Общая характеристика методических приемов исследований гемодинамики - системный анализ церебрального кровообращения человека

С целью уменьшения влияния на результаты опыта психоэмоционального напряжения, вызванного процедурой исследования, перед началом обследования все лица получали подробный инструктаж и разъяснения о задачах проводимой работы,
Обследование проводилось в следующих условиях:

1. Натощак (спустя 2 часа после приема пищи);
2. После предварительного десятиминутного отдыха;
3. Положение обследуемых - лежа на спине.

Эксперимент проводился в первой половине дня.
Перед исследованием системной и регионарной гемодинамики у каждого обследуемого производилось измерение артериального давления (АД) по методу Н.С.Короткова, с определением показателей: систолического АД (АДС мм рт.ст.)- диастолического АД (АДД, мм рт.ст.)- пульсового давления (АДП, мм рт.ст.), среднего гемодинамического давления (СГД, мм рт.ст.) (Подоба Е.В., Матюхин В.В., 1980), которое определялось по формуле, предложенной Н.Н.Савицким 1974 (Савицкий Н.Н., 1974). У всех обследуемых измеряли рост и массу тела. Затем по формуле Дю Буа (Виноградова Т.С., 1986,1987) определяли площадь поверхности тела (Пт).
Для измерения и регистрации параметров системной и регионарной гемодинамики использовались 4-х канальный реограф Р4-02, лабораторный интерфейс - аналого-цифровой преобразователь (АЦП) авторской разработки и компьютер IBM PC/AT 386
Комплекс приборов позволял осуществлять синхронную регистрацию ЭКГ, трансторакальных тетраполярных импедансных реоплетизмограмм (ТТИРПГ) и их первых производных- реоэнцефалограмм (РЭГ) и их первых производных (дифференцированных реоплетизмограмм) (Kubicek W.G., 1967- Kubicek W.G., Patterson R.P., Wetsoe D.A., 1970- Ткаченко Б.И., 1976- Москаленко Ю.Е., 1977- Мухарлямов Н.М., Дорофеева
З.З., Пушкарь Ю.Т., 1977- Пушкарь Ю.Т., Большов В.М., Елизарова Н.А. и др., 1977- Дембо А.Г., Земцовский Э.В., Суров Е.Н. и др., 1978- Еремеев В.С., Семенютин В.Б., Ташаев Ш.С. и др., 1978- Дощицын В.Л., 1982).
Выбор модели реографа не случаен. Он продиктован несколькими причинами:

1. Реограф Р4-02 является тетраполярным. Тераполярный способ регистрации реограмм по сравнению с биполярным более предпочтителен при исследованиях регионарной гемодинамики, поскольку обеспечивает равномерное распределение силовых линий электрического поля в исследуемой области и снижает погрешность, вносимую за счет поляризации электродов.
2. Реограф Р4-02 сконструирован на основе потенциометрического (не мостового) принципа измерения импеданса биологической ткани. Он не нуждается в балансировке измерительных мостов переменного тока и не требует регулярной калибровки при каждом обследовании. Это повышает оперативность проведения полиреографических исследований кровообращения человека.
3. Каждый измерительный канал реографа Р4-02 имеет отдельный генератор зондирующего тока. Все генераторы работают на различных частотах. Вследствие этого интерференция полезных сигналов (взаимовлияние каналов) практически отсутствует и возможна высококачественная синхронная регистрация реограмм с нескольких сосудистых областей.
4. В реографе Р4-02 предусмотрена калибровка первых производных реограмм, что дает возможность применять его для количественного анализа мозгового кровотока по методу Н. Р. Палеева.
5. Уровень выходных сигналов реографа составляет 2-3 В, что позволяет без дополнительных усилительных устройств подключать его к входным цепям аналого-цифрового преобразователя, сравнительно легко осуществлять компьютеризацию реографического исследования.

В связи с этим изучение церебрального кровообращения и системной гемодинамики осуществлялось нами автоматизированным способом (Исупов И.Б. и др., 1995) (см. рис. 1.).
Электрический сигнал, соответствовавший изменениям импеданса биологической ткани, с выходных цепей реографа поступал на вход АЦП. В дальнейшем аналоговый сигнал преобразовывался в параллельный двоичный код (8 разрядов), который вводился в оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) компьютера через порт параллельного интерфейса (порт печатающего устройства - LPT1, адрес 378H).
Программоуправляемый коммутатор (мультиплексор) на входе АЦП позволял вести синхронную регистрацию реограмм по нескольким каналам (до 8 каналов).
Частота квантования аналогового сигнала на каждом канале регистрации составляла 160 дискрет/с. Амплитудное квантование сигнала, соответствующее 8 разрядам - 256 дискрет, при уровнях напряжения на входе АЦП от -2,5 до +2,5В.
Таким образом, была обеспечена точность регистрации электрофизиологической информации в 5-6 раз превышающая таковую при сравнении с регистрацией реограмм посредством аналоговых самописцев на бумажном носителе.
Разработанный в интегрированной среде "TURBO PASCAL V.7.0" (с использованием библиотеки "TURBO VISION") программный пакет обработки полиреографической информации обеспечивал адаптивную фильтрацию помех промышленной частоты - 50 Гц, автоматический поиск опорных точек реографических кривых, расчет показателей системного и регионарного кровообращения и сохранение результатов расчета на жестком магнитном диске ЭВМ (создание архива) с целью последующей
обработки накопленных данных статистическими программными пакетами.

Рис. 1. Структурная схема аппаратного комплекса для автоматизированной регистрации полиреографической информации.

Примечание: условные обозначения даны в тексте.
При создании программного пакета была поставлена цель унификации обработки полиреографической информации полученной с важнейших сосудистых регионов человеческого организма. С учетом этого в программный пакет введены алгоритмы обработки реоэнцефалограмм, реогепатограмм, реовазограмм, реопародонтограмм. (Kubicek W.G., 1967- Kubicek W.G., Patterson R.P., Wetsoe D.A., 1970- Ткаченко Б.И. и др., 1976- Москаленко Ю.Е., 1977- Мухарлямов Н.М., Дорофеева З. З., Пушкарь Ю.Т. и др., 1977- Пушкарь Ю.Т., 1977- Вайнштейн Г.Б. и др., 1978- Еремеев В.С. и др., 1978- Дощицын В.Л., 1982- Akers S.M., Bartter T., Pratter M.R., 1994- Bloch K.E., Jugoon S., Sackner M.A., 1994).
В качестве электрокардиографической приставки использовался усилитель кардиосигнала реографа - УКС (контрольная регистрация ЭКГ во II-м стандартном отведении предусмотрена инструкцией по применению реографа Р4-02).
В работе применен метод трансторакальной тетраполярной импедансной реоплетизмографии, который по сравнению с &ldquo-интегральной&rdquo-
реографией по М.И.Тищенко более объективно отражает параметры сердечной деятельности (Яковлев Г.М., 1973- Мутафов О.А., 1976- Шустер Л.А., Бордюженко И.И., 1978- Эрина Е.В., Пушкарь Ю.Т., Басшивили Н.З. и др., 1978), расчетные формулы для определения параметров сердечного выброса в динамике наблюдений по ТТИРПГ имеют биофизическое и физиологическое обоснование (Nyboer J., 1960- Nyboer J., Bagno S.,         Barnett A. et al., 1970- Тищенко М.И., 1971- Тищенко М.И., 1973).
Нами использовались стандартные электроды, заводского изготовления, электродная паста ПЭ-1, из комплекта прибора. Электроды ТТИРПГ размещались на шее обследуемого (первая пара - токовый I1 (краниальнее), измерительный U1 (дистальнее на 1,5 см)) и на уровне мечевидного отростка грудины (вторая пара - измерительный U2 (на уровне мечевидного отростка), токовый I2 (на 1,5 см ниже мечевидного отростка)). Величина 1,5 см - конструкционное расстояние между токовым и измерительным электродами, смонтированными в одном общем корпусе рулеточного типа.
Реоэнцефалограмма регистрировалась с целью получения как количественных показателей мозгового кровотока, характеризующих относительные и абсолютные величины фракции церебрального кровообращения, так и показателей контурного анализа РЭГ, отражающих пульсовое кровенаполнение церебральных сосудов и уровень их тонуса. Электроды для реоэнцефалографии - стандартные концентрические кольцевые из комплекта реографа для тетраполярной реоэнцефалографии. Поверхности электродов для уменьшения переходного электрод - кожа сопротивления покрывались тонким слоем электродной пасты ПЭ-1. Размещение реоэнцефалографических электродов - битемпоральное, по Н.Р. Палееву и соавт. (1980). С помощью РЭГ вычислялись абсолютные величины объемной фракции мозгового кровотока (Км) и процентное отношение величины мозгового кровотока к величине системного (Им/о) (Палеев Н.Р. и др., 1986).
На каждом этапе обследований регистрировалось 8-10 комплексов поликардиограммы для определения средних значений исходных параметров сердечного цикла, системного и регионарного кровообращения. Так как запись реограмм осуществлялась во время задержки дыхания на полувыдохе, расшифровывались по 3 реографических комплекса, что позволяло получать более однородные и воспроизводимые результаты.