Загальна характеристика методичних прийомів досліджень гемодинаміки - системний аналіз церебрального кровообігу людини

З метою зменшення впливу на результати досвіду психоемоційного напруження, викликаного процедурою дослідження, перед початком обстеження всі особи отримували докладний інструктаж і роз`яснення про завдання проведеної роботи,
Обстеження проводилося в наступних умовах:

1. Натщесерце (через 2 години після прийому їжі);
2. Після попереднього десятихвилинної відпочинку;
3. Положення обстежуваних - лежачи на спині.

Експеримент проводився в першій половині дня.
Перед дослідженням системної і регіонарної гемодинаміки у кожного обстежуваного відбувалося вимір артеріального тиску (АТ) за методом Н.С.Короткова, з визначенням показників: систолічного артеріального тиску (АДС мм рт.ст..) - Діастолічного АТ (АДД, мм рт.ст.) - пульсового тиску (АДП, мм рт.ст.), середнього гемодинамічного тиску (СГД, мм рт.ст.) (Подоба Є.В., Матюхін В.В., 1980), яке визначалося за формулою, запропонованою М.М .Савіцкім 1974 (Савицький М.М., 1974). У всіх обстежуваних вимірювали зріст і масу тіла. Потім за формулою Дю Буа (Виноградова Т.С., 1986,1987) визначали площа поверхні тіла (Пт).
Для вимірювання та реєстрації параметрів системної та регіонарної гемодинаміки використовувалися 4-х канальний реограф Р4-02, лабораторний інтерфейс - аналого-цифровий перетворювач (АЦП) авторської розробки і комп`ютер IBM PC / AT 386
Комплекс приладів дозволяв здійснювати синхронну реєстрацію ЕКГ, трансторакальних тетраполярная імпедансних реоплетізмограмм (ТТІРПГ) і їх перших проізводних- реоенцефалограми (РЕГ) і їх перших похідних (диференційованих реоплетізмограмм) (Kubicek WG, 1967- Kubicek WG, Patterson RP, Wetsoe DA, 1970 Ткаченко Б.І., 1976- Москаленко Ю.Є., 1977- Мухарлямов Н.М., Дорофєєва
З.З., Пушкар Ю.Т., 1977- Пушкар Ю.Т., Большов В.М., Єлізарова Н.А. і ін., 1977- Дембо А.Г., Земцовський Е.В., Суров О.М. і ін., 1978- Єремєєв В.С., Семенютін В.Б., Таша Ш.С. і ін., 1978- Дощіцин В.Л., 1982).
Вибір моделі реографа не випадковий. Він продиктований кількома причинами:

1. Реограф Р4-02 є тетраполярная. Тераполярний спосіб реєстрації реограмм в порівнянні з біполярним більш кращий при дослідженнях регіонарної гемодинаміки, оскільки забезпечує рівномірний розподіл силових ліній електричного поля в досліджуваній області та знижує погрішність, що вноситься за рахунок поляризації електродів.
2. Реограф Р4-02 сконструйований на основі потенціометричного (НЕ мостового) принципу вимірювання імпедансу біологічної тканини. Він не потребує балансуванню вимірювальних мостів змінного струму і не вимагає регулярної калібрування при кожному обстеженні. Це підвищує оперативність проведення поліреографіческіх досліджень кровообігу людини.
3. Кожен вимірювальний канал реографа Р4-02 має окремий генератор зондуючого струму. Всі генератори працюють на різних частотах. Внаслідок цього інтерференція корисних сигналів (взаємовплив каналів) практично відсутня і можлива високоякісна синхронна реєстрація реограмм з кількох судинних областей.
4. У реографі Р4-02 передбачена калібрування перших похідних реограмм, що дає можливість застосовувати його для кількісного аналізу мозкового кровотоку за методом Н. Р. Палеева.
5. Рівень вихідних сигналів реографа становить 2-3 В, що дозволяє без додаткових підсилюючих пристроїв підключати його до вхідних ланцюгах аналого-цифрового перетворювача, порівняно легко здійснювати комп`ютеризацію реографического дослідження.

У зв`язку з цим вивчення церебрального кровообігу і системної гемодинаміки здійснювалось нами автоматизованим способом (Ісупов І.Б. та ін., 1995) (див. Рис. 1.).
Електричний сигнал, що відповідав змінам імпедансу біологічної тканини, з вихідних ланцюгів реографа надходив на вхід АЦП. Надалі аналоговий сигнал перетворювався в паралельний двійковий код (8 розрядів), який вводився в оперативний пристрій (ОЗУ) комп`ютера через порт паралельного інтерфейсу (порт друкувального пристрою - LPT1, адреса 378H).
Программоуправляемий комутатор (мультиплексор) на вході АЦП дозволяв вести синхронну реєстрацію реограмм по декількох каналах (до 8 каналів).
Частота квантування аналогового сигналу на кожному каналі реєстрації становила 160 дискрет / с. Амплітудне квантування сигналу, відповідне 8 розрядам - 256 дискрет, при рівнях напруги на вході АЦП від -2,5 до + 2,5 В.
Таким чином, була забезпечена точність реєстрації електрофізіологічне інформації в 5-6 разів перевищує таку при порівнянні з реєстрацією реограмм допомогою аналогових самописців на паперовому носії.
Розроблений в інтегрованому середовищі "TURBO PASCAL V.7.0" (З використанням бібліотеки "TURBO VISION") Програмний пакет обробки поліреографіческой інформації забезпечував адаптивну фільтрацію перешкод промислової частоти - 50 Гц, автоматичний пошук опорних точок реографічного кривих, розрахунок показників системного та регіонарного кровообігу і збереження результатів розрахунку на жорсткому магнітному диску ЕОМ (створення архіву) з метою подальшої
обробки накопичених даних статистичними програмними пакетами.

Мал. 1. Структурна схема апаратного комплексу для автоматизованої реєстрації поліреографіческой інформації.

Примітка: умовні позначення дано в тексті.
При створенні програмного пакета була поставлена мета уніфікації обробки поліреографіческой інформації отриманої з найважливіших судинних регіонів людського організму. З урахуванням цього в програмний пакет введені алгоритми обробки реоенцефалограми, реогепатограмм, реовазограмм, реопародонтограмм. (Kubicek WG, 1967- Kubicek WG, Patterson RP, Wetsoe DA, 1970 Ткаченко Б.І. та ін., 1976- Москаленко Ю.Є., 1977- Мухарлямов Н.М., Дорофєєва З. З., Пушкар Ю . Т. і ін., 1977- Пушкар Ю.Т., 1977- Вайнштейн Г.Б. та ін., 1978- Єремєєв В.С. та ін., 1978- Дощіцин В.Л., 1982- Akers SM, Bartter T., Pratter MR, 1994- Bloch KE, Jugoon S., Sackner MA, 1994).
Як електрокардіографічної приставки використовувався підсилювач кардіосигналу реографа - УКБ (контрольна реєстрація ЕКГ в II-му стандартному відведенні передбачена інструкцією із застосування реографа Р4-02).
У роботі застосовано метод трансторакальной тетраполярної імпедансної реоплетизмографія, який в порівнянні з &ldquo-інтегральної&rdquo-
реографія по М.І.Тіщенко більш об`єктивно відображає параметри серцевої діяльності (Яковлєв Г.М., 1973- Мутафов О.А., 1976- Шустер Л.А., Бордюженко І.І., 1978- Еріна Є.В., Пушкар Ю.Т., Басшівілі Н.З. і ін., 1978), розрахункові формули для визначення параметрів серцевого викиду в динаміці спостережень за ТТІРПГ мають біофізичне і фізіологічне обгрунтування (Nyboer J., 1960 Nyboer J., Bagno S., Barnett A. et al., 1970 Тищенко М.І., 1971- Тищенко М.І., 1973).
Нами використовувалися стандартні електроди, заводського виготовлення, електродний паста ПЕ-1, з комплекту приладу. Електроди ТТІРПГ розміщувалися на шиї обстежуваного (перша пара - струмовий I1 (краніальніше), вимірювальний U1 (дистальніше на 1,5 см)) і на рівні мечоподібного відростка грудини (друга пара - вимірювальний U2 (на рівні мечоподібного відростка), струмовий I2 (на 1,5 см нижче мечоподібного відростка)). Величина 1,5 см - конструкційну відстань між струмовим і вимірювальним електродами, змонтованими в одному загальному корпусі рулеточним типу.
Реоенцефалограма реєструвалася з метою отримання як кількісних показників мозкового кровотоку, що характеризують відносні і абсолютні величини фракції церебрального кровообігу, так і показників контурного аналізу РЕГ, що відображають пульсове кровонаповнення церебральних судин і рівень їх тонусу. Електроди для реоенцефалографії - стандартні концентричні кільцеві з комплекту реографа для тетраполярної реоенцефалографії. Поверхні електродів для зменшення перехідного електрод - шкіра опору покривалися тонким шаром електродної пасти ПЕ-1. Розміщення реоенцефалографіческіх електродів - бітемпоральное, по Н.Р. Палеева і співавт. (1980). За допомогою РЕГ обчислювалися абсолютні величини об`ємної фракції мозкового кровотоку (Км) і процентне відношення величини мозкового кровотоку до величини системного (Їм / о) (Пале Н.Р. і ін., 1986).
На кожному етапі обстежень реєструвалося 8-10 комплексів полікардіограмма для визначення середніх значень вихідних параметрів серцевого циклу, системного і регіонарного кровообігу. Так як запис реограмм здійснювалася під час затримки дихання на полувидохе, розшифровували по 3 реографічного комплексу, що дозволяло отримувати більш однорідні і відтворювані результати.