Частотно-амплитудный анализ реоэнцефалограмм - клиническая реоэнцефалография

Предпосылкой для частотного анализа сложных колебаний служит предположение, что любую кривую можно построить геометрически, складывая конечное (или бесконечное, если кривая непериодическая) число синусоидальных кривых (гармоник).
При этом самая низкая по частоте синусоида соответствует основной частоте исследуемой периодической кривой и называется первой гармоникой.
Реографическая волна является сложным колебанием, и это позволяет разложить ее на составляющие простые колебания, находящиеся в определенных временных и пространственных отношениях.
В. В. Скрябиным в 1964 г. была впервые предпринята попытка частотно-амплитудного анализа РЭГ.
В нашем исследовании полушарные РЭГ, полученные с помощью четырехканального реографа на транзисторах, подвергались одновременному частотному и интегральному анализу, осуществляемому автоматически двухканальным частотно-амплитудным анализатором фирмы «Нихон-Кодэ». В процессе одновременного частотного анализа простые колебания, полученные при разложении РЭГ, разделялись на пять-шесть групп различающихся частотной характеристикой (рис. 22).
Запись РЭГ и их частотно-амплитудного анализа производилась на 13-канальном электроэнцефалографе той же фирмы Одновременно с частотным анализом производился интегральный анализ РЭГ.
Теоретической предпосылкой интегрального анализа является сравнимость колебаний различных частот по энергии. Как известно, энергия колебания пропорциональна квадрат ее амплитуды.
Интегральный анализ реографической кривой представляет собой суммарный амплитудный анализ энергии составляющих частот РЭГ, выделенных искусственно. Интегральный анализ производился за период 10 сек. Первые 5 сек интегрируются элементарные колебания РЭГ правого полушария, следующие 5 сек — левого полушария. Амплитуды колебаний каждой частоты за период 5 сек вычерчивает специальное перо, на записи имеется 5 отметок, высота которых пропорциональна суммарной амплитуде колебаний соответствующей частоты. По амплитуде такой отметки может быть определено процентное выражение данной частоты по отношению ко всем составляющим РЭГ. Для этого подсчитываются квадраты каждой амплитуды и определяется процентное выражение искомой частоты по формуле, где Л2 — квадрат амплитуды отметки интегрального анализа:

Рис. 22. Реоэнцефалограмма и ее частотная характеристика исследуемого К., 20 лет.
Сверху вниз: ЭКГ, РЭГ правого полушария, простые колебания в Гц (а — 2—4- б — 4—8- в - 8—13- г — 13—20- д — 20—30- е — 30-60 Гц).

Как видно из рис. 23, РЭГ и частотно-амплитудный анализ РЭГ молодого здорового исследуемого 20 лет и больного 56 лет с выраженным артериосклерозом сосудов головного мозга резко отличаются друг от друга. После сублингвального применения нитроглицерина (0,0003) реоэнцефалограммы и их частотная характеристика у больного К. резко нормализовались и стали почти такими же, как у здорового человека.

Рис. 23. Реоэнцефалограммы и их частотно-амплитудный анализ.
а — здорового исследуемого А., 20 лет- б — больного К. с выраженным церебральным атеросклерозом (1 — до, 2 - после сублингвального применения нитроглицерина).
Сверху вниз: кривые частотного анализа (2—30 Гц), интегрального анализа (а — 2—4- б — 4—8- в —8—13- г —13—20 и д~ 30—30 Гц).
РЭГ в фронто-мастоидальном отведении- d — справа, s — слева.

Если сопоставить кривые интегрального анализа РЭГ и особенно их количественную характеристику в процентах распределения энергии соответствующих частот у здорового и больного, то нетрудно заметить значительное снижение энергии колебаний с частотой 2—4 Гц и резкое возрастание энергии колебаний с частотой 20—30 Гц на РЭГ больного с артериосклерозом. Такое изменение соотношения энергий колебаний мы, как и В. В. Скрябин (1966), объясняем повышением сосудистого тонуса, т. е. повышением модуля упругости сосудистой стенки (Н. Н. Савицкий, 1956). Это подтверждается значительным снижением сосудистого тонуса, наступившим после применения нитроглицерина (см. рис. 23).
Частотный анализ сам по себе не добавляет ничего существенного к визуальному и графическому анализу. Это особенно наглядно видно на рис. 24, где, несмотря на значительное визуальное различие реоэнцефалограмм двух исследуемых, частотная характеристика их совершенно одинакова.
Вместе с тем интегральный анализ РЭГ не только уточняет количественно наблюдаемое визуальное различие РЭГ у этих исследуемых, но и выявляет заметную количественную межполушарную асимметрию РЭГ, отражающую тонкие регионарные изменения сосудистого тонуса и мозгового кровотока. Такую же визуально неулавливаемую асимметрию интегральный анализ выявил, как видно из табл. 2, и у больного с церебральным атериосклерозом.
Таблица 2
Распределение энергии сложного колебания по простым колебаниям у здорового и больного атеросклерозом мозговых сосудов

Следовательно, интегральный анализ РЭГ позволяет получить представление о средней величине реографической волны и выявляет незначительные количественные различия РЭГ, которые с помощью обычного визуального и даже графического анализа не улавливаются.

Рис. 24. Реоэнцефалограммы и их частотно-амплитудный анализ. а — исследуемого А., 20 лет- б — исследуемого Н., 38 лет. Значение кривых то же, что на рис. 23.

Иными словами, данные интегрального амплитудного анализа РЭГ позволяют в известной мере судить о средних колебаниях кровенаполнения исследуемой области. Возрастание энергии низких частот (1—4 Гц) может указывать на увеличение среднего колебания кровенаполнения, возрастание энергии более высоких частот (13—20 Гц) — и а уменьшение его.
Таким образом, одновременный частотный и интегральный анализ РЭГ позволяет выявить временно-пространственные отношения простых колебаний, выяснить некоторые особенности строения реографической кривой как сложного колебания. Простые его составляющие не превышают 20 Гц. Первой гармоникой, повторяющей форму РЭГ, является частота 2—4 Гц (см. рис. 22,а). Это помогает точнее отдифференцировать одну реограмму от другой и тем самым детальнее оценить особенности пульсовых колебаний кровотока, уточнить характер и динамику регионарных изменений сосудистого тонуса, так как форма РЭГ-волны отражает не только динамику кровенаполнения, но и изменения модуля упругости сосудов.