Физиологические исследования

Выделяют две подгруппы методических схем физиологических исследдований. Первая из них - пас­сивные физиологические методы, не требующие внешних орга­низованных воздействий, а вторая - активные физиологические методы, связанные с дозированными воздействиями на орга­низм. Необходимость организации внешних воздействий приво­дит к различиям методических схем проведения исследований спомощью методов из разных подгрупп.

Несмотря на разные по физической природе проявления жизнедеятельности, которые можно изучать с помощью методов первой подгруппы, всех их объединяет одна методическая схема - организм сам является источником измерительной информа­ции - порождающее поле {λ}. Поэтому методическая схема очень простая:

Рис. 1. Методическая схема пассивных физиологических исследований.

Она отражает только факт подклю­чения измерительного преобразователя, входящего в состав ап­паратного комплекса (АК), к источнику диагностической информации, в качестве которого выступает объект исследования. Известно не более 10 измерительных эффектов, которыми можно воспользоваться при оценке состояния методами этой подгруппы, включая механические, электрические, оптические, теплофизические и другие проявления жизнедеятельности.

Для подгруппы активных физио­логических методов определяющим должен высту­пать фактор активного воздействия, от которого зависит мето­дическая схема проведения исследований. Однако число мето­дических схем ограничено. В качестве факторов воздействия выступают вещественные и энергетические факторы.

Для вещественных факторов характерно их введение во внутреннюю среду организма и контроль за их распространени­ем. К методам, реализующим этот подход, можно отнести индикаторные методы оценки параметров кровообраще­ния, дозированное введение лекарственных препаратов и оцен­ка реакции организма на их действие, введение рентгеноконтрастных веществ и др.

Рис. 2. Методические схемы индикаторных методов исследования.

Особенно интересны индикаторные методы, среди которых выделяют методы, использующие газовые (ГИ) и вещественные (ВИ) индикаторы. Газовые индикаторы (в качестве ГИ могут использоваться О₂, СО₂, С₂Н₂ (ацетилен) воздействуют на весь организм (рис. 2.а). ГИ представляет собой источник дозированных воздействий на БО. Анализ данных биопроб происходит в данном случае по интенсивности растворения газа в крови (артериовенозная разница и контро­ля оптических характеристик крови). Вещественные индикаторы выступают в качестве "метки" той порции крови, в которую они введены (на рис. 2.6 эта порция обозначена кружком). ВИ изменяют локально физические свойства крови - оптическую плотность (например, синька Эванса, кардиогрин и др.), тем­пературу (охлажденный физиологический раствор), кислот­ность, радиоактивность и т. п. Контроль за перемещением пор­ции крови с измененным физическим свойством позволяет из­мерять объемную скорость кровотока.

Для измерения мгновенной скорости кровотока нашли при­менение методы воздействия физический полем - использу­ются в качестве фона, на котором проявляются некоторые свойства функциональных систем (рис. 3). В качестве таких полей могут быть использованы электромагнитное, ультразву­ковое, электрическое, γ-излучение и др. Физическое поле соз­дается с помощью специального генератора (ГФП) в воздей­ствует локально на некоторую порцию протекающей в сосудах крови, при этом возникают физические явления, позволяющие зафиксировать скорость движения крови. При этом воздей­ствующее поле {λ_β} и порождающее поле {λ} могут быть раз­личной физической природы.

Рис. 3. Методическая схема исследований с использованием физического поля.

Использование проникающих излучений позволяет постро­ить еще одну серию методических схем, общих для методов биологической интроскопии (рис. 4).

Рис. 4. Методические схемы интроскопических исследований.

Эта подгруппа связа­на с получением изображений внутренней структуры организма без его разрушения, поэтому, несмотря на разнообразие методик выполнения биоинтроскопических исследований, можно определить всего лишь 4 методические схемы, в которые укла­дываются все известные методы.

Первая схема (рис. 4.а) отражает классический вариант исследования, когда на организм поступает некоторое внешнее проникающее излучение {λ_п}, формируемое специальным гене­ратором (ГПИ). Очень важен выбор типа излучения, для кото­рого организм должен быть относительно прозрачен, например, рентген или ультразвук. Излучение проходит сквозь объект, и при этом избирательно поглощается разными структурами ор­ганизма. С противоположной по отношению к источнику сторо­ны объекта устанавливается преобразователь, чувствительный к падающему излучению. Так как поток, падающий на преобра­зователь, промодулирован, то параметры сигнала содержат ин­формацию о структуре облученной части организма.

Другая схема характерна, например, для радиоизотопной интроскопии (рис. 4.б). В этом варианте источник прони­кающего излучения (в виде специально приготовленного веще­ственного индикатора ВИ) помещается внутрь организма с помощью предварительной процедуры (заглатывание некоторого продукта, содержащего радиоизотоп, инъекция). Через некото­рое время вещество с радиоизотопом избирательно накапли­вается в исследуемом органе. Путем регистрации его излучения удается зафиксировать положение и размеры объекта, а также его внутренние дефекты структуры.

К этой схеме близка методика проведения термографиче­ских исследований (рис. 4.в), когда фиксируется распреде­ление температур на поверхности тела, источником которых могут быть собственные экзо- или эндотермические процессы, протекающие внутри организма. Отличие от радиоизотопного метода состоит только в том, что источником инфракрасного излучения служит сам организм.

В последнее время интенсивно развиваются новые наукоем­кие методы биоинтроскопии, основанные на различных атомно-молекулярных эффектах (например, избирательного поглоще­ния энергии внешнего поля),которые возникают в веществе организма в ответ на воздействие электрическими, магнитными или электромагнитными полями определенной частоты (на рис. ЗЛО,г - генератор физических воздействий ГФВ). Измеритель­ные преобразователи фиксируют эти эффекты и преобразуют их в эквивалентные электрические сигналы, которые после об­работки позволяют построить на экране монитора изображение внутренней структуры исследуемого органа.

Особую подгруппу составляют функциональные методы исследований, связанные с оказанием дозированных воздей­ствий физическими факторами различной природы (тепловые, электрические, магнитные и другие поля, физические нагрузки) от внешнего источника воздействий и контролем реакций на воздействия. Все эти методы укладываются в одну методи­ческую схему, изображенную на рис. 5.а, на которой внеш­нее физическое воздействие обозначено как ВФВ.

Рис 5. Методические схемы функциональных исследований.

К этой же группе очень близки психофизические, психофи­зиологические и психодиагностические методы, суть которых связана с реакцией на тестовые воздействия информационного характера (ИВ). Реакции на воздействия также могут быть разнообразны и связаны с изменением медико-биологических показателей и физиологических процессов (порождающее иоле {λ} на рис. 5.б) или с изменением параметров поведения (ПП) (рис. 5.в). Расшифровка реакций и является источником диагностической информации.