2 курс / Нормальная физиология / Методы_оценки_состояния_систем_кислородообеспечения_организма_человека
.pdfОпределение должного значения ОФВ1 по номограмме (рис.14) производится аналогично определению ЖЕЛ, по нижней части номограммы.
Сравнивая значения показателей, полученных в результате измерений с должными значениями, делают вывод о состоянии дыхательной системы.
Если измеренные значения ЖЕЛ и ОФВ1 составляют меньше 60 % должных значений, то имеет место первая степень дыхательной недостаточности. Если менее 50 % - вторая степень дыхательной недостаточности, и при менее 40 % - третья степень.
Сравнивая измеренные ЖЕЛ и ОФВ1 делаем заключение о состоянии воздухоносных путей. При нормальном их состоянии ОФВ1 должен составлять не менее 80 % от ЖЕЛ. Если объем форсированного выдоха составляет меньший процент - делаем вывод о сужении воздухоносных путей.
4.2 Исследование влияния положения тела на функциональную остаточную емкость легких
Цель работы:
Исследовать индивидуальную зависимость жизненной емкости легких от положения тела человека.
Оборудование:
1.Спирометр СП-01 (или спирометр сухой).
2.Кушетка.
Методика
1.Испытуемый располагается на кушетке, отдыхает 5-10 минут. После этого его просят сделать максимальный, глубокий вдох и полный, усиленный выдох в спирометр. Нос при этом зажимается специальным зажимом или пальцами руки. Измеренный таким образом объем выдоха составляет жизненную емкость легких лежа - ЖЕЛл.
2.Испытуемый встает — замер повторяется стоя - ЖЕЛс.
3.Рассчитываем функциональную остаточную емкость легких:
ФОЛ= ЖЕЛс-ЖЕЛл |
(25) |
Должно быть отмечено увеличение жизненной емкости легких в вертикальном положении, что обусловлено увеличением резервного объема выдоха за счет опускания органов брюшной полости и диафрагмы под действием силы тяжести.
71
4.3 Исследование особенностей устойчивости организма к смешанной гиперкапнии и гипоксии. Пробы Штанге и Генчи
Цель работы:
Исследовать индивидуальную устойчивость человека к смешанной гиперкапнии и гипоксии, которая вызывается произвольной задержкой дыхания.
Оценить соответствие полученных характеристик известным статистическим нормам, выявить индивидуальные особенности обследуемого.
Оборудование:
1.Секундомер.
2.Пульсоксиметр "ЭЛОКС" (Самарская аэро-космическая академия).
Методика:
Внешнее дыхание может быть охарактеризовано рядом параметров, которые
могут быть качественными или иметь конкретное цифровое наполнение: частота, ритмичность, амплитуда дыхательных движений (глубина или объем дыхательных движений).
На рисунке 11 представлены образцы “паттернов” дыхательных движений, все из которых кроме первого могут быть признаны показателями серьезных нарушений в системе кислородообеспечения человека, в том числе, в системе центральной регуляции.
Проба Штанге позволяет оценить устойчивость организма человека к смешанной гиперкапнии и гипоксии, отражающую общее состояние кислородообеспечивающих систем организма при выполнении задержки дыхания на фоне глубокого вдоха, проба Генчи – на фоне глубоко выдоха.
Устанавливаем датчик фотоплетизмограммы (Пульсоксиметр "Элокс") на пальце руки. Контролируя плотность контакта по индикатору прибора, добиваемся хорошо видимой кривой плетизмограммы ("пульсовая волна").
Без предварительной гипервентиляции человека просят задержать дыхание на глубоком вдохе (около 80 % ЖЕЛ), на максимально возможное для него время.
72
Ритмичное нормальное дыхание
Дыхание Биота
Дыхание Чейн-Стокса
Дыхание “большое токсическое Куссмауля”
Рис.11. Образцы патернов дыхательных движений
После 7-10 минут отдыха проводится проба Генчи - человека просят задержать дыхание на глубоком выдохе.
Оценка результатов тестирования проводится на основании таблиц 16 и 17. На экране пульсоксиметра индицируется относительный уровень насыщенно-
сти гемоглобина крови кислородом. Фиксируем содержание кислорода в крови в конце пробы.
Степень снижения процентного насыщения гемоглобина крови кислородом позволяет оценить уровень напряжения адаптации системы кислородообеспечения к функциональной нагрузке.
73
Таблица 16
Ориентировочные показатели пробы Штанге (1) и Генчи (2) [по Приказу Министерства образования и Министерства здравоохранения РФ № 186/272 от 30.06.92]
Возраст |
Мальчики |
Девочки |
Возраст |
Мальчики |
Девочки |
||||
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
1 |
2 |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
24 |
12 |
22 |
12 |
11 |
51 |
24 |
44 |
20 |
6 |
30 |
14 |
26 |
14 |
12 |
60 |
22 |
48 |
22 |
7 |
36 |
14 |
30 |
15 |
13 |
61 |
24 |
50 |
19 |
8 |
40 |
18 |
36 |
17 |
14 |
64 |
25 |
54 |
24 |
9 |
44 |
19 |
40 |
18 |
15 |
68 |
27 |
60 |
26 |
10 |
50 |
22 |
50 |
21 |
16 |
71 |
29 |
64 |
28 |
Таблица 17
Оценка общего состояния обследуемого по параметру пробы Штанге
Оценка состояния испытуемого |
Время задержки вдоха (с) |
Отличное |
больше 60 |
Хорошее |
40 — 60 |
Среднее |
30 — 40 |
Плохое |
меньше 30 |
5. ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ СОСТОЯНИЯ СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ И ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМ И ИХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
5.1Исследование особенностей адаптации сердечно-сосудистой
идыхательной систем к гипоксической нагрузке
Цель работы:
Зарегистрировать динамику основных показателей работы сердечнососудистой и дыхательной систем при гипоксической нагрузке (задержка дыхания на вдохе, дыхание газовой смесью с пониженной концентрацией кислорода — 10 %
74
- нормобарическая гипоксигенация).
Оценить индивидуальные особенности адаптации системы кислородообеспечения человека к гипоксической нагрузке.
Оборудование:
1.Персональный компьютер (ПК) типа IBM AT 386, 486 и т.д.
2.Специализированное АРМ для исследования сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
3.Гипоксикатор " ЭВЕРЕСТ-1".
4.Электроды для регистрации стандартных и грудных отведений ЭКГ.
5.Марля или фильтровальная бумага, электродная паста.
6.Датчик для регистрации дыхательных движений.
7.Пульсоксиметр "ЭЛОКС-01М".
8.Аппарат для измерения давления.
9.Секундомер
Методика:
# Подготовка обследуемого.
Испытуемый располагается на стуле в удобной для него позе. ЭКГ регистрируется следующим образом: референтный электрод устанавливается на лоб, активные электроды — на запястья рук (первое стандартное отведение), на левую лодыжку (второе стандартное отведение) и на грудную клетку, в позиции V4 или V5.
Внешнее дыхание исследуется с помощью компьютерного анализа электрографический кривой, полученной при помощи тензометрического преобразования динамики грудной клетки. Тензометрический датчик располагается в зоне максимальной экскурсии грудной клетки - на верхней (у женщин) или нижней (у мужчин) части грудной клетки.
Параллельно регистрируется относительная величина содержания оксигемоглобина в крови при помощи пульсоксиметра "ЭЛОКС-01М" (разработка Самарской аэрокосмической академии).
Включается персональный компьютер.
В течение всего эксперимента осуществляется контроль состояния испытуемого (Раздел 2.2.), поскольку иногда наблюдается индивидуальная непереносимость кислородной недостаточности.
Перед началом подачи газовой смеси испытуемый должен быть проинструк75
тирован, что в случае плохого самочувствия или нежелания продолжать исследование, он может снять маску.
Необходимо проверить правильность установки всех электродов, качество регистрации сигналов. Контроль качества регистрируемых сигналов осуществляется визуально при их проекции на экран монитора компьютера. Добиваемся отсутствия артефактов (помех, не связанных с исследуемыми сигналами: движения, плохого контакта электродов, наличия сетевой помехи).
Измеряем артериальное давление у испытуемого.
Программные средства АРМа позволяют получить цифровую запись двух каналов ЭКГ и периметрии грудной клетки.
Регистрируются электрограммы при нахождении обследуемого в состоянии спокойного бодрствования – «Фон».
Проводится проба Штанге аналогично разделу 4.3.
Результат пробы Штанге позволяет определить время проведения гипоксической пробы, соответствующее индивидуальным особенностям и состоянию обследуемого (Табл.18).
Просим испытуемого после условного сигнала задержать дыхание на вдохе максимально возможное время, и производим запись биоэлектрической информации. Осуществляется регистрация ЭКГ и кривой дыхания.
Таблица 18
Время инспираторной |
Время, рекомендуемое для |
задержки (с) |
гипоксич. пробы (мин) |
больше 30 |
5 |
20 — 30 |
4 |
10 — 20 |
3 |
меньше 10 |
2 |
# Выполнение нагрузочной пробы.
Включаем гипоксикатор. Для этого сначала включаем кнопку "Сеть", а затем кнопку "Вкл". По верхнему срезу поплавка устанавливаем процентное содержание кислорода в смеси — 10 %, используя вентиль ратометра. Предварительно протертую спиртом маску гипоксикатора испытуемый держит сам, плотно прижимая к лицу.
В зависимости от результатов пробы Штанге даем гипоксическую нагрузку, 76
например — 5 минут. Испытуемый дышит гипоксической смесью. Последние 90 секунд ведем запись всех отведений ЭКГ и дыхательных движений. Сразу после окончания нагрузки производим измерение артериального давления и отмечаем содержание кислорода в крови, заносим эти данные в соответствующие поля бланка. Выключаем гипоксикатор, выключая сначала кнопку "Вкл" и только через несколько секунд — кнопку "Сеть".
5.1.1 Анализ результатов измерения параметров системы кислородообеспечения при гипоксии
По электрограммам, зарегистрированным в фоне и во время гипоксической нагрузки, АРМ позволяет производить автоматический расчет параметров кардиоритма и дыхания. Вычисляем базовые константы.
Частота дыхательных движений (ЧДД) — количество дыхательных цик-
лов "вдох-выдох" за одну минуту.
Частота сердечных сокращений (ЧСС, частота пульса) — число сокра-
щений сердца в минуту.
Систолический (ударный) объем крови (УОК) — объем крови, поступаю-
щий в аорту при одном сокращении сердца (систоле). УОК показывает величину сердечного выброса и является характеристикой производительности сердца как насоса.
Вычислительный способ определения УОК:
УОКп=90.97+(0.54*(САДп-ДАДп))-(0.57*ДАДп)-(0.61 * возр),
или — несколько упрощенным способом, дающим большую погрешность:
УОКп=100.0+(0.55*(САДп-ДАДп))-(0.5*ДАДп)-(0.6 * возр);
модифицированная для детей 8-14 лет формула:
УОКп=80.0+(0.5*(САДп-ДАДп))-(0.6*ДАДп)-(2*возр)
где п — стадия обследования, в данном случае фоновое, спокойное состоя-
ние;
САД, ДАД — артериальное давление; возр — возраст обследуемого, в годах.
Дыхательный объем (ДО) — объем воздуха, вдыхаемый при обычном, спокойном (не усиленном) вдохе и выдыхаемый при обычном, спокойном (не усилен-
77
ном) выдохе. Для расчетов относительных изменений вместо ДО используется показатель амплитуды дыхания (АД), в свою очередь, рассчитываемый из электрограммы экскурсии грудной клетки. Амплитуда дыхания равняется разности между максимумом вдоха и минимумом выдоха
Минутный объем крови (МОК) — количество крови, перекачиваемое сердцем за одну минуту. МОК вычисляется как произведение УОК на ЧСС.
Минутный объем легких (МОЛ) — объем воздуха, проходящий через легкие в течение 1 минуты. Рассчитывается как произведение ЧДД и АД.
5.1.2 Получение вывода о характере реакции системы кислородообеспечения на гипоксическую нагрузку
На основе приведенного ниже алгоритма, при помощи АРМа автоматически формулируется вывод об особенностях адаптации системы кислородообеспечения человека к гипоксической нагрузке.
Алгоритм формулировки вывода об адаптации системы кислородообеспечения к гипоксической нагрузке:
-Если во время выполнения нагрузки отсутствовали объективные признаки резкого ухудшения функционального состояния человека и отказ от выполнения работы, то можно признать работу систем кислородообеспечения удовлетворительной, иначе исследование прерывается и формулируется вывод — №4.
-Анализируется динамика МОЛ:МОК при переходе обследуемого от фонового состояния к функциональному состоянию при выполнении гипоксической нагрузки. Если этот показатель падает, то реакция организма обследуемого на нагрузку относится к первому типу (смотрите ниже); если отношение МОЛ:МОК возрастает, то ко второму типу; если не изменяется (в пределах 10 %), то к третьему типу.
-Затем, в пределах каждого типа реагирования, анализируются особенности участия каждой из подсистем кислородообеспечивающей системы в обеспечении реакции организма. Анализируются отношения: %УОК:%ЧСС и %АД:%ЧДД. Если частота работы системы нарастает больше чем объем, то испытуемый относится к группе "а" в пределах данного типа реакции, если частота растет меньше, чем объем, то к группе "б", и если и то и другое возрастает в равной степени (в пределах 10 %), то к группе "в".
78
Варианты возможных выводов о состоянии кардио-респираторной систем и их взаимодействия:
1 — Удовлетворительное обеспечение гомеостаза при гипоксической нагрузке с преобладанием вклада сердечно-сосудистой системы преимущественно за счет:
а) увеличения частоты сердечных сокращений; б) увеличения систолического объема сердца;
в) совместного увеличения частоты сердечных сокращений и систолического объема.
2 — Удовлетворительное обеспечение гомеостаза при гипоксической нагрузке с преобладанием вклада респираторной системы преимущественно за счет:
а) увеличения частоты дыхания; б) увеличения объема дыхания;
в) увеличения частоты и объема дыхания.
3 — Удовлетворительное обеспечение гомеостаза при гипоксической нагрузке с равным вкладом сердечно-сосудистой и респираторной систем организма.
4 — Неудовлетворительное обеспечение кардио-респираторного гомеостаза при гипоксической нагрузке.
5.2Исследование особенностей адаптации сердечно-сосудистой
идыхательной систем к велоэргометрической нагрузке
Цель работы:
Зарегистрировать динамику основных показателей работы сердечнососудистой и дыхательной систем при выполнении физической работы 35 % и 70 % МПК (низкая и высокая нагрузка).
Оценить индивидуальные особенности адаптации системы кислородообеспечения человека к физической нагрузке.
Оборудование:
1.Персональный компьютер (ПК) типа IBM AT 386, 486 и т.д.
2.Специализированное АРМ для исследования сердечно-сосудистой и дыхательной систем.
3.Велоэргометр "Kettler".
4.Электроды для регистрации ЭКГ.
79
5.Марля или фильтровальная бумага, электродная паста.
6.Датчик для регистрации дыхательных движений.
7.Пульсоксиметр "ЭЛОКС-01М".
8.Аппарат для измерения давления.
9.Секундомер
Методика
# Подготовка обследуемого.
Обследуемый располагается в седле велоэргометра. Высота последнего подгоняется таким образом, чтобы при положении педали в нижней точке траектории, нога обследуемого была выпрямлена. Регулируется угол наклона руля.
Испытуемый сидит в седле велоэргометра, максимально расслаблен, дыхание ровное, спокойное. Отдыхает 10 минут.
ЭКГ регистрируется следующим образом: референтный электрод устанавливается на лоб, активные электроды — на запястья рук (первое стандартное отведение) и на грудную клетку, в позиции V4 или V5.
Внешнее дыхание исследуется с помощью компьютерного анализа электрографический кривой, полученной при помощи тензометрического преобразования динамики грудной клетки. Тензометрический датчик располагается в зоне максимальной экскурсии грудной клетки - на верхней (у женщин) или нижней (у мужчин) части грудной клетки.
Параллельно регистрируется относительная величина содержания оксигемоглобина в крови при помощи пульсоксиметра "ЭЛОКС-01М" (разработка Самарской аэрокосмической академии).
Включается персональный компьютер.
В течение всего эксперимента осуществляется контроль состояния испытуемого (Раздел 2.2.).
Необходимо проверить правильность установки всех электродов, качество регистрации сигналов. Контроль качества регистрируемых сигналов осуществляется визуально при их проекции на экран монитора компьютера. Добиваемся отсутствия артефактов (помех, не связанных с исследуемыми сигналами: движения, плохого контакта электродов, наличия сетевой помехи).
У испытуемого измеряем артериальное давление.
Программные средства АРМа позволяют получить цифровую запись двух ка80