Прецизійний перетворювач аналогових сигналів для системи прикроватного моніторингу

    Векторкардіографія (ВКГ). Принцип методу. Вектор кардіограма характеризує векторну величину, тому що відбиває взаимоотношение двох разностей потенціалів у виді вектора, що має визначений напрямок, що залежить від орієнтації електричного полючи серця і розташування площини, обумовленої даними відведеннями.

    Відповідно  до дипольної теорії, у серце в  будь-який момент збуджується безліч волокон. Кожне таке волокно являє собою диполь, тобто два заряди протилежного знака і рівної величини. Різниця потенціалів диполя виміряється елементарної ЕДС.  

     Рис. 4. ВКГ: а — динаміка просторового вектора QRS протягом серцевого  циклу. Вектор 0,01—0,015 секунди початкового порушення межжелудочковой перегородки і правого желудочка. Вектор 0,03—0,06 секунди порушення верхівки і вільної стінки лівого желудочка. Вектор 0,06—0,08 секунди підстави желудочков; б — векторкардиограмма 

    Одномоментно  виникли елементарні ЕДС складаються, створюючи сумарну ЕДС серця для даного моменту порушення. Тому що елементарні ЕДС можна зобразити векторами, то вони складаються за правилом паралелограма. Діагональ паралелограма, побудованого зі складових векторів елементарних ЕДС, є результуючим (сумарним) вектором даного моменту порушення (моментный вектор).

    ВКГ і ЕКГ реєструють сумарні електричні явища, що відбуваються в серце в  даний момент.

    ВКГ звичайно реєструється в декількох  площинах (проекції просторової ВКГ  на площині), тому що повинна показати напрямок моментного вектора в просторі. При поразках міокарда результуючий вектор ЭДС відхиляється в різних напрямках простору. Аналіз 8КГ проводиться спочатку окремо для кожної площини, а потім дані орієнтації ВКГ в окремих площинах суммируются для одержання просторового представлення про розташування ЕДС.

    ВКГ складається з трьох петель. Петля  Р реєструє динаміку ЕДС при поширенні  порушення по передсердях. Петля QRS відбиває поширення порушення в  желудочках. Петля Т — угасання порушення (відновлення) желудочков.

Электрокімографія. Принцип методу. Електрокімографія — рентгенологічний метод дослідження, що дозволяє реєструвати і детально вивчати руху будь-якої ділянки серця і великих судин, а також пульсацію судин легень і їхню вентиляцію. Електрокімографічне дослідження проводиться при звичайному рентгенівському просвічуванні за допомогою электрокимографа, основними елементами якого є фотоумножитель (чуттєвий фотоелемент) і електронний підсилювач. У якості останнього може бути використаний звичайний електрокардіограф.

  Сутність  методу електрокимографії при дослідженні  серця може бути представлена на схемі (рис. 5). На схемі умовно позначена рентгенівська трубка (7) звичайного рентгенівського апарата — джерело рентгенівського випромінювання; 8 — флюоресцирующий екран для рентгенівського просвічування. До екрана (8) між ним і досліджуваним прикріплюється спеціальна металева камера, непроникна для рентгеновых променів. За щілиною (в) усередині камери поміщений фотоумножитель (6). Перед ним по ходу рентгеновых променів розташований малий флюоресцирующий екран (5), на который попадають рентгеновы промені через щілину в камері (3). Цифрою 2 умовно позначене серце досліджуваного в систолі (пунктирна лінія) і в діастолі (суцільна лінія). При пульсації серця освітленість малого флюоресцирующего екрана (5) міняється, збільшуючись у систолі і зменшуючись у діастолі. Коливання світіння малого флюоресцирующего екрана приводять до зміни в освітленості фотоумножителя. Сутність дії фотоумножителя (фотоелемента) складається в перетворенні змін його освітленості в коливання струму. Зміни освітленості фотоумножителя викликають коливання струму, вироблюваного ім. Тік, що виникає у фотоумножителе, передається в підсилювач (9) і реєструється на паперовій стрічці, що рухається, у виді кривої – електрокімограми (ЕКІ). Коливання струму фотоумножителя відповідають змінам у положенні краю серця щодо вузької щілини, розташованої перед ним. Крива, регистрируемая при приміщенні фотоумножителя на тіні чи серця легеневих полів, називається денсограммой. При электрокимографическом дослідженні щілина перед фотоумножителем під контролем екрана для просвічування встановлюється перпендикулярно до досліджуваної ділянки чи серця великих судин, а також над тінню чи серця легеневої паренхіми.

  Рис. 5. Схема приладу  для ЕКІ 

  Технічні  умови запису: напруга струму рентгенівського  апарата 50—80 кв, сила струму 1,5—3 ма.

  Загальна  інтегральна доза рентгеновых променів, одержувана організмом хворого протягом одного електрокімографічного дослідження при цих умовах, складає приблизно 8160 рад, що в 2 рази менше інтегральної дози, створюваної в організмі протягом однієї рентгеноскопії грудної клітки.

    Кардіографія. Принцип методу. Кардіографія — графічний метод реєстрації серцевого поштовху.

    Для запису серцевого поштовху необхідні: звичайно використовуваний для сфігмографії перетворювач механічних величин в електричні, підсилювач і пристрій, що реєструє, наявні у всіх електрокардіографах. Кардіографічне дослідження рекомендується проводити на апаратах з безпосередньо видимим чи записом при спостереженні форми кривої на екрані осциллоскопа, оскільки реєстрація кривої практично неможлива без постійного візуального контролю. Найбільш сприятливим для запису серцевого поштовху є положення досліджуваного на лівому боці; це більш тісним контактом серця зі стінкою грудної клітки. Відповідно до ширини міжреберних проміжків і виразністю серцевого поштовху доцільно використовувати лійки різного діаметра (від 1 див до 2—3 мм). Артеріальний датчик встановлюють у крапці максимально вираженого при пальпації серцевого поштовху. Дотримують його чи рукою фіксують за допомогою штатива. Звичайно запис роблять при затримці подиху на видиху. Однак іноді це вдається краще на помірному вдиху. Запис кривих роблять при швидкості протягання папера 100 чи 50 мм/сек.

    Балістокардіографія (БКГ). Принцип методу. Балістокардіограма — метод реєстрації балістичного ефекту — переміщень тіла людини в межах 10—60 мкм, викликаних роботою серця і рухом крові по судинах.

    Принцип БКГ полягає в тім, що дуже слабкі переміщення тіла людини, викликані серцевою діяльністю, записуються механічним шляхом чи перетворяться за допомогою датчиків різної конструкції (електромагнітних, фотоелектричних, п'єзоелектричних, конденсаторних, тензометрических і ін.) в електричні імпульси, що дозволяє реєструвати їх на електрокардіографі, энцефалографе і т.п. При цьому одночасно може бути зроблений запис електрокардіограми, фонограми і т.д., що значно розширює можливості трактування і зіставлення даних БКГ і збільшує її діагностичну цінність.

    Динамокардіографія. Принцип методу. Динамокардіографія є одним з методів вивчення скорочувальної функції міокарда, з її допомогою здійснюється моментно-силовий аналіз механічних процесів, що супроводжують серцеве скорочення. Регистрируємі криві є відображенням переміщень центра ваги грудної клітки й ударних компонентів кінематики серця. Застосування динамокардіографії у фізіологічних і клінічних дослідженнях показало, що методика дозволяє кількісно оцінити функціональний стан міокарда, враховувати ефективність лікувальних заходів і має діагностичне значення при ряді форм серцевої патології.

    Принцип дії динамокардіографа заснований на перетворення механічних величин  в електричні сигнали. Динамокардіограф складається з трьох частин: сприймаючого пристрою, електронного підсилювача і системи, що реєструє, (осциллографа). За допомогою сприймаючого пристрою, що є головною й оригінальною частиною динамокардиографа, здійснюється облік сил, що діють з боку грудної клітки людини.

    Механокардіографія. Принцип методу. Механокардіографія — один з найбільш досконалих методів дослідження й оцінки функціонального стану системи кровообігу. Одержав назву від запропонованого Н. Н. Савицький універсального приладу, що фотореєструє, «механокардиографа», що дозволяє вивчати фізіологічні функції організму, що характеризуються зміною тиску.

    За  допомогою механокардіографа можна  об'єктивно реєструвати усі величини артеріального тиску і проводити  одночасний запис декількох сфигмограмм, зокрема пульсових кривих сонної, стегнової і променевої артерій. Останнє необхідно для визначення тривалості окремих фаз серцевого циклу і швидкості поширення пульсової хвилі по судинах. З'єднання осцилографічного визначення артеріального тиску з реєстрацією швидкості поширення пульсової хвилі дозволяє використовувати так називаний фізичний спосіб визначення ударного і хвилинного обсягу крові з наступним розрахунком сумарного периферичного опору кровотоку з боку прекапілярного русла.

    Таким чином, метод механокардіографії без  якого-небудь збитку для хворого уможливлює вивчення комплексу найважливіших гемо-динамических показників, що характеризують стан циркуляторного апарата. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

    1.3. Фонокардіографія 

    Фонокардіографія — метод графічної реєстрації тонів і шумів серця і їхньої діагностичної інтерпретації.

    Фонокардіографія  не заміняє аускультацію. Запис фонокардіограми (ФКГ), розшифровка і розуміння  фонокардіографічних даних засновані  на досвіді аускультації. ФКГ істотно доповнює аускультацію, привносить у вивчення звуків серця багато принципово нового. Вона дозволяє об'єктивно оцінити інтенсивність і тривалість тонів і шумів серця. Застосування каналів з різною частотною характеристикою дає можливість избирательно реєструвати звуки серця, визначати не чутні при аускультації III і IV тони. Визначення форми шуму дозволяє установити його генез і вирішити питання про провідний характер у різних крапках серця.

    Одночасна (синхронна) запис ФКГ і ЕКГ, сфигмограммы, криві тиски в порожнинах серця  і магістральних судин при  катетеризації дозволяє точно установити фазову характеристику тонів і шумів, виявляє ряд важливих закономірностей  у співвідношенні звуків серця з  ЕКГ і гемодинамическими показниками. 

    1.3.1. Методика фонокардиографического  дослідження

    Запис ФКГ здійснюється за допомогою фонокардіографа, що складає з мікрофона, підсилювача, системи частотних фільтрів і  пристрою, що реєструє. Мікрофон, що розташовується в різних крапках області серця, сприймає звукові коливання і перетворює їх в електричні. Останні підсилюються і передаються на систему частотних фільтрів, що виділяють із усіх серцевих звуків ту чи іншу групу частот і потім пропускають їх на різні канали реєстрації, що дозволяє избирательно реєструвати низькі, середні, високі частоти.

    Пристрій, що реєструє, повинне мати достатню рухливість (малу інертність) для чіткої передачі всіх коливань серцевих звуків. З цього погляду механічний запис  чорнильним чи тепловим пером малоудовлетворительна.  Запис дзеркальним гальванометром і тим більше променем электроннолучевой трубки добре передає всі коливання. Однак при записі ФКГ можуть фіксуватися перешкоди, що істотно   утрудняють   розшифровку.    Виявлення   недоліків запису  після  прояву  фотоплівки   ускладнює  роботу.   Найбільш удалим пристроєм, що реєструє, є чорнильний гальванометр в апаратах типу «Мінограф», що передає досить високі і не потребуючої додаткової обробки стрічки.                     

    Хід   дослідження.  Приміщення,  у якому   виробляється  запис ФКГ, повинне бути ізольоване від шумів.  Звичайно ФКГ реєструється після 5-хвилинного відпочинку  досліджуваного  в положенні лежачи, попередня аускультація і клінічні дані є визначальними у виборі  основних   і  додаткових  крапок  запису, спеціальних прийомів (запис у положенні на боці, коштуючи, після фізичного навантаження і т.п.).

     Звичайно  ФКГ  записується   при  затримці  подиху   на   видиху, а при  необхідності — на висоті вдиху  і при подиху.

    Дуже  велике значення для одержання якісної  ФКГ має правильна фіксація мікрофона  чи рукою спеціальним ременем. Він  повинний щільно прилягати до поверхні грудної клітки, однак збільшення ступеня притиснення мікрофона  впливає на амплітуду записуваних  звуків.

    В даний час розробляються прилади, що дозволять дозувати ступінь притиснення  мікрофона. Це дозволить точно вимірювати уду тонів і шумів.

    Вибір посилення при записі ФКГ залежить від конструкції   фонокардіографа. Насамперед, так само як і при  записі ЭКГ, повинний, установлений мілівольт. У ряді фонокардіографів передбачений також стандартний звуковий сигнал, що дозволяє перевірити правильність посилення всього тракту від мікрофона до пристрою, що реєструє.

    Перемикач посилення з фіксованими позиціями (східчастий регулятор посилення) чи без таких (плавний регулятор посилення) установлюється так, щоб одержати досить велику амплітуду тонів і шумів, але без нашарування осцилляции одного каналу на  іншій з чіткої изоакустической лінією. На ФКГ необхідно відзначати обране посилення для правильної оцінки звуків серця в динаміку (при повторних дослідженнях). В апаратах із плавним регулятором посилення необхідно робити оцінку положення регулятора.

    Вибір каналів з різною частотною характеристикою  залежить від системи, застосованої в даній моделі апарата, і від цілей дослідження.

    В даний час  найбільш розповсюдженими  є  дві системи  частотних  характеристик:   Маасса — Вебера і Маннхеймера.

           Система Маасса  — Вебера застосовується у  фоноэлектрокардиографе ФЭКП-2, німецьких і австрійських фонокардіографах. 
Найбільшу практичну значимість має канал з аускультативною 
характеристикою. При записі ФКГ на цьому каналі посилення 
частот відбувається аналогічно тому, як це має місце при аускультації. Загальний діапазон  частот забезпечує запис всіх  основних серцевих звуків. ФКГ, записана на цьому каналі, детально порівнюється з аускультативными даними. Всі основні висновки про чи наявність відсутності шумів повинні робитися насамперед по аускультативному каналі.