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:
Мэн = 0,198 x ЧД – 3,06,
где Мэн — 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, РОвд) — объем воздуха, вдыхаемого при максимально глубоком вдохе; его величина составляет 1500–2000 мл;
— резервный воздух (резервный объем выдоха, РОвыд) — 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 + РОвд + РОвыд. 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.