7 семестр / Лаба 1 / Laba1

Цели работы:

1)Ознакомиться с основными принципами плетизмографии и её значимостью в качественной оценке периферических изменений в объемах крови.

2)Пронаблюдать и зарегистрировать изменения в периферических объемах

идавлении крови при различных экспериментальных и физиологических условиях.

3)Определить среднюю скорость волны кровяного давления (скорость распространения пульсовой волны), проходящей от сердца к пальцу.

4)Проиллюстрировать электрическую активность в связи с нормальной активностью сердца и выяснить, как она связана с потоком крови внутри тела.

Оборудование и материалы:

BIOPAC набор электродных проводов(SS2L)

BIOPAC одноразовые виниловые электроды (EL503), 3 электрода на человека

BIOPAC пульс-плетизмограф (SS4LА или SS4L)

Линейка

Холодная вода в пластиковом стакане

BIOPAC Электродный гель(GEL1) и губки абразивные (ELPAD)

BIOPACStudentLabSystem: Программное обеспечение ВSL. версия 3.7.5

или выше, основной блок МР36, МР35, МР30 (только Windows) или МР45

Компьютер

Основные теоретические положения:

Основное назначение сердца – перекачивание крови по телу. Для перекачивания крови сердце производит ритмичную последовательность электрических и механических действий – сердечный цикл. Электрическая активность, запись которой называется электрокардиограммой (ЭКГ, рис. 1),

инициирует механическую активность сердца (сокращение и расслабление предсердий и желудочков). Когда камеры сердца сокращаются, они выталкивают кровь к следующему отделу сердечно-сосудистой системы.

2

В течение сердечного цикла электрическая активность желудочков, которая отображается комплексом QRS ЭКГ, предшествует механическому акту сокращения мышцы желудочка (систолы желудочков). В диапазоне нормальных сердечных ритмов систола начинается в области вершины зубца R и

заканчивается в конце зубца T. Регистрация зубца T, отражающего реполяризацию желудочков, происходит при систоле желудочков. Диастола желудочков, период расслабления мышц желудочков, начинается в конце систолы и длится до следующей вершины зубца R. Так как каждый сердечный цикл содержит один период систолы желудочков, сразу сопровождающийся одним периодом диастолы желудочков, продолжительность одно сердечного цикла, или сердечного удара, может быть измерена как время между соседними зубцами R.

В цикле ЭКГ электрическая активность предшествует механической активности и инициирует её.

Рисунок 1 – Вид электрокардиограммы Сокращение желудочков (желудочковая систола) выталкивает объем крови

(ударный объем сердца) в артерии. Из каждого желудочка кровь поступает в аорту и проходит далее по всему телу. Каждая порция крови «вылетает» вниз по течению, следом за другой порцией, создавая кровоток. У аорты и других артерий стенки эластичны, что позволяет им немного растягиваться под напором крови во время систолы, и затем эластическая тяга артерий помогает продолжить

«выталкивание» крови дальше по системе. Артериальное давление является основным условием кровотока. Выталкивающие действие желудочков также провоцирует волну давления, которая передается через стенки артерий. Давление

3

повышается при систоле и понижается при диастоле. Эластичность стенок сосудов снижает скорость распространения пульсовой волны. Чем менее эластичны стенки, тем больше скорость распространения волны давления, но тем больше работы затрачивает сердце на передачу того же объема крови.

При передаче волны давления к периферии, например, к кончику пальца,

возникает пульсация увеличенного объема крови. Ткани и органы меняются в объеме по мере того, как кровеносные сосуды расширяются или сужаются и кровяные импульсы проходят по кровеносным сосудам во время каждого сердечного цикла. Изменения в объемах крови органов могут быть вызваны такими факторами, как воздействие автономной нервной системы на сердечно-

сосудистую систему, факторы окружающей среды (например, температура),

метаболическая активность органа и множеством других переменных.

Например, регулирование температуры вызывает управляемый кровоток к коже; когда тепло нужно сохранить, кровоток к коже минимизируется, а при образовании избыточного тепла, происходит обратное.

Скорость кровотока ниже скорости распространения пульсовой волны.

Самая большая скорость кровотока наблюдается в аорте; приблизительно 4050 см/сек, в то время как скорость распространения пульсовой волны может быть намного больше.

На скорость распространения пульсовой волны от сердца к периферии могут влиять многие взаимосвязанные факторы, включая способность сердца сильно сокращаться, кровяное давление, относительная эластичность артерий и диаметры артерий и артериол большого круга кровообращения. Эти факторы изменяются в связи с изменением положения тела, в ответ на сигналы симпатической нервной системы, эмоции и т.д.

В данной лабораторной работе происходит одновременная регистрация ЭКГ и пульса. Один из видов датчиков, используемых в плетизмографии,

функционирует, преобразовывая световую энергию в электрическую, поэтому он называется фотоэлектрическим преобразователем. Фотоэлектрический преобразователь работает, просвечивая световым лучом через кожу и измеряя

4

количество отраженного света, и наоборот. Фотоэлектрический преобразователь превращает отраженный свет в электрические сигналы, которые затем могут быть обработаны и отображены регистрирующим устройством.

5

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Рассчитаем среднее значение с доверительным интервалом по формуле (1)

для RR-интервала для условия, где пациент расслабил руки.

6

Среднее значение длительности R-R интервала равно:

∆ = ±√(∆ ст2 + 2) = ±0.193 с

∆ = ±√(∆ ст2 + 2) = 0.27 с

Итоговое значение ЧСС 1,14±0.27 1/мин

Межимпульсный интервал:

∆ = ±√(∆ ст2 + 2) = 0.12 с

Итоговое значение межимпульсного интервала 0,56±0.12 с

7

В. Сравнение изменений объема (Сегменты 1-3)

C. Вычисление быстроты пульса

Расстояние между грудиной и плечом пациента? 24 см

Расстояние между плечом и кончиком пальца пациента? 76 см

Общее расстояние? 100 см

Быстрота вычисляется как отношение общего расстояния (от грудины до кончика пальца) к времени между R-зубцом и пиком импульса, измеренным с помощью I-образного курсора.

8

ВОПРОСЫ

D. Используя данные из таблицы, скажите, одинаковы ли величины

ЧСС и частоты пульса при разных условиях? Ответ обоснуйте.

При разных условиях величины ЧСС и частоты пульса отличаются, так как организм, и, в частности, кровеносная система, стараются поддерживать параметры организма на одном уровне. Такой процесс саморегуляции называется гомеостазом. Например, при поднятии руки, мышечной ткани требуется больше кислорода, следовательно, сердечный ритм учащается для увеличения подачи насыщенной кислородом крови, опять же поддержание температуры тела.

Однако, в связи с нередкими нарушениями проходимости сосудов периферической системы кровообращения, значения могут быть обманчивы.

E. Используя данные из таблицы, скажите, насколько изменялась

амплитуда комплекса QRS при разных условиях?

1. Рука расслаблена – рука в холодной воде:

1,40532 – 1,32405 = 0,08127 мВ ≈ 0,08 мВ

2. Рука расслаблена – рука поднята:

1,40532 – 1,35436 = 0,05096 мВ ≈ 0,05 мВ

3. Рука поднята – рука в холодной воде:

1,35436 – 1,32405 = 0,03031 мВ ≈ 0,03 мВ

F. Используя данные из таблицы, скажите, насколько изменялась

амплитуда импульсов при разных условиях?

1. Рука расслаблена – рука в холодной воде:

1,29387 – 0,20448 = 1,08939 мВ ≈ 1,09 мВ

2. Рука расслаблена – рука поднята:

1,29387 – 0,03393 = 1,29993 мВ ≈ 1,30 мВ

3. Рука в холодной воде – рука поднята:

0,20448 – 0,03393 = 0,17055 мВ ≈ 0,17 мВ

9

G.Используя данные таблицы, скажите, менялась ли амплитуда

QRS комплекса с изменением амплитуды пульса? Ответ обоснуйте.

Амплитуда QRS комплекса менялась с изменением амплитуды пульса, так как эти величины взаимосвязаны. Механизм этого явления можно описать так:

чем выше электрическая активность сердца, тем больше объем крови,

проходящий через кровеносную систему одномоментно.

В нашем случае, амплитуда пульса сильно зависела также от внешних условий, которые отразились в качестве сильной нагрузки на нашего пациента,

страдающего нарушениями в работе сердечно-сосудистой системы (брадикардия,

тахикардия).

H. Опишите механизм, который приводит к изменению объема

крови в кончиках пальцев.

Изменения в объемах крови органов могут быть вызваны такими факторами, как воздействие автономной нервной системы на сердечно-

сосудистую систему, факторы окружающей среды (например, температура),

метаболическая активность органа и множеством других переменных.

Одним из примеров является реакция организма на нахождение в холодном месте, отчего снижается температура тела. В этом случае кровь будет циркулировать больше по малому кругу кровообращения, сохраняя тепло жизненно важных органов, и не доходить до конечностей, следовательно, объем крови в кончиках пальцев уменьшится.

I. Как бы вы объяснили разницу в быстроте, если таковая имеет место?

Быстрота напрямую зависит от времени между R-зубцом и пиком импульса,

то есть некой задержки протекания крови от сердца до кончиков пальцев. При расслабленной руке, когда никакие внешние факторы не мешали циркуляции крови по большому кругу кровообращения, значение времени этой задержи оказалось самым маленьким. При поднятой же руке это время оказалось самым большим, следовательно, быстрота кровотока оказалась ниже, чем в остальных случаях. Причиной этого является общее затруднение протекания крови при руке,

находящейся в неестественном положении.

10