Исследование деятельности сердечно-сосудистой системы

Показатели гемодинамики используются в психофизио-логических и психологических исследованиях для оценки энер-гетических затрат на выполнение определенной деятельности. Это неспецифические реакции организма.

Методы регистрации электрокардиограммы описаны в литературе достаточно подробно. Там же можно найти интерпретацию различных компонентов ЭКГ.

Таблица № 2

Вариационная пульсометрия

(Пример расчета распределения R – R интервалов)

№ п/п	Классы R-R интервалов, с	Часто-та Р	W	W2	PW	PW2
	0,48–0,53	*
	0,54–0,59	*
	0,6 – 0,65		0.625	0,39	1,87	1,17
	0,66 – 0,71		0,685	0,47	6,8	4,7
	0,72 – 0,77		0,745	0,56	47,68	35,84
	0,78 – 0,83		0,805	0,65	12,1	9,75
	0,84 – 0,89		0,865	0,75	4,33	3,75
	0,90 – 0,95		0,925	0,86	2,78	2,58
	0,96–1,01	*
	1,02–1,07	*
	n =				∑ PW	∑ PW2
					75,56	57,79

 

На данном занятии студенты регистрируют ЭКГ в 1 стандартном отведении, артериальное давление и частоту пульса. На основании полученных исходных данных они проводят обработку, получая значения следующих показателей:

1. Вариационная пульсометрия. Осуществляется на основе данных измерения интервалов между R – R зубцами при записи 100 реализаций (комплексов, включающих все компоненты ЭКГ). Полученные значения распределяются по классам статистического ряда и затем подсчитывается число R – R интервалов каждого класса (строится вариационный ряд, табл. 2). Строится вариационная кривая. Положение этой кривой на графике и ее форма позволяют судить о характере нервных влияний на сердечную деятельность (симпатотония при моде от 0,5 до 0,7 с, нормотония при моде интервала в пределах от 0,7 до 0,9 с, ваготония при моде в пределах от 0,9 до 1,2 с).

∑ PW 75,56

М = ——— = ———— ≈ 0,76

n 100

 

(∑ PW)² 5709,31

c = ∑ PW² — ——— = 57,79 — ——— = 57,79 — 57,09= 0,7

n 100

 

c

D = —— = 0,007

N

 

Обозначения здесь таковы: P – частота встречаемости (R – R)-интервалов определенного класса, W – середина класса, М – средний (R – R)-интервал,

Обращаем внимание на то обстоятельство, что значение W следует представлять с точностью до 3 знака после запятой. В противном случае может накопиться ошибка округления и значение с может оказаться отрицательным, что для дисперсии невозможно, поскольку она — по определению — квадрат стандартного отклонения.

В табл. показаны несколько возможных значений классов интервалов на тот случай, если индивидуальные значения этих классов не совпадут со значениями, приведенными в табл. 2 в качестве примера. Эти значения приведены курсивом.

2. Кардиоинтервалограмма. Ее построение производится по интервалам R – R зубцов. По оси абсцисс графика откладывается по порядку номер интервала, по оси ординат — их величина в секундах. Полученный график дает наглядное представление об изменениях сердечной ритмики при работе.

На основе полученных данных следует найти максимальное и минимальное значения R – R интервалов. Если разница максимального и минимальное значений больше 10% от среднего, то следует говорить об аритмии.

3. Частота пульса (ЧСС).

4. Артериальное давление (систолическое — СД и диастолическое — ДД).

5. Пульсовое давление:

ПД = СД – ДД.

6. Среднее динамическое давление:

СДД =ПД/3+ДД.

СДД характеризует функциональные возможности сердечно-сосудистой системы (ССС). Обладает большой стабильностью и для большинства здоровых взрослых людей находится в пределах от 85 – 95 мм рт. ст. У здоровых людей при выполнении работы с физической нагрузкой значительно изменяются величины максимального и минимального давлений, в то время как СДД остается на том же уровне, что и до нагрузки. Постоянство СДД при физических нагрузках расценивается как функциональная устойчивость ССС.

7. Ударный объем выброса крови:

УО = (ПД х 100)/ СрД,

где СрД = (СД+ДД)/2.

8. Минутный объем кровотока:

МОК= УО х ЧСС.

Проводилось сравнение изменений МО крови под влиянием тренировок спортсменов и здоровых лиц, не занимающихся спортом. Оказалось, что с повышением степени тренированности происходит уменьшение ЧСС, снижение УО и, следовательно, уменьшение МО крови. В большинстве случаев увеличивается кислородная емкость крови. Аналогичные изменения происходят и у здоровых нетренированных лиц, но они менее выражены.

9. Периферическое сопротивление кровотоку: ПСК = (СДД х 1333 х 60)/ МО дин.

Показатель оценивает сопротивление, которое оказывают кровотоку периферические сосуды. В приведенной формуле 1333 — коэффициент для перевода мм рт. ст. в дины, 60 — число секунд в минуте.

10. Вегетативный индекс КЕРДО (ВИК):

ВИК = (1 – ДД/ ЧСС) х 100.

Если значение ВИК положительное, то у испытуемого преобладает симпатический тип регуляции вегетативной нервной системы, а если отрицательный — парасимпатический.

11. Коэффициент выносливости:

КВ = (ЧСС/ ПД)х100.

Занятие 8.

ИССЛЕДОВАНИЕ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ

Различают внешнее и внутреннее дыхание. Под внешним понимают происходящий через легочные капилляры газообмен между кровью и наружным воздухом, под внутренним — процессы, обеспечивающие газообмен между кровью и тканями организма, а также окислительные процессы, идущие в тканях.

Для изучения дыхания используют различные методики: 1. Пневмография — запись дыхательных движений (оценка их ритма, частоты, амплитуды); 2. Спирометрия — определение объема легочного воздуха. 3. Измерение газообмена — определение величины поглощения организмом кислорода и выделения углекислоты, т.е. легочный газообмен; 4. Оксигемометрия — определение степени насыщения артериальной крови кислородом, т. е. степени артериализации крови, показателем которой является количество гемоглобина в крови, находящегося там в виде оксигемоглобина.

Нас в первую очередь интересуют показатели внешнего дыхания: ритм, частота и глубина дыхательных движений, минутный объем дыхания, легочная вентиляция, жизненная емкость легких. Рассмотрим методы получения таких данных.

1. Пневмография — запись дыхательных движений: ритм, частота и амплитуда (глубина). Для изучения таких характеристик дыхания используются датчики различной конструкции: ртутные, воздушные, угольные, механические, термодатчики, пьезодатчики и др. Часто подсчет дыхательных движений производится путем визуального наблюдения за дыхательными экскурсиями грудной клетки.

Частота дыхания у нормального здорового человека варьирует от 8 до 28 циклов в минуту, возрастая при работе до 40.

Существует уравнение для расчета расхода энергии по частоте дыхания:

М_эн = 0,198 x ЧД – 3,06,

где М_эн — расход энергии в больших калориях в минуту, ЧД — частота дыхания, 1/мин.

2. Спирометрия — это определение объема легочного воздуха. Создатель этого метода Гутчинсон разработал классификацию объемов легочного воздуха. Согласно этой классификации, различают следующие объемы:

— дыхательный воздух (дыхательный объем, ДО) — объем воздуха, вдыхаемого и выдыхаемого при нормальных вдохе и выдохе; его величина составляет 300–900 мл. Этот объем является мерой глубины дыхания;

— дополнительный воздух (резервный объем вдоха, РО_вд) — объем воздуха, вдыхаемого при максимально глубоком вдохе; его величина составляет 1500–2000 мл;

— резервный воздух (резервный объем выдоха, РО_выд) — объем воздуха, выдыхаемого при максимально глубоком выдохе; его величина — 1500–2000 мл. Резервный воздух поддерживает легкие в определенной степени расширения;

— остаточный воздух (остаточный объем легких, ООЛ) - объем воздуха, остающегося в легких после максимального выдоха. Его объем у здорового мужчины среднего возраста составляет 1000–1500 мл, возрастая к старости до 2000–2500 мл. Он может быть измерен у человека методом ингаляции (вдыхания) индифферентных газов.

Объем максимального выдоха, произведенного после максимального вдоха, называется жизненной емкостью легких (ЖЕЛ) и представляет собой сумму ЖЕЛ = ДО + РО_вд + РО_выд. Для мужчины среднего роста ЖЕЛ варьирует в пределах 3500-5000 мл и более, для женщин характерны более низкие значения.

Сумма ЖЕЛ и ООЛ составляет общую емкость легкого (ОЕЛ), характеризующую степень анатомического развития органа. Ориентировочно нормативные величины ЖЕЛ (мл) можно получить, умножая рост мужчины на 25, женщины — на 20.

Указанные легочные объемы определяют с помощью спирометров, водного или сухого. Мерилом легочной вентиляции является минутный объем дыхания:

МОД = ОД х ЧД,

где ОД — дыхательный объем, определяемый с помощью спирометра, ЧД — частота дыхания, 1/мин. Определяется в нашем случае визуально, за три минуты. Полученная сумма делится на 3.

В покое величина МОД колеблется в пределах 3,5–10 л. При выполнении работы он возрастает до 30–40 л, а при работах большой интенсивности возрастает до 100 л и более.

Полученные любым методом объемные величины легочной вентиляции необходимо привести к стандартным условиям: так называемому сухому состоянию (воздуху без примеси водяных паров, температуре 0⁰ С и давлению 760 мм рт.ст.). Приведение производится по специальной формуле, но на практике удобнее пользоваться специальными таблицами Ландольта-Бернштейна. Для этого надо знать атмосферное давление в момент опыта в мм рт.ст. и температуру воздуха в градусах по Цельсию. С их помощью определяют пересчетный коэффициент, на который умножают эмпирическое значение легочного объема.

Еще одним показателем состояния функции внешнего дыхания является вентиляционный индекс, позволяющий судить о степени использования организмом жизненной емкости легких:

ВИ = МОД / ЖЕЛ.

У здоровых людей в норме ВИ равен приблизительно 2, возрастая при физической работе до 10–12.

Рекомендуемая литература

1. Методы исследований в психофизиологии. / Ред А.С.Батуев. СПб., 1994.

2. Данилова Н.Н. Психофизиологическая диагностика функциональных состояний. М., 1992.

3. Загрядский В.П., Сулимо-Самуйло З.К. Методы исследований в физиологии труда. Л., 1976.

4. Орлов В.Н. Руководство по электрокардиографии. М., 1984.

Занятие 9.