4 Описание метода
Любой баллистокардиограф состоит из следующих узлов: 1)воспринимающего устройства;
2) датчика (преобразователь механического параметра и электрический сигнал);
3) фильтра;
4)усилителя;
5) регистрирующего устройства.
Традиционное деление на прямую и непрямую баллистокардиографию в основном связано с характеристикой воспринимающего устройства.
Непрямые баллистокардиографы характеризуются наличием подвижной платформы, которой передаются движения тела исследуемого. Платформы могут быть выполнены в виде: стола или кровати (для производства исследований в положении лежа); площадки для стояния; площадки для сидения (стул). Вес подвижной платформы от 8 до 40 кг. При пассивной нагрузке, равной весу тела ( 60 кг),собственная частота колебаний механической системы стола находится в пределах 8-14 гц. Классический метод калибровки состоит в установлении стандартного отклонения кривой в 1 см при действии силы в 280 г. В последнее время предпочитают калибровку по смещению ( 0, 00002 см смещения платформы на 1 см отклонения записи). Физические явления при регистрации баллистокардиограмм с помощью баллистокардиографического стола Старра. Стол является прибором, воспринимающим вибрации тела и передающим их преобразователю. Амплитуда волн баллистокардионраммы при пользовании столом Старра зависит от веса исследуемого и от степени выраженности у него подкожножирового слоя. Толщина подкожножирового слоя имеет значение как фактор, определяющий жесткость связи между телом и столом. Низкочастотный баллистокардиограф Никкерсона в настоящее время встречается редко.
Считается, что благодаря сильной связи между подвижной и
неподвижной частями стол Старра регистрирует силу, с которой тело исследуемого действует на него. Жесткость связей в столе Никкерсона такова, что она слаба для измерения силы и сильна для измерения перемещений центра тяжести тела.
Прямая баллистокардиография получила наибольшее распространение благодаря своей простоте и доступности. Воспринимающие устройства прямых баллистокардиографов являются одновременно частью датчика. Они жестко соединены с телом исследуемого, являются пассивным элементом колебательной системы и не оказывают существенного влияния на характер записи. Способ записи баллистокардиограмм был предложен Доком и Таубманом в 1949 г. прямую
баллистокардиографию обычно связывают с именем Дока, который первый оценил перспективы ее применения в клинической практике и разработал простые приборы с фотоэлектрическими и электромагнитными преобразователями. Электромагнитный баллистокардиограф Дока состоит из трех частей :
1) планки с двумя катушками положенной на голенях исследуемого
2) укрепленного на штативе магнита, который введен в зазор между катушками;
3) подставки под голенями (деревянный брусок высотой 7—8 см с
округленной полированной верхней поверхностью или мешочек, туго набитый песком).
Рисунок.4 Электромагнитный баллистокардиограф Дока.
А—вид сверху; Б—вид сбоку; М—магнит; К—катушки; П—подставка под ноги; Ш—штатив; Пл—планка; С—конденсатор; а, б—провода к электрокардиографу (по Доку).
Принцип действия прямого электромагнитного баллистокардиографа заключается в том, что планка с катушками движется вместе с голенями, и в результате пересечения магнитных силовых линий витками катушки в последней возникает электрический ток. В физическом отношении прямой баллистокардиограф является механической системой, где роль пружин выполняют ткани тела. При прямой записи баллистокардиограмм датчиками, установленными не на голенях, а на других частях тела, характер регистрируемых кривых несколько изменяется.
Приняты следующие стандартные условия для прямой баллистокардиографии;
1. Исследуемый должен лежать на твердой гладкой поверхности в положении на спине, с подставкой под ногами и небольшой подушкой под головой.
2. Основные физические характеристики при таком способе записи для человека
среднего веса и роста.
а) частота собственных колебаний тела — 4 периода в секунду;
б) коэффициент жесткости (связь тела с поверхностью) — 43 кг/см:
в) демпфирование—0,15 (15% от критического).
3. Калибровка систем прямой баллистокардиографии осуществляется путем измерения
смещения, скорости и ускорения на 1 см записи.
Стандартными считаются: смещение —0,006 см, скорость—0,1 см/сек, ускорение—2см/сек2.
Электромагнитный баллистокардиограф К. П. Бутейко (1959) является наиболее
совершенной конструкцией прямого баллистокардиографа, так как позволяет регистрировать калиброванную баллистокардиограмму ускорения, скорости и смещения. Прибор К. П. Бутейко объединяет в себе достоинства аппаратов Дока и Смита; он состоит из двух частей; датчика скалибровочным приспособлением и электрического распределителя — преобразователя.
Датчик основан на принципе возникновения электродвижущей силы индукции двух
последовательно соединенных катушках при движении между ними постоянного магнита, подвешенного на маятнике. На нижнем конце маятника имеется винт для регулировки амплитуды свободного качания маятника. Кривые смещения и ускорения получаются путем интегрирования и дифференцирования кривой скорости. Амплитуда кривых может регулироваться специальными
потенциометрами, вмонтированными в распределитель. Автором предложены следующие калибровочные единицы для прямой баллистокардиографии; смещение 1 см=50μ, скорость—1 см=1 мм/сек, ускорение —1 см = =50
мм/сек2.
Так же существуют комбинированные баллистокардиографические системы Принцип действия портативного электромагнитного баллистокардиографа состоит в
следующем. Пульсовые движения тела исследуемого передаются верхней площадке аппарата.Смещения верхней площадки относительно нижней возможны только в одном направлении: перпендикулярно плоскости пружин. Поэтому аппарат воспринимает лишь движения, направленные по продольной оси тела. Вместе с верхней площадкой движется и соединенный с нею магнит. Силовые линии движущегося магнитного поля пересекают витки неподвижной катушки и в ней в результате магнитной индукции возникает электрический ток.