3.5. Лабораторна робота №3 "робота з реографом ргч-01"

Мета роботи: вивчити фізичні основи реографії, набу­ти навички роботи з клінічним реографом, дослідити зв'язок між змінами об'єму та опору еластичної судини.

Контрольні запитання для підготовки до лабораторної роботи

1. Змінний струм. Імпеданс електричного кола. Поняття про век­торну діаграму.

2. Електричні властивості біологічних тканин. Еквівалентна елек­трична схема. Імпеданс біологічних тканин.

3. Елементи реології. Об'ємна деформація. Об'ємна швидкість пли­ну рідини. Пульсові хвилі. Особливості пульсацій у артеріальних та венозних судинах.

4. Генезис реограми: зв'язок між деформацією та змінами імпедан­су, пояснення природи реограми (амплітуди та форми сигналу) за допомогою основних рівнянь реології.

Додаткова література

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

2. Ремизов А.Н. Курс физики, электроники, кибернетики для меди­цинских институтов. - М.: Высшая школа, 1982. - Гл. 8 (раздел 8), гл. 18 (раздел 2), гл. 22 (раздел 7).

3. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. - М.: Выс­шая школа, 1987. -Гл. 11 (разделы 1-2), гл. 18 (раздел 4).

4. Ливенцев Н.М. Курс физики. - М.: Высшая школа, 1978. - Ч. 2, раздел 144, ч. 1 разделы 9, 10.

5. Ливенцев Н.М. Курс физики. - М.: Высшая школа, 1974. -Разделы 20, 21,76.

3.5.1. Додаткові теоретичні відомості

Реографія ("рео" - течу, "графо" - пишу) - метод реє­страції деформацій ділянки тіла (зміна об'єму) за змінами його електричних параметрів (опору). До певної ділянки ті­ла (рука, нога, голова тощо) прикладаються електроди (пла­стинчасті, точкові, стрічкові тощо), між якими пропус­кається високочастотний електричний струм. Робоча часто­та, на якій реєструються зміни опору реографом, а, отже, і частота струму, має значення з діапазону . Густина цього струму найбільша в ділянках з великою електро­провідністю. Це, здебільшого, кровоносні судини і міжклі­тинна рідина. Зміна опору ділянки біологічної тканини, та­ким чином, залежатиме від її кровонаповнення і змінювати­меться відповідно до кардіоциклу.

Основні положення реографії можна спрощено сфор­мулювати таким чином.

1. Зміна об'єму ділянки пропорційна зміні її елек­тричного опору

2. Зміну кровонаповнення органу (ділянки) можна знай­ти з рівняння нерозривності струменя для нестаціонарного потоку рідини, враховуючи об'ємну швидкість притоку та відтокурідини до даної ділянки

Якісно ці зміни зображені на мал. 3.18. Припустимо, що в певній ділянці по артеріальних судинах кров рухається з об'ємною швидкістю а по венозних -причому за цикл скорочення серця кількість крові, яка поступила до ділянки, рівна кількості, яка залишила ділянку. Враховуючи пульсуючийі порівняно плавнийкровообіги, бачимо, що зміна об'єму ділянки здійснюється завдяки різниці об'ємних швидкостей

Для проміжків часу об'ємна швидкістьОтже, об'єм ділянки на цих проміжках зростатиме, і навпаки, у проміжкуоб'єм ділянки зменшується, про що свідчить зменшення амплітуди реограми (див.

залеж­ність на мал. 3.18).

Мал. 3.18.

Друга крива являє собою диференціальну реограму; во­на відображає швидкість зміни об'єму ділянки:

3. Величина об'ємної швидкості рідини визначається рівнянням Гагена-Пуазейля

де - зміна тиску,- гідравлічний опір, який залежить від радіуса судини г та в'язкості рідини

4. Зміну тиску можна оцінити за допомогою рівняння об'ємної деформації ділянки

де - модуль об'ємної пружності.

Як видно з цих рівнянь, змінна величина буде зале­жати не тільки від того, як змінюються з часомта(що спостерігається при зміні хвилинного об'єму крові (ХОК) чи ударного об'єму серця), але і при зміні то­нусу судин (модуль) та їх просвіту (радіус), які знаходяться під контролем нервової та гуморальної систем організму. Це означає, що одному і тому ж значенню(чи ХОК) можуть відповідати різні значення амплітуди реограми, тобто однозначного зв'язку між ΔR/tΔ і об'ємною швидкістю кровоточу не існує.

Певні клінічні методики дозволяють за змінами опору судити про зміни об'ємуІснує декілька методик не­прямої оцінки значеньза опоромШироко поширена в клініці методика А.А. Кедрова, яка використовує рівності відношень

де- опір ділянки,- її об'єм,- величини їх змін, відповідно. Ототожнюючи величину зміни об'ємуз ударним об'ємом серця УО і величину- з об'ємом тілаяка є пропорційною до ваги тілаі, знаючи значення ., визначають величину ударного об'єму серця (УО) за такою формулою:

де - деякий емпіричний коефіцієнт.

Мал. 3.19. Спрощена схема реографа: - плечі моста реографа,- опір для грубого налагодження моста.- опір для плавного налагодження моста.

Принцип вимірювання опору ділянки тканин. Вимірю­вання змін опору ділянки тіла проводять спеціальним при­строєм реографа, який містить у собі вимірювальний міст (мал. 3.19). В одне з плечей моста увімкнено вимірювальний опір в друге - магазин опорів -який дозволяє з точністю до 0.5 Ом встановити будь-який опір від 0 до 1100 Ом. Генератор високої частоти (ГВЧ) використовується для живлення моста.

Підсилювач (Пдс) підвищує рівень сигналу на виході з моста, демодулятор (Дм) виділяє низькочастотну складову сигналу змін опору. Крім цього, реограф містить різні при­строї налагодження, калібровки та живлення вимірювальної схеми. На виході приладу звичайно отримують низькоча­стотний сигнал, який характеризує синхронну до наповнен­ня зміну опору ділянки тканини, тобто сигнал реограми, або її диференційну форму (похідну від реограми), що відобра­жує швидкість зміни кровонаповнення ділянки тканин. Змі­ною величин опорів досягається рівновага моста, тобто рівність потенціалівУ цьому випадку відхи­лення стрілки індикатора мінімальне, а чутливість приладу - максимальна. Налагодження моста по реактивній складо­вій струму (завдяки паразитній ємності Q здійснюється за допомогою змінного індуктивного опоруувімкненого в одне з плечей моста.

Завдання 1. Підготовка приладу до роботи.

Вивчіть інструкцію з експлуатації реографа РГЧ-01 (див. нижче) і підготуйте його до роботи. Згідно з інструк­цією проведіть налагодження реографа.