 27. - С. 567-574.

48. Vane J.R., Anggard E.E., Batting R.M. // Нов англ. J. Med. - 1990. - кн. 323. - С. 27-36.

49. Vanhoutte P.M., Mombouli J.V. // Прог. Кардиоваза. дис. - 1996. - кн. 39. - С. 229-238.

50. Янагисава М., Курихара Х., Кимура С. и др. // J. Hypertens. -1988 г. -Vol. 6. - С. 188-191.

51. Zygmunt P.M., Plane F., Paulsson M., et al. // Br. J. Pharmacol. - 1998. - кн. 124. - Доп. 5. -П. 992-1000.

Този показател позволява да се характеризира еластичното напрежение на съдовите стени и е един от най-надеждните показатели за еластично-вискозното състояние на съдовете. SPVR зависи от силата на свиване на лявата камера и стойността на кръвното налягане и, естествено, от състоянието на артериалните стени. SPVR се оценява чрез синхронно записване на сфигмограми от две или повече точки в съдовата система. Определя се по формулата:

където C – PWV; L – истинска дължина на съда;

t е времето на забавяне на импулса в периферията.

Този показател може да е различен в различните части на съдовата система за един и същи субект. PWV е по-висока в артерии с плътни съдови стени и високо кръвно налягане.

Класическата техника включва едновременно записване на сфигмограми на каротидната и феморалната артерия и позволява да се определи PWV от еластични съдове (аорта). Сензорите за импулс са инсталирани в областта на отчетливата пулсация на каротидната артерия и в средата на лигамента Pupart. PWV се изчислява по формулата, описана по-горе. Дължината на аортата се измерва със сантиметрова лента според проекцията на съда върху повърхността на тялото. Измерете разстоянието от сензора на каротидната артерия до югуларния вдлъбнатина на гръдната кост, от тази точка до пъпа и от пъпа до местоположението на сензора на феморалната артерия. Получената по този начин стойност отразява PWV основно в низходящата аорта и обикновено варира от 450 до 800 cm/s. PWV в аортата зависи значително от възрастта: колкото по-висока е възрастта, толкова по-висока е тя. Отклонения от ±80 cm/s се считат за нормални.

PWV се увеличава с атеросклероза на аортата, хипертония и втвърдяване на съдовата стена. PWV се измерва и в други области на съдовата система

Осцилография и осцилометрия

Методи за изследване на систолното, диастолното и средното налягане. Принципът на метода е, че вибрациите на артериалната стена се предават на маншета, който притиска крайника. В момента, когато налягането в маншета намалее и стане малко по-ниско от систоличното налягане в брахиалната артерия, започват да се появяват първите трептения, които съответстват на максималното (систолично) налягане. Последващото намаляване на налягането в маншета е придружено от увеличаване на трептенията, след което тяхното намаляване и впоследствие трептенията изчезват. Максималните колебания съответстват на средното артериално налягане, а изчезването им съответства на диастоличното налягане.

Принципът на определяне на налягането в артериите е един и същ както при осцилографията, така и при осцилометрията. Единствената разлика е, че в първия случай се прави запис, а във втория - визуално наблюдение. Артериалната осцилография също така позволява да се прецени тонуса на кръвоносните съдове, проходимостта на съдовото легло (особено при запис от симетрични области на крайниците), което може да бъде нарушено от облитериращ ендартериит, емболия и др.

РЕОГРАФИЯ

Реографията е безкръвен метод за изследване на общото и органно кръвообращение.

Методът се основава на регистриране на колебания в съпротивлението на живата тъкан на високочестотен променлив ток. По време на реографско изследване променлив ток с висока честота и ниска сила преминава през област на човешкото тяло. Токът се създава от генератора на устройството и има честота до 500 kHz, силата на тока е не повече от 10 mA. Токове с такава честота и сила са безвредни за тялото, те не се усещат от изследваното лице и не предизвикват мускулни контракции (помнете лабилността на тъканите и наличието на рефрактерност).

Живите тъкани на тялото са добри проводници на електрически ток. Електрическата проводимост на различните тъкани не е еднаква. Важно е съдържанието на електролити, протеини и поляризационни свойства на тъканите. Кръвта има най-висока електропроводимост гръбначно-мозъчна течност, а най-малките - кожа, кости.

Преминавайки през тъканта, променливият ток среща съпротивление (реципрочната стойност на електрическата проводимост). Електрическата проводимост на тъканите се дължи на пулсиращ артериален кръвен поток и равномерен, почти непулсиращ кръвен поток в артериолите, капилярите и венулите. Методът позволява да се изолира компонента на електрическото съпротивление, причинено от импулсни колебания в кръвоснабдяването, което след усилване се записва графично. Това е същността на метода реография. Реограмата отразява общото съпротивление на всички тъкани, разположени в междуелектродното пространство. Следователно тази крива е интегрална, но в генезиса на тази крива решаващата роля принадлежи на пулсовите колебания на кръвоснабдяването.

Методът на реографията дава възможност да се изследва хемодинамиката на всеки орган, който може да се изследва, и всяка част на крайника. Реографията ви позволява да характеризирате артериалното кръвоснабдяване, състоянието на тонуса на артериалните съдове, венозния отток и микроциркулацията. Той също така ви позволява да оцените ударния и минутния обем на кръвообращението. Когато използвате многоканален реограф и записвате реограми от различни части на тялото, можете да прецените преразпределението на кръвта по време на изследването или при всякакви влияния. Формата на реограмата прилича на сфигмограма. Състои се от възходяща част (анакрота) и катакрота (низходяща част). Последният съдържа 1–3 допълнителни вълни. Анакротата отразява пулсовото увеличение на кръвния обем, върхът - притокът и изтичането на кръвта са равни, катакротата съответства на венозния отток.

Федерална агенция за образование

Държавна образователна институция за висше професионално образование

"Курски държавен технически университет"

Катедра по биомедицинско инженерство

КУРСОВИ ПРОЕКТ

по дисциплина "Проектиране на диагностична и терапевтична апаратура"

по темата „Устройство за измерване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна на кръвния поток“

Биомедицинско инженерство

Група БМ-85М

Ръководител на работата Кузмин А.А.

Курск, 2009 г

Въведение

Анализ на проблема

1 Определяне на скоростта на разпространение на пулсовата вълна

2 Изследване на характеристиките на сфигмограмата и скоростта на разпространение на пулсовата вълна по големите артериални съдове

3 Анализ на съществуващи устройства за запис и измерване на параметри на пулсова вълна

Обосновка на блоковата схема на устройството

Избор на елементна база и изчисляване на основните елементи и възли

Изчисляване на захранването и консумацията на енергия

Заключение

Библиография

Въведение

Една от основните цели на съвременната кардиология е намаляване на сърдечно-съдовата заболеваемост и смъртност. Стратегиите за справяне с това включват идентифициране на високорискови групи за превантивни лекарствени и нелекарствени интервенции. Като средство за оценка на риска от развитие на сърдечно-съдови заболявания (ССЗ) широко се използват различни скали (SCORE, Framingham и др.). Почти всички обаче са предназначени за масовата популация и не могат да се използват при пациенти с вече изявено ССЗ.

Способността да се предвиди развитието на повтарящи се сърдечно-съдови усложнения (CVC) при пациенти с коронарна артериална болест (CHD) може да допринесе за разработването на ефективна стратегия за управление на тази група пациенти. Търсенето на надеждни методи за оценка на прогнозата продължава. Проучването в Ротердам показа висока степен на връзка повишена скоростпулсова вълна (PW) - като маркер за артериална скованост - с наличие на атеросклероза. Това стана предпоставка за изследване на този параметър като предиктор на прогнозата за пациенти с коронарна болест на сърцето.

1. Анализ на проблема

.1 Определяне на скоростта на разпространение на пулсовата вълна

В момента на систола определен обем кръв навлиза в аортата, налягането в началната й част се повишава и стените се разтягат. Тогава вълната на налягането и съпътстващото я разтягане на съдовата стена се разпространяват по-нататък към периферията и се определят като пулсова вълна. По този начин, с ритмичното изхвърляне на кръв от сърцето, в артериалните съдове се появяват последователно разпространяващи се пулсови вълни. Пулсовите вълни се разпространяват в съдовете с определена скорост, която обаче изобщо не отразява линейната скорост на движение на кръвта. Тези процеси са коренно различни. Сали (N. Sahli) характеризира пулса на периферните артерии като „вълнообразно движение, което възниква в резултат на разпространението на първичната вълна, образувана в аортата към периферията“.

Определянето на скоростта на разпространение на пулсовата вълна, според много автори, е най-надеждният метод за изследване на вискоеластичното състояние на кръвоносните съдове.

За определяне на скоростта се използват периферни пулсови сфигмограми разпространение на пулсова вълна. За целта се записват синхронно сфигмограми на каротидната, феморалната и радиалната артерия и се определя времето на забавяне на периферния пулс спрямо централния (Dt) (фиг. 1).

Ориз. 1. Определяне на скоростта на разпространение на пулсовата вълна в сегментите: "каротидна - феморална артерия" и "каротидна - радиална артерия". Делта-t1 и делта-t2 - забавяне на пулсовата вълна съответно на нивото на бедрената и радиалната артерия

За да се определи скоростта на разпространение на пулсовата вълна, се извършва едновременен запис на сфигмограми от каротидната, феморалната и радиалната артерия (фиг. 2). Инсталирани са импулсни приемници (сензори): на каротидната артерия - на нивото на горния ръб на тироидния хрущял, на бедрената артерия - на мястото, където излиза от под пупартовия лигамент, на радиалната артерия - на мястото на палпиране на пулса. Правилното приложение на сензорите за импулс се контролира от позицията и отклоненията на „зайчетата“ върху визуалния екран на устройството.

Ако едновременното записване на трите криви на пулса е невъзможно по технически причини, тогава едновременно записвайте пулса на каротидната и феморалната артерия, а след това на каротидната и радиалната артерия. За да изчислите скоростта на разпространение на пулсовата вълна, трябва да знаете дължината на артериалния сегмент между импулсните приемници. Измерванията на дължината на участъка, по който се разпространява пулсовата вълна в еластичните съдове (Le) (аорта-илиачна артерия), се извършват в следния ред (фиг. 2):

Ориз. 5. Определяне на разстояния между импулсни приемници - "сензори" (по V.P. Nikitin).

Символи в текста:

а - разстоянието от горния ръб на тироидния хрущял (местоположението на приемника на импулса на каротидната артерия) до югуларния прорез, където се проектира горният ръб на аортната дъга; разстоянието от югуларния прорез до средата на линията, свързваща двете spina iliaca anterior (проекцията на разделението на аортата в илиачните артерии, чийто нормален размер и правилна форма на корема съвпада точно с пъпа);

c е разстоянието от пъпа до местоположението на импулсния приемник на бедрената артерия.

Получените размери b и c се добавят и разстоянието a се изважда от тяхната сума:

b+c-a = LE.

Изваждането на разстояние a е необходимо поради факта, че пулсовата вълна в каротидната артерия се разпространява в посока, обратна на аортата. Грешката при определяне на дължината на сегмент от еластични съдове не надвишава 2,5-5,5 cm и се счита за незначителна. За да се определи дължината на пътя, когато пулсова вълна се разпространява през съдове от мускулен тип (LM), е необходимо да се измерят следните разстояния:

от средата на югуларния прорез до предната повърхност на главата на раменната кост (61);

от главата на раменната кост до мястото на поставяне на импулсния приемник на радиалната артерия (a. radialis) - c1.

По-точно, това разстояние се измерва при абдуцирана ръка под прав ъгъл - от средата на югуларната изрезка до мястото на пулсовия датчик на радиалната артерия - d(b1+c1).

Както в първия случай, от това разстояние е необходимо да извадим сегмента a. Оттук:

C1 - a - Li, но b + c1 = d

Фиг.3. Определяне на времето на забавяне на пулсовата вълна от началото на издигането на възходящия край на кривите (според В. П. Никитин)

Обозначения:

а - крива на бедрената артерия;

b- крива на каротидната артерия;

c - крива на радиална артерия; e - време на забавяне в еластични артерии; m - време на забавяне в мускулни артерии; инцизура

Второто количество, което трябва да се знае, за да се определи скоростта на разпространение на пулсовата вълна, е времето на забавяне на импулса в дисталния сегмент на артерията по отношение на централния импулс (фиг. 3). Времето на забавяне (r) обикновено се определя от разстоянието между началото на нарастването на централната и периферната пулсова крива или от разстоянието между точките на огъване на възходящата част на сфигмограмите.

Времето на забавяне от началото на издигането на централната пулсова крива (каротидна артерия - a. carotis) до началото на издигането на сфигмографската крива на бедрената артерия (a. femoralis) - времето на забавяне на разпространението на пулсова вълна по протежение на еластичните артерии (te) - времето на забавяне от началото на издигането на кривата a. carotis преди началото на покачването на сфигмограмата от радиалната артерия (a.radialis) - времето на забавяне в съдовете от мускулен тип (tM). Регистрирането на сфигмограмата за определяне на времето на забавяне трябва да се извършва при скорост на движение на фотохартията 100 mm/s.

За по-голяма точност при изчисляване на времето на забавяне на пулсовата вълна се записват 3-5 импулсни трептения и средната стойност се взема от стойностите, получени по време на измерването (t) За да се изчисли скоростта на разпространение на пулсовата вълна (C), пътят (L), изминат от импулсната вълна (разстоянието между приемниците), сега е необходим импулс), разделен на времето за забавяне на импулса (t)

С=L(cm)/t(c).

И така, за артерии от еластичен тип:

E=LE/TE,

за мускулни артерии:

SM=LM/tM.

Например, разстоянието между сензорите за импулс е 40 cm, а времето на забавяне е 0,05 s, тогава скоростта на разпространение на пулсовата вълна: = 40/0,05 = 800 cm/s

Обикновено при здрави хора скоростта на разпространение на пулсовата вълна през еластичните съдове варира от 500-700 cm / s, а през мускулните съдове - 500-800 cm / s.

Еластичното съпротивление и следователно скоростта на разпространение на пулсовата вълна зависи преди всичко от индивидуалните характеристики, морфологичната структура на артериите и възрастта на субектите.

Много автори отбелязват, че скоростта на разпространение на пулсовата вълна се увеличава с възрастта, малко повече в еластичните съдове, отколкото в мускулните съдове. Тази посока на промените, свързани с възрастта, може да зависи от намаляването на разтегливостта на стените на съдовете от мускулен тип, което до известна степен може да бъде компенсирано чрез промяна във функционалното състояние на неговите мускулни елементи. И така, Н.Н. Савицки цитира, според Ludwig (1936), следните норми за скоростта на разпространение на пулсовата вълна в зависимост от възрастта.

Възрастови норми за скоростта на разпространение на пулсовата вълна през съдове от еластичен (Se) и мускулен (Sm) тип:

При сравняване на средните стойности на Se и Sm, получени от V.P. Никитин (1959) и К.А. Морозов (1960), с данните на Лудвиг (Ludwig, 1936), трябва да се отбележи, че те съвпадат доста тясно.

Е.Б. Бабски и В.Л. Карпман предложи формули за определяне на индивидуално подходящи стойности на скоростта на разпространение на пулсовата вълна в зависимост от или като се вземе предвид възрастта:

Se =0.1*B2 + 4B + 380;

cm = 8*B + 425.

В тези уравнения има една променлива B - възраст, коефициентите са емпирични константи.

Скоростта на разпространение на пулсовата вълна през еластичните съдове също зависи от нивото на средното динамично налягане. С повишаване на средното налягане скоростта на разпространение на пулсовата вълна се увеличава, характеризирайки повишеното "напрежение" на съда поради пасивното му разтягане отвътре от високо кръвно налягане. При изследване на еластичното състояние на големите съдове постоянно възниква необходимостта да се определи не само скоростта на разпространение на пулсовата вълна, но и нивото на средното налягане.

Несъответствието между промените в средното налягане и скоростта на разпространение на пулсовата вълна до известна степен е свързано с промени в тоничното свиване на гладките мускули на артериите. Това несъответствие се наблюдава при изследване на функционалното състояние на артериите от предимно мускулен тип. Тоничното напрежение на мускулните елементи в тези съдове се променя доста бързо.

За да идентифицира "активния фактор" на мускулния тонус на съдовата стена, V.P. Никитин предложи дефиниция на връзката между скоростта на разпространение на пулсова вълна през мускулните съдове (Sm) и скоростта през еластичните съдове (E). Обикновено това съотношение (CM/C9) варира от 1,11 до 1,32. При повишен тонус на гладката мускулатура той се повишава до 1,40-2,4; при намаляване намалява до 0,9-0,5. Намаляване на SM/SE се наблюдава при атеросклероза, поради увеличаване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна по протежение на еластичните артерии. При хипертонията тези стойности, в зависимост от стадия, са различни.

По този начин, с увеличаване на еластичното съпротивление, скоростта на предаване на импулсните трептения се увеличава и понякога достига големи стойности. Високата скорост на разпространение на пулсовата вълна е безусловен признак за повишаване на еластичното съпротивление на артериалните стени и намаляване на тяхната разтегливост.

Нормално изчислената по този начин скорост на разпространение на пулсовата вълна е 450-800 cm.s-1. Трябва да се помни, че тя е няколко пъти по-висока от скоростта на кръвния поток, т.е. скоростта, с която част от кръвта се движи през артериалната система.

По скоростта на разпространение на пулсовата вълна може да се прецени еластичността на артериите и степента на техния мускулен тонус. Скоростта на разпространение на пулсовата вълна се увеличава с атеросклероза на аортата, хипертония и симптоматична хипертония и намалява с аортна недостатъчност, открит дуктус артериозус, с намаляване на съдовия мускулен тонус, както и с облитерация на периферните артерии, тяхната стеноза и намаляване на ударния обем и кръвното налягане.

Скоростта на разпространение на пулсовата вълна се увеличава с органични увреждания на артериите (повишен Se при атеросклероза, сифилитичен мезоаортит) или с повишено еластично съпротивление на артериите поради повишен тонус на гладките им мускули, разтягане на съдовите стени от високо кръвно налягане (повишаване на Se при хипертония, невроциркулаторна дистония от хипертоничен тип) . При невроциркулаторна дистония от хипотоничен тип, намаляването на скоростта на разпространение на пулсовата вълна по протежение на еластичните артерии се свързва главно с ниско ниво на средно динамично налягане.

На получената полисфигмограма кривата на централния пулс (a. carotis) също определя времето на изтласкване (5) - разстоянието от началото на издигането на пулсовата крива на каротидната артерия до началото на падането на нейната основна систолна част.

Н.Н. За по-правилно определяне на времето на изгонване Савицки препоръчва използването на следната техника (фиг. 4). Начертаваме допирателна през петата на incisura a. carotis нагоре по катакротата, от точката на отделянето му от извивката на катакрота спускаме перпендикуляра. Разстоянието от началото на нарастването на импулсната крива до този перпендикуляр ще бъде времето на изтласкване.

Фиг.4. Метод за определяне на времето на експулсиране (според N.N. Savitsky).

Начертаваме права AB, съвпадаща с низходящото коляно на катакрота.На мястото, където излиза от катакрота, начертаваме права CD, успоредна на нулевата. От точката на пресичане спускаме перпендикуляра към нулевата линия. Времето на изтласкване се определя от разстоянието от началото на нарастване на импулсната крива до пресечната точка на перпендикуляра с нулевата линия. Пунктираната линия показва определянето на времето на експулсия според местоположението на инцизурата.

Фиг.6. Определяне на времето на изтласкване (5) и времето на пълна инволюция на сърцето (Т) според централната пулсова крива (според V.P. Nikitin).

Времето на пълна инволюция на сърцето (продължителност на сърдечния цикъл) T се определя от разстоянието от началото на нарастването на централната пулсова крива (a. carotis) на един сърдечен цикъл до началото на повишаването на кривата на следващия цикъл, т.е. разстоянието между възходящите крайници на две пулсови вълни (фиг. 6).

2 Изследване на характеристиките на сфигмограмата и скоростта на разпространение на пулсовата вълна по големите артериални съдове

Характерни и ранен знаксубаортната стеноза е систоличен шум, който се чува по протежение на левия ръб на гръдната кост, в точката на Botkin, простира се до съдовете на шията, отделя се от 1-ви звук, понякога се състои от две фази и може да бъде придружен от систоличен тремор гръден кош. Често се чува систоличен шум над върха, който се пренася в аксиларната област (шум на регургитация). ЕКГ показва признаци на левокамерна и предсърдна хипертрофия, отрицателни зъби T и изместване надолу на интервала S - T в левите прекордиални отвеждания. Понякога дълбоките Q вълни се появяват в класическите отвеждания като отражение на хипертрофия на междукамерната преграда. I. Heublein et al (1971) смятат, че характерен електрокардиографски признак на субаортна стеноза са комплекси от типа qrS в комбинация с положителна Т вълна в левите прекордиални отвеждания. Рентгенографията разкрива умерено увеличение на лявата камера и лявото предсърдие, увеличаване на белодробния модел поради стагнация и понякога разширяване на възходящата аорта.

В диференциално-диагностичния смисъл промените в сфигмограмата са важни: нейният двоен контур е характерен с бързо първо спускане на анакрота поради нарастващото стесняване на изходния тракт. Увеличаващото се налягане в лявата камера изтласква кръвта в аортата; появява се второ покачване на кривата, по-малко стръмно от първото, последвано от дълго спускане и допълнителни трептения с ниска амплитуда (W. H. Carter et al., 1971).

При 88 деца е проведено сфигмографско изследване със синхронен запис на импулси от каротидната, радиалната и феморалната артерия. Извършено е сфигмографско изследване в хоризонтално положение на детето с помощта на същия триканален електронен апарат „Vizocard-Multivector“, използвайки пиезоелектрични импулсни приемници, едновременно с електрокардиограма в стандартно отвеждане II. Записът се извършва първо от каротидните и радиалните артерии, след това от каротидните и феморалните артерии след 10-минутна почивка, едновременно от две или повече точки, което е необходимо за определяне на скоростта на пулсовата вълна, както и синхронно с други криви, отразяващи различни прояви на сърдечна дейност (електрокардиограма, фонокардиограма).

За да се изследва функционалното състояние на големите артериални съдове, сензорите за импулс бяха инсталирани в три различни точки: на каротидната (предна цервикална бразда - на нивото на горния ръб на тироидния хрущял), радиална (в обичайната точка на палпиране на пулса ) и върху феморалната артерия (средата на лигамента на Poupart). Регистрирането на пулсови криви се извършва само след подходяща оптимална адаптация на сензора, при достигане на максималната амплитуда на сфигмограмата при дадено усилване.

Въз основа на времето на забавяне на пулсовите криви и разстоянието между точките, от които се записват пулсовите криви, скоростта на разпространение на пулсовата вълна през мускулните съдове (в областта на каротидната артерия - радиалната артерия) и чрез еластични съдове (в областта на каротидната артерия - бедрената артерия) се определя. Забавянето на пулсовата вълна се измерва с разстоянието между началото на нарастването на всяка от сфигмограмите.

За да се определи дължината на пътя между каротидната и радиалната артерия, разстоянието се измерва с помощта на измервателна лента от горния ръб на тироидния хрущял (местоположението на първия импулсен приемник) до югуларната ямка (проекцията на горния ръб на аортна дъга). След това върху отвлечената ръка, сключваща прав ъгъл с тялото, се измерва разстоянието от югуларната ямка до мястото, където се записва пулсът на радиалната артерия. От общото разстояние между сензорите се изважда два пъти разстоянието между тироидния хрущял и югуларната ямка (тъй като пулсовата вълна в радиалната и каротидната артерия се разпространява в противоположни посоки).

За да се определи дължината на участъка „каротидна артерия - феморална артерия“, разстоянието се измерва от горния ръб на тироидния хрущял до югуларната ямка, след това от югуларната ямка до пъпа (проекция на разделянето на аортата в илиачни артерии) и от пъпа до средата на пупартния лигамент (мястото на приложение на третия пулсов сензор). Всички получени размери се сумират и от получената сума се изважда удвоеното разстояние между тироидния хрущял и югуларната ямка (N.N. Savitsky, 1956; V.N. Nikitin, 1958 и др.).

Изследване на формата на пулсовите криви при деца със ставно-висцерален ход ревматоиден артрит(Група I) показаха, че кривите на артериалния пулс, въпреки че имат общи характеристики, се отличават с голямо разнообразие от индивидуални характеристики. Трябва да се отбележи, че при много деца в острия период на заболяването артериалните пулсови криви, особено от каротидната артерия, се характеризират с нестабилност на формата и амплитудата, тяхната променливост дори в различни сърдечни цикли, следващи един след друг. Очевидно причината за такава вариабилност е в хемодинамичната лабилност, в неравномерната сила на сърдечните контракции, в променящата се стойност на ударния обем на сърцето, в нестабилността на съдовия тонус при пациенти с ревматоиден артрит с тежък токсико-алергичен синдром.

Също така има по-често отсъствие на пресистолично колебание в кривата на каротидния пулс, отколкото при здрави деца, което е регистрирано само при 55% от болните деца (според M.K. Oskolkova, при 80% от здравите). При изследване на деца с ревматизъм M. K. Oskolkova (1967) също отбелязва липсата на пресистолни колебания в кривата на каротидния пулс. Тази особеност се дължи, от една страна, на отслабване на контрактилната функция на предсърдията, а от друга, на промени в систоличния обем на сърцето и съдовия тонус, като се има предвид, че генезисът на пресистолната вълна е свързан с изброените фактори.

Увеличаване на пресистолната вълна се наблюдава само при 5 деца, при 3 от тях, според клиничните и инструменталните методи на изследване, се предполага образуването на митрални и аортни дефекти, а при 2 преобладават симптомите на миокардит.

Инцизурата на каротидната пулсова крива при 84% от децата е ясно изразена в горната или средната трета на низходящия клон на сфигмограмата, при 11% от децата е регистрирана в долната третина на кривата и при 5% е слабо изразени или липсващи. Дикротичната вълна на катакротичния пулс от радиалната артерия се намира при повечето деца от група I в долната й трета, за разлика от здравите деца, при които обикновено се записва в средната трета на катакротичната (М. К. Осколкова, 1967 г. ) и често се увеличаваше. Такива промени се считат за признак на намален тонус на артериалните съдове. В динамиката на наблюдението, когато основният процес утихна, с намаляване на интоксикацията се забеляза изместване на дикротичната вълна по-близо до върха на кривата и намаляване на нейната амплитуда. Този знакможе да се обясни с увеличаване на напрежението (тонуса) на стените на артериалните съдове, когато състоянието на децата се подобри (V.P. Nikitin, 1950; M.K. Oskolkova, 1957). L.P. Pressman (1964), изучавайки състоянието на сърдечно-съдовата система при инфекциозни заболявания при възрастни, стигна до извода, че величината на дикротичната вълна в тях е в пряка зависимост от степента на интоксикация. Сравнението на формите на пулсовите криви с естеството на сърдечната лезия не разкрива доста типични промени в сфигмограмата. В случаите на кардит някои деца са имали само леко намаляване на амплитудата на пулсовите криви, понякога променливост на тяхната форма и размер в различни сърдечни цикли. В хода на заболяването формата на пулсовите криви от централните и периферните артерии често се променя.

Характерен признак на недостатъчност на аортната клапа на FG на каротидната артерия е рязко покачване на кривата, слаба тежест или липса на инцизура. Феноменът на изчезване или намаляване на тежестта на инцизурата е важен признак за участие в патологичен процесаорта (М. Н. Абрикосова, 1963; М. К. Осколкова, 1967 и др.).

Блумбергер (1958), М. А. Абрикосова (1963), М. К. Осколкова (1967) смятат, че по-голямата или по-малка тежест на инцизурата на сфигмограма от каротидната артерия с увреждане на аортата зависи от степента на деформация на клапния апарат: с по-малко увреждане - изразена инцизура, при повече - изчезва.

В допълнение към изследването на морфологичните характеристики на сфигмограмата се изчислява скоростта на разпространение на пулсовите вълни. Проучване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна през еластични и мускулни съдове на пациенти със ставно-висцерална форма на ревматоиден артрит показва ясно намаляване на този показател в сравнение с нормалните стойности както в острия период, по време на лечението, така и по време на период на затихване.

От таблицата следва, че при деца на възраст от 3 до 6 години със ставно-висцерална форма на заболяването средните начални стойности в острия период на заболяването за еластични съдове са равни на 456,8 ± 13,5 cm / сек., и за мускулен тип съдове - 484,0±24,8 cm/sec., като не достигат нормални стойности дори в периода на спадане.

При деца на възраст от 7 до 11 години средната скорост на разпространение на пулсовата вълна през съдовете от еластичен тип е 470,0±±22,0 cm/sec, а през съдовете от мускулен тип - 588,0±±15,8 cm/sec, т.е. тези показатели бяха по-ниски от тези при здрави деца и останаха намалени дори когато процесът затихна с разлика, която беше статистически значима (P<0,05).

Най-голямо намаляване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна се наблюдава при деца на възраст от 12 до 15 години. Средните му показатели за съдове от еластичен тип в острия период на заболяването са 504,7+10,5 см/сек, а за съдове от мускулен тип - 645,0-27,6 см/сек. Тези стойности са статистически значимо намалени в сравнение с данните от здрави деца (P< 0,005).

В периода на подобряване на общото състояние се наблюдава леко увеличение на скоростта на разпространение на пулсовата вълна през съдовете от еластичен тип, докато през съдовете от мускулен тип скоростта остава значително намалена (съответно 508,0 ± 10,0 cm/s, и 528,7 ± 10,7 см/сек; R<0,01). Столь стойкое нарушение функционального состояния крупных артериальных сосудов очевидно можно объяснить высокой степенью аллергизации, продолжающейся активностью ревматоидного артрита и большой длительностью заболевания.

При възрастни пациенти В. И. Трухляев (1968) отбелязва увеличаване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна през големите артериални съдове. Тази разлика в сравнение с данните, получени от деца, още веднъж подчертава уникалността на реактивността на детския организъм. B. A. Gaigalienė (1970) открива асиметрия на съдовия тонус и промяна в реакцията им към студ при възрастни.

Проучване на естеството на централните и периферните пулсови криви при пациенти със ставна форма на ревматоиден артрит (група II) разкрива липсата на пресистолна вълна на каротидната пулсова сфигмограма при 8 (от 31) деца. Тези пациенти са имали тахикардия, очевидно свързана с токсично-алергично състояние по време на острия период на заболяването. При останалите 23 деца е записана пресистолната вълна, варираща само по амплитуда. Върхът на пулсовите криви при 20 деца има закръглени очертания, при 5 - заострени, а при 6 - форма на "систолно плато". Пикът на типа "систолно плато" се наблюдава от М. К. Осколкова по-често при деца с ревматизъм. I. M. Rudnev (1962) смята, че кривите от тип плато с висок осцилометричен индекс показват намаляване на съдовия тонус и наличието на устойчивост на кръвния поток в периферията. Ако вземем предвид, че при тези деца капиляроскопията разкрива спастично-атонично състояние на капилярите с преобладаване на спастичния компонент и са открити рентгенологични признаци на намаляване на тонуса на сърдечния мускул, тогава може би тази форма на сфигмограмата отразява забавяне на повишаването и намаляването на налягането в централните артериални съдове.

Инцизурата на каротидната пулсова крива е разположена в горната или средната трета на низходящия клон на сфигмограмата при 64,5% от децата и в долната й третина при 35,5% от децата. Инцизурата и началната диастолна вълна са добре изразени при повечето деца.

Дикротичната вълна на сфигмограмата от радиалната артерия е локализирана в средната трета на катакротата при 36% от децата. На сфигмограмата от феморалната артерия дикротичната вълна се записва по-често в долната трета на катакротата, а при 8% от децата не се записва. По време на острия период на заболяването амплитудата на пулсовите криви на радиалните и феморалните артерии при 19 деца от група II е увеличена. Този факт може да бъде свързан с компенсаторна хиперфункция на миокарда и намаляване на тонуса на големите съдове.

Анализът на получените данни за скоростта на разпространение на пулсовата вълна през съдовете от еластичен и мускулен тип при деца със ставна форма на ревматоиден артрит, както и при деца от група I, показва намаляване на скоростта на разпространение на пулсова вълна във всички възрастови групи. Това намаление обаче е малко по-слабо изразено, отколкото при ставно-висцералната форма на заболяването.

При деца в предучилищна възраст (от 3 до 6 години) скоростта на разпространение на пулсовата вълна в острия период на заболяването е равна на 512,0 ± 19,9 cm / s в еластични съдове и 514,6 ± 12,9 cm / s в съдове мускулен тип.

При деца в начална училищна възраст (от 7 до 11 години) средната скорост на разпространение на пулсовата вълна е еднаква за съдовете от еластичен тип - 531,5 ± 17,2 и за мускулния тип - 611,8 ± 24,0 cm / sec. По време на периода на затихване се наблюдава леко увеличаване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна през еластични и мускулни съдове.

При деца в училищна възраст (от 12 до 15 години) по време на острия период на заболяването скоростта на разпространение на пулсовата вълна през съдовете от еластичен тип е 517,7 ± 11,0 cm / s, а през съдовете от мускулен тип - 665,7 ± 25,7 cm /сек. В периода на подобрение се наблюдава леко увеличение на тези показатели както за еластичните, така и за мускулните съдове (съответно 567,5±26,7 cm/sec и 776,8±50,4 cm/sec). Намаляването на скоростта на разпространение на пулсовата вълна през еластични и мускулни съдове, според литературата, показва намаляване на тонуса на артериалната стена (N. N. Savitsky, 1963; V. P. Nikitin, 1959 и др.). При деца с ревматоиден артрит той може да бъде свързан с патоморфологични и хистохимични промени в съдовата стена в резултат на хроничен системен васкулит (A.I. Strukov, A.G. Beglaryan, 1963 и др.), Както и с токсично-алергични ефекти върху невро- ендокринен регулаторен апарат.

По-нататъшното намаляване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна през еластичните и мускулни съдове, наблюдавано при някои деца в затихващата фаза на ревматоидния процес, в края на лечението, може да се дължи на специфична следова реакция на нервната и сърдечно-съдовата система. система към патологичния процес. Може би използването на различни лекарства, включително пирамидон, който, според наблюденията на I.M. Rudnev (1960), причинява намаляване на съдовия тонус, е имал известно значение. Горните изследвания потвърждават голямата клинична стойност на сфигмографията за оценка на функционалното състояние на големите артериални съдове по време на тяхното динамично изследване в различни фази на патологичния процес.

.3 Анализ на съществуващи устройства за записване и измерване на параметрите на пулсовата вълна

Съществуват редица неинвазивни методи, устройства и системи, които изследват дейността на човешкото тяло, базирани на различни физически механизми, свързани с формирането и разпространението на пулсова вълна. Основните физични методи за изследване са свързани с измерване на промените във времето на следните физични величини: електрически, например ток (напрежение) с помощта на електрокардиограми (ЕКГ); механично, например налягане с помощта на манометър или пиезоелектричен сензор; оптично, например осветление с помощта на оптоелектронни преобразуватели. Регистрирането на пулсова вълна с помощта на ЕКГ или сензори за налягане обикновено изисква фиксирана връзка на специални сензори към няколко места по тялото на пациента, което ограничава възможните приложения на тези устройства до чисто медицински приложения, предотвратявайки интегрирането на тези устройства в други електронни домакински устройства и системи.

Известни едноелементни устройства и методи за оптичен запис на импулсна вълна в много случаи позволяват да се регистрира периферен импулс, например, когато пръстът на потребителя леко докосне оптоелектронен преобразувател. Въпреки това, в някои случаи, например, ако потребителят има студени ръце или твърде слаб (силен) натиск с пръст върху фотодетектора, не е възможно последователно да се запише пулсовата вълна при всички 100% от пациентите.

Известен е метод и устройство за запис на импулсна вълна, което позволява стабилно откриване на импулса с помощта на двуканален оптоелектронен преобразувател.

При този метод за запис на пулсова вълна импулсни последователности, пропорционални на оптичната плътност на разсейването на светлината в кръвоносната тъкан, се формират от двуканален оптоелектронен преобразувател с инфрачервени дължини на вълната, докато импулсната последователност на централния импулс осигурява стриктна синхронизация на режими на измерване, а резултатът от измерването на индикатора е линейно свързан с фазовата разлика на две импулсни поредици.

Устройството съдържа първи оптоелектронен преобразувател, чийто изход е свързан към входа на първия генератор на импулсна последователност, чийто изход е свързан към първия вход на логическата верига NAND ключ и първия вход на генератора на управляващи команди. Изходът на втория оптоелектронен преобразувател е свързан към входа на втория генератор на импулсна последователност, чийто изход е свързан към втория вход на логическата верига NAND ключ. Първият изход на генератора на команди за управление е свързан към третия вход на логическата верига на ключа И-НЕ, а вторият и третият изход са свързани съответно към входовете на първия и втория оптоелектронен преобразувател. Към четвъртия вход на логическата схема на ключ И-НЕ е свързан генератор на измервателна честота. Бутонът за стартиране е свързан към втория и третия вход на генератора на команди за управление. Изходът на ключовата логическа схема И-НЕ е свързан към входа на честотомера, чийто изход е свързан към входа на регистъра на паметта. Съответно изходът на регистъра на паметта е свързан към индикатора.

Устройството се състои от два сензора и блок за обработка и управление. Сензорите се монтират на определено разстояние един от друг над изследваната артерия, информацията от сензорите влиза в блока за обработка и управление. Обработващият блок се състои от пиков детектор, фазов компаратор, регулатор на разстоянието между сензорите, аналогов превключвател, аналогово-цифров преобразувател, микрокомпютър, препрограмируем таймер, индикаторно устройство и цифрово-аналогов преобразувател. Получавайки информация от сензорите за моментите на преминаване на пулсовата вълна и амплитудата на пулсовата вълна, както и от дистанционера за разстоянието, което вълната изминава между сензорите, процесорът изчислява скоростта на разпространение на импулса. вълна и кръвно налягане и записва резултатите върху носител (хартия, магнитен филм). Липсата на затягащ механизъм в предложеното устройство ще позволи дългосрочни автоматични изследвания на артериалното налягане при пациент с автоматично регистриране на резултатите от изследването. Устройството се свързва добре с радиотелеметричните системи и ще осигури дистанционен мониторинг на кръвното налягане за водачи на различни видове транспорт, оператори и др., което ще позволи своевременно предотвратяване на извънредни ситуации.

Известен е IR сензор, който се използва за наблюдение на сърдечната честота на човек. Схема за включване на IR сензор и обработка на неговите електрически сигнали е реализирана директно на базата на ръчен електронен часовник. За стабилна работа на схемата за обработка, сигналът от IR сензора се усилва от усилвател. IR сензорът се състои от IR LED и IR фотодетектор, които са структурно разположени един до друг, но разделени от оптически непрозрачна зона/регион. При отсъствието на IR сондиращ сигнал, отразен от биологичната тъкан, няма директно взаимно влияние на IR LED върху IR фотодиода. Тази разпоредба е фундаментална. Повърхността на такъв IR сензор е защитена от възможно замърсяване по време на работа чрез защитно стъкло. Ако поставите пръста си върху защитното стъкло, тогава такъв IR сензор записва степента на промяна в насищането на биологичната тъкан с кръв (капилярно ниво) във фаза с работата на сърцето. IR сензорът е директно свързан към линейния усилвател. Допълнителна схема за преизчисляване ви позволява индиректно да определите желаната честота на импулса от сигнала на такъв IR сензор.

Недостатъци на устройството:

IR сензорът работи доста нестабилно при значителна слънчева активност, която „заслепява IR сензора“;

степента на притискане на тъканта на пръста към контактната зона на инфрачервения сензор влияе върху степента на отразения сигнал, което може да повлияе на точността на преобразуване при определяне на честотата на импулса;

вибрациите (треперене на ръцете) също влияят върху изкривяването на резултатите от IR сензора;

Фундаментално е невъзможно да се контролира венозното ниво на кръвния поток поради фоновото капилярно ниво.

Най-близкият дизайн до това устройство е дизайнът на инфрачервения сензор, който също се използва за наблюдение на сърдечната честота на човек. IR сензорът е структурно (фиг. 7) изпълнен в правоъгълна рамка (1), изработена от оптически непрозрачен твърд материал, например текстолит, в който на една линия под остър ъгъл α два цилиндрични канала (2, 3) са оформени един към друг. В първия канал е монтиран IR светодиод (5), а във втория канал е монтиран IR фотодиод (6). Взаимният остър ъгъл на каналите a е такъв, че оптично непрозрачната преграда изключва директното влияние на IR LED (5) върху IR фотодиода (6). Външната повърхност на IR сензора е защитена от възможно замърсяване чрез защитна плоча (4), която е оптически прозрачна за IR дължини на вълната, например, изработена от полистирен. Реализирането на възможностите на IR сензора (E) се постига чрез свързването му към линеен усилвател (A).

Фиг. 7 дизайн на IR сензор за измерване на сърдечната честота.

Недостатъците на това устройство (прототип) са абсолютно същите като при аналога.

Известни са методи и устройства за измерване на пулсови вълни, при които пулсовата вълна се анализира според нейните амплитудно-честотни характеристики, когато за целите на поставянето на диагнозата такива амплитудно-честотни характеристики се сравняват със съответните характеристики, приети за норма [например: полезен модел RU 9577, публ. 16.04.1999 г.; Патенти на САЩ: US 5381797, публ. 17.01.1995 г.; US 5961467, публикуван. 05.10.1999 г.; US 6767329, публ. 27.07.2004 г.]. Въпреки това, с този подход интерпретацията на сравняваните характеристики е до голяма степен емпирична по природа, което затруднява установяването на реална връзка между параметрите на пулса и човешкото състояние, например, както е установено в китайската традиционна медицина.

Известни са методи и устройства за измерване на пулсовата вълна за диагностични цели, при които измерената пулсова вълна се анализира чрез разлагането й на компоненти.

Известен е метод за диференциална диагностика на белодробни заболявания чрез регистриране и запис на сфигмографски сигнал от радиалната артерия на пациента [патент RU 2100009, публ. 27.12.1997 г.]. В сигнала се идентифицират характерни точки на единични трептения, определят се амплитудните и времевите параметри на тези точки на пулсовата вълна, формират се динамични серии, които отразяват зависимостта на намерените параметри от номера на периода, спектрален анализ на формираната серия се извършва и се изчислява критерий, въз основа на стойността на който се извършва диагностика. Известният метод е тясно специализиран.

Известен е метод и апарат за диагностика и мониторинг на кръвообращението [патент US 5730138, публ. 03.24.1998], според който се измерва формата на вълната на кръвното налягане (пулсова вълна) в артерията на пациента, анализират се честотните компоненти на пулсовата вълна и пробите от всеки резонансен компонент на пулсовата вълна се сравняват с проба от нормалната пулсова вълна, за да се определи възможен дисбаланс в разпределението на кръвта на пациента.

Според този дисбаланс може да се постави диагноза въз основа на принципите на китайската традиционна медицина, според които всеки хармоник в пулсовата вълна съответства на определен меридиан, който включва определени органи.

Устройството включва компютърно базирано устройство за анализ на амплитудата и фазата на резонансните честоти и сензор, приложен към артерията. Концепцията за „нормална“ пулсова вълна обаче е относителна, така че диагнозата е ненадеждна. Също така това техническо решение не включва метод за правилно идентифициране на компонентите на пулсовата вълна.

Устройството работи по следния начин.

Пиезоелектрични сензори са инсталирани над изследваната артерия на определено разстояние L. Пулсовата вълна предизвиква напречни вибрации на стените на артерията, тези вибрации компресират и освобождават сензорните плочи.

Сигналът, получен от сензорите, се усилва и филтрира, за да компенсира смущенията. Контактният елемент осигурява по-плътна връзка с артериалната стена на сензорната пластина, което повишава чувствителността на сензорите към вибрациите на стената на артерията.

Тъй като сигналът, получен от сензорите, е доста сложен, ADC на микроконтролера няма достатъчна честота на дискретизация, за да го обработи. Следователно веригата използва ADC MAX-1241.

Дигитализираните сигнали постъпват в микроконтролера, където се обработват в съответствие с избрания режим на работа и се изчислява фазовата разлика. Фазовата разлика между колебанията на пулсовата вълна е точно равна на времето, през което пулсовата вълна се разпространява между сензорите. Изчислената стойност на скоростта на разпространение на пулсовата вълна се показва на LCD дисплея.

Апаратът разполага с клавиатура за избор на режим на работа в зависимост от изследваната част от тялото и разстоянието между сензорите.

Захранването захранва с напрежение всички функционални звена.

Блоковата схема на устройството е показана на фигура 8.

Фиг.8 Блокова схема на устройството

3. Избор на елементна база и изчисляване на основните елементи и възли

пулсова вълна кръвен поток сфигмограма

Усилвател

Показано на фиг. Верига 9 е най-простият и евтин инструментален усилвател. Резисторите R2 и R6 действат като делител на напрежението за неинвертиращия вход на операционния усилвател (op-amp). Обратната връзка чрез резистори R1 и R5 и много високото вътрешно усилване на операционния усилвател поддържат напрежението на инвертиращия вход на усилвателя равно на напрежението на неинвертиращия вход. Съотношение Kz/M Ж определя коефициента на усилване на усилвателя. Когато R1/R5=R2/R6, диференциалното усилване на сигнала е много по-голямо от усилването на сигнала в общ режим и съотношението на отхвърляне на напрежението в общ режим (CMRR) ще бъде максимално.

Ориз. 9 схема на усилвател

Диференциално усилване:

където Av е печалбата на операционния усилвател, Av→∞

Печалбата в общ режим поради несъответствие на резистора е:

Усилването в общ режим, дължащо се на крайната стойност на операционния усилвател CMRR (CMRR), е равно на:

Имайте предвид, че KOSSow се изразява като съотношение, а не в децибели. Сигнален коефициент на общ режим на цялата верига:

Диференциален входен импеданс:

Rindiff = R1+R3

Входният импеданс за общ режим на сигнал (при CMRR = ∞) е:

Изходното преднапрежение (с R1=R2 и R5=R6) в нашия случай е равно на:

За реализиране на печалба, равна на 10, се избират следните стойности на съпротивлението: R1=R2=10kOhm R5=R6=100kOhm

Лентов филтър

Фигура 10 показва лентовия филтър, използван в устройството

Фиг. 10 схема на лентов филтър

Функция на предаване

Опции на схемата

-3dB честотна лента

Въпреки наличието на пет резистора и два кондензатора, изчисляването на елементите по дадените формули се оказва доста просто. Настройката на верига се свежда до инсталационни операции

коефициент на предаване - резистор R14,

резонансна честота ω0 - резистор R19,

качествен фактор Qf - резистор R21

Тази схема е особено добра за конструиране на филтри с висок коефициент на качество Qf, тъй като не е критична за отклонения на стойностите на елементите от номиналните стойности, лесна е за конфигуриране и не изисква използването на елементи с голям диапазон от рейтинги . Тези предимства се постигат чрез използването на два операционни усилвателя.

Според стойностите на сърдечната честота честотната лента на този филтър е 0.5-5Hz.За да се приложи това, се изчисляват следните параметри: R13=R14=10kOhm, R17= R17=100kOhm, R17=20kOhm, C7=0.4 µF C9=0.1 µF

Акселерометърът ADXL320 се използва за запис на пулсова вълна

Фиг. 11 Диаграма на акселерометър

JCP е двуизмерен сензор за ускорение с ниска цена и ниска консумация. Измерва ±5G ускорение, вибрации и гравитация.

Технически характеристики:

разделителна способност 2 mg при 60 Hz;

захранващо напрежение в диапазона 2,4 ... 5,25 V;

консумиран ток 350 mA при захранващо напрежение 2,4 V;

стабилно ниво на нулево ускорение;

висока чувствителност;

аксиално центриране с точност до 0,1 градуса;

BW корекция с помощта на един кондензатор;

еднополярно функциониране;

Блоковата диаграма е показана на фигура 12.

Фиг. 12 Диаграма на акселерометър

Приложения: модели на движение и ориентация, интелигентни ръчни устройства, мобилни телефони, медицински и спортни устройства, устройства за безопасност.

За цифровизиране на сигнали се използва MAX-1241 ADC

Фиг. 13 диаграма на лентов филтър

За обработка на получената информация се използва микроконтролер PIC16F877. За показване на информация се използва LCD монитор LM016L.

Самоделните радиоелектронни устройства обикновено се захранват от мрежа с променлив ток или автономни източници на енергия (волтаични клетки и батерии). Някои устройства консумират малко количество електрически ток и в този случай можете да се справите с батерии, в други случаи капацитетът на батерията не е достатъчен за продължителна работа и трябва да използвате захранване от мрежата.

Схемата на електрическата верига на захранването е показана на фигура 13.

Фигура 13 Схематична диаграма на захранването

Номиналното напрежение на операционния усилвател е ± 5V. Консумацията на ток на един операционен усилвател е 4mA. Като вземем предвид консумацията на микроконтролера и LCD, изчисляваме захранването за ток от 100 mA от всеки източник. Консумираната мощност ще бъде 1200 mW.

Избираме стандартен трансформатор TPP248 ShLM20 ´ 20 с мощност 14,5 W с две намотки с изходно напрежение 20 V и допустим ток 165 mA. Максималният ток на първичната намотка е 100mA.

Като токоизправител използваме токоизправителния мост KTs422V със следните параметри:

Uобр=200V; Ipr max=0.5A; Irev max = 50 µA, fmax = 1 kHz.

Изчисляваме капацитета на филтърния капацитет на еднофазен мостов токоизправител по формулата

Мощност на изхода на токоизправителя, - максимален диапазон на пулсации на изправеното напрежение, - честота на мрежата.

От стандартната гама избираме кондензатор K50-3B 50V 390 µF.

Като стабилизатори използваме стабилизатор на положително напрежение IC 7815 с изходно напрежение 5 ± 0.45V, Uinmax=35V, Iinmax=1.5A и отрицателен стабилизатор на напрежение IC 7815 с изходно напрежение -5 ± 0.3V, -Uinmax=35V, Iinmax=1.5A.

Заключение

В процеса на извършване на работата е разработена принципна схема на устройство, което позволява измерване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна на кръвния поток. Устройството може да работи в четири режима, в зависимост от условията на измерване.

Библиография

1.Левшина Е.С., Новицкая П.В. Електрически измервания на физични величини: (Измервателни преобразуватели). Учебник наръчник за университети. - Л.: Енергоатомиздат. Ленинград. отдел, 1983.-320 с.

.Peyton A.J., Walsh V. Аналогова електроника, използваща операционни усилватели. - М.: БИНОМ, 1994.

.Механцев Е.Б., Лисенко И.Е. Физически основи на микросистемната технология. Учебник , - Таганрог: Издателство TRTU, 2004. - 54 с.

.Протопопов А.С. Усилватели с обратна връзка, диференциални и операционни усилватели и тяхното приложение - М.: SCIENCE PRESS, 2003. - 64 с.

.J. Frieden Съвременни сензори. Справочник.- М.: Техносфера, 2005.- 592 с.

Потупване. 2336810 Руска федерация, A61B 5/024 „Оптоелектронен инфрачервен сензор за импулсна вълна“ [Текст]/ Us N.A.; заявител и патентопритежател Us N.A.- No 2007112233/14; приложение 2007.04.02; публ. 27.10.2008 г.

Потупване. 2040207 Руска федерация, A61B5/022 „Устройство за измерване на кръвно налягане и капацитивен сензор“ [Текст]/ Сиволапов А.А.; Бровкович Е.Д.; заявител и притежател на патент А. А. Сиволапов; Бровкович Е.Д.;- No 93009423/14; приложение 1993.02.18; публ. 25 юли 1995 г.

Потупване. 2199943 Руска федерация, A61B5/02, “Метод и устройство за запис на пулсови вълни и биометрична система” [Текст]/ Минкин V.A.; Щам А.И.; заявител и притежател на патент В. А. Минкин; Щам А.И. - No 2001105097/14; приложение 2001.02.16; публ. 2003.03.10.

Потупване. 93009423 Руска федерация, A61B5/02 „Устройство за измерване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна и средното артериално налягане“ [Текст], Сиволапов А.А.; Бровкович Е.Д.; заявител и притежател на патент А. А. Сиволапов; Бровкович Е.Д.;.- No 2003122269/14; приложение 1993.02.18; публ. 20 април 1996 г.

Потупване. 2281686 Руска федерация, A61B 5/021 „Метод за диагностика на състоянието на артериалното легло с помощта на компютърна сфигмография“ [Текст], Германов A.V.; Рябов А.Е.; Фатенков В.Н.;; заявител и притежател на патент Германов А.В.; Рябов А.Е.; Фатенков В.Н.;- No 2004113716/14; приложение 2004.05.05; публ. 20.08.2006 г.

Потупване. 2038039 Руска федерация, A61B5/0205 „Сензор за пулсова вълна“ [Текст], Romanovskaya A.M.; Романовски V.F. ; заявител и притежател на патент Romanovskaya A.M.; Романовски V.F. - No 4784700/14; приложение 1989.12.19; публ. 27.06.1995 г

М. К. Осколкова, Ю. Д. Сахарова. "Сърце и кръвоносни съдове при ревматоиден артрит при деца" Издателство "Медицина", Ташкент, 1974 г.

Инструментални методи за изследване на сърдечно-съдовата система: Наръчник. М.: Медицина, 1986. 416 с.

Поединцев Г.М. За начина на движение на кръвта през кръвоносните съдове // Разработване на нови неинвазивни методи за изследване в кардиологията. Воронеж, 1983. С. 16.

Поединцев Г.М. Някои принципи на математическото моделиране на биологични системи и критерии за оценка на тяхната адекватност // Медицински информационни системи: Междуведомствен тематичен научен сборник. Таганрог: ТРТИ, 1988. Том. 1(VIII). стр. 113.

Стръмските О.К. Математически методи за определяне на минутни, ударни и фазови обеми на сърцето от продължителността на фазите на сърдечния цикъл // Разработване на нови неинвазивни методи за изследване в кардиологията. Воронеж, 1983. С. 16.

Цидипов Ч.Ц., Бороноев В.В., Пупишев В.Н., Трубачеев Е.А. Проблеми на обективизирането на пулсовата диагностика на тибетската медицина // Int. семинар за използването на компютрите в тибетската медицина Тибетска медицина (история, методология на изследване и перспективи за използване) . Улан-Уде, 1989. С. 24.

Valtneris A.D., Yauya J.A. Сфигмографията като метод за оценка на промените в хемодинамиката под влияние на физическата активност. Рига: Зинатне, 1988. 132 с.

Азаргаев L.N., Бороноев V.V., Шабанова E.V. Сравнителен анализ на сфигмограмите на каротидните и радиалните артерии // Човешка физиология. 1997. Т. 23. № 5. С. 67.

Лишчук В.А. Математическа теория на кръвообращението. М.: Медицина, 1991. 256 с.

Аветикян Щ.Т. Продължителност на интервалите издигане-врязване артериален пулс в централните и периферните части на съдовата система в различни човешки позиции // Човешка физиология. 1984. Т. 10. № 2. С. 24.

Бороноев В.В., Ринчинов О.С. Методи за апроксимация на сплайн в проблема с амплитудно-времевия анализ на импулсна вълна // ​​Изв. университети. Радиофизика. 1998. Т. XLI. № 8. С. 1043.

Куликов Ю.А. Обемни параметри на централната хемодинамика според анализа на фазовата структура на сърдечния цикъл // Разработване на нови неинвазивни изследователски методи в кардиологията. Воронеж, 1983. С. 49.

Милягин В.А., Милягина И.В., Грекова М.В. и др. Нов автоматизиран метод за определяне на скоростта на разпространение на пулсова вълна. Функционален диагностика. 2004 г.; 1:33-9.

Агеев Ф.Т., Орлова Я.А., Кулев Б.Д. и др.. Клинични и съдови ефекти на бетаксолол при пациенти с артериална хипертония. Кардиология. 2006 г.; 11: 38-43.

Приложение

Подобни работи на - Устройство за измерване на скоростта на разпространение на пулсовата вълна на кръвния поток