2.7. Лабораторний практикум

2.7.1. Лабораторна робота №1 "Визначення ве­личини артеріального тиску за допомогою ємнісного датчика"

Мета роботи: оволодіти методом вимірювання і ре­єстрації тиску крові за допомогоео ємнісного датчика (сфіг­моманометра).

Прилади і матеріали: сфігмопристрій з приймачем пульсу, манжетка з манометром, реєструючий пристрій (ос­цилограф, самописець чи векторкардіоскоп).

Контрольні питання для підготовки до лабораторної

роботи

1. Датчики, їх основні види і типи.

2. Вільні електричні коливання. Коливальний контур. Власна час­тота коливань.

3. Ємність. Конденсатори, їх види і способи з'єднання.

4. Вимушені електричні коливання.

5. Кінематика плину рідини.

6. Пульсові хвилі. Сфігмографія.

Додаткова література

1. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. - М.: Выс­шая школа, 1992.

2. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. - М.: Выс­шая школа, 1987.-С. 370-373; 204-210; 171-174; 323-326.

3. Ливенцев Н.М. Курс физики. - М.: Высшая школа, 1978. - Ч. 1, с. 242-249.

Короткі теоретичні відомості

Пристрій сфігмографічний (від грец.- пульс і

урафю - пишу) використовується для реєстрації пульсових хвиль. За його допомогою можна фіксувати малі зміни об'ємів замкнених порожнин, отримувати криві коливань стінок артерій і вен. Він дає змогу стежити за змінами ар­теріального тиску пр тягом кардіоциклу. За наявності двох сфігмопристроїв можна визначити швидкість поширення пульсової хвилі по судині.

Принцип вимірювання тиску за допомогою сфігмома­нометра базується на перетворенні малих змін об'єму в зміну частоти електричних коливаньколивального кон­тура. Зміна тиску в судині АР супроводжується зміщенням поверхні шкіри (пунктирна лінія на мал. 2.52), яке викликає зміну об'ємуприймача пульсу (ПП). По з'єднувальній трубці Т ці зміни передаються в порожнину датчика Д, одна із стінок якого є одночасно і пластиною конденсатора, що й призводить до зміщення цієї пластини. Ємність конденса­тора змінюється, а значить і змінюється власна частота ко­ливального контура:

Мал. 2.52.

Детектор виділяє зміну напруги АС/, величина якої за­лежить від а значить і від АР. Тобто має місце такий ланцюжок перетворень: Ці зміни напруги подаються напластини осцилографа і реєструються. За їх величиною і знаходять зміни тиску

Технічні характеристики:

1. Максимальна різниця тисків у камерах датчика -5 мм рт.ст.

2. Верхня межа компресивного тиску в камерах (при одночасній його подачі) -

3. Чутливість - не менше

4. Нелінійність амплітудної характеристики - 10-15%. Режими роботи:

Вих.- (камериз'єднані між собою і патрубком 1) - вихідна позиція.

- камериі патрубок 1 роз'єднані (якщо приймач пульсупід'єднаний до патрубка 2, то зміна тиску внадходить в камеру- робочий режим.

Вих. П - камери І і II з'єднані між собою, патрубок 1 -від'єднаний (режим вирівнювання тиску в камерах, застосо­вується при реєстрації пульсових хвиль у венах).

П III – камера роз'єднана з камерою і камера з'єднана з патрубком (застосовується для визначення синхронної різниці пульсових тисків у різних ділянках судини).

Хід роботи

Підключити сфігмопристрій до осцилографа. Перевіри­ти наявність приймача і манжетки з манометром.

Завдання 1. Реєстрація артеріальних пульсацій.

1. Зафіксуйте приймач пульсу на плечовій артерії.

2. Поставте перемикач ПР в положення

3. Під'єднайте до штуцера '.гумовий трубопровід пр­иймача пульсу.

4. Переведіть кран у положення

5. Налагодьте осцилограф на необхідну чутливість для візуального спостереження сфігмоколивань.

6. Замалюйте коливання, які спостерігаєте.

7. Кран поверніть у початкове положення Вих.

Завдання 2. Визначення систолічного артеріального тиску.

1. Одягніть манжетку на передпліччя руки, на якій за­кріплено приймач пульсу.

2. Отримайте стійке зображення пульсової хвилі в про­меневій артерії на екрані осцилографа.

3. Виконайте повільне нагнітання повітря в манжетку, спостерігаючи за амплітудою пульсацій. Визначте величину тиску в манжетці, коли пульсації зникнуть. Величина тиску в манжетці дорівнює систолічному артеріальному тиску (Р_сис=Р_м).

4. Поверніть кран у початкове положення Вих.

Завдання 3. Реєстрація об'ємного пульсу передпліччя.

1. Поставте перемикач ПР в Вих.

2. Під'єднайте до штуцератрубку манжетки.

3. Під'єднайте до штуцераручний насос з манометром.

4. Здійсніть повільне нагнітання повітря в систему до тиску

5. Переведіть перемикач ПР у положення

6. Підберіть необхідну чутливість осцилографа для спо­стережень змін об'ємного пульсу передпліччя.

7. Замалюйте криву, яка спостерігається, в зошит.

8. Зменшіть тиск до нуля, відкривши вентиль маномет­ра.

9. Кран переведіть у положення Вих.

Завдання 4. Реєстрація залежності амплітуди об'єм­ного пульсу від тиску в манжетці.

Схема комутації пристрою, манжетки і манометра ана­логічна, як і при виконані завдання 3.

1. Здійсніть повільне нагнітання повітря в манжетку до тиску, який перевищує систолічний на 10 ммрт.ст.

2. Переведіть кран ПР в Переконайтесь у від­сутності пульсових коливань на екрані (повинні спосте­рігатись пульсації тиску, які викликані змінами об'єму манжетки в проксимальній ділянці).

Виміряйте величину пульсацій. ПоставтеПР в Вих.

Забороняється різко зменшувати тиск, якщо кран не переведено в положення

3. Повільно зменшіть тиск на 10 ммрт.ст. і переведіть кран в положення

4. ВиміряйтеПовторіть процедуру 2 і 3, зменшую­чи тиск кожний раз на 10 мм рт.ст., покине стане дорівнювати нулю.

5. Виміряйте значення амплітуди пульсових коли­ваньдля всіх значень тиску в манжетціі занесіть до таблиці.

6. Побудуйте графік (мал. 2. 53). Відзначте систолічний тиск. Максимальний пульсовий тиск має величину, близьку до діастолічного тиску.

Величина дорівнює Таким чином, ми можемо проградуювати шкалу пульсових коливань. Заповніть таблицю повністю, виконавши перехід від мм рт.ст. до

Мал. 2.53.

Таблиця. Залежність амплітуди пульсових коливань від тиску в манжетці

Контрольні питання

1. Назвіть значення основних параметрів, якими характеризується датчик (чутливість, функція перетворення).

2. Як зміниться власна частота коливального контура, якщо відс­тань між пластинами плоского конденсатора збільшити у два рази?

3. Знайти зміну частоти коливального контуру при збільшенні відстані між пластинами плоского конденсатора від до площа пластин індуктивність котушки мГн.

4. Визначити, у скільки разів сума поперечних перерізів судинно-капілярної ділянки більша, ніж поперечний переріз аорти, якщо об'ємна швидкість течії в аорті її діаметр 3.0 см. Середня лінійна швидкість течії крові в капілярі

5. Порівняти величину густин кінетичної та потенціальної енергії потоку крові в аорті, якщо хвилинний об'єм 5.6 л/хв, частота пульсу 70 уд/хв, діаметр аорти 3 см.