Методи дослідження серцево-судинної системи - динаміка серцево-судинної системи
Відео: НаучФільм. Пропедевтика внутрішніх хвороб
Розділ другий
МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ СЕРЦЕВО-СУДИННОЇ СИСТЕМИ
Структурні і функціональні характеристики серцево-судинної системи отримані при використанні методів дослідження, які можна застосувати для вивчення будь-яких гідравлічних систем. Величина, форма зміщення і сили, які генеруються помпою, являють собою об`єкт для аналізу в виразах зміни відстаней, розмірів, тиску і швидкості потоку. Однак на відміну від механічних систем серце і великі судини не можуть бути об`єктом, що дозволяє використовувати безпосередні вимірювальні пристрої, так як вони знаходяться в грудній порожнині і захищені її кістковими стінками. Історично склалося так, що основні концепції про функції серцево-судинної системи виникли в основному на основі вимірів, зроблених під час хірургічних втручань на експериментальних тварин. Технічний прогрес в методах дослідження протягом минулих двох або трьох десятиліть дозволив запропонувати прилади і пристрої, що дозволяють реєструвати, оцінювати, аналізувати функції серцево-судинної системи у інтактних тварин і людини. Незважаючи на складність структури різних ділянок серцево-судинної системи, в даний час можна здійснити фізичний опис функцій цієї системи кількісно більш точно, ніж опис діяльності інших фізіологічних систем організму. Багато з технічних приладів та пристроїв, запропонованих для експериментальних цілей, були модифіковані і вдосконалені і в даний час успішно використовуються для специфічної і точної діагностики різних типів патологічних процесів у людини.
ОСНОВНІ ПЕРЕМІННІ
Методи вимірювань стану і функції гідравлічних систем повинні відображати такі основні характеристики, як простір, час і їх взаємини, як показано на рис. 2.1. Так, наприклад, просторові відносини між компонентами системи можуть бути виявлені при використанні систем, які реєструють параметри в трьох вимірах. Розміри структури зазвичай описуються в одиницях довжини, поверхні і об`єму. Зміна положень або зсув описуються в одиницях швидкості або прискорення. Зростання обсягу рідини, що рухається в тому ж напрямку з різною швидкістю, може бути описано в термінах зміни швидкості в даній ділянці. Зсув певної кількості крові за одиницю часу може бути виражено як швидкість об`ємного кровотоку. Так, наприклад, кількість крові, що викидається в аорту лівим шлуночком в кожну хвилину, являє собою об`ємну швидкість кровотоку і отримало назву «хвилинний обсяг серця», або «серцевий викид». Різниця між лінійною швидкістю кровотоку, прискоренням і об`ємної швидкістю кровотоку дуже часто нівелюється внаслідок невдалого застосування терміна «швидкість кровотоку» по відношенню до будь-якого з цих трьох різних явищ.
Фізичні властивості будь-механічної системи визначаються декількома основними показниками, такими, як положення або розміри,
час і сили. Взаємовідносини між цими величинами виражається в термінах змін зміщення, швидкості, прискорення, течії, тиску.
Зміна швидкості пли напрямки руху викликано дією таких сил, як, наприклад, сила тяжіння або сила м`язів, що скорочуються. При багатьох різних умовах протилежно діючі сили врівноважуються і не викликають ніякого руху (див. Рис. 2.1). Подібно до цього поводяться сили, які ми позначаємо термінами артеріальний або венозний тиск. Поки тиск в циліндричному каналі залишається постійним, сили, що діють зсередини, врівноважуються з силами розтягування стінок, і система залишається нерухомою. Якщо тиск коливається, розтягнення стінок змінюється, циліндр розтягується або пульсує при кожному підвищенні тиску. Скорочення лівого шлуночка створює силу, що викликає швидке підвищення швидкості кровотоку в аорті. Величина ефективних сил в кожен момент представлена, як добуток маси викинутої крові на її прискорення (див. Рис. 2.1).
ХАРАКТЕРИСТИКА Серцево-СОСУДІСТОІ СИСТЕМИ
МАЛ. 2.2.
Стан простий гідравлічної системи може бути описано в термінах, що виражають розміри, тиск і протягом, що залежать в свою чергу від ударного обсягу, величини об`єму рідини, що протікає в хвилину, швидкості потоку,
прискорення, потужності і величини роботи при викиді.
* Автор не враховує наявності актівнойдіастоли, доведеною останнім часом дослідниками. - Прим. ред.
Функціональне опис будь-гідравлічної системи вимагає проведення багатьох синхронних вимірювань для того, щоб дати точне кількісне опис всіх виникаючих зрушень. Деякі з відповідних вимірювань можуть бути проведені на механічній моделі (рис. 2.2). Для того щоб спростити модель, насос представлений у вигляді камери, яка спорожняється частково при кожному повороті вала. Кількість викидів визначається швидкістю обертання валу і биття кулачка. Кількість викинутої рідини визначається обсягом камери до кінця її наповнення і зміною в обсязі під час кожного биття. У цій спрощеної моделі хвилинний обсяг визначається швидкістю поворотів кулачка і кількістю рідини, яка наповнює камеру між викидами (під впливом тиску притекающей рідини). Припустимо, що величина тиску притекающей рідини і швидкість обертання кулачка залишаються незмінними. Викид рідини (крові) з камери може бути визначений за допомогою динамічного флоуметрія, який показує миттєву швидкість потоку (кровотоку). Тиск в камері викиду визначається опором відтоку, величина якого регулюється затискачем, стискає трубку. Величина опору може бути визначена як відношення між градієнтом тиску (ДР) і об`ємної швидкістю потоку рідини. Основні характеристики цієї спрощеної гідравлічної моделі можуть бути представлені, як швидкість обертання кулачка, тиск притекающей рідини, зміна розмірів камер, тиск в камерах, лінійна швидкість потоку (кровотоку) під час викиду, тиск викиду, градієнт тиску (ДР) і величина об`ємного потоку ( кровотоку) в хвилину. Додаткова інформація може бути отримана при аналізі результатів точної реєстрації коливань тиску в камері і зміні об`ємної швидкості потоку в момент викиду рідини. Для ілюстрації цього положення праворуч на рис. 2.2 наведені дані реєстрації хвилеподібних змін тиску в камері, швидкості викиду і ударного обсягу, отриманих в дослідах на собаках або мавпах за допомогою електромагнітного флоуметрія і датчиків, введених в лівий шлуночок. Реєстрація тиску в камері дозволяє виявити періодичні підвищення його під час кожного викиду. Нахил кривої тиску містить дуже важливу інформацію. Початкове підвищення тиску характеризує швидкість зростання сили помпи, а подальше зниження відображає зменшення пропульсивной сили. Безперервна реєстрація за допомогою флоуметрія дозволяє отримати дані про об`ємної швидкості течії рідини в аорті в кожен з моментів часу. Площа нижче кривої відображає загальний обсяг викидається рідини під час кожного удару (ударний обсяг). Ступінь нахилу цієї кривої відображає прискорення крові під час кожного викиду. За допомогою простих аналогових обчислювальних машин ударний обсяг і прискорення dv / dt можна реєструвати безпосередньо. Крім того, твір об`ємного кровотоку на величину тиску FXP дозволяє безперервно реєструвати сили, що розвиваються скорочується міокардом. Площа під цією кривою відбиває роботу міокарда під час кожного удару (ударну роботу). Таким чином, динамічна реєстрація таких показників, як максимальна швидкість викиду, прискорення викиду, сили і ударної роботи міокарда, значно покращує можливість оцінки серцевої діяльності на додаток до звичайних стандартним даними вимірювання тиску, ударного обсягу, об`єму шлуночків і серцевого викиду. Необхідно звернути увагу на все це на самому початку даної глави, щоб читач усвідомив важливість перерахованих показників для оцінки функції серцево-судинної системи здорових і хворих. Взаємини між цими показниками будуть розглянуті більш детально в наступних розділах, після чого стане ще більш зрозуміло їх важливе значення.
