1.6. Электрокардиография. Реография

Физические основы электрокардиографии

Электрокардиография – регистрация электрических процессов в сердечной мышце, возникающих при ее возбуждении.

В

Рис. 26

основе лежит теория Уоллера (1887 г.) и Эйнтховена (1903 – 1915 гг.), в которой сердце рассматривается как электрический диполь в однородной проводящей среде.

Электрическое поле сердца в целом образуется наложением электрических полей отдельных клеток. Изменения электрического поля сердца происходят при деполяризации и реполяризации мембраны клеток сердца.

Электрический диполь – система из двух равных по величине и противоположных по знаку точечных электрических зарядов (+q и – q), расположенных на некотором расстоянии друг от друга, называемом плечом диполя l (рис. 27).

Характеристика диполя: дипольный момент () – вектор от “–”до “+”, определяется по формуле:

,

[Р] = Кл ^. м.

Рис. 27

Отведения – пара точек, между которыми измеряется разность потенциалов.

I

Рис. 28

отведение: правая рука (ПР) –

левая рука (ЛР) – ,

II отведение: правая рука (ПР) –

левая нога (ЛН) – ,

III отведение: левая рука (ЛР) –

левая нога (ЛН) – .

Разность потенциалов между двумя точками в электрическом поле, созданном диполем, пропор-циональна проекции вектора Р момента диполя на линию, соединяющую эти точки:

~ ,

где– разность потенциалов между точками 1 и 2

на теле человека (например, точка 1 – правая рука, точка 2 – левая рука);

P – величина дипольного момента сердца;

Рис. 29

–угол между направлением дипольного момента сердца и линией, которая соединяет точки 1 и 2;

–расстояние от середины диполя сердца до линии соответствующего отведения.

Электрокардиограмма (ЭКГ) – график временной зависимости разности биопотенциалов сердца в соответствующем отведении, рис. 30.

Рис. 30. Электрокардиограмма за один кардиоцикл

ЭКГ представляет собой сложную кривую: зубцы P, Q, R, S, T;

сегменты PQ, QRS, ST.

Для записи ЭКГ используют приборы, называемые электрокардиографами.

Блок-схема ЭКГ

*ПО – переключатель отведений;

**РУ – регистрирующее устройство.

 Физические основы реографии

Реография – это метод оценки состояния (параметров) кровеносного русла путем измерения полного сопротивления (импеданса) участка ткани или органа переменному току.

Формула полного сопротивления биотканей переменному току:

Для уменьшения емкостного сопротивления используют высокую частоту. Измерения проводятся на частоте 30 кГц. При увеличении частоты увеличивается выделение тепла, что приводит к изменению состояния кровеносного русла. При частоте 30 кГц влиянием емкостных сопротивлений тканей и крови пренебрегают, поэтому , где= 1,5 Ом^.м – удельное сопротивление крови,R– омическое сопротивление участка кровеносного русла.

Выведем зависимость изменения объема крови в сосуде в соответствии с изменением полного сопротивления участка кровеносного русла: .

умножаем числитель и знаменатель на– длина сосуда.

();

;

(1)

Чтобы найти изменения объема продифференцируем левую и правую часть уравнения (1).

– основная формула реографии, где

– изменение объема крови в сосуде;

– расстояние между электродами;

– базовое сопротивление участка ткани, на который накладывают электроды;

– максимальное изменение сопротивления участка кровеносного русла за один сердечный цикл.

Знак “–” вформуле указывает на то, что если сопротивление кровотока уменьшается, то объем крови увеличивается, и наоборот.

Реограмма – это график зависимости пульсових изменений импеданса от времени (рис. 31).

a

Рис. 31

b – анакрота;

bcd – инцезура;

bcde – катакрота;

–длительность анакроты (харак-теризует тонус и эластичность артерий);

А – амплитуда анакроты;

В – амплитуда инцезуры;

С – амплитуда катакроты;

Т – длительность одного сердечного

цикла.