meditsin1128_1

Рис. 2.11. Типичный кардиоцикл скалярной ортогональной электрокардиограммы в отведении Х

Наибольшее по амплитуде, относительно быстрое отклонение, отражающее процесс деполяризации желудочков сердца называют комплексом QRS. Комплекс QRS, или желудочковый комплекс, отражает деполяризацию желудочков. Продолжительность его от начала зубца Q до начала зубца S не превышает 0,1 сек., и чаще всего он равен 0,06 или 0,08 сек. Измерение его производится в том отведении, где ширина его наибольшая.

За комплексом QRS следует пологий или почти горизонтальный участок - сегмент S-T, соответствующий началу реполяризации желудочков, который переходит в отклонение, соответствующее конечной, быстрой реполяризации желудочков – зубец Т.

После зубца Т в некоторых случаях удается зарегистрировать зубец U. Происхождение его до сих пор не совсем выяснено. Есть основание считать, что он связан с реполяризацией волокон проводящей системы. Он возникает через 0,04 сек после зубца Т.

Перед комплексом QRS обычно имеется отклонение, которое имеет ровную округлую форму, характеризующее процесс деполяризации предсердий и называемое зубцом Р.

Горизонтальный участок кардиограммы между зубцом Т (или U) одного из кардиоциклов и зубцом Р последующего кардиоцикла обычно используется в качестве истинной изолинии, относительно которой можно измерять значения всех представляющих интерес отклонений. Основные измеряемые параметры скалярной ВКГ - это амплитуда и длительность каждого зубца, а также длительность некоторых характерных комплексов и участков, которые могут включать несколько зубцов и промежутков между ними.

Интервал PQ отражает время, необходимое для деполяризации предсердий и проведения импульса по атриовентрикулярному (АВ) соединению, его называют предсердно-желудочковый интервал. Его измеряют от начала зубца Р до начала желудочкового комплекса – зубца Q или зубца R при его

111

отсутствии. В норме продолжительность интервала Р-Q колеблется от 0,12 до 0,20 сек и зависит от частоты сердечных сокращений, пола и возраста исследуемого. Увеличение интервала P-Q характеризуется как нарушение AВ проводимости.

2.2.2. Векторное представление векторкардиограммы

Векторкардиограмма, как в норме, так и при патологии состоит из следующих элементов (рис. 2.12):

1.Изоэлектрическая (нулевая) точка.

2.Петля Р, являющаяся отражением процессов возбуждения миокарда предсердий, на скалярной ЭКГ ей соответствует зубец Р.

3.Петля QRS, являющаяся отражением возбуждения миокарда желудочков, на скалярной ЭКГ ей соответствует комплекс QRS.

•начальное отклонение, соответствующее по времени появлению зубца Q на скалярной ЭКГ.

•тело петли, в котором принято различать нисходящую (центробежную) и восходящую (центростремительную) части.

•конечное отклонение, соответствующее по времени появлению зубца S на скалярной ЭКГ.

4.Петля Т, являющаяся отражением процесса восстановления (реполяризации) миокарда желудочков. На ЭКГ ей соответствует зубец Т.

Рис. 2.12. Векторная петля на плоскости и ее основные параметры. Интервалы Р-Q, S-Т, Т-Р на ВКГ не видны, так как в моменты, соответ-

ствующие отсутствию разности потенциалов, конец вектора сердца возвращается в нулевую точку.

При анализе ВКГ определяют плоскостные и пространственные показатели динамики электрического поля сердца человека.

При анализе плоскостных показателей векторной петли рассматривают проекции петель на координатные плоскости. При анализе векторной петли в каждой плоскости определяют:

112

-длину и ширину петли QRS и их соотношение;

-отклонение вперед, назад, влево и вправо и их отношения в вертикальной, горизонтальной и сагиттальной плоскостях;

-величину и направление максимального вектора петель QRS и T;

-величину и направление моментных векторов (обычно моментные векторы определяются через каждые 0,01 с);

-угол расхождения между направлением максимальных векторов QRS

иT (∟QRS-T);

-площади петель QRS и T;

-вектор полуплощади (вектор, который делит ВКГ-петлю на две части, равные по площади);

-время переднего и заднего отклонения петли QRS в горизонтальной и сагиттальной плоскостях, верхнего и нижнего отклонения во фронтальной плоскости;

-направление вращения петель QRS и T при формировании петель; При анализе пространственных показателей ВКГ определяют:

-максимальный модуль вектора в каждом из восьми октантов векторкардиографической системы координат;

-интервалы времени пребывания вектора в определенных октантах;

-степень отклонения формы ВКГ-петли от плоской, или ее изогнутости;

-пространственную скорость конца вектора сердца и угловую скорость вектора;

-скорость изменения площади поверхности, ометаемой вектором;

-истинную площадь пространственной ВКГ-петли. Векторкардиографическое исследование проводятся по следующим

показаниям:

•ранняя диагностика гипертрофии миокарда желудочков и предсердий.

•диагностика гипертрофии желудочка на фоне блокады правой ножки пучка Гиса.

•диагностика комбинированной гипертрофии желудочков.

•наличие полифазных комплексов QRS в правых грудных отведениях.

•инфаркты миокарда задней локализации.

•мало измененная или нетипично измененная ЭКГ при несомненном заболевании сердца.

•трудно интерпретируемые изменения предсердного и желудочкового комплексов ЭКГ.

Средние величины показателей векторкардиограммы здоровых людей. В таблицах 2.2. и 2.3. приведены показатели ВКГ здоровых лиц, полученные Франком.

113

Плоскостные показатели ВКГ (на основании исследования 100 здоровых)

							Таблица 2.2.
Наименование		Горизонтальная	Фронтальная				Сагиттальная
Значений		плоскость	плоскость				плоскость
Максимальный вектор		1,12 ± 0,21	1,18	±	0,15	1,16 ± 0,12
петли QRS, мВ
Направление, градусы		335 ± 30	42,3 ± 7,2			5,35 ± 22,3
Максимальный вектор		0,58 ± 0,18	0,46	±	0,11	0,52 ± 0,12
петли Т, мВ
Направление, градусы		52 ± 12,5	36,2	±	10,1	146,3 ± 30,2
Моментные векторы,
градусы
0,01с		120 ± 41	152 ± 72			192 ± 50
0,02с		54 ± 25	40	±	53	150 ± 38
0,03с		12 ± 12	36	±	12	146 ± 22
0,04с		355 ± 20	46	±	18	92 ± 16
	Пространственные показатели ВКГ
		(на основании 100 здоровых)					Таблица 2.3.
Наименование значений							Величины
Максимальный пространственный вектор петли QRS, мВ							1,42 ± 0,25
Максимальный пространственный вектор петли Т, мВ							0,58 ± 0,22
Пространственный угол QRS-T, градусы							68,7 ± 24,6
Азимут, градусы							392,4 ± 35,3
Угол подъема, градусы							50,4 ± 16,2

2.3. Применение метода линейного синтеза стандартных отведений из ортогональных отведений векторкардиографии

С распространением автоматического анализа ЭКГ очень актуальным становится вопрос уменьшения числа отведений. Для этой цели хорошо подходит методика их восстановления.

Проведем математическое моделирование процесса векторкардио-

графии. Дипольный эквивалентный электрический генератор сердца (ДЭЭГС) в процессе электрической систолы описывается колебательным контуром. Этот контур включает в себя активное, индуктивное и емкостное сопротивления, а также источник с ЭДС, изменяющейся по закону, который соответствует закону изменения потенциала водителя ритма (рис. 2.13).

114

R

Е

C

L

Рис. 2.13. Колебательный контур.

Рассмотрим работу ДЭЭГС в процессе электрической систолы. Будем считать, что сердце обладает активным сопротивлением R, индуктивностью L, и емкостью С. Так как обычно при диагностике исследуются измерения проекций интегрального электрического вектора (ИЭБ) на выделенные плоскости, рассмотрим в качестве модели ДЭЭГС три взаимно перпендикулярных колебательных контура, расположенных во фронтальной, горизонтальной и сагиттальной плоскостях (рис. 2.14).

Рис. 2.14. Схема дипольного эквивалентного электрического генератора сердца

ЭДС Е во всех контурах одинаковы. Для желудочков непосредственным водителем ритма является атриовентрикулярный узел. Так как в процессе кардиоцикла происходит изменение емкости С связанной с циклической частотой, то электрические колебания в ДЭЭГС носят параметрический характер.

Любой плоскости зависимость дипольного момента D ИЭВ от угла поворота θ определяется дифференциальным уравнением

	d 2 D	+ D = C1 .	(2.1)
	dΘ2

где С1- постоянная величина.

Решением этого уравнения является зависимость вектора дипольного момента от угла поворота и времени, которое удобно записать в виде

115

D = A sin 2 (Θ + ϕ )/ 2 + B cos 2 (Θ + ϕ )/ 2 .	(2.2)
В формуле (2.2) А и В – постоянные интегрирования,	так что

С1=(А+В)/2. Угол ϕ - это угол наклона электрической оси сердца (ЭО) или оси петель вектор - электрокардиограммы. На рисунке 9 показана векторкардиограмма петель SQR и T, построенная по формуле (2.2).

Рис. 2.15. Векторкардиограмма в полярных координатах.

Угол ϕ принят равным 2,3 рад, что примерно соответствует норме. По-

ложительным считается направление против часовой стрелки.

Проектируя на линию отведения петли рис. 2.15 на горизонтальное направление – отведение Х векторкардиограммы, можно построить линейную векторкардиограмму по формуле:

	cos	(Θ+ϕ)/ 2			sin	2	(Θ+ϕ)/ 2
U Х = kD cos Θ = R	2			−T					cos Θ,	(2.3)
		cos	2				cos	2

где k – постоянный коэффициент, согласующий размерность U и D; R и T – амплитуды зубцов ЭКГ. (Рисунок 2.16 построен для длин главных осей петель В=2,0·10-5 Ам [3]. А=В/(R/T)=0,67·10-5 Ам. Амплитуды зубов ЭКГ приняты: R=1,5 мB, T=0,5 мB.)

Из сравнений формул (2.2) и (2.3), а также рисунка 2.16 видна связь проекций длин главных осей петель SQR и T равных соответственно В и А на линию отведения амплитудами зубцов линейной ЭКГ R и T.

Аналогично рассуждая можно получить выражения для отведений Y и

Z:

	cos	(Θ +ϕ)/ 2			sin	2	(Θ +ϕ)/ 2
UY = kD sin Θ = R	2			−T					sin Θ,	(2.4)
		cos	2				cos	2

116

		2				2
		cos (Θ +ϕ)/ 2				sin (Θ +ϕ)/ 2
					−T					(2.5)
				2				2
	UZ = kD cos Θtgϕ R		cos				cos		cos Θtgϕ.

Графики функций, описывающие три ортогональных отведения вектор-

кардиографии представлены на рисунке 2.16.
Х	Y	Z

Рис. 2.16. Математические модели ортогональных отведений векторкардиографии.

2.3.1. Метод синтеза стандартных отведений из трех ортогональных

Существует метод линейного синтеза стандартной электрокардиограммы, сигнал каждого стандартного отведения представляют в виде суммы произведений сигналов трех ортогональных отведений на постоянные коэффициенты. Тогда сигнал любого стандартного отведения в каждый момент времени можно выразить следующим уравнением:

ϕ (t )= L TX Χ (t )+ L TY Y (t )+ L TZ Z (t )

где X(t) Y(t) Z(t) – сигналы трех ортогональных отведений в стандартной векторкардиографической системе координат, показанной на рисунке Ltx

Lty Ltz – постоянные коэффициенты (i = |, ||, |||, аVL, аVR, аVF, V1, V2, V3, V4, V5, V6 обозначение стандартных отведений). При этом сигналы всех отведений удобно трактовать как потенциалы поля дипольного электрического генератора, изменяющего на протяжении кардиоцикла свою интенсивность и свою ориентацию, т.е. вектор дипольного момента, а коэффициенты Ltx Lty Ltz

– как компоненты вектора отведения. Для определения этих коэффициентов используют методы, основанные либо на формулировке и расчете более или менее сложных электродинамических моделей сердца как дипольного электрического генератора и тела как объемного проводника, либо на экспериментальном исследовании реальных испытуемых и подборе значений коэффициентов из условия наиболее точного приближения стандартной электрокардиограммы при помощи ортогональной для кардиоцикла в целом. Последний, эмпирический подход отличается тем, что коэффициенты учитывают не только собственно дипольный вклад в сигналы стандартных отведений, найденные экспериментально при использовании разных методов синтеза отведений на основе корригированной ортогональной системы отведе-

117

ний Франка таблица 2.4. Нередко наблюдаются весьма значительные различия между измеренными и синтезированными стандартными электрокардиограммами у конкретных испытуемых, особенно в грудных отведениях. Тем не менее, при использовании постоянных осреднений значений коэффициентов, определении на синтезированной стандартной электрокардиограмме общепринятых параметров и применении к ним общепринятых критериев диагностики удается в среднем получить практически такую же точность диагностики, как и при регистрации стандартной электрокардиограммы.

			Таблица 2.4.
Стандартное от-	LX	LY	LZ
ведение
I	1.05	-0.28	0.19
II	0.37	1.45	-0.14
III	-0.68	1.73	-0.33
АVR	-0.71	-0.59	-0.03
AVL	0.87	-1.01	0.26
AVF	-0.15	1.59	-0.24
V1	-0.65	-0.67	-1.06
V2	0.06	-0.86	-1.58
V3	0.99	-0.42	-1.50
V4	1.67	-0.13	-0.84
V5	1.53	-0.06	-0.14
V6	1.10	-0.06	0.33

Применив данный метод синтеза к рассмотренной выше математической модели процесса векторкардиографии были получены следующие результаты для второго отведения (II(x)), для второго грудного отведения (V2(x)) и для отведения aVR (aVR(x)):

Таким образом, мы на собственном опыте убедились в том, что методика восстановления стандартных отведений из трех ортогональных теоретически обоснована и может быть использована в разрабатываемом устройстве с целью синтеза двенадцати общепринятых отведений из регистрируемых ортогональных на компьютере.

3. Искусственная вентиляция легких

Искусственную вентиляцию легких (ИВЛ) применяют ежедневно у многих тысяч больных во время оперативных вмешательств и в процессе интенсивной терапии. Для большинства анестезиологов и реаниматологов ИВЛ

– рутинная процедура. Однако кажущаяся некоторым врачам простота и “привычность” ИВЛ не гарантируют от ошибок и связанных с ними осложнений. Различным проблемам теории и практики ИВЛ посвящено огромное число исследований. Это свидетельствует, что далеко не все вопросы разре-

118

шены. Различные методы искусственной вентиляции используют не только анестезиологи и реаниматологи, но и терапевты, невропатологи, токсикологи, врачи скорой помощи.

За последние 10 лет произошли значительные изменения во многих концепциях и подходах к респираторной поддержке. В первую очередь это касается разработки и внедрения в практику новых способов и режимов ИВЛ, особенно вспомогательной вентиляции легких (ВВЛ). Усовершенствованы методы проведения ИВЛ и ВВЛ без интубации трахеи через маску и трахеальный катетер.

Отечественные анестезиологи и реаниматологи получили возможность использовать многие современные аппараты ИВЛ (респираторы), которые обладают широкими функциональными возможностями. Значительно расширились также возможности инструментального обследования больных и мониторинга. В то же время опыт показывает, что все эти возможности используются не всегда в достаточной степени и методически правильно. Это не только обедняет арсенал средств респираторной поддержки, но и может принести вред больному.

В зарубежной литературе в последние годы получил достаточно широкое распространение термин «respiratory support» – респираторная поддержка. Можно считать этот термин вполне правомочным, если под ним понимают методы, позволяющие обеспечить полноценную вентиляцию легких, когда самостоятельное дыхание выключено, утрачено или резко нарушено.

Но не следует ставить знак равенства между респираторной поддержкой и респираторной терапией. Последнее понятие гораздо шире, в него входит комплекс методов, улучшающих тканевый газообмен воздействием на аппарат вентиляции, кровообращение и метаболизм. Что касается респираторной поддержки, то основными ее компонентами являются ИВЛ и ВВЛ.

Большой опыт мировой практики, предполагающий наличие у врача современной высококачественной аппаратуры не означает, что эффективную респираторную поддержку невозможно осуществить с помощью широко распространенной отечественной аппаратуры. Подтверждение этому – десятки тысяч успешно проведенных анестезий при сложнейших операциях и тысячи спасенных жизней больных с тяжелейшими формами дыхательной недостаточности, многочисленные глубокие исследования, проведенные в нашей стране с помощью относительно простых аппаратов с ограниченным выбором режимов.

3.1. Общие представления о дыхательной недостаточности

Имеется множество определений дыхательной недостаточности. Не вдаваясь в анализ и критический обзор разноречивых взглядов многих исследователей, приведем определение, основанное на принятом в 1962 г. на XV Всесоюзном съезде терапевтов, с небольшим, но практически важным дополнением. Это определение отражает взгляды классиков отечественной физиологии и терапии Л.Л. Шика и А.Г. Дембо. Оно лучше всего подходит для

119

клинической практики.

Дыхательная недостаточность – состояние организма, при котором либо не обеспечивается поддержание нормального напряжения О2 и СО2 в артериальной крови, либо оно достигается за счет повышенной работы внешнего дыхания, приводящей к снижению функциональных возможностей организма, либо поддерживается искусственным путем.

Как видно из определения, дыхательная недостаточность совсем не обязательно проявляется гипоксемией и гиперкапнией, при медленном развитии включается ряд компенсаторных механизмов (в первую очередь усиленная работа дыхания), позволяющих длительно поддерживать PaCO2 и PaO2 на приемлемом для организма уровне. На ранних стадиях медленно развивающегося процесса нарушения газового состава и кислотно-основного состояния (КОС) крови могут возникать только при физической нагрузке. Дыхательная недостаточность бывает острой и хронической. Последняя нарастает постепенно, развивается в течение нескольких месяцев или лет. Для нее характерно сочетание гипоксемии с гиперкапнией, но pH может длительно оставаться в пределах нормальных значений. Расстройства гемодинамики также возникают достаточно поздно, а поражение недыхательных функций легких – в основном в финальной стадии и при декомпенсации. Острая дыхательная недостаточность имеет важные качественные отличия от хронической.

Острая дыхательная недостаточность – быстро нарастающее тяжелое состояние, обусловленное несоответствием возможностей аппарата внешнего дыхания метаболическим потребностям органов и тканей, при котором наступает максимальное напряжение компенсаторных механизмов дыхания и кровообращения с последующим их истощением. Даже при максимальном напряжении компенсаторных механизмов не обеспечивается нормальное PaO2 и нормальное PaCO2 . ОДН всегда сопровождается нарушением гемодинамики.

Для ОДН характерно быстрое развитие, уже через несколько часов, а иногда и минут может наступить смерть больного. Характерным признаком ОДН является гипоксемия (если она не устранена искусственным путем). При большинстве форм ОДН гипоксемия чаще всего сочетается с гипокапнией, повышение PaCO2 происходит в далеко зашедших стадиях, а также при некоторых формах ДОН. На раннем этапе возникают сдвиг pH в кислотную сторону за счет генерализованных нарушений гемодинамики и нарушение метаболических функций легких.

3.1.1. Механизмы компенсации острой дыхательной недостаточности

При оценке степени тяжести ОДН необходимо учитывать не только глубину гипоксии или гиперкапнии, но и состояние компенсаторных функций организма. При этом надо иметь в виду положительные и отрицательные стороны усиленной компенсации, четко представлять себе, какими усилиями

120