Pulzné vlny. Matematický model na výpočet rýchlosti pulzovej vlny Klinická metóda na určenie rýchlosti pulzovej vlny

Arteriálny pulz sa nazývajú rytmické kmity arteriálnej steny, spôsobené výronom krvi zo srdca do arteriálneho systému a zmenou tlaku v ňom počas ľavej komory.

Pulzová vlna sa vyskytuje v ústí aorty počas ejekcie krvi do nej ľavou komorou. Na prispôsobenie sa zdvihovému objemu krvi sa zvyšuje objem, priemer a v aorte. Počas diastoly komôr sa v dôsledku elastických vlastností steny aorty a odtoku krvi z nej do periférnych ciev obnoví jej objem a priemer na pôvodné veľkosti. Pri trhavej oscilácii steny aorty teda vzniká mechanická pulzová vlna (obr. 1), ktorá sa z nej šíri do veľkých, potom do menších tepien a dostáva sa až do arteriol.

Ryža. 1. Mechanizmus vzniku pulzovej vlny v aorte a jej šírenia po stenách arteriálnych ciev (a-c)

Keďže arteriálny tlak (vrátane pulzu) klesá v cievach so vzdialenosťou od srdca, znižuje sa aj amplitúda pulzových oscilácií. Na úrovni arteriol klesá pulzný tlak na nulu a nedochádza k pulzu v kapilárach a potom vo venulách a väčšine žilových ciev. Krv prúdi v týchto cievach rovnomerne.

Rýchlosť pulznej vlny

Pulzné oscilácie sa šíria pozdĺž steny arteriálnych ciev. Rýchlosť šírenia pulznej vlny závisí od elasticity (rozťažnosti), hrúbky steny a priemeru ciev. Vyššie rýchlosti pulzovej vlny sa pozorujú v cievach so zhrubnutou stenou, malým priemerom a zníženou elasticitou. V aorte je rýchlosť šírenia pulzovej vlny 4-6 m/s, v tepnách s malým priemerom resp. svalová vrstva(napríklad v lúči) je to asi 12 m/s. S vekom sa rozťažnosť krvných ciev znižuje v dôsledku zhutnenia ich stien, čo je sprevádzané znížením amplitúdy pulzných oscilácií arteriálnej steny a zvýšením rýchlosti šírenia pulzovej vlny pozdĺž nich (obr. 2).

Tabuľka 1. Rýchlosť šírenia pulznej vlny

Rýchlosť šírenia pulzovej vlny výrazne prevyšuje lineárnu rýchlosť pohybu krvi, ktorá je v aorte za pokojových podmienok 20-30 cm/s. Pulzová vlna, ktorá vznikla v aorte, dosiahne distálne tepny končatín približne za 0,2 s, t.j. oveľa rýchlejšie, ako sa k nim dostane časť krvi, ktorej vytlačenie ľavou komorou vyvolalo pulzovú vlnu. Pri hypertenzii sa v dôsledku zvýšeného napätia a stuhnutosti arteriálnych stien zvyšuje rýchlosť šírenia pulzovej vlny cez arteriálne cievy. Meranie rýchlosti pulznej vlny sa môže použiť na posúdenie stavu steny arteriálnej cievy.

Ryža. 2. Zmeny pulzovej vlny súvisiace s vekom spôsobené znížením elasticity arteriálnych stien

Vlastnosti pulzu

Záznam pulzu má veľký praktický význam pre klinickú prax a fyziológiu. Pulz umožňuje posúdiť frekvenciu, silu a rytmus srdcových kontrakcií.

Tabuľka 2. Vlastnosti impulzov

Tep - počet tepov za 1 minútu. U dospelých v stave fyzického a emocionálneho odpočinku je normálna pulzová frekvencia (srdcová frekvencia) 60-80 úderov/min.

Na charakterizáciu pulzovej frekvencie sa používajú tieto pojmy: normálny, zriedkavý pulz alebo bradykardia (menej ako 60 úderov/min), častý pulz alebo tachykardia (viac ako 80-90 úderov/min). V tomto prípade je potrebné vziať do úvahy vekové normy.

Rytmus- indikátor odzrkadľujúci frekvenciu kmitov impulzov po sebe nasledujúcich a frekvenciu. Určuje sa porovnaním trvania intervalov medzi údermi pulzu počas palpácie pulzu počas jednej minúty alebo dlhšie. U zdravý človek pulzové vlny nasledujú za sebou v pravidelných intervaloch a takýto pulz sa nazýva rytmický. Rozdiel v trvaní intervalov s normálnym rytmom by nemal presiahnuť 10 % ich priemernej hodnoty. Ak je trvanie intervalov medzi pulzmi odlišné, potom sa nazývajú pulzové a srdcové kontrakcie arytmický. Normálne sa dá zistiť „respiračná arytmia“, pri ktorej sa pulzová frekvencia mení synchrónne s fázami dýchania: zvyšuje sa počas nádychu a znižuje sa počas výdychu. Respiračná arytmia je častejšia u mladých ľudí a u osôb s labilným autonómnym tonusom. nervový systém.

Iné typy arytmického pulzu (extrasystólia, fibrilácia predsiení) svedčiť o a v srdci. Extrasystol je charakterizovaný objavením sa mimoriadneho skoršieho kolísania pulzu. Jeho amplitúda je menšia ako predchádzajúce. Po extrasystolickej pulzovej oscilácii môže nasledovať dlhší interval do nasledujúceho pulzu, takzvaná „kompenzačná pauza“. Tento pulz sa zvyčajne vyznačuje vyššou amplitúdou oscilácie steny tepny v dôsledku silnejšej kontrakcie myokardu.

Pulzné plnenie (amplitúda)- subjektívny ukazovateľ hodnotený palpáciou podľa výšky arteriálnej steny a najväčšieho roztiahnutia artérie počas srdcovej systoly. Plnenie pulzu závisí od veľkosti pulzný tlak, zdvihový objem, objem cirkulujúcej krvi a elasticitu arteriálnej steny. Je zvykom rozlišovať tieto možnosti: pulz normálnej, vyhovujúcej, dobrej, slabej náplne a ako krajný variant slabej náplne nitkovitý pulz.

Dobre naplnený pulz je hmatateľne vnímaný ako pulzová vlna s vysokou amplitúdou, hmatateľná v určitej vzdialenosti od línie projekcie tepny na kožu a pociťovaná nielen miernym tlakom na tepnu, ale aj slabým dotykom. oblasť jeho pulzovania. Vláknitý pulz je vnímaný ako slabá pulzácia, hmatateľná pozdĺž úzkej línie projekcie tepny na kožu, ktorej vnem zmizne, keď sa kontakt prstov s povrchom kože oslabí.

Pulzné napätie - subjektívny ukazovateľ hodnotený veľkosťou tlaku aplikovaného na artériu, dostatočný na vymiznutie jej pulzácie distálne od bodu tlaku. Pulzné napätie závisí od priemerného hemodynamického tlaku a do určitej miery odráža úroveň systolického tlaku. Pri normálnom krvnom tlaku sa pulzné napätie hodnotí ako stredné. Čím vyšší je krvný tlak, tým ťažšie je úplne stlačiť tepnu. Pri vysokom krvnom tlaku sa pulz stáva napätým alebo tvrdým. Pri nízkom krvnom tlaku sa tepna ľahko stlačí a pulz sa hodnotí ako mäkký.

Tep srdca je určená strmosťou nárastu tlaku a dosiahnutím maximálnej amplitúdy pulzných kmitov stenou tepny. Čím väčšia je strmosť nárastu, tým viac krátke obdobiečasu dosiahne amplitúda kmitania impulzu svoju maximálnu hodnotu. Pulzovú frekvenciu je možné určiť (subjektívne) palpáciou a objektívne podľa rozboru strmosti nárastu anakrózy na sfygmograme.

Frekvencia pulzu závisí od rýchlosti nárastu tlaku v arteriálnom systéme počas systoly. Ak sa počas systoly dostane viac krvi do aorty a tlak v nej sa rýchlo zvýši, potom sa rýchlejšie dosiahne najväčšia amplitúda arteriálneho natiahnutia - závažnosť anakroty sa zvýši. Čím väčšia je strmosť anakrotika (uhol a medzi vodorovnou čiarou a anakrotikom je bližšie k 90°), tým vyššia je pulzová frekvencia. Tento pulz sa nazýva rýchlo. Pri pomalom náraste tlaku v arteriálnom systéme počas systoly a nízkej rýchlosti nárastu anakrózy (malý uhol a) sa pulz tzv. pomaly. Za normálnych podmienok je srdcová frekvencia medzi rýchlou a pomalou srdcovou frekvenciou.

Rýchly pulz naznačuje zvýšenie objemu a rýchlosti vypudzovania krvi do aorty. Za normálnych podmienok môže pulz získať také vlastnosti, keď sa zvýši tón sympatického nervového systému. Neustále prítomný rýchly pulz môže byť príznakom patológie a najmä indikovať nedostatočnosť aortálnej chlopne. Pri aortálnej stenóze alebo zníženej kontraktilite komôr sa môžu vyvinúť známky pomalého pulzu.

Kolísanie objemu krvi a tlaku v žilách sa nazývajú venózny pulz. Venózny pulz určená vo veľkých žilách hrudnej dutiny a v niektorých prípadoch (s horizontálnou polohou tela) môžu byť zaznamenané v krčných žilách (najmä jugulárnych). Zaznamenaná krivka žilového pulzu je tzv flebogram. Venózny pulz je spôsobený vplyvom kontrakcií predsiení a komôr na prietok krvi v dutej žile.

Štúdia pulzu

Vyšetrenie pulzu umožňuje vyhodnotiť množstvo dôležitých charakteristík kardiovaskulárneho stavu. cievny systém. Prítomnosť arteriálneho pulzu u subjektu je dôkazom kontrakcie myokardu a vlastnosti pulzu odrážajú frekvenciu, rytmus, silu, trvanie systoly a diastoly srdca, stav aortálnych chlopní, elasticitu tepny. cievna stena, objem krvi a krvný tlak. Kolísanie pulzu na stenách krvných ciev je možné zaznamenať graficky (napríklad pomocou sfygmografie) alebo posúdiť palpáciou takmer vo všetkých tepnách umiestnených blízko povrchu tela.

Sfygmografia— metóda grafického záznamu tepnového pulzu. Výsledná krivka sa nazýva sfygmogram.

Na registráciu sfygmogramu sú v oblasti pulzácie tepny inštalované špeciálne senzory, ktoré detegujú mechanické vibrácie základných tkanív spôsobené zmenami krvného tlaku v tepne. Počas jednej srdcový cyklus je zaznamenaná pulzová vlna, na ktorej je identifikovaný vzostupný úsek - anacrota a klesajúci úsek - catacrota.

Ryža. Grafická registrácia tepnového pulzu (sfygmogram): CD-anakrotický; de - systolické plató; dh - katakrota; f - incisura; g - dikrotická vlna

Anacrota odráža natiahnutie arteriálnej steny zvýšením systolického krvného tlaku v nej počas doby od začiatku vypudzovania krvi z komory až do dosiahnutia maximálneho tlaku. Catacrota odráža obnovenie pôvodnej veľkosti tepny v čase od začiatku poklesu systolického tlaku v nej až po dosiahnutie minimálneho diastolického tlaku v nej.

Catacrota má incisura (zárez) a dikrotický vzostup. Incisura vzniká v dôsledku rýchleho poklesu arteriálneho tlaku na začiatku komorovej diastoly (protodiastolický interval). V tomto čase, keď sú semilunárne chlopne aorty stále otvorené, ľavá komora sa uvoľňuje, čo spôsobuje rýchly pokles krvného tlaku v nej a pod vplyvom elastických vlákien aorta začína obnovovať svoju veľkosť. Časť krvi z aorty sa presúva do komory. Súčasne odtláča cípy semilunárnych chlopní preč od steny aorty a spôsobuje ich uzavretie. Vlna krvi, ktorá sa odráža od privretých chlopní, vytvorí nové krátkodobé zvýšenie tlaku v aorte a iných arteriálnych cievach, čo sa na katakrotickom sfygmograme zaznamená dikrotickým vzostupom.

Vlnenie cievna stena nesie informácie o stave a fungovaní kardiovaskulárneho systému. Analýza sfygmogramu preto umožňuje vyhodnotiť množstvo ukazovateľov odrážajúcich stav kardiovaskulárneho systému. Z nej môžete vypočítať trvanie, srdcový rytmus a srdcovú frekvenciu. Na základe momentov nástupu anacrota a vzhľadu incisury je možné odhadnúť trvanie obdobia vylúčenia krvi. Strmosť anakroty sa používa na posúdenie rýchlosti vypudzovania krvi ľavou komorou, stavu aortálnych chlopní a samotnej aorty. Tepová frekvencia sa odhaduje na základe strmosti anakrotizmu. Okamih registrácie incisury umožňuje určiť začiatok diastoly komôr a výskyt dikrotického vzostupu - uzavretie semilunárnych chlopní a začiatok izometrickej fázy relaxácie komôr.

Pri synchrónnom zaznamenávaní sfygmogramu a phonokardiogramu na ich záznamoch sa začiatok anakrotiky časovo zhoduje s objavením sa prvého srdcového zvuku a dikrotický vzostup sa zhoduje s objavením sa druhého srdcového tepu. Rýchlosť nárastu anakroty na sfygmograme odrážajúca zvýšenie systolického tlaku je za normálnych podmienok vyššia ako rýchlosť poklesu anakroty, čo odráža dynamiku poklesu diastolického krvného tlaku.

Amplitúda sfygmogramu, jeho incisura a dikrotický vzostup klesajú, keď sa miesto záznamu SS pohybuje preč od aorty k periférnym artériám. Je to spôsobené znížením krvného tlaku a pulzného tlaku. V miestach ciev, kde sa šírenie pulzovej vlny stretáva so zvýšeným odporom, vznikajú odrazené pulzné vlny. Primárne a sekundárne vlny smerujúce k sebe sa sčítavajú (ako vlny na hladine vody) a môžu sa navzájom posilňovať alebo oslabovať.

Vyšetrenie pulzu palpáciou sa môže vykonávať na mnohých tepnách, ale obzvlášť často sa vyšetruje pulzácia radiálnej tepny v tejto oblasti. styloidný proces(zápästia). Za týmto účelom lekár ovinie ruku okolo ruky vyšetrovanej osoby v oblasti zápästia tak, aby palec bol umiestnený na zadnej strane a zvyšok - na jeho prednom bočnom povrchu. Po nahmataní radiálnej artérie ju pritlačte tromi prstami na spodnú kosť, kým pod prstami neucítite pulzné impulzy.

Pulzná vlna

Pulzová vlna je vlna zvýšeného (nad atmosférického) tlaku šíriaca sa aortou a tepnami, spôsobená výronom krvi z ľavej komory počas systoly.

Pulzná vlna sa šíri rýchlosťou Upm/s. Počas systoly prejde vzdialenosť rovnajúcu sa S Vntcm, ktorá je väčšia ako vzdialenosť od srdca k končatinám. To znamená, že predná časť pulznej vlny dosiahne končatiny skôr, ako začne tlak v aorte klesať.

Pulzová vlna, inak vlna zvýšeného tlaku, vzniká v aorte v momente vypudenia krvi z komôr. V tomto čase tlak v aorte prudko stúpa a jej stena sa naťahuje. Vlna zvýšeného tlaku a vibrácie cievnej steny spôsobené týmto natiahnutím sa šíria určitou rýchlosťou z aorty do arteriol a kapilár, kde pulzová vlna odumiera.

Amplitúda pulzovej vlny klesá, keď pokračuje na perifériu a prietok krvi sa stáva pomalším. Transformácia centrálneho impulzu na periférny je zabezpečená spolupôsobením dvoch faktorov - tlmenia a pridania vlny. Krv, ktorá má značnú viskozitu, sa v nádobe (ktorú možno prirovnať k elastickej kompresnej komore) správa ako tekutý tlmič nárazov, vyhladzuje malé náhle zmeny tlaku a spomaľuje rýchlosť jeho stúpania a klesania.

Rýchlosť šírenia pulzovej vlny nezávisí od rýchlosti pohybu krvi. Maximálna lineárna rýchlosť prietoku krvi tepnami nepresahuje m/s a rýchlosť šírenia pulzovej vlny u ľudí v mladom a strednom veku s normálnym krvným tlakom a normálnou elasticitou ciev je rovná aorte/s a v periférnych tepnách pani. S vekom, ako sa znižuje elasticita ciev, sa zvyšuje rýchlosť šírenia pulzovej vlny, najmä v aorte.

Na kalibráciu amplitúdy pulzných vĺn sa do pneumatického snímacieho systému privádza presne odmeraný objem vzduchu (300 alebo 500 mm3) a zaznamenáva sa výsledný elektrický kalibračný signál.

Pri slabých srdcových kontrakciách sa pulzová vlna nedostane na perifériu tela, vrátane radiálnych a femorálnych artérií umiestnených ďaleko od srdca, kde preto pulz nemusí byť hmatateľný.

Určte fázový rozdiel v pulznej vlne medzi dvoma bodmi tepny umiestnenými vo vzdialenosti 20 cm od seba.

Konečné riešenie problému pulzných vĺn a ich výskytu, keď sa prietok kvapaliny v potrubí náhle zastaví, patrí nášmu slávnemu vedcovi N. E. Žukovskému, ktorý dal úplné riešenie problémy s pulznými vlnami v elastickej trubici a s hydraulickým rázom, ktorý je mimoriadne dôležitý pre vodovodné stavby a predtým viedol k početným nehodám vo vodovodných sieťach, kým sa nenahradili takzvané samovarové kohútiky, ktoré náhle prerušili tok vody ventilovými kohútikmi, ktoré postupne otvárajú a zatvárajú prietok vody.

Aby sa našiel systém základných funkcií pre krivky pulzných vĺn, tieto boli zaznamenané synchrónne s elektrokardiogramom. Zaznamenalo sa asi 350 kriviek pulzových vĺn, ktoré sa následne vložili do pamäte počítača súčasne s EKG.

Postupné zvyšovanie vákua bolo sprevádzané zvyšovaním amplitúdy pulzovej vlny na úroveň tlaku mmHg. čl. Ďalšie zvýšenie vákua stlačilo oko natoľko, že amplitúda pulzovej vlny prudko klesla aj pri vákuu 100 mm Hg. čl. premenili na náhodné oscilácie.

Diastolický tlak v orbitálnej tepne je určený prvou čistou pulzovou vlnou centrálnej sietnicovej tepny, systolický tlak vymiznutím pulzácie.

Pulzná vlna

Pulzná vlna je vlna zvýšeného tlaku šíriaca sa tepnami, spôsobená výronom krvi z ľavej srdcovej komory počas systoly. Pulzová vlna sa šíri z aorty do kapilár.

Keďže aorta je hlavnou krvnou cievou, rýchlosť aortálnej pulzovej vlny má najväčší medicínsky význam pri vyšetrovaní pacientov.

Vznik a šírenie pulzovej vlny pozdĺž stien krvných ciev je spôsobené elasticitou steny aorty. Faktom je, že počas systoly ľavej komory nie je sila generovaná pri napínaní aorty krvou nasmerovaná striktne kolmo na os cievy a môže sa rozložiť na normálne a tangenciálne zložky. Kontinuitu prietoku krvi zabezpečuje prvý z nich, pričom druhý je zdrojom arteriálneho impulzu, ktorý sa chápe ako elastické kmitanie steny artérie.

U ľudí v mladom a strednom veku je rýchlosť šírenia pulzovej vlny v aorte 5,5-8,0 m/s. S vekom sa elasticita stien tepien znižuje a rýchlosť pulzovej vlny sa zvyšuje.

Rýchlosť šírenia pulzovej vlny v aorte je spoľahlivou metódou na určenie tuhosti ciev. Jeho štandardná definícia využíva techniku založenú na meraní pulzných vĺn so senzormi inštalovanými v oblasti karotíd a stehenných tepien. Stanovenie rýchlosti šírenia pulzovej vlny a ďalších parametrov tuhosti ciev umožňuje identifikovať začiatok rozvoja závažných porúch kardiovaskulárneho systému a správne zvoliť individuálnu terapiu.

PWV sa zvyšuje pri ateroskleróze aorty, hypertenzii, symptomatickej hypertenzii a pri všetkých patologických stavoch pri zhrubnutí cievnej steny. Pokles PWV sa pozoruje pri aortálnej insuficiencii a pri priechodnom ductus arteriosus.

Na záznam kolísania pulzu sa používajú optické tlakomery, ktoré mechanicky snímajú a opticky zaznamenávajú vibrácie cievnej steny. Medzi takéto zariadenia patrí mschanokardiograf s krivkou zaznamenanou na špeciálnom fotografickom papieri Fotografický záznam vytvára neskreslené vibrácie, je však náročný na prácu a vyžaduje použitie drahých fotografických materiálov. Rozšírili sa elektrosfygmografy, ktoré využívajú piezokryštály, kondenzátory, fotobunky, uhlíkové senzory, tenzometre a iné zariadenia. Na zaznamenávanie kmitov sa používa elektrokardiograf s atramentovým perom, atramentový alebo tepelný záznam kmitov. Sfygmogram má odlišný vzor v závislosti od použitých senzorov, čo sťažuje ich porovnanie a dešifrovanie. Informatívnejší je simultánny polygrafický záznam pulzácie karotických, radiálnych a iných tepien, ako aj EKG, balistogram a ďalšie funkčné zmeny kardiovaskulárnej aktivity.

Na určenie tónu krvných ciev a elasticity stien krvných ciev sa zisťuje rýchlosť šírenia pulzovej vlny. Zvýšenie tuhosti ciev vedie k zvýšeniu PWV. Na tento účel sa určuje rozdiel v čase výskytu pulzných vĺn, takzvané oneskorenie. Simultánne zaznamenávanie sfygmogramov sa vykonáva umiestnením dvoch senzorov nad povrchové cievy umiestnené proximálne (nad aortou) a distálne od srdca (na karotíde, femorálnej, radiálnej, povrchovej temporálnej, frontálnej, orbitálnej a iných tepnách). Po určení času oneskorenia a dĺžky medzi dvoma skúmanými bodmi sa PWV (V) určí pomocou vzorca:

Pulzná vlna

pulzná vlna.

A b V G

X s rýchlosťou u.

Kde p 0 X t- čas; w - kruhová frekvencia kmitov; c je určitá konštanta, ktorá určuje útlm vlny. Vlnová dĺžka pulzu sa dá zistiť zo vzorca

r a

X) (b).

(Moensov vzorec-Korteweg):

Kde E- modul pružnosti, r - hustota látky nádoby, h- hrúbka steny cievy, d- priemer nádoby.

Zaujímavé je porovnanie (9.15) s výrazom pre rýchlosť šírenia zvuku v tenkej tyči:

U ľudí sa modul pružnosti krvných ciev zvyšuje s vekom, preto, ako vyplýva z (9.15), sa zvyšuje aj rýchlosť pulzovej vlny.

Rýchlosť šírenia pulznej vlny

V momente systoly sa do aorty dostane určitý objem krvi, v jej počiatočnej časti sa zvýši tlak a steny sa natiahnu. Potom sa tlaková vlna a jej sprievodné natiahnutie cievnej steny šíri ďalej do periférie a je definované ako pulzová vlna. Pri rytmickom vystreľovaní krvi srdcom sa teda v arteriálnych cievach objavujú postupne sa šíriace pulzné vlny. Pulzové vlny sa v cievach šíria určitou rýchlosťou, ktorá však vôbec neodráža lineárnu rýchlosť pohybu krvi. Tieto procesy sú zásadne odlišné. Sali (N. Sahli) charakterizuje pulz periférnych artérií ako „vlnový pohyb, ku ktorému dochádza v dôsledku šírenia primárnej vlny vytvorenej v aorte smerom k periférii“.

Stanovenie rýchlosti šírenia pulzovej vlny je podľa mnohých autorov najspoľahlivejšou metódou na štúdium viskoelastického stavu krvných ciev.

Na určenie rýchlosti šírenia pulzovej vlny sa vykonáva simultánny záznam sfygmogramov z krčnej, stehennej a radiálnej artérie (obr. 10). Impulzné prijímače (snímače) sú nainštalované: zap krčnej tepny- na úrovni horný okrajštítnej chrupke, na stehennej tepne - v mieste, kde vychádza spod Pupartovho väzu, na a. radialis - v mieste palpácie pulzu. Správna aplikácia pulzných snímačov je riadená polohou a odchýlkami „zajačikov“ na vizuálnej obrazovke prístroja.

Ak z technických dôvodov nie je možné simultánne zaznamenať všetky tri pulzové krivky, potom súčasne zaznamenajte pulz krčnej a femorálnej artérie a potom krčnej a radiálnej artérie. Na výpočet rýchlosti šírenia impulznej vlny potrebujete poznať dĺžku segmentu tepny medzi prijímačmi impulzov. Merania dĺžky úseku, po ktorom sa pulzová vlna šíri v elastických cievach (Le) (arteria aorta-iliac), sa robia v nasledujúcom poradí (obr. 11):

Obr. Určenie vzdialeností medzi prijímačmi impulzov - „senzory“ (podľa V.P. Nikitina).

Symboly v texte:

a - vzdialenosť od horného okraja chrupavky štítnej žľazy (umiestnenie prijímača impulzov na krčnej tepne) po jugulárny zárez, kde sa premieta horný okraj oblúka aorty;

b- vzdialenosť od jugulárneho zárezu k stredu línie spájajúcej obe spina iliaca anterior (projekcia delenia aorty na iliakálnych artérií, ktorá sa pri normálnej veľkosti a správnom tvare brucha presne zhoduje s pupkom);

c je vzdialenosť od pupka k umiestneniu prijímača pulzu na stehennej tepne.

Výsledné rozmery b a c sa sčítajú a vzdialenosť a sa odpočíta od ich súčtu:

Odčítanie vzdialenosti a je potrebné vzhľadom na skutočnosť, že pulzová vlna sa v krčnej tepne šíri v smere opačnom k aorte. Chyba pri určovaní dĺžky segmentu elastických ciev nepresahuje 2,5-5,5 cm a považuje sa za nevýznamnú. Na určenie dĺžky dráhy, keď sa pulzná vlna šíri cievami svalový typ(LM) je potrebné merať nasledovné vzdialenosti (pozri obr. 11):

Od stredu jugulárneho zárezu po predný povrch hlavy ramenná kosť (61);

Od hlavice humeru po miesto, kde je na a. radialis (a. radialis) umiestnený prijímač pulzu - c1.

Presnejšie, táto vzdialenosť sa meria s ramenom abdukovaným v pravom uhle - od stredu jugulárneho zárezu k umiestneniu snímača pulzu na artérii radialis - d(b1+c1) (pozri obr. 11).

Rovnako ako v prvom prípade je potrebné od tejto vzdialenosti odčítať segment a. Odtiaľ:

Obr. 12. Stanovenie doby oneskorenia pulzovej vlny od začiatku stúpania vzostupnej vetvy kriviek (podľa V. P. Nikitina)

a - krivka stehennej tepny;

te je čas oneskorenia v elastických artériách;

tm je čas oneskorenia vo svalových tepnách;

Druhou veličinou, ktorú je potrebné poznať na určenie rýchlosti šírenia pulzovej vlny, je čas oneskorenia pulzu na distálnom segmente tepny vo vzťahu k centrálnemu pulzu (obr. 12). Čas oneskorenia (r) je zvyčajne určený vzdialenosťou medzi začiatkami vzostupu centrálnej a periférnej pulzovej krivky alebo vzdialenosťou medzi bodmi ohybu na vzostupnej časti sfygmogramov.

Čas oneskorenia od začiatku vzostupu centrálnej pulzovej krivky (krčná tepna - a. carotis) po začiatok vzostupu sfygmografickej krivky femorálnej artérie (a. femoralis) - doba oneskorenia šírenia krčnej tepny. pulzová vlna pozdĺž elastických tepien (te) - čas oneskorenia od začiatku vzostupu krivky a. carotis pred začiatkom vzostupu sfygmogramu z radiálnej artérie (a.radialis) - čas oneskorenia v cievach svalového typu (tM). Registrácia sfygmogramu na určenie doby oneskorenia by sa mala vykonávať pri rýchlosti pohybu fotografického papiera 100 mm/s.

Pre väčšiu presnosť pri výpočte doby oneskorenia pulznej vlny sa zaznamená 3-5 pulzných oscilácií a priemerná hodnota sa vezme z hodnôt získaných počas merania (t). Na výpočet rýchlosti šírenia pulznej vlny (C), dráha (L) prejdená pulznou vlnou (vzdialenosť medzi prijímačmi) je teraz potrebná pulzná, delená časom oneskorenia pulzu (t)

Takže pre artérie elastického typu:

pre svalové tepny:

Napríklad vzdialenosť medzi snímačmi impulzov je 40 cm a čas oneskorenia je 0,05 s, potom je rýchlosť šírenia impulznej vlny:

Normálne sa u zdravých jedincov rýchlosť šírenia pulzovej vlny cez elastické cievy pohybuje od 500-700 cm/s a cez svalové cievy - 500-800 cm/s.

Elastický odpor a následne aj rýchlosť šírenia pulzovej vlny závisí predovšetkým od individuálnych charakteristík, morfologickej štruktúry tepien a veku subjektov.

Mnohí autori poznamenávajú, že rýchlosť šírenia pulzovej vlny sa zvyšuje s vekom, o niečo viac v elastických cievach ako vo svalových cievach. Tento smer zmien súvisiacich s vekom môže závisieť od zníženia rozťažnosti stien ciev svalového typu, čo môže byť do určitej miery kompenzované zmenou funkčného stavu jeho svalových prvkov. Takže, N.N. Savitsky cituje podľa Ludwigových údajov (Ludwig, 1936) nasledujúce normy pre rýchlosť šírenia pulzovej vlny v závislosti od veku (pozri tabuľku).

Vekové normy pre rýchlosť šírenia pulzovej vlny cez cievy elastického (Se) a svalového (Sm) typu:

Pri porovnaní priemerných hodnôt Se a Sm získaných V.P. Nikitin (1959) a K.A. Morozova (1960), s údajmi Ludwiga (Ludwig, 1936), treba poznamenať, že sa dosť úzko zhodujú.

Rýchlosť šírenia pulzovej vlny cez elastické cievy sa zvyšuje najmä s rozvojom aterosklerózy, čo jasne dokazuje množstvo anatomicky sledovaných prípadov (Ludwig, 1936).

E.B. Babský a V.L. Karpman navrhol vzorce na určenie individuálne vhodných hodnôt rýchlosti šírenia pulzovej vlny v závislosti od veku alebo s prihliadnutím na vek:

V týchto rovniciach je jedna premenná B - vek, koeficienty sú empirické konštanty. V prílohe (tabuľka 1) sú uvedené individuálne vhodné hodnoty vypočítané pomocou týchto vzorcov pre vek od 16 do 75 rokov. Rýchlosť šírenia pulzovej vlny cez elastické cievy závisí aj od úrovne priemerného dynamického tlaku. So zvýšením priemerného tlaku sa rýchlosť šírenia pulznej vlny zvyšuje, čo charakterizuje zvýšené „napätie“ cievy v dôsledku jej pasívneho naťahovania zvnútra vysokým krvným tlakom. Pri štúdiu elastického stavu veľkých ciev neustále vzniká potreba určiť nielen rýchlosť šírenia pulznej vlny, ale aj úroveň priemerného tlaku.

Nesúlad medzi zmenami priemerného tlaku a rýchlosťou šírenia pulzovej vlny je do určitej miery spojený so zmenami tonickej kontrakcie hladkých svalov tepien. Tento nesúlad sa pozoruje pri štúdiu funkčného stavu tepien prevažne svalového typu. Tonické napätie svalových prvkov v týchto cievach sa mení pomerne rýchlo.

Na identifikáciu „aktívneho faktora“ svalového tonusu cievnej steny V.P. Nikitin navrhol definíciu vzťahu medzi rýchlosťou šírenia pulzovej vlny cez svalové cievy (Sm) a rýchlosťou cez elastické cievy (E). Normálne sa tento pomer (CM/C9) pohybuje od 1,11 do 1,32. So zvýšeným tonusom hladkého svalstva sa zvyšuje na 1,40-2,4; pri znižovaní klesá na 0,9-0,5. Pokles SM/SE sa pozoruje pri ateroskleróze v dôsledku zvýšenia rýchlosti šírenia pulzovej vlny pozdĺž elastických artérií. Pri hypertenzii sú tieto hodnoty v závislosti od štádia rôzne.

S nárastom elastického odporu sa teda prenosová rýchlosť pulzných kmitov zvyšuje a niekedy dosahuje veľké hodnoty. Vysoká rýchlosť šírenia pulzovej vlny je bezpodmienečným znakom zvýšenia elastického odporu stien tepien a zníženia ich rozťažnosti.

Rýchlosť šírenia pulzovej vlny sa zvyšuje pri organickom poškodení tepien (zvýšené Se pri ateroskleróze, syfilitickej mezoaortitíde) alebo pri zvýšenej elastickej odolnosti tepien zvýšeným tonusom ich hladkého svalstva, natiahnutím cievnych stien vysokým krvným tlakom. (zvýšenie Se pri hypertenzii, neurocirkulačnej dystónii hypertenzného typu) . Pri neurocirkulačnej dystónii hypotonického typu je zníženie rýchlosti šírenia pulzovej vlny pozdĺž elastických artérií spojené najmä s nízkou úrovňou priemerného dynamického tlaku.

Na výslednom polysfygmograme krivka centrálneho pulzu (a. carotis) určuje aj čas ejekcie (5) - vzdialenosť od začiatku vzostupu pulzovej krivky krčnej tepny po začiatok poklesu jej hlavnej systolická časť.

N.N. Pre správnejšie určenie času vypudenia Savitsky odporúča použiť nasledujúcu techniku (obr. 13). Vedieme dotyčnicu cez pätu incisury a. carotis hore katacrotou, z miesta jej oddelenia od krivky catacrota spúšťame kolmicu. Vzdialenosť od začiatku vzostupu krivky impulzu k tejto kolmici bude čas vyhadzovania.

Obr. 13. Metóda určenia času vyhostenia (podľa N.N. Savitského).

Nakreslíme čiaru AB, ktorá sa zhoduje s klesajúcim kolenom katakroty.V bode, kde sa odchyľuje od katakroty, nakreslíme čiaru CD, rovnobežnú s nulou. Z priesečníka spustíme kolmicu na nulovú čiaru. Čas vyhadzovania je určený vzdialenosťou od začiatku vzostupu krivky impulzu k priesečníku kolmice s nulovou čiarou. Bodkovaná čiara znázorňuje určenie času vypudenia podľa miesta incizúry.

Obr. 14. Stanovenie času ejekcie (5) a času úplnej involúcie srdca (T) podľa centrálnej pulzovej krivky (podľa V.P. Nikitina).

Čas úplnej involúcie srdca (trvanie srdcového cyklu) T je určený vzdialenosťou od začiatku vzostupu centrálnej pulzovej krivky (a. carotis) jedného srdcového cyklu po začiatok vzostupu krivky. nasledujúceho cyklu, t.j. vzdialenosť medzi vzostupnými končatinami dvoch pulzných vĺn (obr. 14).

9.2. Pulzná vlna

Keď sa srdcový sval stiahne (systola), krv je vypudená zo srdca do aorty a tepien, ktoré z nej vychádzajú. Ak by boli steny týchto ciev tuhé, potom by sa tlak vznikajúci v krvi pri výstupe zo srdca prenášal na perifériu rýchlosťou zvuku. Elasticita stien ciev vedie k tomu, že pri systole krv vytlačená srdcom naťahuje aortu, tepny a arterioly, čiže veľké cievy pri systole prijmú viac krvi, ako prúdi do periférie. Normálny systolický tlak človeka je približne 16 kPa. Počas relaxácie srdca (diastola) sa natiahnuté cievy zrútia a potenciálna energia, ktorú im srdce odovzdá krvou, prechádza do Kinetická energia prietok krvi, pričom sa udržiava diastolický tlak približne 11 kPa.

Vlna zvýšeného tlaku šíriaca sa aortou a tepnami, spôsobená výronom krvi z ľavej komory pri systole, sa nazýva tzv. pulzná vlna.

Pulzná vlna sa pohybuje rýchlosťou 5-10 m/s alebo aj viac. Následne by sa mal počas systoly (asi 0,3 s) roztiahnuť na vzdialenosť 1,5-3 m, čo je väčšia vzdialenosť ako od srdca k končatinám. To znamená, že nástup pulzovej vlny sa dostane do končatín skôr, ako začne klesať tlak v aorte. Profil časti tepny je schematicky znázornený na obr. 9.6: A- po prechode pulzovej vlny, b- začiatok pulzovej vlny v tepne, V- pulzná vlna v tepne, G- vysoký krvný tlak začína klesať.

Pulzová vlna bude zodpovedať pulzácii rýchlosti prietoku krvi vo veľkých tepnách, avšak rýchlosť krvi (maximálna hodnota 0,3-0,5 m/s) je výrazne nižšia ako rýchlosť šírenia pulzovej vlny.

Z modelových skúseností a zo všeobecných predstáv o práci srdca je zrejmé, že pulzová vlna nie je sínusová (harmonická). Ako každý periodický proces môže byť pulzná vlna reprezentovaná súčtom harmonických vĺn (pozri § 5.4). Preto budeme venovať pozornosť ako vzoru harmonickej pulznej vlne.

Predpokladajme, že harmonická vlna [pozri (5.48)] sa šíri pozdĺž cievy pozdĺž osi X s rýchlosťou  . Viskozita krvi a elasticko-viskózne vlastnosti stien ciev znižujú amplitúdu vlny. Môžeme predpokladať (pozri napr. § 5.1), že útlm vlny bude exponenciálny. Na základe toho môžeme pre pulznú vlnu napísať nasledujúcu rovnicu:

Kde R 0 - amplitúda tlaku v pulznej vlne; X- vzdialenosť k ľubovoľnému bodu od zdroja vibrácií (srdca); t- čas;  - kruhová frekvencia kmitov;  je určitá konštanta, ktorá určuje útlm vlny. Vlnová dĺžka pulzu sa dá zistiť zo vzorca

Tlaková vlna predstavuje nejaký „nadmerný“ tlak. Preto berúc do úvahy „hlavný“ tlak R A(atmosférický tlak alebo tlak v médiu obklopujúcom nádobu) zmenu tlaku možno zapísať takto:

Ako je možné vidieť z (9.14), keď sa krv pohybuje (ako X) kolísanie tlaku je vyhladené. Schematicky na obr. Obrázok 9.7 ukazuje kolísanie tlaku v aorte blízko srdca (a) a v arteriolách (b). Grafy sú uvedené za predpokladu modelu harmonickej pulznej vlny.

Na obr. Obrázok 9.8 ukazuje experimentálne grafy znázorňujúce zmenu priemernej hodnoty tlaku a rýchlosti a prietoku krvi v závislosti od typu ciev. Hydrostatický krvný tlak sa neberie do úvahy. Tlak presahuje atmosférický tlak. Vytieňovaná oblasť zodpovedá kolísaniu tlaku (pulzná vlna).

Rýchlosť pulznej vlny vo veľkých cievach závisí od ich parametrov takto: (Moensov vzorec-Korteweg):

Kde E- modul pružnosti,  - hustota hmoty nádoby, h- hrúbka steny cievy, d- priemer nádoby.

Ak chcete pokračovať v sťahovaní, musíte zhromaždiť obrázok:

Arteriálny pulz

Arteriálny pulz je rytmické kmitanie arteriálnej steny spôsobené výronom krvi zo srdca do arteriálneho systému a zmenou tlaku v ňom počas systoly a diastoly ľavej komory.

Pulzová vlna sa vyskytuje v ústí aorty počas ejekcie krvi do nej ľavou komorou. Na prispôsobenie sa zdvihovému objemu krvi sa zvyšuje objem, priemer aorty a systolický tlak v nej. Počas diastoly komôr sa v dôsledku elastických vlastností steny aorty a odtoku krvi z nej do periférnych ciev obnoví jej objem a priemer na pôvodné veľkosti. Pri srdcovom cykle teda nastáva trhavé kmitanie steny aorty, vzniká mechanická pulzová vlna (obr. 1), ktorá sa z nej šíri do veľkých, potom do menších tepien a dostáva sa až do arteriol.

Ryža. 1. Mechanizmus vzniku pulzovej vlny v aorte a jej šírenia po stenách arteriálnych ciev (a-c)

Rýchlosť pulznej vlny

Pulzné oscilácie sa šíria pozdĺž steny arteriálnych ciev. Rýchlosť šírenia pulzovej vlny závisí od elasticity (rozťažnosti), hrúbky steny a priemeru ciev. Vyššie rýchlosti pulzovej vlny sa pozorujú v cievach so zhrubnutou stenou, malým priemerom a zníženou elasticitou. V aorte je rýchlosť šírenia pulzovej vlny 4-6 m/s, v tepnách s malým priemerom a svalovou vrstvou (napríklad v radiálnej) je to asi 12 m/s. S vekom sa rozťažnosť krvných ciev znižuje v dôsledku zhutnenia ich stien, čo je sprevádzané znížením amplitúdy pulzných oscilácií arteriálnej steny a zvýšením rýchlosti šírenia pulzovej vlny pozdĺž nich (obr. 2).

Tabuľka 1. Rýchlosť šírenia pulznej vlny

Svalové tepny

Rýchlosť šírenia pulzovej vlny výrazne prevyšuje lineárnu rýchlosť pohybu krvi, ktorá je v aorte za pokojových podmienok cm/s. Pulzová vlna, ktorá vznikla v aorte, dosiahne distálne tepny končatín približne za 0,2 s, t.j. oveľa rýchlejšie, ako sa k nim dostane časť krvi, ktorej vytlačenie ľavou komorou vyvolalo pulzovú vlnu. Pri hypertenzii sa v dôsledku zvýšeného napätia a stuhnutosti arteriálnych stien zvyšuje rýchlosť šírenia pulzovej vlny cez arteriálne cievy. Meranie rýchlosti pulznej vlny sa môže použiť na posúdenie stavu steny arteriálnej cievy.

Ryža. 2. Zmeny pulzovej vlny súvisiace s vekom spôsobené znížením elasticity arteriálnych stien

Vlastnosti pulzu

Záznam pulzu má veľký praktický význam pre klinickú prax a fyziológiu. Pulz umožňuje posúdiť frekvenciu, silu a rytmus srdcových kontrakcií.

Tabuľka 2. Vlastnosti impulzov

Normálne, rýchlo alebo pomaly

Rytmické alebo arytmické

Vysoká alebo nízka

Rýchlo alebo pomaly

Tvrdé alebo mäkké

Tepová frekvencia - počet tepov za 1 minútu. U dospelých v stave fyzického a emocionálneho odpočinku je normálna pulzová frekvencia (srdcová frekvencia) bpm.

Na charakterizáciu pulzovej frekvencie sa používajú tieto pojmy: normálny, zriedkavý pulz alebo bradykardia (menej ako 60 úderov/min), rýchly pulz alebo tachykardia (viac úderov/min). V tomto prípade je potrebné vziať do úvahy vekové normy.

Rytmus je indikátor, ktorý odzrkadľuje frekvenciu kmitov pulzu po sebe nasledujúcich a frekvenciu srdcovej kontrakcie. Určuje sa porovnaním trvania intervalov medzi údermi pulzu počas palpácie pulzu počas jednej minúty alebo dlhšie. U zdravého človeka nasledujú pulzové vlny za sebou v pravidelných intervaloch a takýto pulz sa nazýva rytmický. Rozdiel v trvaní intervalov s normálnym rytmom by nemal presiahnuť 10 % ich priemernej hodnoty. Ak je trvanie intervalov medzi údermi pulzu odlišné, potom sa kontrakcie pulzu a srdca nazývajú arytmické. Normálne sa dá zistiť „respiračná arytmia“, pri ktorej sa pulzová frekvencia mení synchrónne s fázami dýchania: zvyšuje sa počas nádychu a znižuje sa počas výdychu. Respiračná arytmia je častejšia u mladých ľudí a u jedincov s labilným tonusom autonómneho nervového systému.

Iné typy arytmického pulzu (extrasystólia, fibrilácia predsiení) naznačujú poruchy excitability a vedenia v srdci. Extrasystol je charakterizovaný objavením sa mimoriadneho skoršieho kolísania pulzu. Jeho amplitúda je menšia ako predchádzajúce. Po extrasystolickej pulzovej oscilácii môže nasledovať dlhší interval do nasledujúceho pulzu, takzvaná „kompenzačná pauza“. Tento pulz sa zvyčajne vyznačuje vyššou amplitúdou oscilácie steny tepny v dôsledku silnejšej kontrakcie myokardu.

Plnenie (amplitúda) pulzu je subjektívny indikátor, ktorý sa palpáciou hodnotí podľa výšky vzostupu arteriálnej steny a najväčšieho roztiahnutia artérie počas srdcovej systoly. Plnenie pulzu závisí od veľkosti pulzného tlaku, zdvihového objemu, objemu cirkulujúcej krvi a elasticity arteriálnych stien. Je zvykom rozlišovať tieto možnosti: pulz normálnej, vyhovujúcej, dobrej, slabej náplne a ako krajný variant slabej náplne nitkovitý pulz.

Pulzné napätie je subjektívny indikátor, ktorý sa hodnotí podľa veľkosti tlaku aplikovaného na tepnu, ktorý je dostatočný na vymiznutie jej pulzácie distálne od bodu tlaku. Pulzné napätie závisí od priemerného hemodynamického tlaku a do určitej miery odráža úroveň systolického tlaku. Pri normálnom krvnom tlaku sa pulzné napätie hodnotí ako stredné. Čím vyšší je krvný tlak, tým ťažšie je úplne stlačiť tepnu. Pri vysokom krvnom tlaku sa pulz stáva napätým alebo tvrdým. Pri nízkom krvnom tlaku sa tepna ľahko stlačí a pulz sa hodnotí ako mäkký.

Pulzová frekvencia je určená strmosťou nárastu tlaku a arteriálnou stenou dosahujúcou maximálnu amplitúdu pulzných oscilácií. Čím väčšia je strmosť nárastu, tým kratší je časový úsek, za ktorý amplitúda kmitania impulzu dosiahne svoju maximálnu hodnotu. Pulzovú frekvenciu je možné určiť (subjektívne) palpáciou a objektívne podľa rozboru strmosti nárastu anakrózy na sfygmograme.

Frekvencia pulzu závisí od rýchlosti nárastu tlaku v arteriálnom systéme počas systoly. Ak sa počas systoly dostane viac krvi do aorty a tlak v nej sa rýchlo zvýši, potom sa rýchlejšie dosiahne najväčšia amplitúda arteriálneho natiahnutia - závažnosť anakroty sa zvýši. Čím väčšia je strmosť anakrotika (uhol a medzi vodorovnou čiarou a anakrotikom je bližšie k 90°), tým vyššia je pulzová frekvencia. Tento pulz sa nazýva rýchly. S pomalým nárastom tlaku v arteriálnom systéme počas systoly a nízkou rýchlosťou nárastu anakrózy (malý uhol a) sa pulz nazýva pomalý. Za normálnych podmienok je srdcová frekvencia medzi rýchlou a pomalou srdcovou frekvenciou.

Kolísanie objemu a tlaku krvi v žilách sa nazýva žilový pulz. Venózny pulz sa určuje vo veľkých žilách hrudnej dutiny a v niektorých prípadoch (s horizontálnou polohou tela) môže byť zaznamenaný v krčných žilách (najmä jugulárnych). Zaznamenaná krivka žilového pulzu sa nazýva venogram. Venózny pulz je spôsobený vplyvom kontrakcií predsiení a komôr na prietok krvi v dutej žile.

Štúdia pulzu

Testovanie pulzu vám umožňuje posúdiť množstvo dôležitých charakteristík stavu kardiovaskulárneho systému. Prítomnosť arteriálneho pulzu u subjektu je dôkazom kontrakcie myokardu a vlastnosti pulzu odrážajú frekvenciu, rytmus, silu, trvanie systoly a diastoly srdca, stav aortálnych chlopní, elasticitu tepny. cievna stena, objem krvi a krvný tlak. Kolísanie pulzu na stenách krvných ciev je možné zaznamenať graficky (napríklad pomocou sfygmografie) alebo posúdiť palpáciou takmer vo všetkých tepnách umiestnených blízko povrchu tela.

Sfygmografia je metóda grafického zaznamenávania tepnových pulzov. Výsledná krivka sa nazýva sfygmogram.

Na registráciu sfygmogramu sú v oblasti pulzácie tepny inštalované špeciálne senzory, ktoré detegujú mechanické vibrácie základných tkanív spôsobené zmenami krvného tlaku v tepne. Počas jedného srdcového cyklu je zaznamenaná pulzová vlna, na ktorej je identifikovaný vzostupný úsek - anakrotický a zostupný úsek - katakrotický.

Ryža. Grafická registrácia tepnového pulzu (sfygmogram): CD-anakrotický; de - systolické plató; dh - katakrota; f - incisura; g - dikrotická vlna

Pulzácia cievnej steny nesie informácie o stave a fungovaní kardiovaskulárneho systému. Analýza sfygmogramu preto umožňuje vyhodnotiť množstvo ukazovateľov odrážajúcich stav kardiovaskulárneho systému. Z nej môžete vypočítať trvanie srdcového cyklu, srdcový rytmus a srdcovú frekvenciu. Na základe momentov nástupu anacrota a vzhľadu incisury je možné odhadnúť trvanie obdobia vylúčenia krvi. Strmosť anakroty sa používa na posúdenie rýchlosti vypudzovania krvi ľavou komorou, stavu aortálnych chlopní a samotnej aorty. Tepová frekvencia sa odhaduje na základe strmosti anakrotizmu. Okamih registrácie incisury umožňuje určiť začiatok diastoly komôr a výskyt dikrotického vzostupu - uzavretie semilunárnych chlopní a začiatok izometrickej fázy relaxácie komôr.

Vyšetrenie pulzu palpáciou sa môže vykonávať v mnohých tepnách, ale obzvlášť často sa vyšetruje pulzácia radiálnej tepny v oblasti styloidného procesu (zápästia). Za týmto účelom lekár ovinie ruku okolo ruky vyšetrovanej osoby v oblasti zápästného kĺbu tak, aby palec bol umiestnený na zadnej strane a zvyšok na jeho prednej bočnej ploche. Po nahmataní radiálnej artérie ju pritlačte tromi prstami na spodnú kosť, kým pod prstami neucítite pulzné impulzy.

Arteriálny pulz. Pulzná vlna, jej rýchlosť

RECENZNÉ ČLÁNKY

MDT 611.13-07:612.15

RÝCHLOSŤ PULZNÝCH VLN A ELASTICKÉ VLASTNOSTI HLAVNÝCH TEPIEN: FAKTORY OVPLYVŇUJÚCE ICH MECHANICKÉ VLASTNOSTI, MOŽNOSTI DIAGNOSTICKÉHO POSÚDENIA

O.V. Ilyukhin, Yu.M. Lopatin

Kardiologická klinika s funkčnou diagnostikou, Volgogradská štátna lekárska univerzita

RÝCHLOSŤ PULZNÉHO VLNU A ELASTICKÉ VLASTNOSTI MAGISTRÁLNYCH TEPN: FAKTORY OVPLYVŇUJÚCE ICH MECHANICKÉ VLASTNOSTI A MOŽNOSTI ICH DIAGNOSTICKÉHO HODNOTENIA

O.V. Ilyukhin, Yu.M. Lopatin

Abstraktné. Článok predstavuje prehľad metód hodnotenia rýchlosti pulzovej vlny a ich klinický význam.

Kľúčové slová: rýchlosť pulzovej vlny, tepny, poddajnosť

Hlavné vlastnosti cievnej steny, ktoré určujú jej elasticitu, sú poddajnosť, rozťažnosť a tuhosť. Compliance, alebo ako sa v západnej literatúre používa termín „compliance“, je zmena napätia cievnej steny a závislosť objemu krvi od tlaku. V dôsledku toho napätie steny závisí najmä od pomeru elastických a kolagénových vlákien: ak prevládajú kolagénové vlákna, potom bude stena tepny tuhšia a naopak, ak elastické vlákna budú mäkšie a poddajnejšie. Roztiahnuteľnosť ciev závisí od schopnosti priemeru cievy meniť sa v reakcii na zmeny intravaskulárneho tlaku. Opačná strana predĺženia je tuhosť. Roztiahnuteľnosť arteriálnej steny môže byť hodnotená rýchlosťou pulznej vlny (PWV).

Použitie SPV v klinickej praxi a vedecká činnosť môžete vyhodnotiť vaskulárny tonus, získať predstavu o stave regionálneho prietoku krvi, organickej alebo funkčnej povahe cievne zmeny,

študovať farmakodynamiku vazoaktívnych látok lieky. V klinickej praxi sa arteriálna tuhosť zisťuje pomocou dopplerografie a echokardiografie (EchoCG), ktoré umožňujú určiť nielen rýchlosť prietoku krvi, ale aj hrúbku steny, lúmen cievy a vyhodnotiť vlastnosti srdcového svalu. výkon. Nevýhodou tejto techniky je vyšetrenie tepny na malej ploche a použitie drahého zariadenia. Navrhuje sa zaviesť metódu stanovenia PWV pomocou počítačovej fotopletyzmografie, ktorá pozostáva z registrácie periférnej pulzovej vlny z ukazováka infračerveným senzorom a digitálneho spracovania jej objemových charakteristík.

Jednou z najjednoduchších neinvazívnych, aj keď zabudnutých metód na stanovenie PWV je mechanokardiografická metóda zaznamenávania sfygmogramov. Pomocou sfygmografickej metódy je možné posúdiť stav tepien zmenou priemeru prierezu cievy v rôznych momentoch srdcového cyklu. Pri každej kontrakcii srdca tlak

Zvýši sa tlak v tepnách, zväčší sa prierezový priemer cievy, potom sa všetko vráti do pôvodného stavu. Celý tento cyklus sa nazýva arteriálny pulz a jeho dynamika sa nazýva sfygmogram. Metóda je založená na synchrónnom zaznamenávaní sfygmogramov z dvoch alebo viacerých bodov cievneho systému. Existujú sfygmogramy centrálneho pulzu (záznam sa robí na veľkých tepnách blízko srdca - podkľúčová, karotída) a periférny (záznam sa vykonáva z menších arteriálnych ciev).

S prihliadnutím na morfologickú štruktúru tepien sa PPV rozlišuje podľa ciev elastického (v oblasti aa. carotis - femoralis) a svalového (aa. carotis - radialis) typu. Typicky sú senzory umiestnené nad oblasťou karotíd, femorálnych a radiálnych artérií a produkujú synchrónny záznam, niekedy sa paralelne zaznamenáva elektrokardiogram. Morfológia kriviek zaznamenaných z veľkých a periférne cievy, nie je to to isté. Krivka krčnej tepny má zložitejšiu štruktúru (obr.). Začína sa vlnou „a“ s malou amplitúdou (pre-systolická vlna), po ktorej nasleduje prudký vzostup (anacro-ta „a-b“), ktorý zodpovedá obdobiu rýchleho vypudenia krvi z ľavej komory do aorty (oneskorenie medzi otvorenie aortálnych chlopní a objavenie sa pulzu na krčnej tepne je »0,02 s), potom je na niektorých krivkách vidieť malé kmitanie. Následne krivka prudko klesá smerom nadol (dikrotická vlna „v-g“). Táto časť krivky odráža obdobie pomalého prietoku krvi do cievneho riečiska (pod nižším tlakom). Na konci tejto časti krivky, zodpovedajúcej koncu systoly, je zreteľne zaznamenaný zárez (incisura „b“) - koniec ejekčnej fázy. Dokáže merať krátky vzostup („b“) spôsobený privretím semilunárnych chlopní aorty, ktorý zodpovedá momentu vyrovnania tlaku v aorte a komore (podľa N. N. Savitského).

EKG 1 II il i / ÄS* / /

S<\ >G 6 b fi

a rte ri! 1 H

o e. pei ^ nie i 1

G.....t t 1

Ryža. Morfológia sfygmogramov

Potom zákruta postupne klesá (mierne klesanie), vo väčšine prípadov je na klesaní viditeľné mierne prevýšenie. Táto časť krivky odráža diastolickú periódu srdcovej aktivity.

Morfológia krivky periférneho pulzu je menej zložitá. Rozlišuje 2 kolená: vzostupné - anakrotické „a“ (spôsobené náhlym zvýšením tlaku v skúmanej tepne) s dodatočnou dikrotickou vlnou „6“ a zostupné (pozri obrázok). Synchrónny záznam sfygmogramov z krčnej, stehennej a radiálnej artérie spolu s údajmi o dĺžke ciev umožňuje určiť rýchlosť šírenia pulzovej vlny pomocou počítačového programu alebo ručne.

PWV je dynamická hodnota a nemôže byť konštantná pre tú istú osobu. Rýchlosť šírenia pulzovej vlny závisí od morfologickej stavby cievy (elastické alebo svalové typy), jej priemeru alebo prierezu lúmenu, tuhosti cievnej steny, stavu koagulačného a antikoagulačného systému cievy. krv, lipidy a metabolizmus sacharidov, vek, krvný tlak (BP), tep srdca (HR), antropometrické údaje a množstvo ďalších ukazovateľov. Pozrime sa na tie hlavné.

Elasticita cievnej steny priamo súvisí s jej morfologickou štruktúrou a dôležité sú tak kvantitatívne charakteristiky, ako aj vlastnosti ich štruktúry a fyzikálno-chemické vlastnosti. Elastické vlastnosti krvných ciev sú určené elastínom, kolagénom a usporiadanými bunkami hladkého svalstva. Vo veľkých, hlavných tepnách tvoria elastín a kolagén až 50 % suchej hmotnosti. Vzťah medzi nimi v rôznych oblastiach cievne lôžko rôzne . Obsah a vzťah štruktúrnych prvkov do značnej miery určuje biomechaniku cievnej steny. Nemenej dôležité ako kvantitatívny obsah konštrukčných prvkov je ich relatívne usporiadanie.

Rýchlosť šírenia pulzovej vlny je ovplyvnená zmenami lúmenu cievy alebo jej priemeru. Vazomotorická aktivita tepien sa počas srdcového cyklu mení. V roku 1961 b. Počkaj! e! a1. vykonali simultánne záznamy priemeru aorty a krvného tlaku u psa počas srdcového cyklu. V roku 1979 sa pri zaznamenávaní zmien vonkajšieho priemeru spoločnej krčnej tepny počas srdcového cyklu dospelo k záveru, že pre krivky priemer-tlak počas srdcového cyklu existuje fenomén hysterézie, ktorého závažnosť závisí od veľkosti pulzného tlaku. .

SPRAVODAJ VolSMU

Fenomenológia hysterézie kriviek priemeru pre fázy zaťažovania a vykladania cievy tlakom je spôsobená zmenami elastických vlastností cievnej steny, ktoré sú zase determinované aktivitou komplexu zložiek cievy. stena - hladká svalovina, elastín a kolagén. Elastín a kolagén sú pasívne zložky steny, ich aktivita pri obmedzovaní naťahovania tepny je obmedzená a mala by konštantnú, jednotnú povahu bez poskytnutia uvažovaných znakov reštrukturalizácie vlastností cievnej steny. Rýchla reštrukturalizácia mechanických vlastností arteriálnej steny v priebehu jedného srdcového cyklu je evidentne spojená s prácou funkčne labilnej zložky steny – hladkého svalstva. Je známe, že hladké svaly zmenou svojej činnosti môžu výrazne ovplyvniť proces, ktorý odoláva naťahovaniu, čo sa prejavuje zmenou biomechanických charakteristík cievy. Proces vazodilatácie je narušený v dôsledku zmien cievnej steny počas starnutia, aterosklerózy, srdcového zlyhania, hypercholesterolémie, cukrovky, urémie, menopauzy.

PWV je do značnej miery ovplyvnená úrovňou systolického krvného tlaku a pulzného tlaku. Pulzný tlak je spojený s množstvom hmoty myokardu ľavej komory a následne so stupňom hypertrofie ľavej komory. Zvýšenie systolického krvného tlaku a pulzného tlaku má priamy vzťah so zvýšením tuhosti ciev, čo vedie k zvýšeniu PWV. Podľa viacerých autorov možno pulzný tlak považovať za skutočný ukazovateľ veku tepien, ktorý nie vždy zodpovedá biologickému veku človeka. V menšej miere je elasticita arteriálnej steny ovplyvnená úrovňou diastolického krvného tlaku. Medzi stredným krvným tlakom (Avg.BP) a hodnotou PWV bola identifikovaná priama korelácia a podľa autorov môžu mať hodnoty Avg.BP väčší vplyv na zmeny v elasticite cievnej steny. .

Rýchlosť šírenia pulzovej vlny je ovplyvnená tuhosťou cievnej steny. PWV charakterizuje elastické napätie cievnych stien a zvyšuje sa so zvyšujúcou sa tuhosťou tepien. U jedincov s roztiahnuteľnými tepnami je teda PWV nižšia a odrazená vlna sa vracia do vzostupnej aorty počas diastoly. V stuhnutých artériách sa PWV zvyšuje a odrazená vlna sa vracia skôr počas systoly, čo vedie k zvýšeniu systolického a pulzného tlaku a následnému zaťaženiu ľavej komory. Podľa literatúry platí, že čím vyššia tuhosť aorty, tým horšie

subendokardiálny prietok krvi, čo následne vedie k zvýšenej subendokardiálnej ischémii myokardu.

Je známe, že arteriálna tuhosť a PWV sú ovplyvnené vekom a medzi týmito indikátormi bola identifikovaná priama korelácia. Normálne sa PWV mení počas života a hlavne v artériách elastického typu, a nie vo svaloch v dôsledku evolučných zmien v stenách krvných ciev. S vekom sa zvyšuje tuhosť cievnej steny v dôsledku zvyšovania obsahu kolagénových vlákien a znižuje sa poddajnosť steny tepien v dôsledku degenerácie tkaniva zodpovedného za elasticitu ciev. Navrhované veľké množstvo vzorce na určenie individuálne vhodných hodnôt rýchlosti šírenia pulzovej vlny v závislosti od veku. Podľa literárnych údajov získaných v rôznych časoch má PWV v rovnakých vekových intervaloch takmer podobné ukazovatele: v 20-44 rokoch je PWV v artériách elastického typu 6,6-8,0 m/s a PWV v artériách svalového typu je 6,6-8,0 m/s, 6,8-7,4 m/s; vo veku 4570 rokov - PWV v elastických artériách je 8,5-9,7 m/s a PWV vo svalových artériách je 7,4-9,3 m/s.

Je známe, že vykonávanie pohybovej aktivity spôsobuje aj množstvo zmien v elasticite cievnej steny. Štúdie elastickej rezistencie arteriálny systémširoko používaný v športovej medicíne. Pri štúdiu funkčných zmien centrálnej hemodynamiky (TK, periférny vaskulárny odpor, minútové, úderové objemy srdca) a elastickej odozvy arteriálnej steny, ktorá bola hodnotená ako modul pružnosti, u športovcov pri vykonávaní významnej fyzickej aktivity sa zistilo, že pri výkone práce dochádza k výraznému zvýšeniu elastického odporu arteriálnej steny, bola zistená priama závislosť modulu pružnosti od úrovne pulzného tlaku a trvania diastoly. Zvýšenie odporu cievnej steny je v tomto prípade adaptačným mechanizmom arteriálneho riečiska, ktorý zabraňuje usadzovaniu krvi v dôsledku zvýšenej intenzity prietoku krvi.

Zdá sa, že srdcová frekvencia nemá významný vplyv na PWV vo väčšine štúdií, ale najmä u žien môže byť PWV ďalej ovplyvnená srdcovou frekvenciou, pričom sa berie do úvahy výška a obvod pása. Väčšina autorov sa prikláňa k názoru, že ukazovatele vaskulárnej elasticity u normotenzných pacientov aj hypertonikov sú významne

vyššie stupne sú spojené s krvným tlakom a vekom a nemajú jasnú koreláciu so srdcovou frekvenciou.

Stav arteriálnej steny a predovšetkým ciev svalového typu môže byť ovplyvnený aj funkciou endotelu. R. Furchgott a J. Zawadzki (1980) ako prví hovorili o nezávislej úlohe cievneho endotelu v regulácii cievneho tonusu. Autori objavili schopnosť izolovanej tepny samostatne meniť svoju svalový tonus ako odpoveď na pôsobenie acetylcholínu bez účasti centrálnych (neurohumorálnych) mechanizmov. Hlavnú úlohu v tom zohrali endotelové bunky, ktoré autori charakterizovali ako „kardiovaskulárne endokrinný orgán, ktorá v kritických situáciách zabezpečuje spojenie krvi a tkanív."

Je známe, že vaskulárny endotel reguluje lokálne procesy hemostázy a migrácie krvných buniek do cievnej steny. Normálne endotel syntetizuje látky, ktoré uvoľňujú bunky hladkého svalstva cievnej steny, a predovšetkým oxid dusnatý (NO) a jeho deriváty (endotelové relaxačné faktory - EGF), ako aj prostacyklín a hyperpolarizačný faktor závislý od endotelu. EGF-NO, produkovaný vaskulárnym endotelom, zvyšuje lokálnu perfúziu, stimuluje tvorbu prostaglandínov, čím ovplyvňuje krvný tlak. Oxid dusnatý plní dôležitú funkciu pri regulácii koronárneho prietoku krvi: podľa potreby rozširuje alebo zužuje lúmen krvných ciev. Zvýšený prietok krvi, napríklad keď fyzická aktivita, vedie k mechanickému podráždeniu endotelu. Toto mechanické podráždenie stimuluje syntézu NO, čo spôsobuje relaxáciu svalov ciev a tým spôsobuje vazodilatáciu. S vekom sa endotelová syntéza oxidu dusnatého znižuje a vyvíja sa aj zvýšená reaktivita endotelu na vazokonstrikčné faktory. NO okrem priameho účinku na zložky cievnej steny pôsobí aj na činnosť krvných buniek, najmä účinne inhibuje agregáciu a adhéziu krvných doštičiek a leukocytov na cievny endotel a aktivuje uvoľňovanie renín juxtaglomerulárnymi bunkami. Okrem toho EGF-NO nielen reguluje cievny tonus, ale tiež zabraňuje patologickej prestavbe cievnej steny a progresii aterosklerózy.

Na druhej strane dochádza k syntéze látok s vazokonstrikčným účinkom - endotelové konstrikčné faktory: preoxidované anióny, vazokonstrikčné prostanoidy ako tromboxán A2, ako aj endotelín-1 atď. Pri dlhšom pôsobení rôznych škodlivých faktorov na cievny endotel, postupné vyčerpávanie nastáva jeho kom-

pensatorická „dilatačná“ schopnosť a následne aj na bežné podnety začnú endotelové bunky reagovať vazokonstrikciou a proliferáciou buniek hladkého svalstva cievnej steny. Preto endoteliálna dysfunkcia (ED) označuje nerovnováhu medzi faktormi, ktoré zabezpečujú tieto interakcie.

Zvýšenie tlaku v cieve pri konštantnej rýchlosti prietoku krvi inhibuje uvoľňovanie EGF. Okrem toho sa zistilo, že predĺžený účinok krvného tlaku na arteriálnu stenu podporuje morfologickú reštrukturalizáciu jej zložiek a vedie k zvrátenej vazomotorickej odpovedi. V menšej miere na stav arteriálnej steny vplývajú ukazovatele ako viskozita krvi, genetické vlastnosti, etnické faktory, stav renín-angiotenzínového systému, zmeny v elektrolytovom zložení krvi atď. elastických vlastností arteriálnej steny, bez ohľadu na patológiu, závisí predovšetkým od veku a úrovne systolického krvného tlaku.

Štúdium elasticko-viskóznych vlastností aj pomocou katetrizačných metód je stále veľmi náročná úloha. Je to spôsobené tým, že na skúmaný model (v literatúre často nazývaný kompresná komora aorty) nemožno aplikovať lineárne matematické vzťahy. Hlavné problémy sú zásadného charakteru a sú spojené predovšetkým s tým, že prúdenie krvi z ľavej komory do cievneho riečiska prebieha vo forme diskrétnych emisií, ktoré sú zodpovedné za vlnové procesy v tepnách. Ako sme už naznačili vyššie, v rozšírenej lekárskej praxi sa najviac využívajú metódy založené na zaznamenávaní sfygmogramov alebo oscilografii.

Oscilografia alebo arteriálna oscilografia je metóda na štúdium arteriálnych ciev, ktorá umožňuje posúdiť elasticitu cievnych stien, hodnotu maximálneho, minimálneho a priemerného krvného tlaku. Metóda je založená na princípe zaznamenávania oscilačných procesov vyskytujúcich sa v arteriálnych cievach. Oscilografia poskytuje presnejšie informácie o krvnom tlaku a umožňuje vypočítať niektoré ďalšie ukazovatele funkčného stavu cievnej steny.

Na záznam oscilogramov sa používajú zariadenia rôzne systémy. Jedným z prvých osciloskopov bolo zariadenie navrhnuté L.I. Uskov v roku 1904. Základom tohto a ďalších moderných zariadení je snímač, ktorý zabezpečuje, že výstupná hodnota je úmerná tlaku na oboch stranách záznamovej membrány. Vykoná sa záznam oscilogramu

SPRAVODAJ VolSMU

sa zaznamenáva zapisovačom na gradovaný (mmHg) papier. Pri zaznamenávaní oscilogramu by sa mal pacient vyhýbať akémukoľvek napätiu a pohybu.

Sfygmografia sa používa oveľa častejšie a je založená na štúdiu kolísania arteriálnej steny spôsobeného uvoľnením tepového objemu krvi do arteriálneho riečiska. Pri každej kontrakcii srdca sa zvyšuje tlak v tepnách a zväčšuje sa ich prierez, potom sa obnovuje pôvodný stav. Celý tento cyklus transformácií sa nazýva arteriálny pulz a jeho zaznamenanie v dynamike sa nazýva sfygmogram. Existujú sfygmogramy centrálneho pulzu (záznam sa robí na veľkých tepnách blízko srdca - podkľúčová, karotída) a periférny (záznam sa vykonáva z menších arteriálnych ciev). V posledných rokoch sa na záznam sfygmogramu používajú piezoelektrické senzory, ktoré umožňujú nielen presné reprodukovanie krivky pulzu, ale aj meranie rýchlosti šírenia pulzovej vlny.

Sfygmogram má určité identifikačné body a keď je zaznamenaný synchrónne s EKG a PCG, umožňuje analyzovať fázy srdcového cyklu oddelene pre pravú a ľavú komoru. Technicky nie je záznam sfygmogramu náročný. Zvyčajne sa súčasne aplikujú 2 alebo viac piezoelektrických snímačov alebo sa vykonáva synchrónny záznam s elektro- a fonokardiogrammi.

V posledných rokoch sa určovaniu PWV venuje zvýšená pozornosť. V momente systoly sa do aorty dostane určitý objem krvi, v jej počiatočnej časti sa zvýši tlak a steny sa natiahnu. Potom sa tlaková vlna a jej sprievodné natiahnutie cievnej steny šíri ďalej do periférie a je definované ako pulzová vlna. Pri rytmickom vystreľovaní krvi srdcom sa teda v arteriálnych cievach objavujú postupne sa šíriace pulzné vlny. Pulzné vlny sa v cievach šíria určitou rýchlosťou, ktorá však vôbec neodráža lineárnu rýchlosť pohybu krvi.

Na určenie rýchlosti šírenia pulzovej vlny sa súčasne zaznamenávajú sfygmogramy z krčnej, femorálnej a radiálnej artérie. Prijímače impulzov (snímače) sú inštalované: na krčnej tepne - na úrovni horného okraja štítnej chrupavky (lepšie je prehmatať pulzáciu na krku v mieste dotyku priedušnice a m. sternocleidomastoideus), na femorálna artéria - v mieste, kde vychádza spod pupartového väzu (lepšie mierne pod väzivom, pre lepšiu registráciu signálu), na radiálnej artérii - v mieste palpácie pulzu. Vykoná sa správna aplikácia pulzných snímačov

pod vizuálnou kontrolou monitora.

Pri štúdiu PWV karotická radiálna časť podmienečne zodpovedá svalovému typu tepien a meria sa takto: súčet vzdialeností od miesta umiestnenia senzora na krčnej tepne k hlave humeru a od hlavy ramennej kosti na miesto najlepšia registrácia pulz na radiálnej tepne. Dĺžka tepny (O) elastického typu bola určená súčtom vzdialeností od jugulárneho zárezu hrudnej kosti k pupku a k miestu, kde bol zaznamenaný pulz na a. femoralis.

Pri manuálnom spracovaní sfygmogramu je potrebné určiť ešte jeden ukazovateľ – čas oneskorenia pulzu (/) na distálnom segmente tepny vo vzťahu k centrálnemu pulzu, ktorý je zvyčajne určený vzdialenosťou medzi začiatkami tepny. vzostup centrálnej a periférnej pulzovej krivky alebo o vzdialenosť medzi bodmi ohybu na vzostupnej časti sfygmogramu.

Na výpočet PWV (C) je teraz potrebné vydeliť dráhu prejdenú impulznou vlnou (vzdialenosť medzi prijímačmi impulzov) časom oneskorenia impulzu: 0 = dA. IN automatické systémy typ počítačovej konzoly Co!eop (SatrPog), určenie ukazovateľa času vykoná príslušný program. Merania sa opakujú a vypočíta sa priemerný čas latencie počas najmenej 10 srdcových cyklov. Pri realizácii výskumu pomocou tohto zariadenia treba brať do úvahy, že výsledky možno považovať za objektívne s koeficientom reprezentatívnosti minimálne 0,890 a koeficientom opakovateľnosti 0,935, resp.

Zavedenie echokardiografie do klinickej praxe umožnilo vykonať presné a spoľahlivé hodnotenie množstva ukazovateľov elasticity steny hlavné tepny. Bolo možné určiť rozťažnosť, tuhosť aorty a odrazenú tlakovú vlnu. Odrazená vlna vzniká v mieste rozdvojenia aorty a na úrovni ciev s maximálnym vaskulárnym odporom. Normálne sa OB vracia do aorty v diastole, čo výrazne prispieva k účinnej koronárnej perfúzii myokardu. Pri hodnotení stavu cievnej steny je dôležitým ukazovateľom index, definovaný ako pomer prierez média/priemer lúmenu. Je známe, že nárast tohto indexu je charakteristický

To platí pre pacientov s hypertenziou.

Samozrejme, nezohľadnili sme všetky metódy a metódy hodnotenia elastické vlastnosti hlavné tepny. V tejto práci bola vykonaná analýza najpoužívanejších ukazovateľov v klinickej praxi. Z nášho pohľadu je najvhodnejšou metódou počítačová analýza pomocou automatizovaného nástavca, akým je Colson (Complior), zariadenie, ktoré sa osvedčilo v mnohých multicentrických medzinárodných štúdiách.

LITERATÚRA

1. Almazov V.A., Berkovich O.A., Sitnikov M.Yu. a ďalšie // Kardiológia. - 2001. - Č. b. - s. 26-29.

2. Belenkov Yu.N., Mareev V.Yu., Ageev F.T. // Kardiológia. - 2001. - Č. b. - S. 4-9.

3. Gogin E.E. Hypertonické ochorenie. - M, 1997. - 400 s.

4. Zateyshchikov D.A., Minushkina L.O., Kudryashova O.Yu. a ďalšie // Kardiológia. - 1999. - č. 6. - S. 14-17.

b. Zateyshchikova A.A., Zateyshchikov D.A. // Kardiológia. - 1998. - Číslo 9. - S. 68-78.

6. Lebedev N.A., Kalakutsky L.I., Gorlov A.P. a iné // Nové informačné technológie v medicíne, biológii, farmakológii a ekológii: materiál. Medzinárodná konferencia XI. - Ukrajina, Jalta. - 2003. - S. 58.

7. Kazachkina S.S., Lupanov V.P., Balakhonova T.V. // Srdce. zlyhanie. - 2003. - T. 4. - č. 6. - S. 315-317.

8. Caro K., Medley T., Schroter R. a kol., Cirkulačná mechanika. - M.: Mir, 1981. - 624 s.

9. Karpman V.L., Orel V.R., Kochina N.G. a iné // Klinické a fyziologické charakteristiky kardiovaskulárneho systému u športovcov: zber, dedikovaný. 25. výročie vzniku katedry šport. liek pomenovaný po Prednášal prof. V.L. Karpman / RGAFK. - M. - 1994. - S. 117-129.

10. Karpov R.S., Dudko V.A. Ateroskleróza. Patogenéza, klinický obraz, funkčná diagnostika, liečba. -Tomsk, 1998. - 655 s.

11. Kochkina M.S., Zateyshchikov D.A., Sidorenko V.A. // Kardiológia. - 2005. - č.1. - S. 63-71.

12. Lipovetsky B.M., Plavinskaya S.I., Ilyina G.N. Vek a funkcia kardiovaskulárneho systému človeka. - L.: Nauka, 1988. - 91 s.

13. Minkin R.B. Choroby kardiovaskulárneho systému. - Petrohrad, 1994. - 271 s.

14. Nedogoda S.V., Lopatin Yu.M. // Arteriálna hypertenzia. Extra vydanie. - 2002. - S. 13-15.

15. Nedogoda S.V., Lopatin Yu.M., Chalyabi T.A. a ďalšie // Južné Rusko. med. zhur. - 2002. - č. 3. - S. 39-43.

16. Oganov R.G., Nebieridze D.V. // Kardiológia. -2002. - T. 42. - č. 3. - S. 35-39.

17. Savitsky N.N. Biofyzikálne základy krvného obehu a klinické metódy štúdia hemodynamiky. - M.: Medicína, 1974. - 312 s.

18. Tarašová O.S., Vlasová M.A., Borovik A.S. a iné // Metodika flowmetrie. - 1998. - Číslo 4. - S. 135-148.

19. Titov V.I., Chorbinskaya S.A., Belova B.A. // Kardiológia. - 2002. - T. 42. - Číslo 3. - S. 95-98.

20. Fofonov P.N. Učebnica príspevok o mechanokardiografii. - L, 1977.

21. Albaladejo P., Copie X., Boutouyrie P. a kol. // Hypertenzia - 2001. - Vol. 38. - S. 949-952.

22. Asmar R. Klinické aplikácie arteriálnej tuhosti a rýchlosti pulzovej vlny. - Paríž, 1999. - 1b7 s.

23. Asmar R., Benetos A., London G.M., a kol. // Krvný tlak. - 1995. - Zv. 4. - S. 48-54.

24. Asmar R, Rudnichi A, Blacher J, et al. //Dopom. J. Hypertens. - 2001. - Zv. 14. - S. 91-97.

25. Bortel van L.M.A.B., Struijker-Boudier H.A.J., Safar M.E. //Hypertenzy. - 2001. - Zv. 38. - S. 914-928.

26. Burton A.C. // Physiol. Rev. - 1954. - Sv. 34. -P. 619-642.

27. Busse R., Bauer R.D., Schabert A., a kol. //Základné. Res. Cardiol. - 1979. - Sv. 74. - S. 545-554.

28. Dobrin P.B., Rovick A.A. // Amer. J. Physiol. -1969. - Vol. 217. - S. 1644-51.

29. ENCORE vyšetrovateľov. Účinok nifedipínu a cerivastatínu na koronárnu endoteliálnu funkciu u pacientov s ochorením tepien. Štúdia ENCORE I (Hodnotenie nifedipínu a cerivastatínu pri obnove koronárnej endotelovej funkcie) // Cirkulácia. - 2003. - Zv. 107. -P. 422-428.

30. Furchgott R.F., Zawadfki J.V. //Príroda. - 1980. -Zv. 288. - S. 373-376.

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

32. Hallok P. // Arch. Inter. Med. - 1934. - Sv. 54. -P. 770-98.

33. Hashimoto M, Miyamoto Y, Matsuda Y a kol. // J. Pharmacol. Sci. - 2003. - Zv. 93. - S. 405-408.

34. Leitinger N., Oguogho A., Rodrigues M. a kol. // J. Physiol. Pharmacol. - 1995. - Zv. 46. - Dod. 4. -P. 385-408.

35. Lusher T.F., Barton M. // Clin. Cardiol. - 1997. -Zv. 10. - Dod. 11. - S. 3-10.

36. Millasseau S.C., Kelly R.P., Ritter J.M., a kol. // Klinická veda. - 2002. - Zv. 103. - S. 371-377.

37. Oliver J.J., Webb D.J. // Arterioskleróza, trombóza a vaskulárna biológia. - 2003. - Zv. 23. - S. 554.

38. O"Rourke M.E. // Hypertenzia. - 1995. - Vol. 26. - S. 2-9.

39. Panza J.A., Quyyumi A.A., Brush J.E.J., et al. // N. Ing. J. Med. - 1990. - Zv. 323. - S. 22-27.

40. Quyyumi A.A. //Dopom. J. Med. - 1998. - Zv. 105. -P. 32-39.

41. Rubanyi G.M., Freay A.D., Kauser K., a kol. // Cievy. - 1990. - Zv. 27. - Číslo 2. - S. 240-257.

42. Safar M.E., Laurent S. a kol. // Angiológia. - 1987. -Zv. 38. - S. 287-285.

43. Safar M.E., Londýn G.M. // V učebnici hypertenzie. - Blackwell Scientific, Londýn, 1994. - S. 85-102.

44. Schricker K., Ritthaler T., Kramer B.K., et al. // Acta Physiol. Scand. - 1993. - Zv. 149. - Dod. 3. -P. 347-354.

45. Thomas G., Mostaghim R., Ramwell P. // Biochemické a biofyzikálne výskumné komunikácie. -1986. - Vol. 141. - Dod. 2. - S. 446-451.

46. Watanabe H., Obtsuka S., Kakibana M. a kol. // J. Am. Plk. Cardiol. - 1993. - Zv. 21. - S. 1497-1506.

47. Williams S.B., Cusco J.A., Roddy M.A., a kol. // J. Am. Plk. Cardiol. - 1996. - Zv. 27. - S. 567-574.

48. Vane J.R., Anggard E.E., Batting R.M. // New Engl. J. Med. - 1990. - Zv. 323. - S. 27-36.

49. Vanhoutte P.M., Mombouli J.V. // Prog. Kardiováza. Dis. - 1996. - Zv. 39. - S. 229-238.

50. Yanagisawa M., Kurihara H., Kimura S., a kol. // J. Hypertens. -1988. -Zv. 6. - S. 188-191.

51. Zygmunt P.M., Plane F., Paulsson M. a kol. // Br. J. Pharmacol. - 1998. - Zv. 124. - Dod. 5. -P. 992-1000.

Tento indikátor umožňuje charakterizovať elastické napätie cievnych stien a je jedným z najspoľahlivejších indikátorov elasticko-viskózneho stavu ciev. SPVR závisí od sily kontrakcie ľavej komory a hodnoty krvného tlaku a samozrejme od stavu arteriálnych stien. SPVR sa hodnotí synchrónnym zaznamenávaním sfygmogramov z dvoch alebo viacerých bodov v cievnom systéme. Určuje sa podľa vzorca:

kde C – PWV; L – skutočná dĺžka plavidla;

t je čas oneskorenia impulzu na periférii.

Tento indikátor sa môže líšiť v rôznych častiach cievneho systému pre ten istý subjekt. PWV je vyššia v tepnách s hustými cievnymi stenami a vysokým krvným tlakom.

Klasická technika zahŕňa simultánne zaznamenávanie sfygmogramov karotíd a femorálnych artérií a umožňuje určiť PWV z elastických ciev (aorty). Snímače impulzov sú inštalované v oblasti výraznej pulzácie krčnej tepny a uprostred Pupartovho väzu. PWV sa vypočíta podľa vyššie uvedeného vzorca. Dĺžka aorty sa meria centimetrovou páskou podľa priemetu cievy na povrch tela. Odmerajte vzdialenosť od snímača krčnej tepny po jugulárny zárez hrudnej kosti, od tohto bodu po pupok a od pupka po umiestnenie snímača na stehennej tepne. Takto získaná hodnota odráža PWV v podstate v zostupnej aorte a bežne sa pohybuje od 450 do 800 cm/s. PWV v aorte výrazne závisí od veku: čím vyšší je vek, tým je vyšší. Odchýlky ±80 cm/s sa považujú za normálne.

PWV sa zvyšuje s aterosklerózou aorty, hypertenziou a tvrdnutím cievnej steny. PWV sa meria aj v iných oblastiach cievneho systému

Oscilografia a oscilometria

Metódy štúdia systolického, diastolického a priemerného tlaku. Princíp metódy spočíva v tom, že vibrácie arteriálnej steny sa prenášajú na manžetu, ktorá stláča končatinu. V momente, keď tlak v manžete klesá a stáva sa o niečo nižším ako je systolický tlak v brachiálnej tepne, začínajú sa objavovať prvé oscilácie, ktoré zodpovedajú maximálnemu (systolickému) tlaku. Následný pokles tlaku v manžete je sprevádzaný nárastom oscilácií a následne ich poklesom a oscilácie následne vymiznú. Maximálne oscilácie zodpovedajú strednému arteriálnemu tlaku a ich vymiznutie zodpovedá diastolickému tlaku.

Princíp stanovenia tlaku v tepnách je rovnaký pri oscilografii aj oscilometrii. Jediný rozdiel je v tom, že v prvom prípade sa urobí záznam a v druhom - vizuálne pozorovanie. Arteriálna oscilografia umožňuje posúdiť aj tonus ciev, priechodnosť cievneho riečiska (najmä pri snímaní zo symetrických oblastí končatín), ktoré môže byť narušené obliterujúcou endarteriídou, embóliou atď.

REOGRAFIA

Reografia je bezkrvná metóda na štúdium celkového a orgánového obehu.

Metóda je založená na zaznamenávaní kolísania odolnosti živého tkaniva voči vysokofrekvenčnému striedavému prúdu. Počas reografickej štúdie prechádza oblasťou ľudského tela striedavý prúd vysokej frekvencie a nízkej sily. Prúd vytvára generátor zariadenia a má frekvenciu do 500 kHz, sila prúdu nie je väčšia ako 10 mA. Prúdy takejto frekvencie a sily sú pre telo neškodné, vyšetrovaná osoba ich necíti a nespôsobujú svalové kontrakcie (pamätajte na labilitu tkanív a prítomnosť refraktérnosti).

Živé tkanivá tela sú dobrými vodičmi elektrického prúdu. Elektrická vodivosť rôznych tkanív nie je rovnaká. Dôležitý je obsah elektrolytov, bielkovín a polarizačné vlastnosti tkanív. Krv má najvyššiu elektrickú vodivosť cerebrospinálnej tekutiny, a najmenší - koža, kosti.

Pri prechode cez tkaninu striedavý prúd narazí na odpor (prevrátená hodnota elektrickej vodivosti). Elektrická vodivosť tkanív je spôsobená pulzujúcim arteriálnym prietokom krvi a rovnomerným, takmer nepulzujúcim prietokom krvi v arteriolách, kapilárach a venulách. Metóda umožňuje izolovať zložku elektrického odporu spôsobenú kolísaním pulzu v zásobovaní krvou, ktorá sa po zosilnení graficky zaznamená. Toto je podstata metódy reografie. Reogram odráža celkový odpor všetkých tkanív nachádzajúcich sa v medzielektródovom priestore. Preto je táto krivka integrálna, ale v genéze tejto krivky má rozhodujúcu úlohu pulzné kolísanie krvného zásobenia.

Metóda reografie umožňuje študovať hemodynamiku akéhokoľvek vyšetrovaného orgánu a akejkoľvek časti končatiny. Reografia vám umožňuje charakterizovať arteriálne prekrvenie, stav tonusu arteriálnych ciev, venózny odtok a mikrocirkuláciu. Umožňuje tiež odhadnúť zdvih a minútový objem krvného obehu. Pri použití viackanálového reografu a zaznamenávaní reogramov z rôznych častí tela je možné posúdiť redistribúciu krvi počas štúdie alebo pri akýchkoľvek vplyvoch. Tvar reogramu pripomína sfygmogram. Skladá sa zo vzostupnej časti (anacrota) a katakroty (zostupnej časti). Posledná obsahuje 1–3 ďalšie vlny. Anacrota odráža zvýšenie pulzu v objeme krvi, vrchol - prítok a odtok krvi sú rovnaké, katakrota zodpovedá venóznemu odtoku.

Federálna agentúra pre vzdelávanie

Štátna vzdelávacia inštitúcia vyššieho odborného vzdelávania

"Štátna technická univerzita v Kursku"

Katedra biomedicínskeho inžinierstva

PROJEKT KURZU

v odbore „Projektovanie diagnostických a terapeutických zariadení“

na tému „Zariadenie na meranie rýchlosti šírenia pulzovej vlny prietoku krvi“

Biomedické inžinierstvo

Skupina BM-85M

Vedúci práce Kuzmin A.A.

Kursk, 2009

Úvod

Analýza problémov

1 Stanovenie rýchlosti šírenia pulzovej vlny

2 Štúdium vlastností sfygmogramu a rýchlosti šírenia pulzovej vlny pozdĺž veľkých arteriálnych ciev

3 Analýza existujúcich zariadení na záznam a meranie parametrov pulzovej vlny

Zdôvodnenie blokovej schémy zariadenia

Výber základne prvkov a výpočet hlavných prvkov a zostáv

Výpočet napájania a spotreby energie

Záver

Bibliografia

Úvod

Jedným z hlavných cieľov modernej kardiológie je zníženie kardiovaskulárnej morbidity a mortality. Stratégie na riešenie tohto problému zahŕňajú identifikáciu vysokorizikových skupín pre preventívne protidrogové a nedrogové intervencie. Rôzne škály (SCORE, Framinghamova škála atď.) sú široko používané ako nástroj na hodnotenie rizika vzniku kardiovaskulárnych ochorení (KVO). Takmer všetky sú však určené pre bežnú populáciu a nemožno ich použiť u pacientov s už manifestovaným KVO.

Schopnosť predpovedať vývoj rekurentných kardiovaskulárnych komplikácií (CVC) u pacientov s ischemickou chorobou srdca (ICHS) môže prispieť k rozvoju účinnej stratégie manažmentu tejto kohorty pacientov. Hľadanie spoľahlivých metód na hodnotenie prognózy pokračuje. Rotterdamská štúdia ukázala vysokú asociáciu zvýšená rýchlosť pulzná vlna (PW) - ako marker arteriálnej stuhnutosti - s prítomnosťou aterosklerózy. To sa stalo predpokladom pre štúdium tohto parametra ako prediktora prognózy u pacientov s ochorením koronárnych artérií.

1. Analýza problému

.1 Stanovenie rýchlosti šírenia pulznej vlny

Stanovenie rýchlosti šírenia pulzovej vlny je podľa mnohých autorov najspoľahlivejšou metódou na štúdium viskoelastického stavu krvných ciev.

Na určenie rýchlosti sa používajú periférne pulzné sfygmogramy šírenie pulznej vlny. K tomu sa synchrónne zaznamenávajú sfygmogramy karotíd, femorálnych a radiálnych artérií a určuje sa čas oneskorenia periférneho pulzu vo vzťahu k centrálnemu (Dt) (obr. 1).

Ryža. 1. Stanovenie rýchlosti šírenia pulzovej vlny v segmentoch: „karotída - stehenná tepna“ a „krčná tepna – radiálna artéria“. Delta-t1 a delta-t2 - oneskorenie pulzovej vlny na úrovni femorálnych a radiálnych artérií

Na určenie rýchlosti šírenia pulzovej vlny sa vykonáva simultánny záznam sfygmogramov z krčnej, stehennej a radiálnej artérie (obr. 2). Prijímače impulzov (snímače) sú inštalované: na krčnej tepne - na úrovni horného okraja štítnej chrupavky, na stehennej tepne - v mieste, kde vychádza spod Pupartovho väzu, na radiálnej tepne - na mieste palpácie pulzu. Správna aplikácia pulzných snímačov je riadená polohou a odchýlkami „zajačikov“ na vizuálnej obrazovke prístroja.

Ak z technických dôvodov nie je možné simultánne zaznamenať všetky tri pulzové krivky, potom súčasne zaznamenajte pulz krčnej a femorálnej artérie a potom krčnej a radiálnej artérie. Na výpočet rýchlosti šírenia impulznej vlny potrebujete poznať dĺžku segmentu tepny medzi prijímačmi impulzov. Merania dĺžky úseku, po ktorom sa šíri pulzná vlna v elastických cievach (Le) (arteria iliaca aorta) sa robia v nasledujúcom poradí (obr. 2):

Ryža. 5. Určenie vzdialeností medzi prijímačmi impulzov - „snímače“ (podľa V.P. Nikitina).

Symboly v texte:

a - vzdialenosť od horného okraja chrupavky štítnej žľazy (umiestnenie prijímača pulzu na krčnej tepne) po jugulárny zárez, kde sa premieta horný okraj oblúka aorty; vzdialenosť od krčného zárezu po stred línia spájajúca obe spina iliaca anterior (projekcia rozdelenia aorty na iliakálne tepny, ktorá normálna veľkosť a správny tvar brucha presne zodpovedá pupku);

c je vzdialenosť od pupka k umiestneniu prijímača pulzu na stehennej tepne.

Výsledné rozmery b a c sa sčítajú a vzdialenosť a sa odpočíta od ich súčtu:

b+c-a = LE.

Odčítanie vzdialenosti a je potrebné vzhľadom na skutočnosť, že pulzová vlna sa v krčnej tepne šíri v smere opačnom k aorte. Chyba pri určovaní dĺžky segmentu elastických ciev nepresahuje 2,5-5,5 cm a považuje sa za nevýznamnú. Na určenie dĺžky dráhy, keď sa pulzná vlna šíri cez cievy svalového typu (LM), je potrebné zmerať nasledujúce vzdialenosti:

od stredu jugulárneho zárezu k prednej ploche hlavice humeru (61);

od hlavice humeru po miesto, kde je na a. radialis (a. radialis) umiestnený prijímač pulzu - c1.

Presnejšie, táto vzdialenosť sa meria s ramenom abdukovaným v pravom uhle - od stredu jugulárneho zárezu k umiestneniu snímača pulzu na radiálnej artérii - d(b1+c1).

Rovnako ako v prvom prípade je potrebné od tejto vzdialenosti odčítať segment a. Odtiaľ:

C1 - a - Li, ale b + c1 = d

Obr.3. Stanovenie doby oneskorenia pulzovej vlny od začiatku stúpania vzostupnej vetvy kriviek (podľa V. P. Nikitina)

Označenia:

a - krivka stehennej tepny;

b- krivka krčnej tepny;

c - krivka radiálnej artérie; e - čas oneskorenia v elastických artériách; m - čas oneskorenia vo svalových artériách; incisura

Druhou veličinou, ktorú je potrebné poznať na určenie rýchlosti šírenia pulzovej vlny, je čas oneskorenia pulzu na distálnom segmente tepny vo vzťahu k centrálnemu pulzu (obr. 3). Čas oneskorenia (r) je zvyčajne určený vzdialenosťou medzi začiatkami vzostupu centrálnej a periférnej pulzovej krivky alebo vzdialenosťou medzi bodmi ohybu na vzostupnej časti sfygmogramov.

C=L(cm)/t(c).

Takže pre artérie elastického typu:

E=LE/TE,

pre svalové tepny:

SM = LM/tM.

Napríklad vzdialenosť medzi snímačmi impulzov je 40 cm a čas oneskorenia je 0,05 s, potom rýchlosť šírenia impulznej vlny: = 40/0,05 = 800 cm/s

Normálne sa u zdravých jedincov rýchlosť šírenia pulzovej vlny cez elastické cievy pohybuje od 500-700 cm/s a cez svalové cievy - 500-800 cm/s.

Elastický odpor a následne aj rýchlosť šírenia pulzovej vlny závisí predovšetkým od individuálnych charakteristík, morfologickej štruktúry tepien a veku subjektov.

Mnohí autori poznamenávajú, že rýchlosť šírenia pulzovej vlny sa zvyšuje s vekom, o niečo viac v elastických cievach ako vo svalových cievach. Tento smer zmien súvisiacich s vekom môže závisieť od zníženia rozťažnosti stien ciev svalového typu, čo môže byť do určitej miery kompenzované zmenou funkčného stavu jeho svalových prvkov. Takže, N.N. Savitsky cituje podľa Ludwiga (1936) nasledujúce normy pre rýchlosť šírenia pulzovej vlny v závislosti od veku.

Vekové normy pre rýchlosť šírenia pulzovej vlny cez cievy elastického (Se) a svalového (Sm) typu:

Pri porovnaní priemerných hodnôt Se a Sm získaných V.P. Nikitin (1959) a K.A. Morozova (1960), s údajmi Ludwiga (Ludwig, 1936), treba poznamenať, že sa dosť úzko zhodujú.

E.B. Babský a V.L. Karpman navrhol vzorce na určenie individuálne vhodných hodnôt rýchlosti šírenia pulzovej vlny v závislosti od veku alebo s prihliadnutím na vek:

Se = 0,1 x B2 + 4B + 380;

cm = 8 x B + 425.

V týchto rovniciach je jedna premenná B - vek, koeficienty sú empirické konštanty.

Rýchlosť šírenia pulzovej vlny cez elastické cievy závisí aj od úrovne priemerného dynamického tlaku. So zvýšením priemerného tlaku sa rýchlosť šírenia pulznej vlny zvyšuje, čo charakterizuje zvýšené „napätie“ cievy v dôsledku jej pasívneho naťahovania zvnútra vysokým krvným tlakom. Pri štúdiu elastického stavu veľkých ciev neustále vzniká potreba určiť nielen rýchlosť šírenia pulznej vlny, ale aj úroveň priemerného tlaku.

Normálne je takto vypočítaná rýchlosť šírenia pulzovej vlny 450-800 cm.s-1. Malo by sa pamätať na to, že je niekoľkonásobne vyššia ako rýchlosť prietoku krvi, teda rýchlosť, ktorou sa časť krvi pohybuje cez arteriálny systém.

Podľa rýchlosti šírenia pulzovej vlny sa dá posúdiť elasticita tepien a veľkosť ich svalového tonusu. Rýchlosť šírenia pulzovej vlny sa zvyšuje pri ateroskleróze aorty, hypertenzii a symptomatickej hypertenzii a znižuje sa s aortálnou insuficienciou, otvoreným ductus arteriosus, so znížením cievneho svalového tonusu, ako aj s obliteráciou periférnych artérií, ich stenózou a zníženie zdvihového objemu a krvného tlaku.

N.N. Pre správnejšie určenie času vypudenia Savitsky odporúča použiť nasledujúcu techniku (obr. 4). Vedieme dotyčnicu cez pätu incisury a. carotis hore katacrotou, z miesta jej oddelenia od krivky catacrota spúšťame kolmicu. Vzdialenosť od začiatku vzostupu krivky impulzu k tejto kolmici bude čas vyhadzovania.

Obr.4. Metóda určenia času vyhostenia (podľa N.N. Savitského).

Obr.6. Stanovenie času ejekcie (5) a času úplnej involúcie srdca (T) podľa centrálnej pulzovej krivky (podľa V.P. Nikitina).

2 Štúdium vlastností sfygmogramu a rýchlosti šírenia pulzovej vlny pozdĺž veľkých arteriálnych ciev

Charakteristické a skoré znamenie subaortálna stenóza je systolický šelest, ktorý je počuteľný pozdĺž ľavého okraja hrudnej kosti, v Botkinovom bode, siaha do ciev krku, je oddelený od 1. tónu, niekedy pozostáva z dvoch fáz a môže byť sprevádzaný systolickým tremorom hrudník. Často je počuť systolický šelest nad vrcholom, ktorý sa prenáša do axilárnej oblasti (regurgitačný šelest). EKG vykazuje známky hypertrofie ľavej komory a predsiení, negatívne zuby T a posunutie intervalu S - T nadol v ľavých prekordiálnych zvodoch. Niekedy sa v klasických zvodoch objavujú hlboké Q vlny ako odraz hypertrofie medzikomorového septa. I. Heublein et al (1971) sa domnievajú, že charakteristickým elektrokardiografickým znakom subaortálnej stenózy sú komplexy typu qrS v kombinácii s pozitívnou T vlnou v ľavých prekordiálnych zvodoch. Röntgenové vyšetrenie odhalí mierne zväčšenie ľavej komory a ľavej predsiene, zvýšenie pľúcneho vzoru v dôsledku stagnácie a niekedy aj rozšírenie vzostupnej aorty.

V diferenciálno-diagnostickom zmysle sú dôležité zmeny na sfygmograme: jeho dvojitý obrys je charakteristický rýchlym prvým zostupom anakroty v dôsledku narastajúceho zúženia výtokového traktu. Zvyšujúci sa tlak v ľavej komore tlačí krv do aorty; objaví sa druhý vzostup krivky, menej strmý ako prvý, nasledovaný dlhým zostupom a ďalšími osciláciami s nízkou amplitúdou (W. H. Carter a kol., 1971).

Sfygmografická štúdia so synchrónnym záznamom pulzov z karotíd, radiálnych a femorálnych artérií bola vykonaná u 88 detí. Sfygmografická štúdia bola vykonaná v horizontálnej polohe dieťaťa pomocou rovnakého trojkanálového elektronického zariadenia „Vizocard-Multivector“ s použitím piezoelektrických pulzných prijímačov súčasne s elektrokardiogramom v štandardnom zvode II. Snímanie sa uskutočňovalo najskôr z krčnej a radiálnej artérie, potom z krčnej a femorálnej artérie po 10-minútovom odpočinku, súčasne z dvoch alebo viacerých bodov, ktoré sú potrebné na určenie rýchlosti pulzovej vlny, ako aj synchrónne s ďalšie krivky odrážajúce rôzne prejavy srdcovej činnosti (elektrokardiogram, fonokardiogram).

Na štúdium funkčného stavu veľkých arteriálnych ciev boli snímače pulzu nainštalované v troch rôznych bodoch: na karotíde (predná krčná drážka - na úrovni horného okraja chrupavky štítnej žľazy), radiálnej (v obvyklom bode palpácie pulzu ) a na stehennej tepne (v strede Poupartovho väzu). Registrácia pulzových kriviek bola vykonaná až po príslušnom optimálnom prispôsobení senzora, po dosiahnutí maximálnej amplitúdy sfygmogramu pri danom zosilnení.

Na základe doby oneskorenia pulzných kriviek a vzdialenosti medzi bodmi, z ktorých sa pulzné krivky zaznamenávajú, rýchlosť šírenia pulzovej vlny cez svalové cievy (v oblasti krčnej tepny - radiálnej artérie) a cez elastické cievy (v oblasti krčnej tepny - femorálnej tepny). Oneskorenie pulzovej vlny sa meria vzdialenosťou medzi začiatkom vzostupu každého sfygmogramu.

Na určenie dĺžky dráhy medzi karotídou a radiálnou tepnou sa pomocou krajčírskeho metra meria vzdialenosť od horného okraja štítnej chrupavky (umiestnenie prvého prijímača impulzov) po jugulárnu jamku (projekcia horného okraja chrupky štítnej žľazy). oblúk aorty). Potom sa na abdukovanom ramene, zvierajúcom s telom pravý uhol, meria vzdialenosť od jugulárnej jamky k miestu, kde je zaznamenaný pulz na radiálnej artérii. Od celkovej vzdialenosti medzi senzormi sa odpočíta dvojnásobok vzdialenosti medzi štítnou chrupavkou a jugulárnou jamkou (pretože pulzová vlna v radiálnej a krčnej tepne sa šíri v opačných smeroch).

Na určenie dĺžky úseku „krčná tepna - femorálna artéria“ sa meria vzdialenosť od horného okraja štítnej chrupavky po jugulárnu jamku, potom od jugulárnej jamky po pupok (projekcia rozdelenia aorty na iliakálnych artérií) a od pupka do stredu pupartového väzu (miesto aplikácie tretieho snímača pulzu). Všetky výsledné rozmery sa spočítajú a od výsledného súčtu sa odpočíta zdvojnásobená vzdialenosť medzi chrupavkou štítnej žľazy a jugulárnou jamkou (N.N. Savitsky, 1956; V.N. Nikitin, 1958 atď.).

Štúdium tvaru pulzových kriviek u detí s kĺbovo-viscerálnym priebehom reumatoidná artritída(Skupina I) ukázali, že krivky arteriálneho pulzu, hoci majú spoločné znaky, sa vyznačujú širokou škálou individuálnych charakteristík. Je pozoruhodné, že u mnohých detí v akútnom období ochorenia boli krivky tepnového pulzu, najmä z krčnej tepny, charakterizované nestabilitou tvaru a amplitúdy, ich variabilitou aj v rôznych srdcových cykloch za sebou nasledujúcich. Je zrejmé, že príčina takejto variability je v hemodynamickej labilite, v nerovnakej sile srdcových kontrakcií, v meniacej sa hodnote tepového objemu srdca, v nestabilite cievneho tonusu u pacientov s reumatoidnou artritídou s ťažkým toxicko-alergickým syndrómom.

V krivke karotického pulzu je tiež častejšia absencia presystolickej oscilácie ako u zdravých detí, čo bolo zaznamenané len u 55 % chorých detí (podľa M. K. Oskolkovej u 80 % zdravých). Pri vyšetrovaní detí s reumatizmom M.K.Oskolková (1967) tiež zaznamenala absenciu presystolických fluktuácií v krivke karotického pulzu. Táto vlastnosť je spôsobená na jednej strane oslabením kontraktilnej funkcie predsiení a na druhej strane zmenami systolického objemu srdca a cievneho tonusu, vzhľadom na to, že vznik presystolickej vlny je spojený s uvedené faktory.

Nárast presystolickej vlny bol pozorovaný len u 5 detí, u 3 z nich sa podľa klinických a inštrumentálnych metód výskumu predpokladala tvorba mitrálnych a aortálnych defektov a u 2 dominovali príznaky myokarditídy.

Incizúra na krivke karotického pulzu u 84 % detí bola zreteľne vyjadrená v hornej alebo strednej tretine zostupnej vetvy sfygmogramu, u 11 % detí bola zaznamenaná v dolnej tretine krivky a u 5 % bola slabo vyjadrené alebo chýbajúce. Dikrotická vlna na katakrotickom pulze z a. radialis sa u väčšiny detí I. skupiny nachádzala v jej dolnej tretine, na rozdiel od zdravých detí, u ktorých býva zaznamenaná v strednej tretine katakrotického (M. K. Oskolkova, 1967). ) a často bol zvýšený. Takéto zmeny sa považujú za znak zníženého arteriálneho vaskulárneho tonusu. V dynamike pozorovania, keď hlavný proces ustúpil, s poklesom intoxikácie bol zaznamenaný posun dikrotickej vlny bližšie k vrcholu krivky a zníženie jej amplitúdy. Toto znamenie možno vysvetliť zvýšením napätia (tónu) stien arteriálnych ciev pri zlepšení stavu detí (V.P. Nikitin, 1950; M.K. Oskolkova, 1957). L.P. Pressman (1964), ktorý študoval stav kardiovaskulárneho systému pri infekčných ochoreniach u dospelých, dospel k záveru, že veľkosť dikrotickej vlny u nich priamo závisí od stupňa intoxikácie. Porovnanie tvarov pulzových kriviek s charakterom srdcovej lézie neodhalilo celkom typické zmeny na sfygmograme. V prípadoch karditídy u niektorých detí došlo len k miernemu poklesu amplitúdy pulzových kriviek, niekedy k variabilite ich tvaru a veľkosti v rôznych srdcových cykloch. V priebehu ochorenia sa často menil tvar pulzových kriviek z centrálnych a periférnych tepien.

Charakteristickým znakom insuficiencie aortálnej chlopne na FG karotickej artérie je strmý vzostup krivky, slabá závažnosť alebo absencia incisury. Fenomén vymiznutia alebo zníženia závažnosti incisury je dôležitým znakom účasti na patologický proces aorty (M. N. Abrikosová, 1963; M. K. Oskolková, 1967 atď.).

Blumberger (1958), M. A. Abrikosova (1963), M. K. Oskolková (1967) sa domnievajú, že väčšia alebo menšia závažnosť incizúry na sfygmograme z krčnej tepny s poškodením aorty závisí od stupňa deformácie chlopňového aparátu: s menšou poškodenie - incisura vyjadrené, s viac - zmizne.

Okrem štúdia morfologických znakov sfygmogramu bola vypočítaná rýchlosť šírenia pulzných vĺn. Štúdia rýchlosti šírenia pulzovej vlny cez elastické a svalové cievy u pacientov s kĺbovo-viscerálnou formou reumatoidnej artritídy preukázala jasný pokles tohto ukazovateľa v porovnaní s normálnymi hodnotami v akútnom období, počas liečby a počas obdobím útlmu.

Z tabuľky vyplýva, že u detí vo veku 3 až 6 rokov s kĺbovo-viscerálnou formou ochorenia boli priemerné počiatočné hodnoty v akútnom období ochorenia pre elastické cievy rovné 456,8 ± 13,5 cm/s. a pre typ svalových ciev - 484,0±24,8 cm/s, nedosahujúce normálne hodnoty ani počas obdobia poklesu.

U detí vo veku 7 až 11 rokov bola priemerná rýchlosť šírenia pulzovej vlny cez cievy elastického typu 470,0 ± ± 22,0 cm/s a cez cievy svalového typu - 588,0 ± 15,8 cm/s, teda tieto ukazovatele. boli nižšie ako u zdravých detí a zostali znížené, aj keď proces ustúpil s rozdielom, ktorý bol štatisticky významný (P<0,05).

Najväčší pokles rýchlosti šírenia pulzovej vlny bol pozorovaný u detí vo veku 12 až 15 rokov. Jeho priemerné ukazovatele pre cievy elastického typu v akútnom období ochorenia boli 504,7+10,5 cm/s a pre cievy svalového typu - 645,0-27,6 cm/s. Tieto hodnoty sú štatisticky významne znížené v porovnaní s údajmi od zdravých detí (P< 0,005).

Počas obdobia zlepšovania celkového stavu bolo pozorované mierne zvýšenie rýchlosti šírenia pulzovej vlny cez cievy elastického typu, kým cez cievy svalového typu zostala rýchlosť výrazne znížená (resp. 508,0 ± 10,0 cm/s, a 528,7 ± 10,7 cm/s; 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.

U dospelých pacientov V.I. Trukhlyaev (1968) zaznamenal zvýšenie rýchlosti šírenia pulzovej vlny cez veľké arteriálne cievy. Tento rozdiel v porovnaní s údajmi získanými od detí opäť zdôrazňuje jedinečnosť reaktivity detského organizmu. B. A. Gaigalienė (1970) zistil asymetriu cievneho tonusu a zmenu ich reakcie na chlad u dospelých.

Štúdia charakteru centrálnych a periférnych pulzových kriviek u pacientov s kĺbovou formou reumatoidnej artritídy (skupina II) odhalila absenciu presystolickej vlny na sfygmograme karotíd u 8 (z 31) detí. Títo pacienti mali tachykardiu, zjavne spojenú s toxicko-alergickým stavom počas akútneho obdobia ochorenia. U zvyšných 23 detí bola zaznamenaná presystolická vlna, ktorá sa líšila len v amplitúde. Vrchol kriviek pulzu u 20 detí mal zaoblený obrys, u 5-špičatých a u 6-ti - „systolický plató“. Vrchol typu „systolickej plošiny“ pozorovala M. K. Oskolková častejšie u detí s reumatizmom. I. M. Rudnev (1962) sa domnieva, že krivky typu plateau s vysokým oscilometrickým indexom poukazujú na pokles cievneho tonusu a prítomnosť odporu voči prietoku krvi na periférii. Ak vezmeme do úvahy, že u týchto detí sa pri kapilaroskopii zistil spasticko-atonický stav kapilár s prevahou spastickej zložky a boli zistené rádiologické známky zníženia tonusu srdcového svalu, možno práve táto forma sfygmogram odrážal oneskorenie zvýšenia a zníženia tlaku v centrálnych arteriálnych cievach.

Incisura na krivke pulzu karotídy sa nachádzala v hornej alebo strednej tretine zostupnej vetvy sfygmogramu u 64,5 % detí a v dolnej tretine u 35,5 % detí. Incisura a počiatočná diastolická vlna boli u väčšiny detí dobre vyjadrené.

Dikrotická vlna na sfygmograme z a. radialis sa nachádzala v strednej tretine katakroty u 36 % detí. Na sfygmograme z a. femoralis bola dikrotická vlna častejšie zaznamenaná v dolnej tretine katakroty a u 8 % detí nebola zaznamenaná. V akútnom období ochorenia bola zvýšená amplitúda pulzových kriviek radiálnych a femorálnych artérií u 19 detí skupiny II. Táto skutočnosť môže byť spojená s kompenzačnou hyperfunkciou myokardu a znížením tonusu veľkých ciev.

Analýza získaných údajov o rýchlosti šírenia pulzovej vlny cievami elastického a svalového typu u detí s kĺbovou formou reumatoidnej artritídy, ako aj u detí skupiny I, poukázala na zníženie rýchlosti šírenia pulzová vlna vo všetkých vekových skupinách. Tento pokles bol však o niečo menej výrazný ako pri artikulárno-viscerálnej forme ochorenia.

U detí predškolského veku (od 3 do 6 rokov) bola rýchlosť šírenia pulzovej vlny v akútnom období ochorenia 512,0 ± 19,9 cm/s, v elastických cievach a 514,6 ± 12,9 cm/s, v cievach svalový typ.

U detí vo veku základnej školy (od 7 do 11 rokov) bola priemerná rýchlosť šírenia pulzovej vlny rovnaká pre cievy elastického typu - 531,5 ± 17,2 a pre svalový typ - 611,8 ± 24,0 cm/s. Počas obdobia útlmu bolo pozorované mierne zvýšenie rýchlosti šírenia pulzovej vlny cez elastické a svalové cievy.

U detí v stredoškolskom veku (od 12 do 15 rokov) počas akútneho obdobia ochorenia bola rýchlosť šírenia pulzovej vlny cez cievy elastického typu 517,7 ± 11,0 cm/s a cez cievy svalového typu - 665,7 ± 25,7 cm/sek. Počas obdobia zlepšenia došlo k miernemu zvýšeniu týchto ukazovateľov pre elastické aj svalové cievy (567,5±26,7 cm/s, resp. 776,8±50,4 cm/s). Zníženie rýchlosti šírenia pulzovej vlny cez elastické a svalové cievy podľa literatúry naznačuje zníženie tonusu arteriálnej steny (N. N. Savitsky, 1963; V. P. Nikitin, 1959 atď.). U detí s reumatoidnou artritídou môže byť spojená s patomorfologickými a histochemickými zmenami v cievnej stene v dôsledku chronickej systémovej vaskulitídy (A.I. Strukov, A.G. Beglaryan, 1963 atď.), ako aj s toxicko-alergickými účinkami na neuro- endokrinný regulačný aparát.

Ďalšie zníženie rýchlosti šírenia pulzovej vlny cez elastické a svalové cievy, pozorované u niektorých detí v doznievajúcej fáze reumatoidného procesu, na konci liečby, môže byť spôsobené zvláštnou stopovou reakciou nervového a kardiovaskulárneho systému. systému k patologickému procesu. Možno malo určitý význam použitie rôznych liekov, vrátane pyramidonu, ktorý podľa pozorovaní I. M. Rudneva (1960) spôsobuje zníženie cievneho tonusu. Vyššie uvedené štúdie potvrdzujú veľkú klinickú hodnotu sfygmografie pri hodnotení funkčného stavu veľkých arteriálnych ciev pri ich dynamickom štúdiu v rôznych fázach patologického procesu.

.3 Analýza existujúcich zariadení na zaznamenávanie a meranie parametrov pulznej vlny

Existuje množstvo neinvazívnych metód, prístrojov a systémov, ktoré skúmajú činnosť ľudského tela, na základe rôznych fyzikálnych mechanizmov spojených so vznikom a šírením pulzovej vlny. Hlavné fyzikálne metódy výskumu sú spojené s meraním zmien v čase nasledujúcich fyzikálnych veličín: elektrický, napríklad prúd (napätie) pomocou elektrokardiogramov (EKG); mechanický, napríklad tlak pomocou manometra alebo piezoelektrického snímača; optické, napríklad osvetlenie pomocou optoelektronických meničov. Registrácia pulzovej vlny pomocou EKG alebo tlakových senzorov si zvyčajne vyžaduje pevné pripojenie špeciálnych senzorov na viacero miest na tele pacienta, čo obmedzuje možné aplikácie týchto prístrojov na čisto medicínske aplikácie a bráni integrácii týchto prístrojov do iných elektronických domácich zariadení. a systémov.

Známe jednoprvkové zariadenia a spôsoby optického záznamu pulzovej vlny v mnohých prípadoch umožňujú registrovať periférny pulz, napríklad keď sa prst používateľa zľahka dotkne optoelektronického prevodníka. Avšak v niektorých prípadoch, napríklad ak má používateľ studené ruky alebo príliš slabý (silný) tlak prstov na fotodetektor, nie je možné konzistentne zaznamenať pulzovú vlnu u všetkých 100 % pacientov.

Je známy spôsob a zariadenie na zaznamenávanie pulzovej vlny, ktoré umožňuje stabilne detekovať pulz pomocou dvojkanálového optoelektronického prevodníka.

Pri tomto spôsobe zaznamenávania pulzovej vlny sú pulzné sekvencie úmerné optickej hustote rozptylu svetla v krvnom tkanive tvorené dvojkanálovým optoelektronickým prevodníkom s infračervenými vlnovými dĺžkami, pričom pulzná sekvencia centrálneho pulzu zabezpečuje prísnu synchronizáciu režimy merania a výsledok merania na indikátore je lineárne spojený s fázovým rozdielom dvoch sekvencií impulzov.

Zariadenie obsahuje prvý optoelektronický prevodník, ktorého výstup je spojený so vstupom prvého generátora sledu impulzov, ktorého výstup je spojený s prvým vstupom logického obvodu kľúča NAND a prvým vstupom generátora riadiacich príkazov. Výstup druhého optoelektronického meniča je pripojený na vstup druhého generátora sledu impulzov, ktorého výstup je pripojený k druhému vstupu logického obvodu kľúča NAND. Prvý výstup generátora riadiacich príkazov je pripojený k tretiemu vstupu logického obvodu kľúča AND-NOT a druhý a tretí výstup sú pripojené k vstupom prvého a druhého optoelektronického meniča. Na štvrtý vstup logického obvodu klávesy AND-NOT je pripojený generátor meracej frekvencie. Štartovacie tlačidlo je pripojené k druhému a tretiemu vstupu generátora riadiacich príkazov. Výstup logického obvodu kľúča AND-NOT je pripojený na vstup frekvenčného čítača, ktorého výstup je pripojený na vstup pamäťového registra. V súlade s tým je výstup pamäťového registra pripojený k indikátoru.

Zariadenie pozostáva z dvoch snímačov a spracovateľskej a riadiacej jednotky. Senzory sú inštalované v určitej vzdialenosti od seba nad skúmanou tepnou, informácie zo senzorov vstupujú do procesnej a riadiacej jednotky. Procesná jednotka pozostáva z detektora špičiek, fázového komparátora, nastavovača vzdialenosti medzi senzormi, analógového spínača, analógovo-digitálneho prevodníka, mikropočítača, preprogramovateľného časovača, indikačného zariadenia a digitálno-analógového prevodníka. Po prijatí informácií zo senzorov o momentoch prechodu pulznej vlny a amplitúde pulznej vlny, ako aj od nastavovača vzdialenosti vzdialenosť, ktorú vlna prejde medzi senzormi, procesorová jednotka vypočíta rýchlosť šírenia pulzu. vlny a krvného tlaku a výsledky zaznamenáva na médium (papier, magnetický film). Absencia upínacieho mechanizmu v navrhovanom zariadení umožní dlhodobé automatické štúdie arteriálneho tlaku u pacienta s automatickou registráciou výsledkov štúdie. Zariadenie je dobre prepojené s rádiotelemetrickými systémami a poskytne diaľkové monitorovanie krvného tlaku pre vodičov rôznych druhov dopravy, operátorov a pod., čo umožní včasné predchádzanie núdzovým situáciám.

Je známy IR senzor, ktorý sa používa na monitorovanie srdcového tepu človeka. Priamo na báze ručných elektronických hodiniek je realizovaný obvod na zapnutie IR senzora a spracovanie jeho elektrických signálov. Pre stabilnú prevádzku obvodu spracovania je signál z IR snímača zosilnený zosilňovačom. IR senzor pozostáva z IR LED a IR fotodetektora, ktoré sú konštrukčne umiestnené vedľa seba, ale oddelené opticky nepriehľadnou zónou/oblasťou. Pri absencii IR sondovacieho signálu odrazeného od biologického tkaniva nedochádza k priamemu vzájomnému vplyvu IR LED na IR fotodiódu. Toto ustanovenie je zásadné. Povrch takéhoto IR snímača je chránený pred prípadným znečistením počas prevádzky ochranným sklom. Ak položíte prst na ochranné sklo, potom takýto IR senzor zaznamená stupeň zmeny nasýtenia biologického tkaniva krvou (hladina kapilár) vo fáze s prácou srdca. IR senzor je priamo pripojený k lineárnemu zosilňovaču. Ďalšia schéma prepočtu vám umožňuje nepriamo určiť požadovanú frekvenciu impulzov zo signálu takéhoto IR senzora.

Nevýhody zariadenia:

IR senzor funguje pri výraznej slnečnej aktivite dosť nestabilne, čo „oslepuje IR senzor“;

stupeň pritlačenia tkaniva prstov na kontaktnú oblasť IR senzora ovplyvňuje stupeň odrazeného signálu, čo môže ovplyvniť presnosť prevodu pri určovaní pulzovej frekvencie;

vibrácie (chvenie rúk) tiež ovplyvňujú skreslenie výsledkov IR snímača;

Je zásadne nemožné kontrolovať úroveň venózneho prietoku krvi kvôli hladine kapilár na pozadí.

Najbližší dizajn k tomuto zariadeniu je dizajn IR senzora, ktorý sa používa aj na monitorovanie srdcového tepu osoby. IR snímač je konštrukčne (obr. 7) vyrobený v pravouhlom ráme (1) z opticky nepriehľadného pevného materiálu, napríklad textolitu, v ktorom na jednej línii zviera ostrý uhol α dva valcové kanály (2, 3) sú vytvorené smerom k sebe. IR LED (5) je namontovaná v prvom kanáli a IR fotodióda (6) je inštalovaná v druhom kanáli. Vzájomne ostrý uhol kanálov a je taký, že opticky nepriehľadná prepážka vylučuje priamy vplyv IR LED (5) na IR fotodiódu (6). Vonkajší povrch IR senzora je chránený pred možnou kontamináciou ochrannou doskou (4), ktorá je opticky priepustná pre IR vlnové dĺžky, napríklad z polystyrénu. Implementácia schopností IR senzora (E) sa dosiahne jeho pripojením k lineárnemu zosilňovaču (A).

Obr. 7 návrh IR snímača na meranie srdcovej frekvencie.

Nevýhody tohto zariadenia (prototypu) sú úplne rovnaké ako v analógovom.

Sú známe spôsoby a zariadenia na meranie pulzných vĺn, pri ktorých sa pulzná vlna analyzuje podľa jej amplitúdovo-frekvenčných charakteristík, pričom na účely stanovenia diagnózy sa takéto amplitúdovo-frekvenčné charakteristiky porovnávajú s príslušnými charakteristikami akceptovanými ako norma [napríklad: úžitkový vzor RU 9577, publ. 16.04.1999; Patenty USA: US 5381797, zverejnené. 17.01.1995; US 5961467, zverejnené. 05.10.1999; US 6767329, zverejnené. 27.07.2004]. Pri tomto prístupe je však interpretácia porovnávaných charakteristík do značnej miery empirická, čo sťažuje stanovenie skutočnej súvislosti medzi parametrami pulzu a stavom človeka, ako je to napríklad stanovené v čínskej tradičnej medicíne.

Sú známe spôsoby a zariadenia na meranie pulzovej vlny na diagnostické účely, pri ktorých sa nameraná pulzová vlna analyzuje jej rozkladom na zložky.

Je známa metóda diferenciálnej diagnostiky pľúcnych ochorení registráciou a zaznamenávaním sfygmografického signálu z radiálnej artérie pacienta [patent RU 2100009, publ. 27. 12. 1997]. V signáli sa identifikujú charakteristické body jednotlivých oscilácií, určia sa amplitúdové a časové parametre týchto bodov pulznej vlny, vytvoria sa dynamické série, ktoré odrážajú závislosť nájdených parametrov od čísla periódy, spektrálna analýza vytvorenej série sa vykoná a vypočíta sa kritérium, na základe hodnoty ktorého sa diagnostika vykonáva. Známa metóda je vysoko špecializovaná.

Známy spôsob a zariadenie na diagnostikovanie a monitorovanie krvného obehu [patent US 5730138, zverejnené v patente US 5730138. 03.24.1998], podľa ktorého sa meria tvar vlny krvného tlaku (pulzová vlna) v tepne pacienta, analyzujú sa frekvenčné zložky pulzovej vlny a vzorky každej rezonančnej zložky pulzovej vlny sa porovnávajú s vzorka normálnej pulzovej vlny na určenie možnej nerovnováhy v distribúcii krvi pacienta.

Podľa tejto nerovnováhy je možné stanoviť diagnózu založenú na princípoch čínskej tradičnej medicíny, podľa ktorej každá harmonická v pulzovej vlne zodpovedá špecifickému meridánu, ktorý zahŕňa špecifické orgány.

Zariadenie obsahuje počítačovo založené zariadenie na analýzu amplitúdy a fázy rezonančných frekvencií a snímač aplikovaný na tepnu. Koncept „normálnej“ pulzovej vlny je však relatívny, takže diagnóza je nespoľahlivá. Toto technické riešenie tiež nezahŕňa metódu na správnu identifikáciu zložiek pulznej vlny.

Zariadenie funguje nasledovne.

Piezoelektrické senzory sú inštalované nad skúmanou tepnou v určitej vzdialenosti L. Pulzná vlna spôsobuje priečne vibrácie stien tepny, tieto vibrácie stláčajú a uvoľňujú senzorové platničky.

Signál prijatý zo snímačov je zosilnený a filtrovaný, aby sa kompenzovalo rušenie. Kontaktný prvok poskytuje tesnejšie spojenie s arteriálnou stenou snímacej platničky, čo zvyšuje citlivosť senzorov na vibrácie steny artérie.

Keďže signál prijímaný zo snímačov je pomerne zložitý, ADC mikrokontroléra nemá dostatočnú vzorkovaciu frekvenciu na jeho spracovanie. Preto obvod používa MAX-1241 ADC.

Digitalizované signály vstupujú do mikrokontroléra, kde sa spracujú podľa zvoleného prevádzkového režimu a vypočíta sa fázový rozdiel. Fázový rozdiel medzi osciláciami pulzných vĺn sa presne rovná času, počas ktorého sa pulzná vlna šíri medzi snímačmi. Vypočítaná hodnota rýchlosti šírenia pulzovej vlny je zobrazená na LCD.

Prístroj má klávesnicu na výber prevádzkového režimu v závislosti od vyšetrovanej časti tela a vzdialenosti medzi snímačmi.

Zdroj napája všetky funkčné celky napájacím napätím.

Bloková schéma zariadenia je znázornená na obrázku 8.

Obr.8 Bloková schéma zariadenia

3. Výber základne prvkov a výpočet hlavných prvkov a zostáv

pulzná vlna prietok krvi sfygmogram

Zosilňovač

Na obr. Okruh 9 je najjednoduchší a najlacnejší prístrojový zosilňovač. Rezistory R2 a R6 fungujú ako delič napätia pre neinvertujúci vstup operačného zosilňovača (op-amp). Spätná väzba cez odpory R1 a R5 a veľmi vysoký vnútorný zisk operačného zosilňovača udržujú napätie na invertujúcom vstupe zosilňovača rovné napätiu na neinvertujúcom vstupe. Pomer Kz/M G určuje zosilnenie zosilňovača. Keď R1/R5=R2/R6, zosilnenie rozdielového signálu je oveľa väčšie ako zosilnenie signálu v bežnom režime a pomer odmietnutia napätia v bežnom režime (CMRR) bude maximálny.

Ryža. 9 obvod zosilňovača

Diferenciálny zisk:

kde Av je zisk operačného zosilňovača, Av→∞

Zosilnenie spoločného režimu v dôsledku nesúladu odporu je:

Zosilnenie spoločného režimu v dôsledku konečnej hodnoty operačného zosilňovača CMRR (CMRR) sa rovná:

Všimnite si, že KOSSow sa vyjadruje ako pomer a nie v decibeloch. Koeficient signálu spoločného režimu celého obvodu:

Diferenciálna vstupná impedancia:

Rindiff = R1+R3

Vstupná impedancia pre signál spoločného režimu (pri CMRR = ∞) je:

Výstupné predpätie (s R1=R2 a R5=R6) sa v našom prípade rovná:

Na implementáciu zisku rovného 10 sa vyberú nasledujúce hodnoty odporu: R1=R2=10kOhm R5=R6=100kOhm

Pásmový filter

Obrázok 10 ukazuje pásmový filter použitý v zariadení

Obr. 10 obvod pásmového filtra

Prenosová funkcia

Možnosti schémy

- šírka pásma 3dB

Napriek prítomnosti piatich odporov a dvoch kondenzátorov sa výpočet prvkov pomocou daných vzorcov ukazuje ako celkom jednoduchý. Nastavenie okruhu závisí od inštalačných operácií

koeficient prenosu - rezistor R14,

rezonančná frekvencia ω0 - rezistor R19,

faktor kvality Qf - rezistor R21

Tento obvod je obzvlášť dobrý na konštrukciu filtrov s vysokým faktorom kvality Qf, pretože nie je kritický pre odchýlky hodnôt prvkov od nominálnych hodnôt, je ľahko konfigurovateľný a nevyžaduje použitie prvkov s veľkým rozsahom menovitých hodnôt. . Tieto výhody sa dosahujú použitím dvoch operačných zosilňovačov.

Podľa hodnôt srdcovej frekvencie je priepustné pásmo tohto filtra 0,5-5 Hz. Na implementáciu sa vypočítajú nasledujúce parametre: R13=R14=10kOhm, R17= R17=100kOhm, R17=20kOhm, C7=0,4 µF C9=0,1 uF

Na zaznamenávanie pulzovej vlny sa používa akcelerometer ADXL320

Obr. 11 diagram akcelerometra

JCP je dvojrozmerný snímač zrýchlenia s nízkou cenou a nízkou spotrebou. Meria ±5G zrýchlenie, vibrácie a gravitáciu.

Technické vlastnosti:

rozlíšenie 2 mg pri 60 Hz;

napájacie napätie v rozsahu 2,4 ... 5,25 V;

odber prúdu 350 mA pri napájacom napätí 2,4 V;

stabilná úroveň nulového zrýchlenia;

vysoká citlivosť;

axiálne vyrovnanie s presnosťou 0,1 stupňa;

korekcia BW pomocou jedného kondenzátora;

unipolárne fungovanie;

Bloková schéma je znázornená na obrázku 12.

Obr. 12 diagram akcelerometra

Aplikácie: pohybové a orientačné vzory, inteligentné ručné zariadenia, mobilné telefóny, lekárske a športové zariadenia, bezpečnostné zariadenia.

Na digitalizáciu signálov sa používa MAX-1241 ADC

Obr. 13 diagram pásmového filtra

Na spracovanie prijatých informácií sa používa mikrokontrolér PIC16F877. Na zobrazovanie informácií slúži LCD monitor LM016L.

Podomácky vyrobené rádioelektronické zariadenia sú zvyčajne napájané zo siete striedavého prúdu alebo autonómnych zdrojov energie (voltaické články a batérie). Niektoré zariadenia spotrebúvajú malé množstvo elektrického prúdu a v tomto prípade si vystačíte s batériami, inokedy kapacita batérie nestačí na dlhodobú prevádzku a musíte použiť napájanie zo siete.

Schéma elektrického obvodu napájacieho zdroja je znázornená na obrázku 13.

Obrázok 13 Schéma napájacieho zdroja

Menovité napätie operačného zosilňovača je ± 5V. Prúdová spotreba jedného operačného zosilňovača je 4 mA. S prihliadnutím na spotrebu mikrokontroléra a LCD počítame napájanie pre prúd 100 mA z každého zdroja. Príkon bude 1200 mW.

Vyberáme štandardný transformátor TPP248 ShLM20 ´ 20 s výkonom 14,5 W s dvomi vinutiami s výstupným napätím 20 V a prípustným prúdom 165 mA. Maximálny prúd primárneho vinutia je 100 mA.

Ako usmerňovač používame usmerňovací mostík KTs422V s nasledujúcimi parametrami:

Uobr=200V; Ipr max = 0,5 A; Irev max = 50 uA, fmax = 1 kHz.

Pomocou vzorca vypočítame kapacitu filtračnej kapacity jednofázového mostíkového usmerňovača

Výkon na výstupe usmerňovača, - maximálny rozsah zvlnenia usmerneného napätia, - frekvencia siete.

Zo štandardného sortimentu vyberáme kondenzátor K50-3B 50V 390 µF.

Ako stabilizátory používame kladný stabilizátor napätia IC 7815 s výstupným napätím 5 ± 0,45V, Uinmax=35V, Iinmax=1,5A a záporný stabilizátor napätia IC 7815 s výstupným napätím -5 ± 0,3 V, -Uinmax=35V, Iinmax=1,5A.

Záver

V procese vykonávania práce bola vyvinutá schematická schéma zariadenia, ktoré umožňuje merať rýchlosť šírenia pulznej vlny prietoku krvi. Zariadenie môže pracovať v štyroch režimoch v závislosti od podmienok merania.

Bibliografia

1.Levshina E.S., Novitskaya P.V. Elektrické merania fyzikálnych veličín: (Meracie prevodníky). Učebnica manuál pre univerzity. - L.: Energoatomizdat. Leningrad. odbor, 1983.-320 s.

.Peyton A.J., Walsh V. Analógová elektronika využívajúca operačné zosilňovače. - M.: BINOM, 1994.

.Mekhantsev E.B., Lysenko I.E. Fyzikálne základy technológie mikrosystémov. Učebnica - Taganrog: Vydavateľstvo TRTU, 2004. - 54 s.

.Protopopov A.S. Zosilňovače so spätnou väzbou, diferenciálne a operačné zosilňovače a ich použitie - M.: SCIENCE PRESS, 2003. - 64 s.

.J. Frieden Moderné snímače. Adresár.- M.: Technosféra, 2005.- 592 s.

Pat. 2336810 Ruská federácia, A61B 5/024 „Optoelektronický IR snímač pulznej vlny“ [Text]/ Us N.A.; prihlasovateľ a držiteľ patentu Us N.A. - č. 2007112233/14; aplikácie 02.04.2007; publ. 27.10.2008.

Pat. 2040207 Ruská federácia, A61B5/022 „Zariadenie na meranie krvného tlaku a kapacitný snímač“ [Text]/ Sivolapov A.A.; Brovkovich E.D.; prihlasovateľ a držiteľ patentu A.A. Sivolapov; Brovkovich E.D.;- č. 93009423/14; aplikácie 18.02.1993; publ. 25.07.1995.

Pat. 2199943 Ruská federácia, A61B5/02, „Metóda a zariadenie na zaznamenávanie pulzných vĺn a biometrický systém“ [Text]/ Minkin V.A.; Shtam A.I.; prihlasovateľ a držiteľ patentu V.A. Minkin; Shtam A.I. - č. 2001105097/14; aplikácie 2001.02.16; publ. 10.03.2003.

Pat. 93009423 Ruská federácia, A61B5/02 „Zariadenie na meranie rýchlosti šírenia pulzovej vlny a stredného arteriálneho tlaku“ [Text], Sivolapov A.A.; Brovkovich E.D.; prihlasovateľ a držiteľ patentu A.A. Sivolapov; Brovkovich E.D.;.- č. 2003122269/14; aplikácie 18.02.1993; publ. 20.04.1996.

Pat. 2281686 Ruská federácia, A61B 5/021 „Metóda diagnostiky stavu arteriálneho lôžka pomocou počítačovej sfygmografie“ [Text], Germanov A.V.; Ryabov A.E.; Fatenkov V.N.;; prihlasovateľ a držiteľ patentu Germanov A.V.; Ryabov A.E.; Fatenkov V.N.;- č.2004113716/14; aplikácie 05.05.2004; publ. 20.08.2006.

Pat. 2038039 Ruská federácia, A61B5/0205 „Snímač pulzných vĺn“ [Text], Romanovskaya A.M.; Romanovský V.F. ; prihlasovateľ a držiteľ patentu Romanovskaya A.M.; Romanovský V.F. - č. 4784700/14; aplikácie 19.12.1989; publ. 27.06.1995

M. K. Oskolková, Yu. D. Sacharova. "Srdce a krvné cievy pri reumatoidnej artritíde u detí" Vydavateľstvo "Medicine", Taškent, 1974.

Inštrumentálne metódy na štúdium kardiovaskulárneho systému: Príručka. M.: Medicína, 1986. 416 s.

Poedintsev G.M. O spôsobe pohybu krvi cez krvné cievy // Vývoj nových neinvazívnych výskumných metód v kardiológii. Voronež, 1983. S. 16.

Poedintsev G.M. Niektoré princípy matematického modelovania biologických systémov a kritériá hodnotenia ich primeranosti // Lekárske informačné systémy: Medzirezortná tematická vedecká zbierka. Taganrog: TRTI, 1988. Vol. 1 (VIII). S. 113.

Strumskite O.K. Matematické metódy na určenie minútových, úderových a fázových objemov srdca z trvania fáz srdcového cyklu // Vývoj nových neinvazívnych výskumných metód v kardiológii. Voronež, 1983. S. 16.

Tsydypov Ch.Ts., Boronoev V.V., Pupyshev V.N., Trubacheev E.A. Problémy objektivizácie pulzovej diagnostiky tibetskej medicíny // Int. seminár o využití počítačov v tibetskej medicíne Tibetská medicína (história, metodológia štúdia a perspektívy využitia) . Ulan-Ude, 1989. S. 24.

Valtneris A.D., Yauya J.A. Sfygmografia ako metóda hodnotenia zmien hemodynamiky pod vplyvom fyzickej aktivity. Riga: Zinatne, 1988. 132 s.

Azargaev L.N., Boronoev V.V., Shabanova E.V. Porovnávacia analýza sfygmogramov karotických a radiálnych artérií // Fyziológia človeka. 1997. T. 23. Číslo 5. S. 67.

Lishchuk V.A. Matematická teória krvného obehu. M.: Medicína, 1991. 256 s.

Avetikyan Sh.T. Trvanie intervalov vzostup-rezať arteriálny pulz v centrálnej a periférnej časti cievneho systému v rôznych polohách človeka // Fyziológia človeka. 1984. T. 10. Číslo 2. S. 24.

Boronoev V.V., Rinchinov O.S. Metódy spline aproximácie v probléme amplitúdovo-časovej analýzy pulznej vlny // Izv. univerzity. Rádiofyzika. 1998. T. XLI. č. 8. str. 1043.

Kulikov Yu.A. Objemové parametre centrálnej hemodynamiky podľa analýzy fázovej štruktúry srdcového cyklu // Vývoj nových neinvazívnych výskumných metód v kardiológii. Voronež, 1983. S. 49.

Milyagin V.A., Milyagina I.V., Grekova M.V. atď. Nová automatizovaná metóda na určenie rýchlosti šírenia pulznej vlny. Funkčné diagnostika. 2004; 1:33-9.

Ageev F.T., Orlova Ya.A., Kulev B.D. a iné Klinické a vaskulárne účinky betaxololu u pacientov s arteriálnou hypertenziou. Kardiológia. 2006; 11: 38-43.

Aplikácia

Pulzné vlny. Matematický model na výpočet rýchlosti pulzovej vlny Klinická metóda na určenie rýchlosti pulzovej vlny

Rýchlosť pulznej vlny

Vlastnosti pulzu

Štúdia pulzu

Pulzná vlna

Pulzná vlna

Pulzná vlna

Rýchlosť šírenia pulznej vlny

9.2. Pulzná vlna

Arteriálny pulz

Arteriálny pulz

Rýchlosť pulznej vlny

Vlastnosti pulzu

Štúdia pulzu

Oscilografia a oscilometria

Podobné práce ako - Zariadenie na meranie rýchlosti šírenia pulzovej vlny prietoku krvi

Vznik a vývoj písma – abstrakt

Skladateľ Raymond Pauls: biografia, osobný život, kreativita Raymond Pauls - biografia