Приборы и методы анализа функционального состояния сердечно-сосудистой системы человека

Цель работы: 1. Ознакомить студентов с современными приборами и методами для провкрки функционирование состояние сердечно-сосудистой системы. 2. Привить навыки работы с приборами съема ЭКГ.

Электрическая активность тканей и органов отражает их функциональное состояние. Регистрация и анализ электрической активности позволяет, судит о работе органов. Биоэлектрические потенциалы, генерируемые в тканях и органах стали важным показателем клинической диагностики.

Метод, предложенный для исследования работы органов тканей на основе регистрации во времени потенциалов электрического поля на поверхности тела получил названия электрография. В зависимости от анатомии исследуемого органа электрография подразделяют на несколько типов. Метод регистрации биоэлектри­ческой активности головного мозга посредством записи биопотенциалов, генерируемых, а этом органе, называется электроэнцефалографией, соответ­ствующие приборы - электроэнцефалографами, а график временной за­висимости биопотенциалов – электроэнцефалограммой. Метод исследования работы сердца путем записи потенциалов электрического поля сердца путем записи потенциалов электрического поля сердца получила названия электрокардиографией. Электронные устройства, используемые в этом методе представляет собой электрокардиограф.

Метод регистрации биоэлектрической активности мышц называют электромиографией, приборы - элекmромuографамu, а график – электромиограммой.

Структурная схема медицинских приборов, предназначенных для регистрации биопо­тенциалов, показана на рис.1.

                             сигнал

Рис.1. Э-электроды, У-усилитель, РУ- регистрирующее устройство.

Из всех методов электрографии наиболее широкое распространение получил электрокардиография. Кривая зависимости электрического поля сердца от времени получила название электрокардиограмма. Она представлят собой серию вспышек напряжения, возникающих за время одного цикла функционирования сердца. Электрокардиограмма записывается на бумажных носителях или на мониторе, чтобы обеспечить визуальное наблюдение за работой сердца (см. рис.2).

Рис.2

Электрокардиограмма является удобным и точным средством для выявления многих сердечных недомаганий: стенокардия, стабильная стенокардия, ишемическая болезнь, аритмия, тахикардия (быстрое сердцебиение), брадикардия (медленное сердцебиение), инфаркт миокарда и некоторые врожденные виды сердечной недостаточности.

Отведением в физиологии называется напряжение, снимаемое на том или ином направлении.

ЭКГ используется на регулярной основе в медицинских осмотрах, а также с целью слежения за состоянием пациентов во время операций и после операционный период.

На рис. 3 изображен внешний вид портативного электрокарди­ографа ЭК1Т-03М2 с комбинированным блоком питания.

Рис.3.

Электрокардиограф ЭК1Т-03М2 - это одноканальный прибор с перьевой записью на теплочувствительной диаграммной ленте. Он предназначен для измерения и графической регистрации биоэлектрических потенциалов сердца в медицинских учреждениях и в условиях "скорой помощи".

Электрокардиограф регистрирует как отмечалось, напряжение (разность электрических потенциалов) между 2 точками на внешней поверхности тела. Согласно теории биофизика Эйтховина эта разность потенциалов пропорциональна проекции интегрального электрического вектора сердце на то или иное отведения. К названным точкам присоединяется электроды и снимается напряжения.

Так как биопотенциалы сравнительно медленно из­меняются со временем, по сути, электрокардиограф - это усилитель постоянного тока, дополненный металлическими электродами и регистрирующими устройствами (например, самописец). Биопотенциалы сердца по­рядка несколько милли­вольт. Мозг человека генерирует намного меньше (порядка микровольт) потенциалы, поэтому для их регистрации необходимо усиление в несколько тысяч раз. Решение этой задачи осуществляется с помощью многокаскадного усиления.

 ЭКГ записывается в 12 отведениях. 3 из них известны как стандартные отведения. Отведение I – снимается на направлении между левой рукой и правой рукой, II - между левой ногой и правой рукой, III - между левой ногой и левой рукой. Они первоначально предложены Эйтховином. Кроме стандартных используются 3 отведения в области конечностей (aVR, aVL, aVF) плюс 6 отведений взяты на грудной части организма (V1, V2, V3, V4, V5, V6).

 Простейший одноканальный кардиограф способен за один раз записывать ЭКГ не более чем на 1 отведении, снабжен 5 разноцветными металлическими электродами: красный (накладывается на правую руку), желтый (левая рука), зеленый (левая нога), черный (правая нога) и грудной (присоска). Если начать с правой руки и двигаться по кругу, то получим распределение цветов как в светофоре. Черный электрод обозначает “землю”. Предложен для обаспечения безопасности пациента. Исключает порожения током в экстремальных случаях, например при поломке электрокардиографа.

Для записи ЭКГ в области конечностей используются те же самые электроды, что и для записи стандартных отведений. На практике запись этих отведений производится на одноканальном кардиографе простым переключением рукоятки.

aVR - усиленное отведение от правой руки (сокращение от augmented voltage right — усиленный потенциал справа).

aVL - усиленное отведение от левой руки (left - левый)

aVF - усиленное отведение от левой ноги (foot - нога)

3) Грудные отведения (предложены Вильсоном в 1934 году) записываются между грудным электродом и объединенным электродом от всех 3 конечностей.

 Точки грудных электродов расположены последовательно по передне-боковой поверхности грудной клетки от средней линии тела к левой руке.

Расмотрим принцип расположения грудных электродов при записи ЭКГ (см. рис. 4).

 V1 - в IV межреберье по правому краю грудины.

 V2, V3, V4 - на уровне верхушки сердца.

 V5, V6 - по левой среднеподмышечной линии на уровне верхушки сердца.

Рис.4. Расположение 6 грудных электродов при записи ЭКГ.

12 указанных отведений являются стандартными в современной электрокардиографии. При необходимости “пишут” и дополнительные отведения: по Нэбу (между точками на поверхности грудной клетки), V7 - V9 (продолжение грудных отведений на левую половину спины), V3R - V6R (зеркальное отражение грудных отведений V3 - V6 на правую [right] половину грудной клетки).

Технические данные электрокардиографа

 Данный электрокардиограф обеспечивают регистрацию отведений: I, II, III, aVR, aVL, aVF, V.

 Чувствительность 5, 10, 20 мм/мВ

Диапазон регистрируемых сигналов от 0,03 до 5 мВ

Относительная погрешность измерения напряжения в диапазонах:

от 0,1 до 0,5 мВ не более +/-20%

от 0,5 до 4 мВ не более +/-10%

 Относительная погрешность оценки интервалов времени

Эффективная ширина записи канала не менее 40мм.

Скорость движения носителя записи 25 и 50мм/с

Относительная погрешность скорости движения носителя записи не более +5%

Амплитудно-частотная характеристика:

1) в диапазоне частот от 0,5 до 60 Гц линейный размер размаха регистрируемого сигнала должен составлять от 90 до 105% от линейного размера размаха регистрируемого сигнала на частоте 10 Гц.

2) на частоте 75 Гц линейный размер размаха регистрируемого сигнала должен составлять от 70 до 105% от линейного размера размаха регистрируемого сигнала на частоте 10 Гц.

Входной импеданс не менее 5 МОм.

Коэффициент ослабления синфазных помех не менее 30000.

Уровень внутренних шумов, приведенный ко входу, не более 25 мкВ

Мощность, потребляемая от сети переменного тока напряжением (220+/-22) В частотой 50 или 60 Гц, не более 20 Ва

Мощность, потребляемая от прилагаемого аккумуляторного блока питания, не более 10 Вт.

Средняя наработка на отказ не менее 2500ч.

Полный установленный срок службы не менее 3 лет.

Полный средний срок службы не менее 6 лет.

Габаритные размеры: длина 275мм, ширина 208мм, высота 102мм.

Масса, не более: с сетевым блоком питания 3,9кг, с аккумуляторным блоком питания 4,5кг.

 Электрокардиограф ЭК1Т-03М2, наряду с основной, имеет дополнительную изоляцию сетевой цепи относительно рабочей части и корпуса прибора. Она обеспечивает электрическую безопасность пациента и обслуживающего персонала без применения защитного заземления.

Время установления рабочего режима не более 1 мин.

Электрокардиограф с сенсорным экраном SCHILLER MS-2010. (см. на рис.). Этот планшетный портативный ЭКГ аппарат открывает новые возможности электрокардиографии и позволяет оценить точность диагностики и высокая эргономичность. CARDIOVIT MS-2010 предназначен для работы в условиях высокой нагрузки — главным образом в больницах, где приходится часто снимать ЭКГ, и большое значение имеют скорость и качество (см. рис.5).

Рис.5.