книги / Экспериментальные методы в биомеханике

3.7.3. Сфигмография

Сфигмографией (от греч. sphygmos – пульс, биение сердца, grapho – пишу, записываю) называется метод графической регистрации артериального пульса [10].

Происхождение пульса. Пульсовая волна появляется в аорте и связана с растяжением стенки аорты порцией крови, выброшенной во время систолы. По мере продвижения крови по артериям колебания сосудистой стенки распространяются с определенной скоростью и затухают в артериолах и капиллярах. Скорость распространения пульсовой волны зависит от эластичности сосудов. В сосудах эластического типа скорость равна 5,5–8 м/с, а в периферических скорость 6–9 м/с.

С возрастом, по мере утраты эластичности стенки сосудов, скорость увеличивается (табл. 3.2.).

Таблица 3.2

Зависимость скорости распространения пульсовой волны от возраста

Впервые артериальный пульс графически был зарегистрирован Виерордтом в 1855 году, более точные записи пульса произведены Франком в 1905 году. Кривые пульса, зарегистрированные с сосудов, близко расположенных к сердцу (дуга аорты, сонная и подключичная артерии), называются сфигмограммами центрального пульса. Кривые, зарегистрированные с периферических артерий (лучевая, бедренная и артерия голени), называются сфигмограммами периферического пульса. Форма тех и других сфигмограмм несколько различна.

121

Различают прямую и объемную сфигмографию. При прямой сфигмографии с помощью пульсоприемника, расположенного на стенке сосуда, регистрируют колебания самой стенки артерии; при объемной сфигмографии с помощью манжеты, наложенной, например, на область плеча или другой участок тела, регистрируют изменения объема этого участка тела, вызванные прохождением пульсовой волны по его артериям. Обе эти кривые совпадают по времени, но отличаются по форме.

Запись артериального пульса. Используют сфигмограф, со-

стоящий из пульсового датчика, усилителя и регистрирующего устройства [2, 10]. В последние годы для регистрации сфигмограммы используют пьезоэлектрические датчики, что позволяет не только достаточно точно воспроизвести кривую пульса, но и измерить скорость распространения пульсовой волны. Пациент лежит на спине, голова со слегка приподнятым подбородком, мышцы расслаблены, шея должна быть на одном уровне с туловищем.

Обычно одновременно накладывают два и более пьезодатчиков или производят синхронную запись с электро- и фонокардиограммами. В первом случае исследование направлено на определение скорости распространения пульсовой волны по сосудам эластического и мышечного типов (датчики накладывают над областью сонной, бедренной и лучевой артерий). Синхронная запись с ЭКГ и ФКГ позволяет проводить фазовый анализ сердечного цикла для оценки сократительной функции миокарда.

Для получения кривых, годных к расшифровке, датчики следует располагать на переднешейной борозде на уровне верхнего края щитовидного хряща (сонная артерия), на середине пупартовой связки (бедренная артерия) и в зоне максимальной пульсации лучевой артерии. Записывается сфигмограмма при скорости движения лентопротяжного механизма 50–100 мм/с.

К точке наилучшей пульсации сонной артерии прикладывают пульсовой датчик и плотно, но не сдавливая артерию, закрепляют резиновой манжеткой. Положение приемника не на артерии, а рядом вызывает появление «зеркальной» формы кривой. При записи пульса сонной артерии кожа и мышцы шеи не должны быть напря-

122

Элементы сфигмограммы. Морфология кривых, записанных с крупных и периферических сосудов, неодинакова (рис. 3.16). Более сложную структуру имеет кривая сонной артерии. Она начинается маленькой волной а (предсистолическая волна (см. рис. 3.16), за которой следует крутой подъем (анакрота а– б), соответствующий периоду быстрого изгнания крови из левого желудочка в аорту (запаздывание между открытием клапанов аорты и появлением пульса на сонной артерии равно приблизительно 0,02 с), затем на некоторых кривых видны мелкие осцилляции. В дальнейшем кривая резко

123

опускается книзу (дикротическая волна). Эта часть кривой отражает период медленного поступления крови в сосудистое русло (под меньшим давлением). В конце этой части кривой, соответствующей окончанию систолы, отчетливо регистрируется выемка (инцизура д)

– конец фазы изгнания. В ней можно отмерить короткий подъем, вызванный захлопыванием полулунных клапанов аорты, что соответствует моменту выравнивания давления в аорте и желудочке (по Н.Н. Савицкому), он четко совпадает со II тоном синхронно записанной фонокардиограммы. Затем кривая постепенно падает (пологий спуск), на спуске в большинстве случаев видно небольшое возвышение. Эта часть кривой отражает диастолический период сердечной деятельности.

Морфология кривой периферического пульса менее сложна. В ней различают 2 колена: восходящее – анакрота а (обусловленное внезапным подъемом давления в исследуемой артерии) с добавочной дикротической волной б (происхождение которой не совсем ясно) и нисходящее (см. рис. 3.16).

Анализ сфигмограммы центрального пульса может быть направлен на изучение временных характеристик сердечного цикла. Е. Б. Бабский и В. Л. Карпман предложили такие уравнения для расчета систолы и диастолы:

S = 0,324 С; S = 0,183 C + 0,142,

где S — продолжительность систолы, С – сердечный цикл.

Как известно, эти показатели коррелируют с ЧСС. Если при данной ЧСС регистрируется удлинение систолы на 0,02 с и более, то можно констатировать наличие увеличенного диастолического объема (повышенный венозный приток крови к сердцу или застойные явления в сердце в стадии компенсации).

Укорочение систолы указывает на поражение миокарда (дистрофия и др.). По морфологии кривой можно получить представление об особенностях изгнания крови из левого желудочка при различных патологических состояниях. Крутой подъем кривой (более чем в норме) с восходящим плато характерен для повышенного давления в аорте и периферических сосудах, а ранний пик с низкой систолической вершиной, переходящей в быстрое снижение с глу-

124

бокой инцизурой, соответствует низкому давлению в аорте. Достаточно типичные кривые записываются при недостаточности аортальных клапанов (высокая начальная амплитуда и быстрое диастолическое падение), при аортальном стенозе (низкая амплитуда кривой с коротким начальным подъемом и резко выраженной анакротической инцизурой) и др.

Синхронная запись сфигмограмм сонной, бедренной и лучевой артерий (см. рис. 3.16) позволяет определить скорость распространения пульсовой волны. Для расчета «времени запаздывания пульса» производят линейные измерения следующих расстояний: l1 – между точками расположения датчика пульса на сонной артерии и яремной вырезки грудины, l2 — от яремной вырезки грудины до пупка; l3 – от пупка до места наложения датчика пульса на бедренной артерии, l4 – от яремной вырезки грудины до места фиксации датчика на лучевой артерии руки, вытянутой под прямым углом к туловищу Определение запаздывания начала подъема записанных сфигмограмм лежит в основе анализа скорости распространения пульсовой волны.

При определении разницы во времени появления подъема кривых сонной и бедренной артерий рассчитывается скорость распространения пульсовой волны по сосудам эластического типа (Сэ):

Сэ = l2+ l3 – l 1/ tэ

где tэ – время запаздывания пульсовой волны от сонной до бедренной артерий.

Расчет скорости распространения пульсовой волны по сосудам мышечного типа производится по формуле

См = l2+ l3 – l 1/ tм

где tм – время запаздывания пульсовой волны от сонной до лучевой артерий.

Данные рассчитываются в 5–10 комплексах и выводятся средние величины в см/с. Отношение скорости распространения пульсовой волны по сосудам мышечного типа к скорости распространения пульсовой волны по сосудам эластического типа у здоровых людей находится в пределах 1,1–1,3.

125

3.7.4. Флебография

Флебография (ФГ) – это метод регистрации венозного пульса [2, 10]. В практических исследованиях записывают ФГ яремной вены. Качество флебограммы зависит от умения наложить датчики, так как из-за малой упругости стенок яремной вены, слабой ее пульсации и низкого давления возникают трудности регистрации.

Датчики должны фиксироваться только с помощью штатива или специальной дуги, но не руками или лентой.

Пациент укладывается спиной на кушетку с приподнятым головным концом, так как в этом случае разница между притоком и оттоком крови больше и пульсовые колебания будут заметнее.

Пациент должен лежать спокойно с расслабленными мышцами, голова должна быть повернута в противоположную сторону от датчика.

Флебограмму яремной вены записывают при спокойном выдохе и задержке дыхания на этой фазе.

Рис. 3.17. Структура нормальной флебограммы яремной вены: зубец а – возникает в систолу правого желудочка; зубец с – передача пульсации с сонной артерии на яремную вену и обратный ток крови в вену при систоле правого желудочка и выпячивании трехстворчатого клапана в предсердие; зубец х – возникает в диастолу предсердий, когда происходит отток крови из вен; зубец d – в фазу изометрического расслабления желудочка; зубец y – диастола правого желудочка и отток крови из предсердия в желудочек; зубец d1 – регистрируется не всегда и соответствует оконча-

нию пассивного наполнения правого желудочка

126

Венный пульс возникает в отличие от артериального вследствие затруднения оттока крови из вен к сердцу. ФГ записывают синхронно с ЭКГ, ФКГ и сфигмограммой сонной артерии.

При анализе флебограммы учитывают форму, величину, продолжительность волн, сочетание их с элементами ЭКГ, ФКГ и СГ сонной артерии. При различных изменениях сократительной функции сердца, работы его клапанов изменяется амплитуда, длительность и расположение зубцов ФГ. При синхронно записанной флебограмме яремной вены, ЭКГ и ФКГ можно рассчитать систолическое давление в легочной артерии, используя специальные номограммы [2] (рис. 3.17).

3.7.5. Реография

Реография – метод исследования общего и органного кровообращения, основанный на регистрации колебаний электрического сопротивления живых тканей организма при пропускании через них электрического тока. При реографии через исследуемый участок проводится безвредный для организма и не ощущаемый им переменный ток высокой частоты (от 100 до 500 кГц) и малой силы (до 10 мА). Существенные дополнения в разработку метода внес А.А. Кедров (1949), впервые в нашей стране зарегистрировавший колебания электропроводности тела человека и животных, применив для этой цели электрический ток частотой от 1–300 кГц. При-

и количеством крови в крупных артериях. А. А. Кедров назвал метод электроплетизмографией. С 50-х годов реография применяется в различных областях клинической медицины: от контроля результатов оперативных вмешательств на сосудах конечностей до оценки гемодинамики при угрожающих состояниях – шок, кровопотеря, электротравма [2, 11]. Широко применяется реографический метод при изучении периферического кровообращения.

Принципы метода реографии. Ткани живого организма яв-

ляются хорошими проводниками. Наибольшей электропроводностью обладает кровь, наименьшей – кожа и кости. Между электро-

127

проводностью и сопротивлением тканей имеется обратная зависимость: чем больше электропроводимость, тем меньше сопротивление. Степень электропроводности ткани обусловлена тканевым кровотоком и кровенаполнением. Чем выше кровоток в тканях и их кровенаполнение, тем больше электропроводность и меньше сопротивление. В момент появления в межэлектродном пространстве увеличенного кровотока во время систолы электропроводность возрастает, что сопровождается уменьшением сопротивления и увеличением амплитуды реографической кривой. Во время диастолы кровь из тканей оттекает, электропроводность уменьшается, сопротивление возрастает и амплитуда реографической кривой снижается.

Аппаратура и методика исследования. Реограф состоит из генератора высокой частоты, преобразователя импеданса напряжения, детектора, калибровочного устройства и дифференциальной цепочки. Выходные сигналы из реографа подаются на регистрирующее устройство, с помощью которого пульсовые колебания электрического сопротивления регистрируются в виде кривойреограммы.

Проведение исследований. Исследование проводят в горизонтальном положении больного, натощак или через 2 часа после приема еды и 10-минутного отдыха при температуре 20–22 °С. Регистрация реограмм сводится к фиксации электродов, регулировке реографа, записи калибровочного импульса, реографической кривой и измерению базового импеданса. Кроме того, для определения ударного объема сердца замеряют расстояние между электродами, периметр грудной клетки, рост больного.

При записи реограммы обычным биполярным способом на соответствующих участках тела фиксируют два электрода, каждый из которых является одновременно токовым и измерительным. Форма и размер электродов, их локализация зависят от вида исследования. Применяются пластинчатые и кольцевые электроды из свинца, меди, латуни, алюминиевой фольги и других материалов. Для уменьшения сопротивления кожу исследуемой области обрабатывают спиртом, между электродами и кожей помещают двухслойные фланелевые прокладки, смоченные 5–10 % раствором натрия хлорида или 2 % раствором натрия гидрокарбоната, или электроды смазы-

128

при реографии легких один электрод (3× 4 см) фиксируют во втором межреберье по левой окологрудинной линии, второй (6× 10 см) – справа на уровне лопатки.

При тетраполярной (четырехэлектродной) реографии зону исследования ограничивают двумя измерительными электродами, кнаружи от которых располагают два токовых. При таком способе отпадает необходимость в прокладках и пастах. Электроды закрепляют на исследуемом участке тела после обезжиривания его спиртом. Реограмму и ее первую производную записывают после регулировки реографа и калибровочного сигнала в 0,1 Ом при скорости движения бумаги 50 мм/с и задержке дыхания на спокойном выдохе. Для клинической оценки реографических волн записывают 4–5 циклов реограммы. Базовый импеданс определяют по цифровым показателям индикатора.

При регистрации возможны искажения реографической кривой обусловленные неплотным прилеганием или неправильностью крепления электродов, сухостью кожи, мышечным дрожанием, движениями больного, внешними, электрическими помехами, плохим заземлением реографа или обследуемого и др.

Элементы реограммы и методика расчета основных пока-

зателей. Форма реограммы любого участка тела похожа на сфигмограмму и состоит из систолической (главной) и диастолической частей. Систолическая волна, ритмично возникающая за каждой систолой сердца, отражает приток артериальной крови к исследуемому участку (интенсивность кровенаполнения). Диастолическая часть в значительной степени связана с венозным оттоком крови. Систолическая волна состоит из восходящей части (анакроты), вершины и нисходящей (катакроты). В ряде случаев систолической волне предшествует систолическая волна, происхождение которой связывают с сокращением предсердий.

Начинается главная волна из точки А (рис. 3.19), которая соответствует началу быстрого притока крови в исследуемый участок. Точка Б, соответствующая максимальному пику дифференцированной кривой, характеризует максимальную скорость быстрого наполнения. В дальнейшем подъем кривой замедляется (фаза медленного оттока), переходя в закругленную вершину В, которая соответ-

130