Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

"ВОРОНЕЖСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ

им. Н.Н. БУРДЕНКО"

Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию

КАФЕДРА МЕДИЦИНСКОЙ ФИЗИКИ

Методические указания

студентам по теме лабораторного занятия

ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ОСНОВ

МЕТОДА РЕОПЛЕТИЗМОГРАФИИ

Воронеж 2009

РАЗДЕЛ: Медицинская электроника.

ТЕМА: Изучение физических основ метода реоплетизмографии.

ЦЕЛЬ: Изучить физические основы реографии как метода исследования состояния биосистем.

ПРАКТИЧЕСКИЕ НАВЫКИ: Студенты должны усвоить принципы, лежащие в регистрации реограммы, уметь подготовить прибор к работе; зарегистрировать реограмму и провести ее качественный и количественный анализ, знать технику безопасности при работе с реографом.

МОТИВАЦИЯ ТЕМЫ: Метод реоплетизмографии обеспечивает изучение гемодинамики любого органа, участка тела и организма в целом. Он позволяет оценить:

а) сократительную способность миокарда;

б) состояние тонуса артериальных сосудов;

в) венозный отток;

г) микроциркуляцию;

д) ударный объем крови, минутный объем кровообращения;

е) скорость пульсовой волны.

Контроль кровоснабжения отдельных органов с помощью метода реоплетизмографии обеспечивает высокую точность диагностики и объективную оценку лечения.

I. Самостоятельная работа студентов во внеурочное время.

Задание 1.

Изучить теоретический материал занятия, используя рекомендуемую литературу и настоящую методическую разработку, по следующей логической структуре учебного материала:

1. Физические основы реоплетизмографии:

а) импеданс тканей организма:

– факторы, от которых зависит импеданс тканей;

– математическое выражение импеданса тканей;

– эквивалентная электрическая схема тканей организма;

– способы регистрации импеданса тканей;

б) сущность метода реоплетизмографии;

в) достоинства и недостатки метода;

г) формы импедансной реоплетизмограммы;

д) качественная оценка реоплетизмограммы (реограммы);

е) количественный анализ реограммы;

2. Приборы для реоплетизмографии:

а) биполярные;

б) тетраполярные;

в) фокусирующие.

3. Профильные вопросы.

а) Лечебный факультет:

– применение реографии для оценки состояния тонуса артериальных сосудов, сократительной способности миокарда и т.д. в возрастном аспекте.

б) Педиатрический факультет:

– особенности применения метода реоплетизмографии для определения параметров гемодинамики у детей;

– определение скорости пульсовой волны у детей разного возраста.

в) Стоматологический факультет:

– применение реографии в стоматологии для оценки функционального состояния сосудов зубочелюстной системы (реодентография, реопарадонтография);

– особенности аппаратурного и электродного обеспечения исследования гемодинамики пульпы зуба и тканей пародонта.

Средства для самоподготовки студентов во внеурочное время

1. Учебная и методическая литература

а) основная

– Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика / А.Н. Ремизов, А.Г. Максина, А.Я. Потапенко. – М.: Дрофа, 2007. – С. 275-278.

– Физика и биофизика / Под ред. В.Ф. Антонова. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. – 480 с.

– Лекционный материал по разделу "Электромагнитные колебания и волны".

б) дополнительная

– Прохончуков А.А. Функциональная диагностика в стоматологической практике / А.А. Прохончуков и др. – М.: Медицина, 1980. – 126 с.

– Мажбич Б.И. Электроплетизмография легких / Б.И. Мажбич. – Новосибирск.: Наука, 1969. – 157 с.

– Яруллин Х.Х. Клиническая реография / Х.Х. Яруллин. – М.: 1967. – 280 с.

– Сидоренко Г.И. Реография – импедансная плетизмография / Г.И. Сидоренко и др. – Минск.: Беларусь, 1978. – 143 с.

2. Консультации преподавателей (еженедельно по индивидуальному графику).

Теоретический материал по теме занятия

Реоплетизмография (реография) – метод графической регистрации изменений импеданса тканей и органов, вызванных их кровенаполнением.

Исследованию подлежит как организм в целом (центральная реография тела – ИРГТ), так и отдельные органы (печень, мозг, легкие, щитовидная железа, пищевод и т.д.).

При реоплетизмографии изучаются пассивные электрические свойства тканей организма: активное и емкостное сопротивления.

В момент систолы сердце выбрасывает в артериальное русло некоторый объем крови, который, обладая более высокой электропроводностью, уменьшает сопротивление исследуемого участка. Регистрируя изменение сопротивления, можно сделать определенные выводы о величине пульсового объема крови и скорости кровотока в сосудах. Поэтому анализ реограмм требует тщательной клинической интерпретации.

При реографическом исследовании через участок тела человека пропускают переменный ток высокой частоты и малой силы. Ток создается генератором, частота тока до 500 кГц, а сила тока – не более 10 мА. Такие токи безвредны для организма и не ощущаются исследуемым.

Электропроводность различных тканей неодинакова и зависит от особенностей строения данной ткани. Наибольшей электропроводностью обладают кровь, спинномозговая жидкость, наименьшей – кожа, кости. Электропроводность тканей зависит от частоты измерительного тока и может быть охарактеризована как сложное соединение активных и емкостных сопротивлений.

На практике с достаточной степенью точности можно свести участок живой ткани между электродами к последовательному соединению активного (R) и емкостного (С) компонентов:

Модуль комплексного сопротивления – импеданса, равен

,

где R – активное сопротивление ткани, – емкостное сопротивление ткани.

Омическое (активное) сопротивление живых тканей практически определяется кожной проводимостью, а емкостное обусловлено образованием в момент прохождения тока двойных электрических слоев на поверхностях раздела тканевых структур и клеточных мембран.

С увеличением частоты влияние изменения емкостного сопротивления на модуль комплексного сопротивления уменьшается, поэтому на частотах выше 30 кГц обычно регистрируют изменение активного сопротивления.

Кровь наиболее электропроводна по сравнению с мышечной, костной и жировой тканью. Поэтому электропроводность участка тела, в основном, обусловлена электропроводностью жидких сред и, главным образом, кровью. Электропроводность ткани обусловлена пульсирующим артериальным кровотоком и равномерным, почти не пульсирующим кровотоком в мелких сосудах. Кроме того, необходимо помнить, что в крупных сосудах, помимо пульсирующего во время систолы кровотока имеет место и непрерывный ток крови во время диастолы.

Применение переменного тока определенной частоты позволяет выделить из общего сопротивления переменный компонент омической составляющей, связанный с пульсовыми колебаниями кровенаполнения. Этот компонент составляет 0,5 – 1% от общего сопротивления.

Сущность метода реографии – выделение пульсового компонента омической составляющей импеданса, его усиление и графическая регистрация.

Метод импедансной реоплетизмографии отличается рядом достоинств:

1. Неинвазивный метод исследования, позволяет проводить длительные обследования больного без развития каких-либо осложнений.

2. Простота, безотказность в работе, высокая чувствительность и возможность регистрировать быстротекущие процессы.

3. Практически полное сходство формы кривых электрического сопротивления органа и кривых колебания объема этого органа или участка тела, зарегистрированных непосредственно.

4. Возможность многократного повторения обследования при высокой воспроизводимости результатов.

Недостатками являются:

1. Трудности интерпретации количественной оценки реоплетизмограмм. В настоящее время широко внедряется компьютерная обработка реоплетизмограмм.

2. Сложность структуры биологических объектов, неоднородность электрических характеристик различных компонентов (кожа, сосуды, мышцы и т.д.) создает ряд своеобразных "искажений" реоплетизмограмм, которые требуют тщательного анализа.

3. Различие электродов, способов их наложения, конструктивные особенности приборов затрудняют сравнительный анализ реоплетизмограмм различных органов.