Реографические установки - клиническая реоэнцефалография
Реографы на радиолампах. В нашей стране в основном применяются реографы трех систем:
- одноканальный реограф типа РГ-1-01, сконструированный ленинградским конструкторским бюро «Биофизприбор» и изготовляемый как приставка к 5-канальному электрокардиограф- венгерскими предприятиями;
- двухканальный реограф «Реовар» французской фирмы «Альвар-электроник»;
- двухканальный реограф «Дуореограф» итальянской фирмы «Галилео».
Достоинством реографа РГ-1-01 является удобство и точность настройки, которая осуществляется по градуированной шкале со стрелкой, а не по индикаторной лампочке, как это делается в других реографах. Однако этот реограф не всегда может обеспечить полноценные реоэнцефалографические исследования, так как он имеет только один канал и относительно низ кую рабочую частоту генератора (30 кГц).
«Реовар» хотя и имеет два канала, однако практически из невозможно использовать одновременно, так как очень близки частоты, на которых работают их генераторы, приводят к взаимовлиянию каналов, своеобразной частотной интерференции В результате кривые не только «плывут», но и резко искажаются, изобилуют артефактными асимметриями. Если одновременно с реоэнцефалограммами записываются электроэнцефалограммы, то и они искажаются. Этот весьма существенный недостаток «Реовара» легко устраним. Достаточно «развести: приемлемые частоты каналов путем увеличения частот в одной из них, например с 36 до 52 кГц, чтобы получать стабильную и качественную запись одновременно с двух каналов.
Ценным достоинством реографов РГ-1-01 и «Реовар» является возможность калибровать прибор не только во время записи реограмм, но также до и после исследования.
Двухканальный аппарат «Дуореограф» работает на более высокой частоте (около 60 кГц) с разницей каналов 10 кГц что обеспечивает достаточно качественную и устойчивую запись Наличие раздельного индикатора настройки для каждого канала обеспечивает возможность достаточно быстрой настройки реографа. Однако калибровочное устройство «Дуореографа» несовершенно, оно позволяет подавать калибровочный сигнал лишь во время записи кривых.
Все 3 системы реографов предназначены в основном для использования в стационарных условиях, связаны с электросетью и имеют значительные габариты. При помощи таких установок не всегда можно записать РЭГ у постели больного, что очень важно, особенно при острых нарушениях мозгового кровообращения.
Портативный транзисторный реограф. В институте неврологии АМН СССР инженером А. Л. Арнаутовым (1965) были сконструированы двухканальный и четырехканальный (рис. 6) реографы на полупроводниковых триодах с питанием от батарей карманного фонаря.
Прибор имеет 4 идентично выполненных реографических канала (рис. 7). Напряжение высокой частоты (около 5в) с генератора, выполненного по схеме с заземленным эмитером (на триодах типа П-16Б), с отдельной обмоткой контура подается на мост переменного тока- в одно плечо моста включается пациент или эквивалентное сопротивление, а в другое — балансирующее переменное сопротивление и калибратор. 
Рис. 6. Общий вид четырехканального транзисторного реографа и фиксация реографических электродов с помощью резиновых лент на голове.
Напряжение низкой частоты с моста подается на парафазный усилитель, выполненный на триодах П-13Б, с низким коэффициентом шумов (по схеме с заземленными эмитерами). Между базами этих триодов вмонтирован микроамперметр — индикатор баланса, который включается только во время балансировки без шунтирования триодов во время записи реограммы. Ток, возникающий вследствие разности фазных амплитуд, которая появляется при разбалансе моста, поступает на базы триодов, усиливается и подается на выход. Так как мост разбалансируется в соответствии с кровенаполнением, то изменения тока баз триодов точно соответствуют изменениям сопротивления объекта при различном заполнении сосудов кровью.
Основной особенностью использованного нами транзисторного реографа конструкции А. Л. Арнаутова является демодулирующий мостик переменного тока (рис. 8) с непосредственным выделением постоянной составляющей, возникающей при разбалансировке. 
Рис. 7. Принципиальная схема 4-канального транзисторного реографа с прямым и дифференцированным выходом по А. Л. Арнаутову.
Рис. 8. Демодулирующий мостик переменного тока с непосредственным выделением постоянной (низкочастотной) составляющей, возникающей при разбалансировке.
Ток высокой частоты протекает через мостовую схему, составленную из сопротивлений и диодов. Аналогичная схема моста была применена также Г. А. Шминке (1956) для электрической плетизмографии. Балансировка моста в этом реографе производится путем уравнивания фазных напряжений в точках А и В путем изменения переменного сопротивления Rz. При измерениях Zx у человека величина Rx, в зависимости от частоты применяемого переменного тока, может варьировать от 1 ком на частотах порядка нескольких десятков килогерц до нескольких сот и даже десятков ом на частотах выше 100 кГц. При разбалансе моста в соответствии с кровенаполнением в точках А я В, благодаря разнице амплитуд фазных напряжений, выделяется низкочастотная составляющая.
Ценным преимуществом этого реографа является возможность калибровать прибор не только во время, но также до и после исследования при том же состоянии моста, какое было при записи реограммы с объекта. Это достигается простым включением вместо объекта переменного сопротивления, которым мост по прибору вводится в баланс.
Основным достоинством данной схемы является использование одной частоты для всех каналов. Исключение из схемы резонансных усилителей позволило пользоваться одним генератором для всех четырех каналов, не вызывая интерференционных артефактов на реоэнцефалограмме, электрокардиограмме и электроэнцефалограмме.
Артефактное взаимовлияние одного реографического канала на другой исключается, так как источники ЭДС (питания) разных каналов полностью изолированы друг от друга — для каждого канала имеется изолированная обмотка генератора, питающего мост. Незначительные токи, неизбежно наводимые с межэлектродного участка одного канала на измерительный мост другого канала, из-за конструктивных особенностей измерительных мостов не могут сколько-нибудь значительно повлиять на результаты измерения. Из рис. 9 видно, что при очевидном равенстве ЭДС мостов, приложенных во время баланса к сопротивлениям участков объекта RX1 и RX2, ток от одного моста к другому вообще не пойдет в случае синфазности на электродах. В случае разнофазности на электродах может теоретически течь общий ток через RX1 и RX2. Однако, с точки зрения баланса моста, это равносильно изменению сопротивлений RX1 и RX2, поэтому данное явление можно компенсировать изменением сопротивлений в других плечах мостов. Можно прийти к первому варианту, переместив электроды в одном из отведений.
Рабочая частота использованных нами реографов — 142— 150 кГц, что обеспечивает достаточно высокую чувствительность и большую помехоустойчивость прибора. Реограф имеет максимальную чувствительность 10 мв/0,1 ом и полосу пропускания от 0 до 500 Гц.
Рис. 9. Распределение токов между каналами реографа при включенном объекте.
Nyboer, Bagno (1959), Lechner, Rodier (1961, 1962), а также Martin, Vaney, Karbowski (1963) сконструировали транзисторный реограф, основанный на фазочувствительном детекторе, который измеряет смещение фазы напряжения при прохождении переменного тока через объект, имеющий емкостную составляющую. Авторы использовали принцип тетраполярной методики записи РЭГ: высокочастотный ток (9—14,5 кГц) подводился к голове с помощью только одной пары подводящих электродов, а измерение сдвига фаз тока в связи с изменением импеданса мозга производилось с помощью шести пар отводящих электродов с симметричных участков трех отделов мозга (передних, средних и задних).
Фазовый реограф, будучи одноканальной системой, обладает большой помехоустойчивостью, малой генерацией помех и высокой чувствительностью. Однако он вряд ли может быть использован в качестве многоканального реоэнцефалографа для синхронной записи регионарных РЭГ с нескольких областей мозга (Lechner, Rodier, 1961—1965- Martin с соавт., 1963, 1964), так как на сдвиг фазы напряжения влияет не только изменение импеданса между отводящими электродами Е1 и Е2 (рис. 10), но и его изменение на всем пути прохождения тока от одного подводящего электрода до другого (Kaindl, Polzen, Schuhfried, 1965- А. Л. Арнаутов, 1966).
Таким образом, РЭГ с непосредственным измерением импеданса в цепи каждого канала пропускания тока через ограниченные области мозга более перспективна, особенно при использовании в реографах самобалансирующего измерительного моста.
Оригинальный электроплетизмограф на транзисторах сконструирован Р. И. Утямышевым и его сотрудниками (1962). Он позволяет регистрировать как быстрые (пульсовые), так и медленные изменения объема исследуемого участка тела. Достоинствами этого реоплетизмографа являются простота управления, хорошая помехоустойчивость и большая стабильность питающего генератора.
Рис. 10. Циркуляция токов между электродами при фазовой реографии.
В наших исследованиях использовались двухканальный «Реовар» и сконструированные А. Л. Арнаутовым двухканальный (с отдельным генератором для каждого канала) и четырехканальный (с одним генератором для всех каналов) портативные реографы на транзисторах.
УСЛОВИЯ ЗАПИСИ РЕОЭНЦЕФАЛОГРАММ
Реографы не имеют регистрирующего устройства и достаточной возможности усиления- поэтому они подключаются к электроэнцефалографу или электрокардиографу. Несомненно, электроэнцефалограф обеспечивает лучшие условия для записи реограмм, ибо он обладает достаточным и четко регулируемым усилением, имеет дополнительные фильтры для уничтожения различного рода высокочастотных помех, а также регулируемые переключатели постоянного времени, обеспечивающие достаточную, но не излишнюю полосу пропускания.
Преимущество чернильной или термозаписи при РЭГ очевидно, так как это обеспечивает постоянный визуальный контроль за записью во время исследования.
При исследовании больных в экранированной камере для записи РЭГ нами использовался 8-канальный электроэнцефалограф фирмы «Кайзер», а в палатах у постели больного и во время операции — 8-канальный портативный электроэнцефалограф фирмы «Альвар-электроник». При одновременной записи РЭГ и ЭЭГ реограф подключался к 16-канальному электроэнцефалографу той же фирмы.
Для анализа РЭГ большое значение имеет выбор скорости движения бумаги. Мы пользовались двумя скоростями движения бумаги: 30 мм в секунду — для развернутой записи пульсовых волн и 15 мм — при длительной записи с применением функциональных проб. Запись производилась на бумаге с нанесенной на нее сеткой времени. При записи на гладкой бумаге для анализа временных характеристик кривой использовалась специальная шкала с сеткой времени, изготовленная из прозрачного материала.
Для получения качественной записи необходимо поддерживать оптимальный режим работы как реографа, так и электроэнцефалографа. Усиление на электроэнцефалографе подбирается так, чтобы при изменении сопротивления в 0,1 ом амплитуда кривой равнялась 12—18 мм. Такое усиление, оставляя некоторый резерв размаха пера, не только обеспечивает воспроизведение четкой, хорошо анализируемой развернутой картины реографической волны при неизменных условиях, но и позволяет записывать изменения ее величины под влиянием различных фармакологических средств и функциональных нагрузок.
Наиболее подходящей постоянной времени является 0,6— 0,7 сек, именно она обеспечивает запись РЭГ без искажения. Дальнейшее увеличение полосы пропускания за счет изменения постоянной времени нецелесообразно, так как это приводит к пропусканию медленных волн, прежде всего дыхательных, что затрудняет анализ кривых.
При записи РЭГ, как и при любых клинико-физиологических исследованиях, больному нужно придать удобную позу. Мы исследовали больных — в зависимости от состояния — в положении
лежа или сидя. В последнем случае больной усаживался в удобное мягкое кресло с подставками для рук и ног, а также высокой спинкой, обеспечивающей надежную опору для головы. В сидячем положении больных желательно исследовать при записи РЭГ в сочетании с такими функциональными пробами, как повороты и наклоны головы в стороны, наклон головы вниз и разгибание шеи. В экранированной камере можно ограничиться заземлением реографа и электроэнцефалографа, а в палатах необходимо заземлять кровать и самого больного.
Электроды. Величина электродов, применявшихся разными исследователями, варьирует от 2 до 10 см2. При применении высокочастотного переменного тока до 100 кГц величина электродов играет существенное значение. Использование маленьких электродов, особенно при применении низкочастотного тока, нежелательно, так как в этих условиях плотность тока вблизи электродов значительно больше, чем на расстоянии от них. Вследствие этого изменения импеданса, происходящие вблизи электродов, особенно при небольшом расстоянии между ними, будут иметь значительно больший вес, чем изменения импеданса на значительном расстоянии от них, т. е. глубинная регистрация кровенаполнения будет затруднена. Использование больших электродов устраняет эти недостатки электродной поляризации потенциалов. Однако применение очень больших электродов может привести к искажению формы кривой. К тому же возникает ряд трудностей при фиксации крупных электродов на голове. Электроды делаются из различных металлов (алюминий, олово, свинец, серебро) и сплавов.
Как уже указывалось выше, при увеличении частоты пропускаемого через ткани тела переменного тока до 100 кГц и выше явление поляризации на поверхности кожи и, тем самым, ее импеданс сводится к минимуму. Это позволяет применять при записи РЭГ маленькие электроды, что, несомненно, облегчает одновременное исследование нескольких областей головы. Высокая рабочая частота использованного нами реографа (142 кГц) и очень маленькая сила применяемого тока (2 ма) позволили, наряду с оловянными электродами диаметром 2,5 см, использовать небольшие круглые неполяризующиеся (оловянные) электроды с малой поверхностью (1,5—2 см2), их диаметр равнялся 1 — 1,5 см. При использовании достаточно высокой частоты (100—200 кГц) поверхностная плотность токов уменьшается за счет возрастания глубинной плотности, что позволяет уменьшить влияние изменений импеданса соседних участков мозга друг на друга до минимума (10—15% в указанном диапазоне) даже при небольшом межэлектродном расстоянии (3 см.).
Немаловажное значение при РЭГ-исследованиях имеет правильная и надежная фиксация электродов на исследуемой области головы. Более удобно и надежно электроды укрепляются с помощью резиновых лент. Фиксация электродов при помощи лейкопластыря и различных клеющих составов менее удобна и недостаточно надежна. Мы прикрепляли плоские оловянные электроды к исследуемой области головы с помощью резиновой ленты шириной в 3 см, как это показано на рис. 6. Маленькие круглые электроды фиксировались еще более надежно в соответствующих отверстиях резиновой ленты, что исключало возможность их смещения, как это иногда бывает при обычном укреплении больших электродов под лентой.
Влияние обработки кожи на ее импеданс и поляризацию. В клетках живого организма имеются полупроницаемые мембраны (пропускающие одни вещества и задерживающие другие). При приложении к телу какого- либо напряжения ионы в зависимости от своего заряда начинают перемещаться к соответствующим полюсам. Встречая на своем пути барьер в виде непроницаемой мембраны, часть ионов задерживается. Образуется скопление зарядов, в результате чего возникает электродвижущая сила в направлении, обратном пропускаемому току. Эта электродвижущаяся сила поляризации на поверхности кожи достигает значительной величины, так как сухой эпидермис представляет огромное сопротивление для пропускаемого тока.
Поэтому активное (омическое) сопротивление кожи резко варьирует в связи с локальной ее обработкой. Кожа исследуемой области головы, как правило, очищается и обезжиривается раствором спирта- на поверхность электрода, прилегающую к коже, наносится тонкий слой электропроводной пасты или накладывается маленькая марлевая салфетка, пропитанная физиологическим, либо, еще лучше, гипертоническим раствором поваренной соли. Это значительно уменьшает сопротивление кожи и обеспечивает лучший контакт.
Мы в своей работе использовали фланелевую подкладку, смоченную физиологическим раствором. Такая подкладка дольше удерживает влагу, что особенно важно при длительном исследовании. Наш опыт работы показал, что для смачивания электродов нецелесообразно применять раствор соли выше 5%, так как при дальнейшем увеличении концентрации раствора существенного повышения электропроводности кожи не происходит.
Самым надежным фактором, почти полностью устраняющим явление поляризации, тем самым кожный импеданс, является применение высокочастотного тока, без которого немыслима была бы не только церебральная, но и любая реография. Для ослабления влияния поляризации, особенно при сравнительно низких частотах, Nyboer (1959), Gastaut (1959, I960) и Gougerot, Marstal (I960, 1962) использовали тетраполярную методику записи вместо широко применяемой биполярной. При тетраполярном способе записи реограмм измерительный ток подводится к объекту через, одну пару электродов, а измерение электропроводности производится с помощью другой пары
электродов, расположенных между первыми. Однако, как показали исследования Schwan (1955) и других, явления поляризации не исключаются даже при тетраполярной методике.
