Усилитель сфигмографического сигнала для определения скорости распространения пульсовой волны
Контрольная работа - Медицина, физкультура, здравоохранение
Другие контрольные работы по предмету Медицина, физкультура, здравоохранение
Методы изучения ССС человека
Разработка графических методов исследования пульса была начата в середине прошлого столетия, когда появились первые сфигмографы.
Внедрение в физиологию физико-математического анализа позволили успешно изучать распространение волн давления, биомеханику кровообращения, сосудистый тонус и многое другое.
До последнего времени системы такого обследования ССС строились преимущественно на основе вариационно-статистического и спектрального анализа кардиоинтервалограммы, получаемой с помощью метода электрокардиографии (ЭКГ) (например, такие известные системы, как Анкар, Инкарт, Holter for Windows и др.). Однако, используемый в таких системах и способах метод ЭКГ, несмотря на его высокую информативность при изучении динамики электрического возбуждения сердца и широкую применяемость при проведении спектрального анализа вариабельности сердечного ритма, не может в достаточной мере оценивать кардиогемодинамику, сократительные свойства миокарда и состояние сосудистого тонуса. В то же время у больных очень часто функциональные нарушения, происходящие в миокарде и кровеносных сосудах, предшествуют изменениям, выявляемым с помощью ЭКГ.
Поэтому широкое распространение получил метод ультразвуковой эхокардиографии, - метод исследования сердца при помощи импульсного ультразвука. Этот метод основан на регистрации ультразвуковых волн, отражённых на границе структур сердца, имеющих различную плотность. Он позволяет проводить неинвазивную оценку ряда важных кардио- и гемодинамических характеристик ССС. С помощью эхокардиографии определяют объёмы частей сердца, толщину стенок и массу его мышечных слоев, ударный объём и некоторые другие показатели кровообращения. Сочетание методов эхокардиографии и сканирования (ультразвуковое сканирование) позволяет получать последовательное изображение структур сердца, отражающее их динамику во время систолы и диастолы. Тем не менее, использование этого метода требует сложной и дорогостоящей аппаратуры, высокой квалификации оператора и значительного времени обследования, что снижает его значимость как метода получения экспресс-информации.
Дальнейший прогресс в этом направлении был связан с созданием специализированных систем анализа ССС, в основе которых лежит регистрация амплитудно-временных параметров пульсовых волн в виде электрических сигналов, возникающих в результате преобразования специальными датчиками механических сигналов от колеблющихся под воздействием волны пульсового давления стенок артерий - сфигмография или от изменяющихся под воздействием пульсирующего притока крови объемов тканей - плетизмография. Промежуточным вариантом, объединяющим эти методы (СФГ с плетизмографией) является метод объемной сфигмографии (ОСФГ). Однако, объемные методы имеют ограничения, связанные с тем, что регистрируемый сигнал отражает пульсовые изменения и артериального, и капиллярного, и венозного кровенаполнения тканей, по-разному изменяющих их объем, что ведет к потере ряда существенных деталей на графике и усложняет интерпретацию результатов.
В последние годы появилась возможность использования генераторных (индукционных и пьезоэлектрических) датчиков для непосредственной регистрации дифференциальных сфигмограмм или, иными словами, - артериальных пьезопульсограмм (АП) с пульсирующего участка тела над артерией. Это существенно расширило возможности неинвазивного изучения функционального состояния сердечно-сосудистой системы человека.
Сходными по своей сущности способами являются два метода, первый из которых использует датчик для регистрации ОСФГ с последующим математическим дифференцированием пульсовых кривых. Как было сказано выше, данный способ имеет ограничения такие как постоянная составляющая, включающая мышечные и другие ткани, что приводит к демпфированию сигнала, сглаживанию или, наоборот, усложнению контура графика кардиоцикла и к потере ряда существенных деталей на регистрируемой кривой. Дифференцирование такой пульсограммы облегчает процедуру временного анализа графика по кодирующим точкам, но не повышает точность и информативность обследования, что в дальнейшем приводит к неопределенности в оценке состояния ССС.
Другой метод (SphygmoCor) основан на использовании пьезоэлектрических датчиков, но анализ производится путем интегрирования исходной дифференциальной кривой. Это также может вносить дополнительные неточности в результат обследования, а ограниченное число регистрируемых кардиоциклов не позволяет анализировать воздействие регуляторных систем организма на состояние ССС.
Анализ современного состояния проблемы пульсовой диагностики ССС привел к выводу о предпочтительности и перспективности использования пьезоэлектрических датчиков для непосредственной регистрации дифференциальных сфигмограмм с пульсирующего участка тела над артерией. Эта возможность появилась в последние годы в связи с промышленным созданием малогабаритных и высокочувствительных пьезоэлектрических преобразователей с широкой полосой рабочих частот и высокой собственной резонансной частотой (более 2000 Гц). Такие датчики принадлежат к числу наиболее точных и позволяют преобразовывать механические воздействия на датчик непосредственно в аналоговый электрический сигнал, который может быть зарегистрирован графически в виде кривой скорости изменения силы воздействия. Развитие вычислительной техники открыло ?/p>